DE102004002141B4 - Method and device for operating a drive unit - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit (1), insbesondere eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, die eine Verbesserung der Fahrbarkeit eines von der Antriebseinheit (1) angetriebenen Fahrzeugs und eine Verringerung des Verschleißes der Antriebseinheit (1) ermöglichen. Dabei wird die Antriebseinheit (1) auf einem Träger (5) gelagert. Die Antriebseinheit (1) wird über mindestens eine Kraftmessvorrichtung (10, 15, 20, 25) auf dem Träger (5) gelagert. Aus einer Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung (10, 15, 20, 25) wird eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit (1) abgeleitet und es wird die Bewegung der Antriebseinheit (1) bei einem Lastwechsel in Abhängigkeit der aus der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung (10, 15, 20, 25) abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit (1) geregelt.A method and a device for operating a drive unit (1), in particular a vehicle, are proposed which make it possible to improve the driveability of a vehicle driven by the drive unit (1) and to reduce the wear on the drive unit (1). In this case, the drive unit (1) is mounted on a carrier (5). The drive unit (1) is mounted on the carrier (5) via at least one force-measuring device (10, 15, 20, 25). From a measured variable of the at least one force measuring device (10, 15, 20, 25), an output variable of the drive unit (1) is derived and the movement of the drive unit (1) during a load change as a function of the measured variable from the at least one force measuring device (10 , 15, 20, 25) derived output of the drive unit (1) regulated.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a method and a device for operating a drive unit according to the preamble of the independent claims.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Antriebseinheit, insbesondere eines Fahrzeuges, bekannt, bei denen die Antriebseinheit auf einem Träger gelagert wird.There are already methods and apparatus for operating a drive unit, in particular a vehicle, known, in which the drive unit is mounted on a support.
Die Fahrbarkeit und Leistungsfähigkeit von Motoren in Fahrzeugen lässt derzeit über die Laufzeit des Motors auf Grund von Verschleiß und Alterung nach. Derzeit wird das Motormoment aus indirekten Größen bestimmt, z. B. aus Modellen des Motors, in die Größen eingehen, wie beispielsweise die Drosselklappenstellung, die Lufttemperatur, die Motordrehzahl, der Luftdruck, der Saugrohrdruck, usw. Aussetzer des Motors werden derzeit über die Laufunruhe der Kurbelwelle erkannt.The drivability and performance of engines in vehicles is currently diminishing over the life of the engine due to wear and aging. Currently, the engine torque is determined from indirect variables, eg. B. from models of the engine, in the sizes, such as the throttle position, the air temperature, the engine speed, the air pressure, the intake manifold pressure, etc. Misfires of the engine are currently detected on the rough running of the crankshaft.
Die sogenannte Dashboard-Funktion, die für eine definierte Bewegung des Motors in eine Lastlage sorgt, wird derzeit nach Gefühl appliziert. Deshalb kann diese Dashboard-Funktion nur unzureichend appliziert werden, was bei zu schnellen Bewegungen des Motors, verursacht durch schnelles Gasgeben oder Gaswegnehmen, zu Lastruckeln führen kann. Im Extremfall kann sich der Antriebstrang aufschaukeln. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß und stark verschlechterter Fahrbarkeit des Fahrzeugs. Speziell bei vielzylindrigen Motoren ist die Erkennung von Aussetzern sehr schwierig und wird wie beschrieben derzeit über die Laufunruhe der Kurbelwelle ermittelt. Auch die Fehlererkennung, speziell die Erkennung eines Motorlaufs mit verminderter Leistung ist nur eingeschränkt möglich.The so-called dashboard function, which ensures a defined movement of the engine in a load position, is currently applied to feel. Therefore, this dashboard function can be applied insufficiently, which can lead to Luckuckeln in too fast movements of the engine, caused by rapid accelerating or removing gas. In extreme cases, the drive train can rock up. This leads to increased wear and greatly reduced drivability of the vehicle. Especially in multi-cylinder engines, the detection of dropouts is very difficult and is currently determined as described on the rough running of the crankshaft. Also, the detection of errors, especially the detection of a motor running with reduced power is limited.
Aus der nachveröffentlichten
Aus der
Es besteht weiterhin Bedarf an einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit und einer Verringerung des Verschleißes von Motoren sowie einer verbesserten Fahrbarkeit eines mit einem Motor angetriebenen Fahrzeugs.There remains a need to improve performance and reduce engine wear and improve driveability of a motor-driven vehicle.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9. Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a method according to claim 1 and by a device according to claim 9. Further developments of the method and the device are the subject of the dependent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die Antriebseinheit über mindestens eine Kraftmessvorrichtung auf dem Träger gelagert wird und das aus einer Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit abgeleitet wird. Auf diese Weise lässt sich die Ausgangsgröße der Antriebseinheit direkt und damit sehr genau und zuverlässig bestimmen. Fehler, wie sie bei der Modellierung der Ausgangsgröße auf Grund von Unzulänglichkeiten des Modells vorkommen können, sind bei der direkten Bestimmung der Ausgangsgröße gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeschlossen. Die Verwendung des Messwertes der mindestens einen Kraftmessvorrichtung für die Steuerung des Motors bzw. der Antriebseinheit führt somit zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit des Motors, einem verringerten Verschleiß des Motors und zu einer verbesserten Fahrbarkeit im Falle eines von dem Motor angetriebenen Fahrzeugs.The method according to the invention and the device according to the invention for operating a drive unit with the features of the independent claims have the advantage that the drive unit is mounted on the carrier via at least one force measuring device and an output variable of the drive unit is derived from a measured variable of the at least one force measuring device. In this way, the output size of the drive unit can be determined directly and thus very accurately and reliably. Errors that can occur in the modeling of the output due to deficiencies of the model are excluded in the direct determination of the output variable according to the method and the device according to the invention. The use of the measured value of the at least one force measuring device for the control of the engine or the drive unit thus leads to an improved performance of the engine, a reduced wear of the engine and improved drivability in the case of a vehicle driven by the engine.
Vorteilhaft ist es, wenn die Bewegung der Antriebseinheit bei einem Lastwechsel in Abhängigkeit der aus der Messgröße der mindestens eine Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit geregelt wird. Auf diese Weise lässt sich die Dashboard-Funktion, also die definierte Bewegung des Motors in die Lastlage, besser applizierten, sodass Lastruckeln vermieden werden kann.It is advantageous if the movement of the drive unit is regulated during a load change as a function of the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device. In this way, the dashboard function, so the defined movement of the engine in the load position, applied better, so that Luckuckeln can be avoided.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn abhängig von der aus der Messgröße der mindestens eine Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit ein modellierter Wert für diese Ausgangsgröße überwacht wird. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Fehlererkennung möglich.A further advantage results if, depending on the output quantity of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device, a modeled value for this output variable is monitored. In this way, a reliable error detection is possible.
Eine solche Fehlererkennung ist besonders einfach dadurch realisierbar, wenn ein Fehler erkannt wird, sobald der von der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleitete Wert für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit um mehr als einen ersten vorgegebenen Schwellwert von dem modellierten Wert für diese Ausgangsgröße abweicht.Such an error detection can be realized in a particularly simple manner if an error is detected as soon as the value derived from the measured variable of the at least one force measuring device deviates from the modeled value for the output variable of the drive unit by more than a first predetermined threshold value.
Die beschriebene Überwachung kann im Nicht-Fehlerfall in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, eine Anpassung mindestens eines Parameters oder einer Funktion der Antriebseinheit im Sinne einer Verringerung der Abweichung zwischen dem von der Messgröße der mindestens eine Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Wert für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit und dem modellierten Wert für diese Ausgangsgröße durchzuführen, wenn der von der Messgröße der mindestens eine Kraftmessvorrichtung abgeleitete Wert für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit um mehr als ein zweiter vorgegebener Schwellwert von dem modellierten Wert für diese Ausgangsgröße abweicht. Der zweite vorgegebene Schwellwert ist dabei kleiner als der erste vorgegebene Schwellwert.The described monitoring can be used in a non-error case in an advantageous manner, an adaptation of at least one parameter or a function of the drive unit in the sense of reducing the deviation between the value derived from the measured variable of the at least one force measuring device for the output variable of the drive unit and the modeled value for this output variable, if the value for the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device is modeled by more than a second predetermined threshold value Value for this output differs. The second predetermined threshold value is smaller than the first predetermined threshold value.
Ein entsprechender Vorteil ergibt sich, wenn in dem Fall, in dem ein Gradient des von der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Wertes für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit um mehr als ein dritter vorgegebener Schwellwert von dem Gradienten des modellierten Wertes für diese Ausgangsgröße abweicht, eine Anpassung mindestens eines Parameters oder einer Funktion der Antriebseinheit im Sinne einer Verringerung der Abweichung durchgeführt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn Aussetzer der Antriebseinheit in Abhängigkeit des Verlaufs der aus der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit erkannt werden. Auf diese Weise lässt sich eine zuverlässige und wenig aufwändige Aussetzererkennung realisieren.A corresponding advantage results if, in the case where a gradient of the value derived from the measured variable of the at least one force measuring device for the output variable of the drive unit deviates by more than a third predetermined threshold value from the gradient of the modeled value for this output variable at least one parameter or a function of the drive unit in the sense of reducing the deviation is performed. It is particularly advantageous if dropouts in the drive unit are detected as a function of the course of the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device. In this way, a reliable and less expensive misfire detection can be realized.
Besonders einfach ist eine solche Aussetzererkennung, wenn die Aussetzer erkannt werden, wenn der Verlauf der aus der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit periodische Extremwerte aufweist.Such a misfire detection is particularly simple if the misfires are detected when the course of the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device has periodic extreme values.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn eine Betriebsgröße der Antriebseinheit abhängig von der aus der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit geregelt wird. Auf diese Weise lässt sich eine Antischwingungsfunktion realisieren, die die Ausgangsgröße des Motors in Echtzeit misst und bei der Detektion von unerwünschten Drehzahlschwingungen diese direkt nachregelt.A further advantage results if an operating variable of the drive unit is regulated as a function of the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device. In this way, an anti-vibration function can be realized, which measures the output of the motor in real time and in the detection of unwanted speed oscillations directly readjusted.
Vorteilhaft ist ferner, wenn abhängig vom Verlauf der aus der Messgröße der mindestens einen Kraftmessvorrichtung abgeleiteten Ausgangsgröße der Antriebseinheit mindestens eine Funktion zur Durchführung eines definierten Lastwechsels angepasst wird. Auf diese Weise lassen sich Alterungseinflüsse und Verschleiß im Hinblick auf die oben beschriebene Dashboard-Funktion kompensieren.Furthermore, it is advantageous if, depending on the course of the output variable of the drive unit derived from the measured variable of the at least one force measuring device, at least one function is adapted for carrying out a defined load change. In this way, aging effects and wear can be compensated with regard to the dashboard function described above.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
In
Am Ausgang der Ermittlungseinheit
Um eine derartige ruckartige und undefinierte Bewegung des Motors zu verhindern, gibt es die Dashboard-Funktion, um Rucke und induzierte Schwingungen zu vermeiden.At the exit of the
To prevent such a jerky and undefined movement of the engine, there is the dashboard function to avoid jerks and induced vibrations.
1. Dashpot-Funktion 1. Dashpot function
Dashpot bezeichnet die Bewegung, wenn man schlagartig das Fahrpedal loslässt. Die Dashpot-Funktion kommt zum Einsatz beim Übergang vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb des Motors
2. Lastschlagdämpfung (LSD):2. Load Impact Loss (LSD):
Die Lastschlagdämpfung ist genau die umgekehrte Funktion und bezeichnet die Bewegung, wenn man schlagartig das Fahrpedal betätigt. Die Lastschlagdämpfung kommt zum Einsatz beim Übergang vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb des Motors
Weiterhin wird das von der Ermittlungseinheit
Das modellierte Istmoment Mist stellt dabei eine Modellierung für das Ausgangsmoment des Motors
Liegt die Abweichung zwischen der modellierten Istmoment Mist und dem von der Ermittlungseinheit
Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, die oben beschriebene Überwachung auch mit einem zeitlichen Gradienten des von der Ermittlungseinheit
Ferner ist das von der Ermittlungseinheit
Weiterhin kann wie in
Mittels der Motorsteuerung
In
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
In
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
In
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Anhand des Ablaufplans nach
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Bei Programmpunkt
Vorzugsweise wird für jedes Motorlager ein Kraftmessbolzen verwendet, es ist aber auch möglich, mit mehr oder weniger Kraftmessbolzen auszukommen, wobei dann Gleichung (1) entsprechend modifiziert werden muss. Alternativ können die Kraftmessbolzen auch an der Getriebe- oder Differenzialaufhängung angebracht werden.Preferably, a force pin is used for each engine mount, but it is also possible to make do with more or less force pin, in which case equation (1) must be modified accordingly. Alternatively, the force measuring pins can also be attached to the transmission or differential suspension.
Mit den hier aufgeführten Ausführungsbeispielen wurde nur ein Teil der Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Das von der Ermittlungseinheit
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R084 | Declaration of willingness to licence | ||
| R084 | Declaration of willingness to licence |
Effective date: 20130419 |
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| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
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