DE10107892A1 - Detection of faults in the signaling wheel of a combustion engine crankshaft and determination of correction values for them so that the engine operates more efficiently - Google Patents
Detection of faults in the signaling wheel of a combustion engine crankshaft and determination of correction values for them so that the engine operates more efficientlyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation des Geberradfehlers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for identifying the encoder wheel error according to the Preamble of claim 1.
Verfahren zur Identifikation und Kompensation des Geberradfehlers sind insbesondere zur genauen Ermittlung der Motordrehzahl und zur Lagebestimmung der Kurbelwelle notwendig. Die Motordrehzahl beeinflusst eine Reihe von Funktionen der Motorsteuerung. Fehler oder Ungenauigkeiten der Drehzahlerfassung wirken sich z. B. negativ auf die Regelkreise der Leerlauf- und Laufruheregelung aus. Weiterhin ist eine genaue Erfassung der Winkelgeschwindigkeit für kurbelwinkelgesteuerte Einspritzsysteme (z. B. Pumpe-Düse- Einspritzsysteme) notwendig, da aus der Momentan-Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle Einspritzbeginn und -ende extrapoliert werden.Methods for identifying and compensating the encoder wheel error are particularly useful for exact determination of the engine speed and for determining the position of the crankshaft necessary. Engine speed affects a number of engine control functions. Errors or inaccuracies in the speed detection affect z. B. negative on the Control loops of the idle and quiet running control. There is also an accurate record the angular velocity for crank angle controlled injection systems (e.g. pump injector Injection systems) necessary because of the instantaneous angular velocity of the crankshaft Start and end of injection are extrapolated.
Allgemein vorbekannt ist es, zur Messung der Drehzahl und Winkellage der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen ein mit der Kurbelwelle umlaufendes Geberrad drehfest anzuordnen, das Markierungen oder Segmente aufweist, die von einem feststehenden Sensor abgetastet werden. Allgemein üblich sind metallische Geberräder z. B. mit einer 60-2 Zahnteilung, die von einem Hall-Sensor oder einem induktiven Geber abgetastet werden, wobei die so erzeugte Pulsfolge ausgewertet und daraus Drehzahl und Winkelstellung der Kurbelwelle berechnet werden.It is generally known to measure the speed and angular position of the crankshaft Internal combustion engines to arrange a rotating encoder wheel rotating with the crankshaft, which has markings or segments by a fixed sensor be scanned. Metallic encoder wheels are generally common. B. with a 60-2 Tooth pitch, which is sensed by a Hall sensor or an inductive sensor, the pulse sequence thus generated is evaluated and the speed and angular position of the Crankshaft can be calculated.
Vorbekannt ist aus der Schrift DE 195 40 674 A1 ein Adaptionsverfahren zur Korrektur von Toleranzen eines Geberrades. Es werden für jedes Geberradsegment drehzahlabhängige Adaptionswerte berechnet und in einem Kennfeld (Zahnsegment/Drehzahlbereich) abgespeichert. Die Adaptionswerte werden aus der Messung der Durchlaufzeiten der Einzelsegmente bezogen auf einen Mittelwert über eine gesamte Umdrehung des Geberrades berechnet. Der Einfluss des Quantisierungsfehlers sowie des Last-, Massen- und Gasmomentes werden in einer Kleinsignalnäherung auf Schwankungen in der gemessenen Zeitdauer zwischen zwei Segmenten umgerechnet. Es werden segmentspezifische Adaptionswerte gebildet, wobei die Fertigungstoleranzen des Geberrades, dessen Anbaufehler sowie der Einfluss der drehzahlabhängigen Massen- und Gaskräfte in die Adaptionswerte eingehen.From the document DE 195 40 674 A1 an adaptation method for the correction of Tolerances of an encoder wheel. There are speed-dependent for each encoder wheel segment Adaptation values calculated and in a map (tooth segment / speed range) stored. The adaptation values are derived from the measurement of the throughput times of the Individual segments based on an average over an entire revolution of the Encoder wheel calculated. The influence of the quantization error as well as the load, mass and gas moment are in a small signal approximation to fluctuations in the converted measured time between two segments. It will segment-specific adaptation values are formed, the manufacturing tolerances of the Encoder wheel, its mounting error and the influence of the speed-dependent mass and Gas forces are included in the adaptation values.
Die Adaptionswerte beinhalten die vom Geberrad herrührenden Zahnteilungsfehler, Fehler der Zentrierung beim Anbau und die vom Motor durch Last- und Massenmomente sowie die Gaskräfte herrührenden Drehungleichförmigkeiten. Die von den Massen- und Gaskräften herrührenden, auf die Kurbelwelle einwirkenden Momente wirken sich in einer ungleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit aus, sind jedoch keine Fehler des Geberrades. Der Einfluss dieser Momente ist zudem drehzahlabhängig, sodass für verschiedene Drehzahlbereiche jeweils Korrekturwerte ermittelt werden müssen.The adaptation values include the tooth pitch errors, errors, which originate from the sensor wheel the centering during mounting and that of the motor through load and mass moments as well as the Rotational irregularities due to gas forces. That of the mass and gas forces resulting moments acting on the crankshaft act in one irregular angular velocity, but are not errors of the encoder wheel. The influence of these moments is also speed-dependent, so for different Speed ranges each correction values must be determined.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus Fertigungstoleranzen des Geberrades sowie dessen Anbau bedingten Fehler zu identifizieren und einen segmentspezifischen, drehzahlunabhängigen Korrekturwert zum Ausgleich dieser Fehler zu ermitteln.The invention has for its object the manufacturing tolerances of the encoder wheel as well as its cultivation-related errors and a segment-specific, speed-independent correction value to compensate for these errors.
Diese Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the generic method by characterizing features of claim 1 solved.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird für jedes Segment ein Korrekturwert ausgehend von der kinetischen Energie der Kurbelwelle ermittelt. Die auf die Kurbelwelle einwirkenden Momente werden erfindungsgemäß vorteilhaft in einen drehzahlabhängigen, über den Kurbelwinkel konstanten sowie einen vom Kurbelwinkel abhängigen Anteil aufgeteilt. Diese Trennung ermöglicht die Bestimmung der vom Geberrad und dessen Anbau herrührenden Fehler (Zahnteilungsfehler und Fehler der Zentrierung zur Kurbelwelle) unabhängig von den Gaskräften und Lastmomenten. Es ist damit ein drehzahlunabhängiger Fehlerwert für jedes Segment ermittelbar.The method according to the invention provides a correction value for each segment determined from the kinetic energy of the crankshaft. The on the crankshaft Moments acting according to the invention are advantageously in a speed-dependent, constant over the crank angle and a portion dependent on the crank angle divided up. This separation enables the determination of the encoder wheel and its Fitting due errors (tooth pitch errors and centering errors Crankshaft) regardless of the gas forces and load moments. It is one Speed-independent error value can be determined for each segment.
Erfindungsgemäß vorteilhaft können die Funktionen GSaug, GAbgas und G0 aus der Motorgeometrie und den Steuerzeiten berechnet werden. Die Korrekturwerte für die Geberradsegmente sind dabei durch die Messung der Winkelgeschwindigkeit und der Druckwerte bestimmbar.According to the invention, the functions G suction , G exhaust gas and G 0 can advantageously be calculated from the engine geometry and the control times. The correction values for the encoder wheel segments can be determined by measuring the angular velocity and the pressure values.
Erfindungsgemäß vorteilhaft können die Parameter GSaug, GAbgas und G0 entsprechend Anspruch 2 durch Messungen in verschiedenen Drehzahlbereichen bestimmt werden. Man kann diese Parameter und somit den Fehlerwert durch Lösen eines Gleichungssystems bestimmen, wobei durch n Messungen n Gleichungen für die Bestimmung der n Unbekannten aufgestellt und gelöst werden. Im Falle der grundlegenden Verfahrensgleichung nach Anspruch 1 werden für jedes Segment 4 Messungen benötigt, um GSaug, GAbgas, G0 und δ' zu bestimmen.According to the invention, the parameters G suction , G exhaust gas and G 0 can advantageously be determined by measurements in different speed ranges. These parameters and thus the error value can be determined by solving a system of equations, n equations for the determination of the n unknowns being established and solved by n measurements. In the case of the basic method equation according to claim 1, 4 measurements are required for each segment in order to determine G suction , G exhaust gas , G 0 and δ '.
Wird einer oder werden mehrere der Parameter durch Berechnung bestimmt, so werden entsprechend weniger Messungen pro Segment benötigt.If one or more of the parameters are determined by calculation, then correspondingly fewer measurements per segment required.
Erfindungsgemäß vorteilhaft werden entsprechend Anspruch 3 der Abgasgegendruck
PAbgas und der Umgebungsdruck po konstant gehalten, wodurch die Terme GAbgas.PAbgas
und G0.p0 zu E03 = GAbgas.PAbgas + G0.P0 zusammengefasst werden und sich die
Verfahrensgleichung zu
According to the invention, the exhaust gas back pressure P exhaust gas and the ambient pressure po are advantageously kept constant, as a result of which the terms G exhaust gas .P exhaust gas and G 0 .p 0 are combined to form E 03 = G exhaust gas .P exhaust gas + G 0 .P 0 the procedural equation too
ergibt, die durch drei Messungen in verschiedenen Drehzahlbereichen gelöst wird. Wird in der Gleichung die Funktion GSaug entsprechend Anspruch 4 berechnet, können die Unbekannten E03 und δ' durch zwei Messungen bestimmt werden.results, which is solved by three measurements in different speed ranges. If the function G suction is calculated in the equation according to claim 4, the unknowns E 03 and δ 'can be determined by two measurements.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend
Anspruch 5 werden der Saugrohrdruck pSaug, der Abgasgegendruck PAbgas und der
Umgebungsdruck p0 konstant gehalten, wobei die G-Terme zu
E013 = GSaug.pSaug + GAbgas.pAbgas + G0.p0 zusammengefasst werden, da diese als
Konstanten im Gleichungssystem erscheinen. Der Geberradfehler δ' wird dann durch die
In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the intake manifold pressure p suction , the exhaust gas back pressure P exhaust gas and the ambient pressure p 0 are kept constant, the G terms relating to E 013 = G suction .p suction + G exhaust gas .p exhaust gas + G 0 .p 0 can be summarized as these appear as constants in the system of equations. The encoder wheel error δ 'is then determined by the
mit zwei Messungen ermittelt.determined with two measurements.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden entsprechend Anspruch 6 die
kurbelwinkelperiodischen Nebenmomente, wie sie z. B. vom Ventiltrieb oder den
Einspritzelementen herrühren, in die Berechnung der kinetischen Energie der Kurbelwelle
einbezogen. Der Wechselanteil der Energie für den Nebentrieb berechnet sich aus dem
Wechselanteil Neben des Nebenmoments MNeben durch Integration über den
Kurbelwinkel ϕ:
In a further advantageous embodiment, the crank angle periodic secondary moments, such as z. B. from the valve train or the injection elements, included in the calculation of the kinetic energy of the crankshaft. The change of the energy for the auxiliary engines is calculated from the alternating component side of the by-moment M side φ by integration over the crank angle:
ENeben = ∫NebendϕE addition = ∫ addition dϕ
Die allgemeine Verfahrensgleichung unter Berücksichtigung der Nebenmomente lautet
dann
The general procedural equation taking into account the secondary moments is then
Die Größe ENeben ist ein Parameter und erhöht somit nicht die Zahl der Unbekannten in der Verfahrensgleichung.The quantity E addition is a parameter and therefore does not increase the number of unknowns in the process equation.
Die Erweiterung der Verfahrensgleichung um ENeben ist bei allen Ausgestaltungen (Ansprüche 1-5) möglich, wodurch sich die Genauigkeit der Berechnung des Geberradfehlers erhöht.The extension of the method to the equation E side is possible in all of the embodiments (claims 1-5), the accuracy of calculation of Geberradfehlers thereby increased.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further details of the invention are shown schematically in the drawing with reference to FIG illustrated embodiments described.
Hierbei zeigt:Here shows:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Aufbaus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a schematic illustration of a structure for performing the method according to the invention,
Fig. 2 einen Ablaufplan zur Durchführung des Verfahrens. Fig. 2 is a flow chart for performing the method.
Fig. 1 zeigt einen möglichen Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Prinzipdarstellung. Ein Geberrad 1 mit umfangsverteilten Markierungen,
vorzugsweise Zahnsegmenten - nicht dargestellt - ist drehfest mit eine Kurbelwelle eines
Verbrennungsmotors - nicht dargestellt - verbunden, wobei ein relativ zum Geberrad 1
feststehender Sensor 2 die Markierungen auf dem Geberrad 1 überwacht und eine dazu
äquivalente Pulsfolge erzeugt, welche eingangsseitig einer an den Sensor 2
angeschlossenen Auswerteeinheit 3 anliegt. Es wird die Zeit Δt zwischen zwei
Nulldurchgängen der Pulsfolge, welche die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zahnsegmenten repräsentiert, mit einem Timerbaustein gemessen und mit der Zahnteilung
Δz des Geberrades wird nach Formel
Fig. 1 shows a possible structure for performing the method according to the invention in a schematic diagram. A transmitter wheel 1 with circumferentially spaced markings, preferably toothed segments - not shown - is rotationally fixedly connected to a crankshaft of an internal combustion engine - not shown - connected, wherein a the sensor wheel 1 fixed relative sensor 2 monitors the markings on the encoder wheel 1, and generates an equivalent thereto pulse train on the input side of an evaluation unit 3 connected to sensor 2 . The time Δt between two zero crossings of the pulse sequence, which represents the time between two successive tooth segments, is measured with a timer module and with the tooth pitch Δz of the encoder wheel, the formula is used
die Winkelgeschwindigkeit des Motors berechnet. Die Zahnteilung Δz ist aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht konstant. Zusätzlich wirken sich Anbaufehler oder Beschädigungen des Geberrades (Deachsierung und Höhenschlag) als Fehler auf die Winkelgeschwindigkeit aus. Weiterhin können von der Kurbelwinkelstellung abhängige, asymmetrische Streufelder die Winkelgeschwindigkeit verfälschen. Diese Fehler verschieben die Nulldurchgänge des Signals um einem Fehlerwinkel Δϕ.the angular velocity of the motor is calculated. The tooth pitch Δz is due to Manufacturing tolerances are not constant. In addition, cultivation errors or Damage to the encoder wheel (alignment and pitching) as an error on the Angular velocity. Furthermore, depending on the crank angle position, asymmetrical stray fields falsify the angular velocity. These mistakes shift the zero crossings of the signal by an error angle Δϕ.
Das Steuergerät misst dadurch eine fehlerbehaftete Winkelgeschwindigkeit, die sich damit
zu
As a result, the control unit measures a faulty angular velocity, which increases
ergibt. Der differentielle Geberradfehler ist mit
results. The differential encoder wheel error is with
definiert, wobei durch algebraisches Umformen von (2) und Einsetzen von (3) die
fehlerbehaftete Winkelgeschwindigkeit
defined, by algebraically reshaping (2) and inserting (3) the defective angular velocity
lautet und der differentielle Geberradfehler δ' durch das erfindungsgemäße Verfahren
berechnet wird. Die korrekte Winkelgeschwindigkeit ergibt sich nach
is and the differential encoder wheel error δ 'is calculated by the method according to the invention. The correct angular velocity follows from
Zur Berechnung des Geberradfehlers wird der Energieerhaltungssatz für die kinetische
Energie der Kurbelwelle nach
The energy conservation rate for the kinetic energy of the crankshaft is used to calculate the encoder wheel error
aufgestellt, wobei Θ das Massenträgheitsmoment der Kurbelwelle ist, das aufgrund der
Kurbelkinematik eine Funktion des Kurbelwinkels ist. Diese Funktion wird mit den Massen
und Abmessungen von Kurbelwelle, Kolben und Pleuel berechnet und steht somit als
bekannter Parameter zur Verfügung. Durch Einsetzen der fehlerbehafteten
Winkelgeschwindigkeit e nach (4) ergibt sich die kinetische Energie der Kurbelwelle zu
set up, where ist is the moment of inertia of the crankshaft, which is a function of the crank angle due to the crank kinematics. This function is calculated with the masses and dimensions of the crankshaft, piston and connecting rod and is therefore available as a known parameter. By using the defective angular velocity e according to (4), the kinetic energy of the crankshaft results
Die kinetische Energie Ekin lässt sich aufteilen in einen über den Kurbelwinkel konstanten,
aber drehzahlabhängigen Anteil und einen gasmomentabhängigen Anteil Ep, woraus
sich
The kinetic energy E kin can be divided into a part that is constant but dependent on the speed and a gas moment-dependent part E p , which results from the crank angle
Ekin = + Ep (8)
E kin = + E p (8)
ergibt.results.
Der drehzahlabhängige Anteil ist mit der über eine Kurbelwellenumdrehung gemittelten
Winkelgeschwindigkeit und dem mittleren Massenträgheitsmoment nach
The speed-dependent portion is related to the angular velocity averaged over a crankshaft revolution and the average mass moment of inertia
berechenbar.predictable.
Der Anteil Ep ist aufgrund der periodischen Ladungswechsel-, Kompressions- und Verbrennungskräfte abhängig vom Saugrohrdruck und dem Verbrennungsverlauf.The portion E p is dependent on the intake manifold pressure and the course of the combustion due to the periodic gas exchange, compression and combustion forces.
Im Schub findet keine Verbrennung statt, somit gibt es auch keine Verbrennungskräfte. Die
Energiebeiträge von Ladungswechsel, Kompression und Expansion lassen sich in einen
zum Saugrohrdruck pSaug proportionalen Anteil, einen zum Abgasgegendruck pAbgas
proportionalen Anteil und einen zum Atmosphärendruck p0 abhängigen Anteil aufteilen.
Daraus ergibt sich
There is no combustion in the thrust, so there are no combustion forces. The energy contributions from gas exchange, compression and expansion can be divided into a proportion proportional to the intake manifold pressure p suction, a proportion proportional to the exhaust gas back pressure p exhaust gas and a proportion dependent on the atmospheric pressure p 0 . This results in
Ep = GSaug.pSaug + GAbgas.pAbgas + G0.p0 (10)Ep = G suction .p suction + G exhaust gas .p exhaust gas + G 0 .p 0 (10)
Die Funktionen GSaug, GAbgas und G0 sind Funktionen des Kurbelwinkels, abhängig von den konstruktiven Abmessungen des Kurbeltriebs und den Ventilsteuerzeiten.The functions G suction , G exhaust gas and G 0 are functions of the crank angle, depending on the design dimensions of the crank mechanism and the valve timing.
Die gesamte kinetische Energie Ekin wird durch folgende Formel beschrieben
The total kinetic energy E kin is described by the following formula
Ekin = + GSaug.pSaug + GAbgas.pAbgas + G0.p0 (11).E kin = + G suction .p suction + G exhaust gas .p exhaust gas + G 0 .p 0 (11).
Eingesetzt in (7) ergibt sich die allgemeine Grundgleichung des Verfahrens zu
Inserted in (7), the general basic equation of the method results
Aus dieser allgemeinen Verfahrensgleichung lassen sich mehrere Teilverfahren ableiten, welche sich hinsichtlich der Randbedingungen und des Rechenaufwands unterscheiden. Several partial processes can be derived from this general procedural equation, which differ with regard to the boundary conditions and the computing effort.
Für das allgemeine Verfahren erfolgen keine Annahmen bzw. Voraussetzungen bezüglich GSaug, GAbgas und G0, wodurch die allgemeine Verfahrensgleichung folgende vier Unbekannte GSaug, GAbgas, G0 und δ' beinhaltet. Zur Lösung dieser Gleichung müssen für jeden Kurbelwinkel die Momentangeschwindigkeit e als auch die Parameter pSaug, pAbgas und p0 für jeden Zahn bei mindestens vier Umdrehungen gemessen werden. Die Daten der vier Messungen bilden ein Gleichungssystem mit vier Gleichungen.For the general process there are no assumptions or requirements regarding G suction , G exhaust gas and G 0 , whereby the general process equation contains the following four unknowns G suction , G exhaust gas , G 0 and δ '. To solve this equation, the instantaneous speed e as well as the parameters p suction , p exhaust gas and p 0 for each tooth must be measured for at least four revolutions for each crank angle. The data from the four measurements form an equation system with four equations.
Für die gemessenen vier Umdrehungen müssen die mittleren Geschwindigkeiten voneinander verschieden sein, um unabhängige Gleichungen zu erhalten. Durch Lösen des Gleichungssystems kann für jede Winkelstellung ein zugehöriger differentieller Geberradfehler δ' ermittelt werden.For the measured four revolutions, the average speeds be different from each other to get independent equations. By loosening The system of equations can have an associated differential for each angular position Encoder wheel errors δ 'can be determined.
Die Funktionen GSaug, GAbgas und G0 ergeben sich aus der Motorgeometrie und den Ventilsteuerzeiten, sie sind somit als Parameter der allgemeinen Verfahrensgleichung berechenbar. Für jede explizite Berechnung einer G-Funktion reduziert sich die Zahl der Bestimmungsgleichungen und damit die Zahl der notwendigen Messungen um eins. Werden alle Parameter berechnet und die Druckwerte gemessen ist ein Messwert pro Winkelstellung ausreichend.The functions G suction , G exhaust gas and G 0 result from the engine geometry and the valve timing, and can therefore be calculated as parameters of the general process equation. For each explicit calculation of a G function, the number of determination equations and thus the number of measurements required are reduced by one. If all parameters are calculated and the pressure values measured, one measurement value per angular position is sufficient.
Wird während der Messungen der Abgasgegendruck pAbgas und der Umgebungsdruck p0
konstant gehalten, so können die Terme GAbgas.pAbgas und G0.p0 zu
If the exhaust gas back pressure p exhaust gas and the ambient pressure p 0 are kept constant during the measurements, the terms G exhaust gas .p exhaust gas and G 0 .p 0 can be added
E03 = GAbgas.pAbgas + G0.p0 (13)
E 03 = G exhaust gas .p exhaust gas + G 0 .p 0 (13)
zusammengefasst werden. Die Verfahrensgleichung lautet dann:
be summarized. The procedural equation is then:
Für die drei Unbekannten GSaug, E03 und δ' müssen analog zu dem allgemeinen Verfahren drei Messungen durchgeführt werden. Die Funktion GSaug kann hierbei wiederum berechnet werden, sodass nur noch die Unbekannten E03 und δ' bleiben und zwei Bestimmungsmessungen ausreichen. For the three unknowns G Saug , E 03 and δ ', three measurements have to be carried out analogously to the general method. The G suction function can in turn be calculated so that only the unknowns E 03 and δ 'remain and two determination measurements are sufficient.
Werden für die Messungen der Saugrohrdruck pSaug, der Abgasgegendruck pAbgas und
der Umgebungsdruck p0 konstant gehalten, so können die G-Terme zu
If the intake manifold pressure p suction , the exhaust gas back pressure p exhaust gas and the ambient pressure p 0 are kept constant for the measurements, the G terms can be increased
E013 = GSaug.pSaug + GAbgas + pAbgas + G0.p0 (15)
E 013 = G suction .p suction + G exhaust gas + p exhaust gas + G 0 .p 0 (15)
zusammengefasst werden, sodass ausgehend von (12) die Verfahrensgleichung
can be summarized so that starting from (12) the process equation
lautet.reads.
Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan zur Durchführung des Verfahrens in einem Blockschaltbild. Das dargestellte Verfahren zeigt eine mögliche Ausgestaltung, wobei der differentielle Geberradfehler durch ein Gleichungssystem mit 2 Unbekannten z. B. nach (16) bzw. Anspruch 5 ermittelt wird. Die Erfassung des Geberradfehlers erfolgt im Fahrbetrieb des Fahrzeuges. Als nächste Bedingung zur Durchführung des Verfahrens wird Schubbetrieb überprüft. Das Verfahren wird nur im Schubbetrieb durchgeführt, um den Einfluss der durch die Verbrennung verursachten, auf die Kurbelwelle einwirkenden Gaskräfte zu eliminieren. Fig. 2 shows a flow chart for performing the method in a block diagram. The method shown shows a possible embodiment, wherein the differential encoder wheel error by an equation system with 2 unknowns z. B. is determined according to (16) or claim 5. The sensor wheel error is recorded while the vehicle is in operation. The next condition for performing the procedure is overrun operation. The procedure is only carried out in overrun mode in order to eliminate the influence of the gas forces caused by the combustion and acting on the crankshaft.
Bei erkanntem Schubbetrieb wird als weitere Bedingung geprüft, ob Ladedruck und AGR- Steller im Messbetrieb arbeiten, d. h. ob die zur Lösung der Gleichung benötigten Druckmesswerte ermittelt bzw. auf deren konstanten Wert hin überprüft werden können. Nachfolgend wird das Verbleiben im Schubbetrieb überprüft und bei Unterschreiten einer ersten Messdrehzahl die Messung der segmentspezifischen Durchlaufzeiten bzw. der daraus ermittelten Winkelgeschwindigkeiten gestartet und für eine weitere Berechnung gespeichert. Befindet sich das Fahrzeug weiterhin im Schubbetrieb und wird eine zweite Messdrehzahl unterschritten, wird der zweite Drehzahlverlauf aufgezeichnet. Durch die Messpunkte in unterschiedlichen Drehzahlbereichen können zwei unabhängige Gleichungen zur Lösung des Gleichungssystems aufgestellt werden. Für jedes Geberradsegment steht nach Lösen des Gleichungssystems der differentielle Geberradfehler δ' nach Gleichung (3) zur Verfügung, woraus nach Gleichung (5) die korrekte Winkelgeschwindigkeit ermittelt werden kann.If overrun is detected, a further condition is checked whether boost pressure and EGR Actuators work in measuring mode, d. H. whether they are needed to solve the equation Pressure measured values can be determined or their constant value can be checked. Subsequently, the remaining in overrun is checked and if the level falls below one first measuring speed the measurement of the segment-specific throughput times or the angular velocities determined therefrom started and for a further calculation saved. If the vehicle is still in overrun mode and becomes a second If the speed falls below the measurement speed, the second speed curve is recorded. Through the Measuring points in different speed ranges can be two independent Equations for solving the system of equations are established. For each After solving the system of equations, the encoder wheel segment is the differential Encoder wheel errors δ 'according to equation (3) are available, from which according to equation (5) correct angular velocity can be determined.
Die beschriebene Erfindung sollte nicht auf die vorstehend ausgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann in viele andere Richtungen modifiziert werden, ohne das vom Geist der Erfindung abgewichen wird. The described invention should not be based on the above Embodiments are limited, but can be in many other directions be modified without departing from the spirit of the invention.
11
Geberrad
sensor wheel
22
Sensor
sensor
33
Auswerteeinheit
Winkelgeschwindigkeit
Mittlere Winkelgeschwindigkeit
Δz Zahnteilung
Δt Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahnsegmenten
e evaluation
angular velocity
Average angular velocity
Δz tooth pitch
Δt time between two successive tooth segments
e
gemessene (fehlerbehaftete) Winkelgeschwindigkeit
Ekin measured (faulty) angular velocity
E kin
kinetische Energie der Kurbelwelle
drehzahlabhängiger, kurbelwinkelunabhängiger Anteil der
kinetischen Energie der Kurbelwelle
E03 kinetic energy of the crankshaft
Speed-dependent, crank angle-independent portion of the kinetic energy of the crankshaft
E 03
konstanter Energieanteil bei konstantem Umgebungs- und
Abgasgegendruck
E013 constant energy share with constant ambient and exhaust gas back pressure
E 013
konstanter Energieanteil bei Saugrohrdruck, konstantem
Umgebungs- und Abgasgegendruck
Θ Massenträgheitsmoment der Kurbelwelle
mittleres Massenträgheitsmoment der Kurbelwelle
GSaug constant energy share at intake manifold pressure, constant ambient and exhaust gas back pressure
Θ Mass moment of inertia of the crankshaft
average moment of inertia of the crankshaft
G suction
kurbelwinkelabhängiger Proportionalitätsfaktor für den zum
Saugrohrdruck proportionalen Energieanteil
GAbgas Crank angle-dependent proportionality factor for the proportion of energy proportional to the intake manifold pressure
G exhaust gas
kurbelwinkelabhängiger Proportionalitätsfaktor für den zum
Abgasgegendruck proportionalen Energieanteil
G0 Crank angle-dependent proportionality factor for the proportion of energy proportional to the exhaust gas back pressure
G 0
kurbelwinkelabhängiger Proportionalitätsfaktor für den zum
Umgebungsdruck proportionalen Energieanteil
PSaug Crank angle-dependent proportionality factor for the proportion of energy proportional to the ambient pressure
P suction
Saugrohrdruck
pAbgas Intake manifold pressure
p exhaust gas
Abgasgegendruck
p0 Exhaust backpressure
p 0
Umgebungsdruck
δ' differentieller Geberradfehler
ENeben ambient pressure
δ 'differential encoder wheel error
E addition
Energieanteil der Nebenmomente
Neben Energy share of secondary moments
Next
Wechselanteil der Nebenmomente
Alternating component of the secondary moments
Claims (6)
für jedes Segment des Geberrades ein Fehlerwert aus der Verfahrensgleichung
ermittelt wird, wobei:
- - e die gemessene, fehlerbehaftete Winkelgeschwindigkeit ist und der Fehlerwert δ' vorzugsweise als differentieller Winkelfehler mit e = ϕ(1 - δ') definiert ist
- - Θ das Massenträgheitsmoment der Kurbelwelle ist
- - die kinetische Energie in einen über dem Kurbelwinkel konstanten, drehzahlabhängigen Anteil E und einen gasmomentabhängigen Anteil Ep zu Ekin = + Ep aufgeteilt wird
- - der Anteil über eine Kurbelwellenumdrehung gemittelten Winkelgeschwindigkeit
und dem mittleren Massenträgheitsmoment zu
berechnet wird - - der Anteil Ep sich als Summe aus einem zum Saugrohrdruck pSaug, zum Abgasgegendruck pAbgas und zum Atmosphärendruck p0 proportionalen Anteil zu Ep = GSaug.pSaug + GAbgas.pAbgas + G0.p0 ergibt
an error value from the procedural equation for each segment of the encoder wheel
is determined, whereby:
- - e is the measured, error-prone angular velocity and the error value δ 'is preferably defined as a differential angle error with e = ϕ (1 - δ')
- - Θ is the moment of inertia of the crankshaft
- - The kinetic energy is divided into a constant, speed-dependent component E over the crank angle and a gas moment-dependent component E p to E kin = + E p
- - The proportion of the angular velocity averaged over a crankshaft revolution and the average mass moment of inertia
is calculated - - The proportion E p is the sum of a proportion proportional to E p = G suction .p suction + G exhaust gas .p exhaust gas + G 0 .p 0 to the intake manifold pressure p suction , exhaust gas back pressure p exhaust gas and atmospheric pressure p 0
6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy component of crank angle periodic secondary moments from the alternating component in addition to the secondary torque M addition by integration via the crank angle ϕ: E addition = ∫ addition dϕ and calculated in the process equation as follows
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