DE202014004327U1

DE202014004327U1 - Mittel zum Ermitteln einer Zuordnung zwischen einer Kurbelwellenwinkelgröße und einer Kolbenstellungsgröße

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Publication number: DE202014004327U1
Application number: DE202014004327.2U
Authority: DE
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-05-24
Filing date: 2014-05-24
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2024-05-25

Abstract

Mittel zum Ermitteln einer Zuordnung (X) zwischen wenigstens einem Wert (φ_TDC) einer Kurbelwellenwinkelgröße (φ) einer Kurbelwelle (2) einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und einem Wert (x_TDC) einer Kolbenstellungsgröße (x) einer Zylinderanordnung der Brennkraftmaschine, die wenigstens einen mit der Kurbelwelle (2) gekoppelten Kolben (3) aufweist, mit
– einem Mittel (1.1) zum Ermitteln einer Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) zwischen Ist-Werten (t_i) einer Drehmomentgröße (t) der Kurbelwelle (2) und Ist-Werten (φ_i) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ);
– einem Mittel (1.2) zum Ermitteln einer Abweichung (Δ) zwischen dieser ermittelten Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) und einer vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung (T') zwischen Werten der Drehmomentgröße (t) und Werten der Kurbelwellenwinkelgröße (φ); und
– einem Mittel (1.3) zum Kalibrieren einer vorgegebenen Soll-Zuordnung (X') zwischen wenigstens einem Wert (φ_TDC) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ) und einem Wert (x_TDC) der Kolbenstellungsgröße (x) auf Basis dieser ermittelten Abweichung (Δ).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ermitteln einer Zuordnung zwischen einer Kurbelwellenwinkelgröße und einer Kolbenstellungsgröße, insbesondere ein hierzu eingerichtetes Mittel bzw. eine hierzu eingerichtete Anordnung.
Eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs weist eine Kurbelwelle und eine Zylinderanordnung mit einem oder mehreren mit der Kurbelwelle gekoppelten Kolben auf. Eine Drehung der Kurbelwelle bewirkt in dem Zylinder bzw. den Zylindern jeweils einen Hub eines Kolbens zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt.
Ist ein tatsächlicher Zusammenhang zwischen einer Winkellage der Kurbelwelle und der Stellung des bzw. der Kolben bekannt und wird im Betrieb der Brennkraftmaschine eine tatsächliche Winkellage der Kurbelwelle erfasst, so kann daraus die tatsächliche Stellung des bzw. der Kolben ermittelt werden. Dies kann es in einer Ausführung ermöglichen, die Brennkraftmaschine besser zu steuern bzw. zu regeln, insbesondere Ventilöffnungszeiten zu optimieren oder dergleichen.
Nach betriebsinterner Praxis wird bislang der Zusammenhang zwischen der Winkellage der Kurbelwelle und der Stellung des bzw. der Kolben auf Basis eines kinematischen Modells theoretisch ermittelt und dieser theoretische bzw. Soll-Zusammenhang im Betrieb zugrunde gelegt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der tatsächliche bzw. Ist-Zusammenhang zwischen der Winkellage der Kurbelwelle und der Stellung des bzw. der Kolben von dem theoretischen bzw. Soll-Zusammenhang abweicht. So variiert in einer Ausführung bei realen Brennkraftmaschinen einer Baureihe, die theoretisch baugleich sind und somit denselben theoretischen bzw. Soll-Zusammenhang zwischen der Winkellage der Kurbelwelle und der Stellung des bzw. der Kolben aufweisen, der tatsächliche bzw. Ist-Zusammenhang zwischen der Winkellage der Kurbelwelle und der Stellung des bzw. der Kolben gegenüber dem theoretischen bzw. Soll-Zusammenhang um ca. ±1°. Wird eine solche reale Brennkraftmaschine auf Basis eines theoretischen bzw. Soll-Zusammenhangs zwischen der Winkellage ihrer Kurbelwelle und der Stellung ihres Kolbens bzw. ihrer Kolben gesteuert bzw. geregelt, der von dem tatsächlichen bzw. Ist-Zusammenhang abweicht, kann dies in einer Ausführung nachteilig zu einem verschlechterten Betrieb, insbesondere einem unerwünschten Anstieg einer Betriebstemperatur eines Abgasturboladers der Brennkraftmaschine führen.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch ein Mittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Anspruch 10 stellt eine Anordnung mit einem entsprechenden Mittel unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, insbesondere durch ein hierzu eingerichtetes Mittel, eine Zuordnung X, insbesondere eine tatsächliche bzw. reale Ist-Zuordnung X, zwischen einem oder mehreren Werten φ_i, einer Kurbelwellenwinkelgröße φ einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug bzw. eines Kraftfahrzeugs und zugeordneten Werten x_i einer Kolbenstellungsgröße x einer Zylinderanordnung der Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren mit der Kurbelwelle gekoppelten Kolben ermittelt, insbesondere für einen oder mehrere Zylinder der Zylinderanordnung jeweils eine Zuordnung X zwischen einem Wert x_TDC der Kolbenstellungsgröße, der einem oberen Totpunkt eines Kolbens des Zylinders entspricht, und einem diesem zugeordneten Wert φ_TDC der Kurbelwellenwinkelgröße, der somit den oberen Totpunkt des Kolbens angibt. Entsprechend betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein hierzu eingerichtetes Mittel, insbesondere eine hierzu, insbesondere programm- und signaltechnisch, eingerichtete Vorrichtung.
Die Kolbenstellungsgröße x hängt in einer Ausführung von einer Kolbenstellung von einem Kolben von wenigstens einem Zylinder der Zylinderanordnung in diesem Zylinder ab, in einer Weiterbildung gibt sie diese an. Sie kann in einer Ausführung zwischen einem oberen und unteren Totpunkt des Kolbens in dem Zylinder skaliert sein, beispielsweise zwischen 0 (= unterer Totpunkt) und 1 (= oberer Totpunkt) oder dergleichen.
Die Kurbelwellenwinkelgröße φ hängt in einer Ausführung von einer Dreh- bzw. Winkellage bzw. Verdrehung der Kurbelwelle ab, insbesondere gegenüber einer vorgegebenen Referenzlage, vorzugsweise einer definierten Nulllage, in einer Weiterbildung gibt sie diese an. Sie kann in einer Ausführung beispielsweise zwischen 0° und 720° bzw. modulo 4π (re)normiert sein, da zwei volle Umdrehungen der Kurbelwelle den vier Arbeitstakten einer Brennkraftmaschine bzw. zwei vollständigen Hüben der Kolben zwischen oberem und unterem Totpunkt entsprechen.
Die Zuordnung X zwischen Werten der Kurbelwellenwinkelgröße φ und zugeordneten Werten der Kolbenstellungsgröße x kann insbesondere eine Relation, insbesondere Funktion bzw. Abbildung, der Form X: φ → x oder X: x → φ sein. Sie ist bzw. wird in einer Ausführung, insbesondere tabellarisch, durch ein Kennfeld, Parameter, insbesondere Stützstellen, einer Funktion, insbesondere einer Interpolationsfunktion, oder dergleichen gespeichert.
In einer Ausführung wird, insbesondere durch ein hierzu eingerichtetes Mittel, zunächst eine, insbesondere tatsächliche bzw. reale, Ist-Drehmoment-Zuordnung T zwischen, insbesondere erfassten, Werten t_i einer Drehmomentgröße t der Kurbelwelle und, insbesondere erfassten, zugeordneten Werten φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße ermittelt, insbesondere bei unbefeuerter Brennkraftmaschine und zwangs- bzw. fremdgedrehter Kurbelwelle. Entsprechend weist in einer Ausführung das Mittel bzw. die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln dieser Zuordnung auf.
Diese Ist-Drehmoment-Zuordnung T zwischen, insbesondere erfassten, Ist-Werten der Kurbelwellenwinkelgröße φ und zugeordneten, insbesondere erfassten, Ist-Werten der Drehmomentgröße t kann insbesondere eine Relation, insbesondere Funktion, der Form T: φ → t oder T: t → φ sein. Sie ist bzw. wird in einer Ausführung, insbesondere tabellarisch, durch ein Kennfeld, Parameter, insbesondere Stützstellen, einer Funktion, insbesondere einer Interpolationsfunktion, oder dergleichen gespeichert. Erfasste Ist-Werte können in einer Ausführung verarbeitet sein bzw. werden, insbesondere gefiltert, skaliert oder dergleichen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung zum Ermitteln der, insbesondere tatsächlichen bzw. realen, Ist-Zuordnung zwischen wenigstens einem Wert einer Kurbelwellenwinkelgröße und dem zugeordneten Wert der Kolbenstellungsgröße ein Erfassungsmittel zum Erfassen der Ist-Werte t_i der Drehmomentgröße und ein Erfassungsmittel zum Erfassen der Ist-Werte φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße auf.
Das Erfassungsmittel zum Erfassen der Ist-Werte φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße weist in einer Ausführung einen, insbesondere magnetisch, winkelkodierten, Körper, insbesondere eine Scheibe, der bzw. die drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist, und einen Sensor zum Detektieren des winkelkodierten Körpers auf, der gegenüber einer Lagerung der Kurbelwelle drehfest ist.
Das Erfassungsmittel zum Erfassen der Ist-Werte t_i der Drehmomentgröße weist in einer Ausführung einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Drehmoments auf, das an bzw. in der Kurbelwelle wirkt. Entsprechend hängt in einer Ausführung die Drehmomentgröße von einem in bzw. an der Kurbelwelle wirkenden Drehmoment ab, in einer Weiterbildung gibt sie dieses an.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass aus einer Abweichung zwischen der Ist-Zuordnung T zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße und der Drehmomentgröße und einer theoretischen bzw. Soll-Zuordnung T' zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße und der Drehmomentgröße, insbesondere linear, eine Abweichung zwischen der gesuchten Ist-Zuordnung X zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße und der Kolbenstellungsgröße und einer vorgegebenen theoretischen bzw. Soll-Zuordnung X' zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße und der Kolbenstellungsgröße ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann somit bei Kenntnis dieser Abweichung Δ eine theoretische bzw. Soll-Zuordnung X' zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße und der Kolbenstellungsgröße auf Basis dieser Abweichung, insbesondere einfach und/oder präzise, kalibriert, insbesondere korrigiert werden.
Entsprechend wird in einer Ausführung, insbesondere durch ein hierzu eingerichtetes Mittel, eine Abweichung Δ zwischen der ermittelten Ist-Drehmoment-Zuordnung T und einer vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung T' zwischen Werten der Drehmomentgröße t und Werten der Kurbelwellenwinkelgröße φ ermittelt. Entsprechend weist in einer Ausführung das Mittel bzw. die Vorrichtung ein Mittel zum Ermitteln dieser Abweichung auf.
Dann wird in einer Ausführung, insbesondere durch ein hierzu eingerichtetes Mittel, eine vorgegebene Soll-Zuordnung X' zwischen Werten der Kurbelwellenwinkelgröße φ und zugeordneten Werten der Kolbenstellungsgröße x, insbesondere für einen oder mehrere Zylinder der Zylinderanordnung jeweils eine Soll-Zuordnung X' zwischen einem Soll-Wert x'_TDC der Kolbenstellungsgröße, der einem oberen Totpunkt eines Kolbens des Zylinders entspricht, und einem diesem zugeordneten Soll-Wert φ'_TDC der Kurbelwellenwinkelgröße, der somit den oberen Totpunkt des Kolbens angibt, auf Basis dieser ermittelten Abweichung Δ zwischen der Ist-Drehmoment-Zuordnung T und der vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung T' kalibriert, insbesondere korrigiert. Die solcherart kalibrierte Soll-Zuordnung X wird als (tatsächliche) Ist-Zuordnung X zwischen wenigstens einem Wert der Kurbelwellenwinkelgröße und einem zugeordneten Wert der Kolbenstellungsgröße ermittelt. Entsprechend weist in einer Ausführung das Mittel bzw. die Vorrichtung ein Mittel zum Kalibrieren der Soll-Zuordnung X' auf.
In einer Ausführung wird die solcherart ermittelte Ist-Zuordnung X gespeichert. Sie kann insbesondere tabellarisch gespeichert werden bzw. sein, indem Wertepaare (φ_i, x_i) von Werten der Kurbelwellenwinkelgröße und Werten der (tatsächlichen bzw. Ist-)Kolbenstellungsgröße, insbesondere ein Wertepaar (φ_TDC, x_TDC) für den oberen Totpunkt x_TDC wenigstens eines Zylinders und die diesem entsprechende tatsächliche bzw. Ist-Drehlage φ_TDC der Kurbelwelle, insbesondere tabellarisch, gespeichert werden bzw. sind. Gleichermaßen können die Soll-Zuordnung X', insbesondere durch Parameter, insbesondere Stützstellen, einer Funktion, insbesondere Interpolationsfunktion, und die Abweichung Δ gespeichert und bei Verwendung der gespeicherten Soll-Zuordnung X' diese mit der gespeicherten Abweichung Δ korrigiert sein bzw. werden.
Die vorgegebene Soll-Zuordnung X' wird bzw. ist in einer Ausführung auf Basis eines theoretischen, insbesondere kinematischen, Modells bestimmt. Insbesondere kann einer oberen Totpunktstellung wenigstens eines Kolbens auf Basis eines Modells der Kurbelwelle, der Zylinderanordnung und gegebenenfalls des Erfassungsmittels zum Erfassen der Werte der Kurbelwellenwinkelgröße bestimmt werden bzw. sein. So kann in einer Ausführung vorteilhafterweise eine besonders präzise Soll-Zuordnung X' bestimmt werden bzw. sein. Gleichermaßen kann die vorgegebene Soll-Zuordnung X' auf Basis einer realen Referenzbrennkraftmaschine bestimmt werden bzw. sein. So kann in einer Ausführung vorteilhafterweise die Soll-Zuordnung X' besonders einfach und/oder zuverlässig bestimmt werden bzw. sein.
Die vorgegebene Soll-Drehmoment-Zuordnung T' wird bzw. ist in einer Ausführung auf Basis eines theoretischen, insbesondere kinetischen, Modells bestimmt. Insbesondere kann ein Nulldurchgang eines Drehmoments der Kurbelwelle auf Basis eines theoretischen, insbesondere kinetischen, Modells der Kurbelwelle, der Zylinderanordnung und gegebenenfalls des Erfassungsmittels zum Erfassen der Werte der Drehmomentgröße bestimmt werden bzw. sein. So kann in einer Ausführung vorteilhafterweise eine besonders präzise Soll-Drehmoment-Zuordnung T' bestimmt werden bzw. sein. Gleichermaßen kann die vorgegebene Soll-Drehmoment-Zuordnung T' auf Basis einer realen Referenzbrennkraftmaschine bestimmt werden bzw. sein. So kann in einer Ausführung vorteilhafterweise die Soll-Drehmoment-Zuordnung T' besonders einfach und/oder zuverlässig bestimmt werden bzw. sein.
In einer Ausführung wird die vorgegebene Soll-Zuordnung X', insbesondere durch das hierzu eingerichtete Mittel zum Kalibrieren, in der Kurbelwellenwinkelgröße φ um die ermittelte Abweichung Δ versetzt. Entsprechend ist in einer Ausführung das Mittel zum Kalibrieren dazu eingerichtet, die vorgegebene Soll-Zuordnung X' um die ermittelte Abweichung Δ zu versetzen. Insbesondere kann somit die ermittelte bzw. kalibrierte Zuordnung sich um den Versatz bzw. Offset Δ = φ₀ – φ'₀ von der Soll-Zuordnung X' unterscheiden: x = X'(φ – Δ) = X(φ).
Entsprechend weist in einer Ausführung die kalibrierte Soll-Zuordnung bzw. die ermittelte Ist-Zuordnung X gegenüber der vorgegebenen Soll-Zuordnung X' in der Kurbelwellenwinkelgröße φ einen Versatz auf, der von der ermittelten Abweichung Δ abhängt, insbesondere dieser entspricht.
In einer Ausführung hängt die ermittelte Abweichung Δ von einer Abweichung zwischen einem Ist-Kennwert φ₀ der Kurbelwellenwinkelgröße φ, der durch die Ist-Drehmoment-Zuordnung T einem vorgegebenen Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t zugeordnet ist, und einem Soll-Kennwert φ'₀ der Kurbelwellenwinkelgröße φ ab, der durch die Soll-Drehmoment-Zuordnung T' diesem vorgegebenen Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t zugeordnet ist, in einer Weiterbildung gibt die ermittelte Abweichung Δ diese Abweichung zwischen Ist- und Soll-Kennwert an. Auf diese Weise kann durch Ermitteln eines Ist- und eines entsprechenden Soll-Kennwertes der Kurbelwellenwinkelgröße φ für denselben vorgegebenen Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t auf Basis der Ist- bzw. Soll-Drehmoment-Zuordnung in einer Ausführung einfach und/oder präzise eine Abweichung zwischen diesen Drehmoment-Zuordnungen ermittelt werden.
In einer Weiterbildung hängt der Ist-Kennwert φ₀ von einem Durchgang bzw. Schnittpunkt einer, insbesondere steigenden, Flanke der Ist-Drehmoment-Zuordnung T durch den vorgegebenen Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t und/oder der Soll-Kennwert φ'₀ von einem Durchgang bzw. Schnittpunkt einer, insbesondere steigenden, Flanke der Soll-Drehmoment-Zuordnung T' durch den vorgegebenen Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t ab, insbesondere kann der Ist- bzw. Soll-Kennwert diesen Durchgang bzw. Schnittpunkt angeben. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft eine Abweichung zwischen den Drehmoment-Zuordnungen noch einfacher und/oder präziser ermittelt werden.
Der vorgegebene Kennwert t₀ der Drehmomentgröße t kann insbesondere ein konstanter Wert, insbesondere gleich Null sein. Entsprechend können der Ist-Kennwert φ₀ und/oder der Soll-Kennwert φ'₀ auf Basis eines Nulldurchgangs einer Flanke der Ist- bzw. Soll-Drehmoment-Zuordnung bestimmt werden bzw. sein. Ein solcher Nulldurchgang kann in einer Ausführung vorteilhaft besonders einfach und/oder präzise ermittelt werden
In einer Ausführung weist die Anordnung ein Mittel zum Aufprägen einer Drehung der Kurbelwelle der unbefeuerten Brennkraftmaschine auf, insbesondere eine weitere, befeuerte Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor, die bzw. der mit der Kurbelwelle der unbefeuerten Brennkraftmaschine drehfest koppelbar, insbesondere gekoppelt, ist. Hierdurch kann in einer Ausführung vorteilhaft die Ist-Zuordnung zwischen Kurbelwellenwinkel- und Kolbenstellungsgröße vorab ermittelt und in einem Speicher eines Steuermittels für die Brennkraftmaschine abgespeichert werden bzw. sein.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere die Zuordnung ermitteln kann.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 eine Anordnung mit einer Vorrichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
2 eine Zuordnung zwischen einer Kurbelwellenwinkelgröße und einer Kolbenstellungs- und einer Drehmomentgröße.
1 zeigt eine Anordnung mit einer Vorrichtung in Form eines programmtechnisch eingerichteten Computers 1.1–1.3 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zum Ermitteln einer tatsächlichen Ist-Zuordnung X zwischen einem Wert φ_TDC einer Kurbelwellenwinkelgröße φ einer Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und einem zugeordneten Wert x_TDC einer Kolbenstellungsgröße x einer Zylinderanordnung der Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder 3 mit einem Kolben 4, der mit der Kurbelwelle 2 gekoppelt ist.
Die Anordnung weist ein Mittel zum Aufprägen einer Drehung der Kurbelwelle 2 der unbefeuerten Brennkraftmaschine in Form einer weiteren Brennkraftmaschine mit einer Abtriebswelle 5 auf, die mit der Kurbelwelle 2 drehfest gekoppelt ist.
Die Anordnung weist weiter ein Erfassungsmittel in Form eines Drehmomentsensors 6 zum Erfassen von Werten t_i einer Drehmomentgröße in Form eines gemessenen Drehmoments t auf, das die Kurbelwelle 2 auf die Abtriebswelle 5 aufprägt bzw. der durch die Abtriebswelle 5 aufprägten Drehung als Widerstand entgegensetzt.
Die Anordnung weist weiter ein Erfassungsmittel mit einem Winkelsensor 7 zum Erfassen von Werten φ_i einer Kurbelwellenwinkelgröße in Form einer Dreh- bzw. Winkellage φ einer magnetisch winkelkodierten Scheibe 8 auf, die drehfest mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist.
Wie in 1 strichpunktiert angedeutet, übermitteln die Erfassungsmittel 6, 7 die Werte t_i, φ_i der Drehmoment- bzw. Kurbelwellenwinkelgröße an den Computer 1.1–1.3. Zudem ist in 1 die Kolbenstellungsgröße in Form einer Koordinate x angedeutet, die eine Kolbenstellung des Kolbens 4 in dem Zylinder 3 angibt. Dabei bezeichnet x_TDC einen oberen Totpunkt des Kolbens 4 in dem Zylinder 3 (vgl. 2).
Der Computer 1.1–1.3 ist programmtechnisch dazu eingerichtet, das nachfolgend anhand der 2 erläuterte Verfahren auszuführen.
Zunächst ermittelt ein hierzu programmtechnisch eingerichtetes Mittel 1.1 des Computers aus den vom Drehmomentsensor 6 erfassten und an den Computer 1.1–1.3 übermittelten Ist-Werten t_i der Drehmomentgröße t der Kurbelwelle 2 und den vom Winkelsensor 7 erfassten und an den Computer 1.1–1.3 übermittelten Ist-Werten φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße φ der Kurbelwelle 2 eine Ist-Drehmoment-Zuordnung T zwischen diesen Werten, die in 2 ausgezogen dargestellt ist.
Die Ist-Werte φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße φ können in einer Ausführung durch ein Rechtecksignal kodiert sein, bei dem ein Passieren eines Sektors der magnetisch winkelkodierten Scheibe 8 an dem Sensor 7 einer steigenden oder fallenden Flanke entspricht (nicht dargestellt). Wenn die Auflösung der erfassten Werten t_i der Drehmomentgröße t größer ist als die Auflösung der erfassten Werte φ_i der Kurbelwellenwinkelgröße φ, kann der Computer 1.1–1.3 entsprechend interpolieren.
Anschließend ermittelt ein hierzu programmtechnisch eingerichtetes Mittel 1.2 des Computers eine Abweichung Δ = φ₀ – φ'₀ zwischen dieser ermittelten Ist-Drehmoment-Zuordnung T und einer vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung T' zwischen Werten der Drehmomentgröße t und Werten der Kurbelwellenwinkelgröße φ.
Diese vorgegebene Soll-Drehmoment-Zuordnung T' ist auf Basis eines theoretischen Modells oder empirisch auf Basis einer realen Referenzbrennkraftmaschine bestimmt. In 2 ist diese theoretische bzw. Soll-Zuordnung T' zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße φ und der Drehmomentgröße t punktiert angedeutet.
Wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet, bestimmt der Durchgang der steigenden Flanke F' der theoretischen bzw. Soll-Zuordnung T' durch einen vorgegebenen konstanten Kennwert t₀ einen Soll-Kennwert φ'₀. In analoger Weise bestimmt der Durchgang der steigenden Flanke F der Ist-Drehmoment-Zuordnung T durch diesen vorgegebenen Kennwert t₀ einen Ist-Kennwert φ₀, was in 2 ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist.
Der vorgegebene konstante Kennwert t₀ kann insbesondere gleich Null sein, der Ist- bzw. Soll-Kennwert entsprechend durch den Nulldurchgang der steigenden Flanke der Ist- bzw. Soll-Drehmoment-Zuordnung bestimmt sein.
Die Differenz φ₀ – φ'₀ zwischen dem Ist- und dem Soll-Kennwert φ₀, φ'₀ definiert eine Abweichung Δ zwischen der ermittelten Ist-Drehmoment-Zuordnung T und der vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung T', wie ebenfalls in 2 angedeutet.
Anschließend kalibriert ein hierzu programmtechnisch eingerichtetes Mittel 1.3 des Computers eine vorgegebene Soll-Zuordnung X' zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße φ und der Kolbenstellungsgröße x auf Basis dieser ermittelten Abweichung Δ.
Die vorgegebene Soll-Zuordnung X' ist in 2 punktiert angedeutet. Sie ist auf Basis eines kinematischen Modells bestimmt. Rein exemplarisch kann beispielsweise die fallende Flanke des vierzehnten Zahns eines Rechtecksignals, das der Winkelsensor 7 an den Computer übermittelt, bzw. eine Soll-Kurbelwellenwinkelgröße φ'_TDC von 0° dem oberen Totpunkt des Kolbens 4 entsprechen (X': φ'_TDC → x_TDC).
Bei einer realen Brennkraftmaschine kann die tatsächliche bzw. Ist-Kurbelwellenwinkelgröße φ_TDC, die tatsächlich dem oberen Totpunkt des Kolbens 4 entspricht, gegenüber dieser Soll-Kurbelwellenwinkelgröße φ'_TDC in der Größenordnung von etwa 1° verschoben sein.
Daher versetzt das Mittel 1.3 die vorgegebene Soll-Zuordnung X' um die ermittelte Abweichung Δ und speichert diese korrigierte Zuordnung als ermittelte tatsächliche bzw. Ist-Zuordnung X ab. Diese ist in 2 ausgezogen dargestellt. Die Ist-Zuordnung X weist somit gegenüber der vorgegebenen Soll-Zuordnung X' in der Kurbelwellenwinkelgröße φ einen Versatz bzw. Offset auf, der der ermittelten Abweichung Δ entspricht.
Wird nun im Betrieb der Brennkraftmaschine diese solcherart ermittelte tatsächliche bzw. Ist-Zuordnung X, insbesondere zum Steuern bzw. Regeln der Brennkraftmaschine, verwendet, kann hierdurch der Betrieb der Brennkraftmaschine verbessert werden.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

1.1	Mittel zum Ermitteln der Zuordnung T (Computer)
1.2	Mittel zum Ermitteln des Ist-Kennwertes φ₀ (Computer)
1.3	Mittel zum Ermitteln der Abweichung Δ (Computer)
2	Kurbelwelle
3	Zylinder
4	Kolben
5	Abtriebswelle (weitere Brennkraftmaschine)
6	Drehmomentsensor (Erfassungsmittel)
7	Winkelsensor (Erfassungsmittel)
8	winkelcodierte Scheibe (Erfassungsmittel)

φ	Kurbelwellenwinkelgröße
t	Drehmomentgröße
x	Kolbenstellungsgröße
T	Zuordnung zwischen t und φ
X	Zuordnung zwischen x und φ
F	Flanke
'	theoretisch bzw. Soll-
₀	Kenn-
_TDC	oberer Totpunkt (Top Dead Center)

Claims

Mittel zum Ermitteln einer Zuordnung (X) zwischen wenigstens einem Wert (φ_TDC) einer Kurbelwellenwinkelgröße (φ) einer Kurbelwelle (2) einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und einem Wert (x_TDC) einer Kolbenstellungsgröße (x) einer Zylinderanordnung der Brennkraftmaschine, die wenigstens einen mit der Kurbelwelle (2) gekoppelten Kolben (3) aufweist, mit – einem Mittel (1.1) zum Ermitteln einer Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) zwischen Ist-Werten (t_i) einer Drehmomentgröße (t) der Kurbelwelle (2) und Ist-Werten (φ_i) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ); – einem Mittel (1.2) zum Ermitteln einer Abweichung (Δ) zwischen dieser ermittelten Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) und einer vorgegebenen Soll-Drehmoment-Zuordnung (T') zwischen Werten der Drehmomentgröße (t) und Werten der Kurbelwellenwinkelgröße (φ); und – einem Mittel (1.3) zum Kalibrieren einer vorgegebenen Soll-Zuordnung (X') zwischen wenigstens einem Wert (φ_TDC) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ) und einem Wert (x_TDC) der Kolbenstellungsgröße (x) auf Basis dieser ermittelten Abweichung (Δ).
Mittel nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kolbenstellungsgröße (x) von einer Kolbenstellung eines Kolbens (4) von wenigstens einem Zylinder (3) der Zylinderanordnung abhängt, insbesondere diese angibt.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kurbelwellenwinkelgröße (φ) von einer Drehlage der Kurbelwelle (2) abhängt, insbesondere diese angibt.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehmomentgröße (t) von einem in der Kurbelwelle (2) wirkenden Drehmoment abhängt, insbesondere dieses angibt.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abweichung einer Abweichung zwischen einem Ist-Kennwert (φ₀) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ), der durch die Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) einem vorgegebenen Kennwert (t₀) der Drehmomentgröße (t) zugeordnet ist, und einem Soll-Kennwert (φ'₀) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ) entspricht, der durch die Soll-Drehmoment-Zuordnung (T') diesem vorgegebenen Kennwert (t₀) der Drehmomentgröße (t) zugeordnet ist.
Mittel nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Ist-Kennwert (φ₀) von einem Durchgang einer Flanke (F) der Ist-Drehmoment-Zuordnung (T) durch den vorgegebenen Kennwert (t₀) der Drehmomentgröße (t) und/oder der Soll-Kennwert (φ'₀) von einem Durchgang einer Flanke (F') der Soll-Drehmoment-Zuordnung (T') durch den vorgegebenen Kennwert (t₀) der Drehmomentgröße (t) abhängt, insbesondere diesen angibt.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Soll-Zuordnung (X') zwischen der Kurbelwellenwinkelgröße (φ) und der Kolbenstellungsgröße (x) auf Basis eines theoretischen Modells oder einer realen Referenzbrennkraftmaschine bestimmt ist.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Soll-Drehmoment-Zuordnung (T') auf Basis eines theoretischen Modells oder einer realen Referenzbrennkraftmaschine bestimmt ist.
Mittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kalibrierte Soll-Zuordnung (X) gegenüber der vorgegebenen Soll-Zuordnung (X') in der Kurbelwellenwinkelgröße (φ) einen Versatz aufweist, der von der ermittelten Abweichung (Δ) abhängt, insbesondere dieser entspricht.
Anordnung zum Ermitteln einer Ist-Zuordnung (X) zwischen wenigstens einem Wert (φ_TDC) einer Kurbelwellenwinkelgröße (φ) einer Kurbelwelle (2) einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und einem zugeordneten Wert (x_TDC) einer Kolbenstellungsgröße (x) einer Zylinderanordnung der Brennkraftmaschine, die wenigstens einen mit der Kurbelwelle (2) gekoppelten Kolben (3) aufweist, mit – einem Mittel (1.1–1.3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – einem Erfassungsmittel (6) zum Erfassen der Ist-Werte (t_i) der Drehmomentgröße (t); und – einem Erfassungsmittel (7, 8) zum Erfassen der Ist-Werte (φ_i) der Kurbelwellenwinkelgröße (φ).
Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, mit einem Mittel (5) zum Aufprägen einer Drehung der Kurbelwelle (2) der unbefeuerten Brennkraftmaschine.