DE102007048862B4 - Method and device for limiting the speed of an engine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Begrenzung der Maximaldrehzahl eines Motors (2) durch Vorgabe eines Sollmoments;wobei das Sollmoment (M) des Motors (2) abhängig von der Maximaldrehzahl und einer prädizierten Drehzahl, die von der momentanen Drehzahl und einem Drehzahlgradienten (n) abhängt, ermittelbar ist, so dass die Drehzahl (n) des Motors (2) begrenzt wird;dadurch gekennzeichnet, dassdas Sollmoment (M) des Motors (2) abhängig von der prädizierten Drehzahl (npr) ermittelt wird, die von einem einem Drehzahlgradienten (n) abhängt, der gemäß dem Zustand des Kraftschlusses mit einem Gewichtungsfaktor gewichtet wird.Method for limiting the maximum speed of a motor (2) by specifying a setpoint torque; the setpoint torque (M) of the motor (2) can be determined as a function of the maximum speed and a predicted speed, which depends on the current speed and a speed gradient (s) , so that the speed (n) of the motor (2) is limited; characterized in that the target torque (M) of the motor (2) is determined as a function of the predicted speed (npr), which depends on a speed gradient (n), which is weighted according to the state of the adhesion with a weighting factor.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, bei schnellen Lastmomentänderungen.The invention relates to a method and a device for limiting the speed of an engine, in particular an internal combustion engine, in the event of rapid changes in load torque.
Stand der TechnikState of the art
In heutigen Verbrennungsmotoren wird die Maximaldrehzahl begrenzt, indem das innere Motormoment begrenzt wird. Dies erfolgt mit Hilfe einer geeigneten Regelung. Als Regelgröße wird neben der momentanen Drehzahl auch eine Prädiktion des Drehzahlverlaufs verwendet, um so das Eingreifen der eigentlichen Regelung starten zu können, bevor die Maximaldrehzahl überschritten ist. Dabei wird auf Basis des aktuellen Drehzahlgradienten eine Drehzahl geschätzt, die sich nach einer bestimmten Zeit (Prädiktionszeit) einstellen würde. Dadurch kann eine Drehzahlbegrenzung bereits eingreifen, bevor sich die aktuelle Motordrehzahl bei oder über der Maximaldrehzahl befindet. Durch Berücksichtigen des Drehzahlgradienten wird sichergestellt, dass die eigentliche Motordrehzahl auf ihren Maximalwert zuverlässig eingeregelt wird und der Maximalwert nicht oder nur kurzzeitig überschritten wird.In today's internal combustion engines, the maximum speed is limited by limiting the internal engine torque. This is done with the help of a suitable regulation. In addition to the current speed, a prediction of the speed curve is used as the control variable so that the intervention of the actual control can be started before the maximum speed is exceeded. Based on the current speed gradient, a speed is estimated that would occur after a certain time (prediction time). As a result, a speed limit can intervene before the current engine speed is at or above the maximum speed. Taking the speed gradient into account ensures that the actual engine speed is reliably adjusted to its maximum value and that the maximum value is not exceeded or is exceeded only for a short time.
Die
Die
Auch aus der
Bei Schaltvorgängen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere unter Volllast, liegt kurzzeitig kein geschlossener Antriebsstrang vor, d.h. es besteht kein Kraftschluss zwischen dem Motor und den Rädern des durch den Motor angetriebenen Fahrzeugs. Dadurch kann sich die Motordrehzahl bei Rückschaltvorgängen sehr schnell erhöhen, und es werden sehr steile Drehzahlgradienten erreicht. Diese Drehzahlgradienten bei einem kurzzeitigen offenen Kraftschluss sind in nicht plausibilisierter Form jedoch nicht aussagekräftig für das Verhalten der Drehzahl bei geschlossenem Kraftschluss, da sich bei geschlossenem Kraftschluss sehr viel geringere Drehzahlgradienten einstellen würden.During switching operations in a motor vehicle, in particular under full load, there is no closed drive train for a short time, i.e. there is no frictional connection between the engine and the wheels of the vehicle driven by the engine. As a result, the engine speed can increase very rapidly during downshifts and very steep speed gradients are achieved. However, these speed gradients in the case of a brief open force connection are not meaningful in an implausible form for the behavior of the speed when the force connection is closed, since a much lower speed gradient would occur if the force connection was closed.
Da bei einem Schaltvorgang der Zustand des offenen Kraftschlusses jedoch nur für eine sehr kurze Zeit, nämlich für die Zeit des Schaltvorgangs, vorliegt, führt die Drehzahlprädiktion, die den Drehzahlgradienten berücksichtigt, womöglich zu einem Eingriff, ohne dass die tatsächliche Gefahr besteht, dass die Drehzahl des Motors die vorgegebene Maximaldrehzahl übersteigt. Insbesondere bei einem Schaltvorgang, bei dem z.B. bei einem Durchtreten des Gaspedals (Kickdown) durch einen Fahrer ein Überholvorgang eingeleitet wird, ist das Eingreifen der Drehzahlbegrenzung in Folge eines hohen prädizierten Drehzahlgradienten hinderlich, da in diesem Fall während des Schaltvorgangs das Drehmoment verringert wird. Dem Fahrer steht somit während (und möglicherweise unmittelbar nach) dem Schaltvorgang nur ein verringertes Drehmoment zur Verfügung.However, since the state of the open frictional connection is only present for a very short time, namely for the time of the switching process, the speed prediction, which takes the speed gradient into account, may lead to an intervention without the actual risk of the speed of the motor exceeds the specified maximum speed. Especially in a switching process in which e.g. If a driver overtakes the accelerator pedal (kickdown), the intervention of the speed limitation due to a high predicted speed gradient is a hindrance, since in this case the torque is reduced during the shifting process. The driver therefore has only a reduced torque available during (and possibly immediately after) the shifting process.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl eines Motors zur Verfügung zu stellen, bei der die Drehzahlbegrenzung den Drehzahlgradienten in plausibilisierter Weise berücksichtigt bzw. einen plausibilisierten (modellierten) Drehzahlgradienten berücksichtigt.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for limiting the speed of an engine, in which the speed limitation takes into account the speed gradient in a plausible manner or takes a plausible (modeled) speed gradient into account.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die oben stehende Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.The above object is achieved by the method according to
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zur Begrenzung der Maximaldrehzahl eines Motors durch Vorgabe eines Sollmoments vorgesehen. Das Sollmoment des Motors ist abhängig von der Maximaldrehzahl und einer prädizierten Drehzahl, die von der momentanen Drehzahl und einem Drehzahlgradienten abhängt, ermittelbar, so dass die Drehzahl des Motors begrenzt wird. Der Drehzahlgradient wird abhängig von einem Zustand des Kraftschlusses zum Motor bei der Ermittlung des Sollmoments berücksichtigt. Das Sollmoment des Motors wird abhängig von der prädizierten Drehzahl ermittelt, die von einem Drehzahlgradienten abhängt, der gemäß dem Zustand des Kraftschlusses mit einem Gewichtungsfaktor gewichtet wird.According to a first aspect, a method for limiting the maximum speed of an engine by specifying a target torque is provided. The setpoint torque of the motor is dependent on the maximum speed and a predicted speed, which depends on the current speed and a speed gradient, so that the speed of the motor is limited. The speed gradient is taken into account as a function of a state of the frictional connection to the motor when determining the target torque. The setpoint torque of the motor is determined as a function of the predicted speed, which depends on a speed gradient that is weighted with a weighting factor in accordance with the state of the frictional connection.
Das obige Verfahren ermöglicht es, den Einfluss des Drehzahlgradienten bei der Begrenzung des inneren Motormoments zur Begrenzung der Maximaldrehzahl des Motors zu plausibilisieren und entsprechend einem Ereignis, das zu einer Lastmomentänderung am Antriebsstrang führt, für die Drehzahlbegrenzung zu berücksichtigen. Somit kann z.B. bei einem Schaltvorgang, bei dem der Antriebsstrang kurzzeitig geöffnet wird, der daraus resultierende hohe Drehzahlgradient nicht oder in einem geringeren Maße berücksichtigt werden, um keinen Eingriff der Begrenzung des inneren Drehmoments auszulösen.The above method makes it possible to plausibility check the influence of the speed gradient when limiting the internal engine torque to limit the maximum speed of the engine and to take it into account for the speed limitation in accordance with an event that leads to a change in the load torque on the drive train. Thus, for example at a switching operation in which the drive train is opened briefly, the resulting high speed gradient is not taken into account or is taken into account to a lesser extent in order not to trigger any intervention in the limitation of the internal torque.
Weiterhin kann abhängig von einem ersten Zustand des Kraftschlusses, insbesondere bei geschlossenem Kraftschluss, der Drehzahlgradient berücksichtigt und abhängig von einem zweiten Zustand des Kraftschlusses, insbesondere bei geöffnetem Kraftschluss, der Drehzahlgradient nicht berücksichtig werden.Furthermore, depending on a first state of the frictional connection, in particular when the frictional connection is closed, the speed gradient can be taken into account and, depending on a second state of the frictional connection, in particular when the frictional connection is open, the speed gradient cannot be taken into account.
Weiterhin kann der Zustand des Kraftschlusses durch einen Kopplungszustand einer Kupplung bestimmt werden.Furthermore, the state of the frictional connection can be determined by a coupling state of a clutch.
Der Zustand des Kraftschlusses zum Motor kann durch ein Ereignissignal angegeben werden. Dann kann der Drehzahlgradient abhängig von einem ersten Zustand des Ereignissignals, der eine Öffnung des Kraftschlusses angibt, angepasst werden, wobei die Anpassung um eine erste Zeitdauer ab dem Einnehmen des ersten Zustands des Ereignissignals verzögert erfolgt, und /oder während einer zweiten Zeitdauer erfolgt, während der der Drehzahlgradient mit abnehmender Gewichtung gewichtet wird.The state of the adhesion to the motor can be indicated by an event signal. The speed gradient can then be adjusted as a function of a first state of the event signal, which indicates an opening of the frictional connection, the adaptation being delayed by a first time period from the onset of the first state of the event signal, and / or during a second time period while which the speed gradient is weighted with decreasing weighting.
Alternativ oder zusätzlich kann der Drehzahlgradient abhängig von einem zweiten Zustand des Ereignissignals, das ein Schließen des Kraftschlusses angibt, angepasst werden, wobei die Anpassung um eine dritte Zeitdauer ab dem Einnehmen des zweiten Zustands des Ereignissignals verzögert erfolgt, und /oder während einer vierten Zeitdauer erfolgt, während der der Drehzahlgradient mit zunehmender Gewichtung gewichtet wird.As an alternative or in addition, the speed gradient can be adapted as a function of a second state of the event signal, which indicates a closing of the force fit, the adaptation being delayed by a third time period from the onset of the second state of the event signal, and / or during a fourth time period , during which the speed gradient is weighted with increasing weighting.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zur Begrenzung der Maximaldrehzahl eines Motors durch Vorgabe eines Sollmoments vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst eine Motorsteuerung, um das Sollmoment des Motors abhängig von der Maximaldrehzahl und einer prädizierten Drehzahl, die von der momentanen Drehzahl und einem Drehzahlgradienten abhängt, zu ermitteln, so dass die Drehzahl des Motors begrenzt wird. Die Motorsteuerung ist weiter ausgebildet, um den Drehzahlgradienten abhängig von einem Zustand des Kraftschlusses zum Motor für die Ermittlung des Sollmoments zu berücksichtigen.According to a further aspect, a device is provided for limiting the maximum speed of an engine by specifying a target torque. The device comprises an engine control in order to determine the target torque of the engine as a function of the maximum engine speed and a predicted engine speed, which depends on the current engine speed and a speed gradient, so that the engine speed is limited. The engine control is further developed to take the speed gradient into account depending on a state of the force connection to the engine for the determination of the target torque.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren ausführt.According to a further aspect, a computer program is provided which contains a program code which, when executed on a data processing unit, carries out the above method.
FigurenlisteFigure list
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einer Drehzahlbegrenzung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Funktion der Drehzahlbeschränkung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Funktion der Drehzahlbeschränkung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und -
4 ein Diagramm zur Darstellung der zeitlichen Verläufe der Drehzahl, der prädizierten Drehzahl sowohl ohne als auch mit Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Schaltvorgang eines automatischen Getriebes.
-
1 is a schematic representation of an engine system with a speed limitation according to an embodiment of the present invention; -
2nd a block diagram illustrating the function of the speed restriction according to a first embodiment of the invention; -
3rd a block diagram illustrating the function of the speed restriction according to a second embodiment of the invention; and -
4th a diagram showing the temporal profiles of the speed, the predicted speed both without and with the use of the inventive method in a switching process of an automatic transmission.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
In
Insbesondere bei Verwendung eines solchen Motorsystems
In
Im Normalbetrieb des Motorsystems
Tritt ein Ereignis auf, bei dem z.B. der Antriebsstrang
Ein Zurückschalten der Umschaltstufe
In
Anstatt nun die Drehzahländerung Δn und die aktuelle Drehzahl n zu addieren, um die prädizierte Drehzahl
Der Gewichtungsfaktor
In
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass bei einer Momentenbegrenzung, die den Drehzahlgradienten berücksichtigt, keine unnötig verfrühte Begrenzung des Sollmoments Mmot_soll des Verbrennungsmotors
Das Vorsehen der Gewichtungsfaktoren
Nach Beendigung des Schaltvorgangs sollte entsprechend wieder ein Kraftschluss vorliegen. Da sich der tatsächliche formschlüssige Kraftschluss jedoch erst verzögert einstellt, wird die Drehzahlprädiktion mittels eines zeitlichen Verlauf eines Faktors reaktiviert. Dadurch ist sichergestellt, dass die Aktivierung der Drehzahlbegrenzung immer einen möglichst plausibilisierten Wert der Drehzahl/des Drehzahlgradienten verwendet.After the switching process has been completed, there should be a positive connection again. However, since the actual positive frictional engagement occurs only after a delay, the speed prediction is reactivated using a time profile of a factor. This ensures that the activation of the speed limitation always uses a value of the speed / speed gradient that is as plausible as possible.
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