DE102007020279A1

DE102007020279A1 - Drive engine operating method for drive train of vehicle, involves estimating load torque rates and determining load torque from estimated load torque rates, where each torque rate is assigned to drive train component

Info

Publication number: DE102007020279A1
Application number: DE200710020279
Authority: DE
Inventors: Stefan Bollinger; Horst Wagner; Brahim Baqasse; Bjoern Bischoff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-11-06

Abstract

The method involves estimating two load torque rates and determining a load torque from the estimated load torque rates, where each load torque rate is assigned to a drive train component or a drive engine (2) arranged in a vehicle (1). A correcting variable is determined based on the estimated load torque for regulation of a speed of the drive engine. A measuring variable, which specifies an angular speed, is detected for determining the load torque rates, where the detected measuring variable is filtered. Independent claims are also included for the following: (1) a control device for controlling and regulating an operation of a drive engine, comprising a controller (2) a computer program executable on a computer for controlling and regulating a drive engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsmaschine, bei der zur Regelung einer Drehzahl der Antriebsmaschine eine Stellgröße in Abhängigkeit von einem geschätzten Verlustmoment ermittelt wird, wobei die Antriebsmaschine in einem Fahrzeug angeordnet ist und das Fahrzeug mindestens eine mittels einer unstarren Kopplung an die Antriebsmaschine ankoppelbare Triebstrangkomponente aufweist.The The invention relates to a method for operating a drive machine, in the for controlling a speed of the prime mover a manipulated variable in dependence from an esteemed Loss torque is determined, the prime mover in a Vehicle is arranged and the vehicle at least one means a non-rigid coupling to the drive machine can be coupled driveline component having.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, das einen eine Antriebsmaschine umfassenden Triebstrang sowie Mittel zur Drehzahlregelung der Aritriebsmaschine umfasst.The The invention also relates to a vehicle having an engine comprehensive powertrain and means for speed control of the Aritrap engine includes.

Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät zur Steuerung und Regelung des Betriebs einer Antriebsmaschine. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Computerprogramm, das auf einem Rechengerät, insbesondere einem Steuergerät zur Steuerung und Regelung einer Antriebsmaschine, ablauffähig ist.The The invention also relates to a control device for control and regulation the operation of a prime mover. Finally, the invention also relates a computer program operating on a computing device, in particular a control device for controlling and control of a prime mover, is executable.

Zur Drehzahlregelung einer Antriebsmaschine ist es bekannt, eine Stellgröße, beispielsweise eine Einspritzmenge, in Abhängigkeit von einer Führungsgröße, beispielsweise einer Solldrehzahl zu ermitteln. Mit derartigen Drehzahlregelungen wird unter anderem erreicht, dass der Einfluss von Störgrößen, insbesondere von auftretenden Lastmomenten, kompensiert wird. Ein derartiges, eine Störgröße realisierendes Lastmoment ist beispielsweise eine aktuelle Fahrbahnsteigung, die selbst direkt nicht oder nur schwer messbar ist, jedoch die Drehzahl der Antriebsmaschine beeinflusst.to Speed control of a prime mover, it is known, a manipulated variable, for example a Injection quantity, depending on from a leader, for example to determine a target speed. With such speed controls is achieved, among other things, that the influence of disturbances, in particular of occurring load moments, is compensated. Such a, a disturbance realizing Lastmoment is for example a current road gradient, the even directly or difficult to measure, but the speed the drive machine influenced.

Grundsätzlich problematisch bei einer Drehzahlregelung ist, dass bei plötzlichen Änderungen des Lastmoments die Regelung ein Überschwingen aufweisen kann. Dies verzögert häufig nicht nur die Dauer des Einregelns, sondern kann sogar von einem Fahrer des Fahrzeugs bemerkt werden, was als unangenehm empfunden wird.Basically problematic in a speed control is that in case of sudden changes in the load torque, the Control have an overshoot can. This delays often not only the duration of Einregelns, but can even by one Drivers of the vehicle will be noticed, which felt uncomfortable becomes.

Um eine Reduzierung des Überschwingens und ein beschleunigtes Regelverhalten zu erreichen, ist es bekannt, ein die Drehzahl beeinflussende Lastmoment abzuschätzen und dieses bei der Ermittlung der Stellgröße zu berücksichtigen. Bei dem bekannten Verfahren können jedoch Fehlschätzungen des Lastmoments auftreten, die beispielsweise durch Schwingungen (sogenannte Ruckelschwingungen, die auch als Ruckeln bezeichnet werden) im Triebstrang bedingt sind.Around a reduction of the overshoot and to achieve an accelerated control behavior, it is known to estimate a load moment influencing the speed and to take this into account when determining the manipulated variable. In the known Procedures can but misjudgments the load torque occur, for example, by vibrations (so-called jerky vibrations, also referred to as jerking are) in the drive train are conditional.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, mittels der eine nochmals verbesserte Drehzahlregelung einer Antriebsmaschine erreicht wird. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, den negativen Einfluss von Ruckelschwingungen bei der Drehzahlregelung zu verringern und den Einregelvorgang zu beschleunigen.It It is the object of the invention to provide a possibility provide, by means of a further improved speed control an engine is achieved. In particular, it is the task of Invention, the negative influence of bucking vibrations in the Reduce speed control and speed up the Einregelungvorgang.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zumindest zwei Lastmomentanteile durch Schätzung ermittelt werden, wobei jeder Lastmomentanteil jeweils einer Triebstrangkomponente zugeordnet ist. Das Lastmoment wird dann aus den ermittelten Lastmomentanteilen bestimmt.The Task is characterized by a method of the type mentioned by solved, that at least two load torque components are determined by estimation, wherein each Lastmomentanteil each assigned to a drive train component is. The load torque then becomes the calculated load torque components certainly.

Grundsätzlich besteht ein Triebstrang aus mehreren Triebstrangkomponenten, die häufig über unstarre Kopplungen miteinander gekoppelt sind. Ein Beispiel für eine derartige unstarre Kopplung ist ein Zwei-Massen-Schwungrad, das überwiegend in Schaltgetrieben eingesetzt wird. Unstarre Kopplungen können schlupfbehaftet sein. Beispiele für eine schlupfbehaftete unstarre Kopplung sind ein Drehmomentwandler in einem Automatikgetriebe oder Reifen. Ein weiteres Bespiel für eine unstarre Kopplung sind Antriebswellen, die häufig eine innere Torsion aufweisen und daher als torsionsweich bezeichnet werden.Basically exists a powertrain made up of several powertrain components, often over non-rigid ones Couplings are coupled together. An example of such Non-rigid coupling is a two-mass flywheel that predominantly used in manual transmissions. Non-rigid couplings can be slippery be. examples for A slippery non-rigid coupling is a torque converter in an automatic transmission or tire. Another example of a stupid Coupling are drive shafts, which often have an internal torsion and therefore be called torsionally soft.

Triebstrangkomponenten sind beispielsweise die Antriebsmaschine selbst, ein Antriebsstrang, der beispielsweise ein Getriebe umfasst und das Fahrzeug selbst, indem beispielsweise das Getriebe und die Antriebsmaschine angeordnet sind und das über die Reifen mit der Fahrbahn gekoppelt ist.Drive train components For example, the prime mover itself is a powertrain that For example, a transmission includes and the vehicle itself by for example, arranged the transmission and the prime mover are and that over the tires are coupled with the roadway.

Grundsätzlich setzt sich das Lastmoment aus Lastmomentanteilen zusammen, die auf die einzelnen Triebstrangkomponenten einwirken. Eine Änderung der Fahrbahnsteigung beispielsweise wirkt jedenfalls auf das Fahrzeug selbst ein und beeinflusst das Lastmoment. Insbesondere wirken sich Lastmomentanteile von Triebstrangkomponenten auf andere Triebstrangkomponenten aus bzw. werden über diese übertragen. So können durch die unstarre Kopplung der Triebstrangkomponenten Schwingungen des Triebstrangs entstehen, die fälschlicherweise als geändertes Lastmoment interpretiert werden, also zu einer Fehlschätzung des Lastmoments führen und damit die Drehzahlregelung der Antriebsmaschine negativ beeinflussen.Basically the load torque from Lastmomentanteilen together on the act individual drive train components. A change the road gradient, for example, acts on the vehicle in any case itself and influences the load torque. In particular, load torque components have an effect from driveline components to other driveline components or be over transfer this. So can due to the non-rigid coupling of the drive train components oscillations of the driveline, which is wrongly changed Lastmoment be interpreted, so to a miscalculation of the Lead load moments and thus adversely affect the speed control of the prime mover.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Lastmomentanteile einzelner Triebstrangkomponenten separat zu ermitteln und aus diesen separaten Lastmomentanteilen das (Gesamt-)Lastmoment zu bestimmen. Tritt beispielsweise eine Änderung der Fahrbahnsteigung auf, so kann die Auswirkung der dadurch bedingten Änderung des Lastmomentanteils des Fahrzeugs auf die weiteren Triebstrangkomponenten abgeschätzt werden und bei der Schätzung des (Gesamt-)Lastmoments sogleich berücksichtigt werden. Dadurch ist eine besonders präzise Ermittlung der Stellgröße möglich, was sich wiederum in einer besonders raschen Einregelung der Drehzahl äußert.The present invention makes it possible to separately determine the load torque components of individual drive train components and to determine the (total) load torque from these separate load torque components. For example, if a change in the Road gradient, so the effect of the consequent change in the load torque component of the vehicle can be estimated to the other driveline components and taken immediately into account in the estimation of the (total) load torque. As a result, a particularly precise determination of the manipulated variable is possible, which in turn manifests itself in a particularly rapid adjustment of the speed.

Bei dem Betrieb eines Fahrzeugs treten häufig Änderungen im Antriebsstrang (beispielsweise durch einen Gangwechsel, eine Kupplungsbetätigung oder durch ein schlupfendes Rad) auf. Mittels der vorliegenden Erfindung ist es möglich, bei einer derartigen Änderung im Antriebsstrang das an der Antriebsmaschine wirkende (Gesamt-)Lastmoment unmittelbar dadurch zu ermitteln, dass die bekannten Teillastmomente entsprechend der nun geänderten Antriebsstranggeometrie zusammengefasst werden. Fährt das Fahrzeug beispielsweise bergauf bei geschlossener Kupplung, so setzt sich das an der Antriebsmaschine wirkende Lastmoment aus dem an der Antriebsmaschine selbst wirkenden Teillastmoment (beispielsweise durch einen aktivierten Klimakompressor beeinflusst) und dem an dem Antriebsstrang wirkenden Teillastmoment (beispielsweise durch Steigung der Fahrbahn beeinflusst) zusammen. Wird nun während der Fahrt bergauf die Kupplung geöffnet, so setzt sich das an der Antriebsmaschine wirkende (Gesamt-)Lastmoment nur noch aus dem an der Antriebsmaschine wirkenden Teillastmoment zusammen. Mittels der vorliegenden Erfindung kann das (Gesamt-)Lastmoment bei derartigen Änderungen im Antriebsstrang besonders effizient und präzise ermittelt werden.at The operation of a vehicle often involves changes in the powertrain (For example, by a gear change, a clutch or through a slipping wheel). By means of the present invention Is it possible, in such a change in the drive train the (total) load moment acting on the drive machine directly to determine that the known partial load moments accordingly the now changed powertrain geometry be summarized. Moves the vehicle, for example, uphill with the clutch engaged, Thus, the load torque acting on the drive machine is established acting on the engine itself partial load torque (for example influenced by an activated air conditioning compressor) and the the partial load torque acting on the drive train (for example by Slope of the roadway). Will now during the Ride up the clutch open this is how the (total) load moment acting on the drive machine is established only from the partial load moment acting on the drive machine together. By means of the present invention, the (total) load torque with such changes be determined in the drive train particularly efficient and accurate.

Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Lastmomentanteile eine der jeweiligen Triebstrangkomponente zugeordnete, eine Winkelgeschwindigkeit beschreibende Messgröße erfasst. Derartige Messgrößen beschreiben beispielsweise eine Drehzahl (beispielsweise bei der Antriebsmaschine oder bei den Rädern), eine Geschwindigkeit (beispielsweise des Fahrzeugs) und insbesondere eine Winkelgeschwindigkeit selbst (beispielsweise bei der Antriebsmaschine oder dem Getriebe). Die erfassten Messgrößen werden mit beobachteten Größen verglichen, die mit den Messgrößen korrespondieren. Wird eine Abweichung der Messgrößen von den beobachteten Größen festgestellt, so wird in Abhängigkeit von dieser Abweichung der jeweilige Lastmomentanteil geschätzt.Preferably is to determine the load torque components one of the respective drive train component assigned, describing an angular velocity measured variable detected. Describe such measures For example, a speed (for example, in the prime mover or at the wheels), a speed (for example of the vehicle) and in particular an angular velocity itself (for example, in the prime mover or the gearbox). The measured quantities recorded are also observed Compared sizes that correspond with the measured quantities. If a deviation of the measured quantities of observed the observed sizes, so becomes dependent estimated by this deviation of the respective load torque component.

Vorzugsweise wird hierzu die Regelstrecke des Triebstrangs in einem dynamischen Modell dargestellt, in dem die Triebstrangkomponenten als Starrkörper modelliert sind, die durch unstarre Kopplungen miteinander verbunden sind. Es werden dann die Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen Triebstrangkomponenten bzw. zu den Winkelgeschwindigkeiten analoge Größen, also beispielsweise eine Drehzahl oder eine Geschwindigkeit, gemessen.Preferably For this purpose, the controlled system of the drive train in a dynamic Model illustrated in which the driveline components modeled as a rigid body are connected by non-rigid couplings. It then becomes the angular velocities of the individual drivetrain components or to the angular velocities analogous quantities, so for example a Speed or a speed, measured.

Hierbei wird die erfasste Messgröße vorzugsweise gefiltert, um ein Messrauschen zu verringern. Ein derartiger Filter kann beispielsweise als Tiefpassfilter ausgebildet sein.in this connection the detected measured variable is preferably filtered to reduce measurement noise. Such a filter can be designed for example as a low-pass filter.

Eine nochmals präzisere Schätzung des Lastmoments wird dadurch erreicht, dass ein Verdrehwinkel zwischen zwei unstarr gekoppelten Triebstrangkomponenten ermittelt wird.A even more precise estimate of the load torque is achieved by a twist angle between two unsteadily coupled driveline components is determined.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Verdrehwinkel direkt gemessen wird. Dies kann beispielsweise bei einer torsionsweichen Antriebswelle oder einer Kardanwelle vorteilhaft eingesetzt werden.This can be achieved, for example, that the angle of rotation is measured directly. This can, for example, in a torsionally soft Drive shaft or a propeller shaft can be used advantageously.

Die Berücksichtigung der Verdrehwinkel bei der Bestimmung des Lastmoments ermöglicht es, Schwingungen des Antriebsstrangs als solche zu interpretieren und die Einflüsse der unstarren Kopplungen nicht versehentlich als geändertes Lastmoment bzw. als geänderten Lastmomentanteil zu interpretieren, was zu einer verstärkten Fehlschätzung des Lastmoments führen würde.The consideration the angle of rotation in the determination of the load torque makes it possible to oscillate to interpret the powertrain as such and the influences of Non-rigid couplings not accidentally as a modified load torque or as amended Lastmomentanteil interpret, resulting in an increased misjudgment of the load torque to lead would.

Vorteilhafterweise wird der Verdrehwinkel aus den die Winkelgeschwindigkeit beschreibenden Größen der Triebstrangkomponenten durch Differenzbildung der einzelnen Winkelgeschwindigkeiten und Integration ermittelt. Dies ermöglicht eine relativ rasche präzise Ermittlung der Verdrehwinkel.advantageously, the angle of rotation is calculated from the quantities describing the angular velocity Driveline components by subtraction of the individual angular velocities and Integration determined. this makes possible a relatively fast accurate Determination of the twist angle.

Es ist auch möglich, das zwischen zwei unstarr gekoppelten Triebstrangkomponenten übertragene Drehmoment zu ermitteln. Dies beinhaltet auch die Information über den Verdrehwinkel, da dieser das übertragene Drehmoment beeinflusst.It is possible, too, that transmitted between two non-rigidly coupled driveline components To determine torque. This also includes the information about the Twist angle, as this is the transmitted Torque influences.

Die Aufgabe wird auch durch ein Fahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Fahrzeug Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.The Task is also by a vehicle of the type mentioned solved by that the vehicle means for carrying out the method according to the invention having.

Eine Lösung der eingangs genannten Aufgabe kann auch dadurch erreicht werden, dass ein Steuergerät zur Steuerung und Regelung des Betriebs einer Antriebsmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtet ist. Dies kann beispielsweise mittels eines Computerprogramms erreicht werden, das auf dem Steuergerät ablauffähig ist.A solution The object mentioned at the outset can also be achieved by that a control unit for controlling and regulating the operation of a drive machine for execution the method according to the invention is prepared. This can be done, for example, by means of a computer program can be achieved, which is executable on the control unit.

Insbesondere wird die Aufgabe auch durch ein Computerprogramm der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Computerprogramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist, wenn das Computerprogramm auf dem Rechengerät bzw. dem Steuergerät abläuft. Damit stellt das Computerprogramm ebenso die Erfindung dar wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm programmiert ist.In particular, the problem is also solved by a computer program of the type mentioned in that the computer program for Implementation of the method according to the invention is programmed when the computer program runs on the computing device or the control unit. Thus, the computer program as the invention as well as the method, the execution of which the computer program is programmed.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigenFurther Features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments of the invention shown in the drawings. Show it

1 eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugs mit mehreren Triebstrangkomponenten, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist; 1 a schematic representation of a vehicle with multiple powertrain components, which is adapted to carry out the method according to the invention;

2 eine stark schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines dynamischen Modells für die Regelstrecke des Triebstrangs; und 2 a highly schematic representation of an embodiment of a dynamic model for the controlled system of the drive train; and

3 ein schematisiertes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 a schematic flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention

In 1 ist stark schematisiert ein Fahrzeug 1 dargestellt, das eine Antriebsmaschine 2 und ein Steuergerät 3 umfasst. Das Fahrzeug weist ferner ein Getriebe 4 sowie Räder 5 auf.In 1 is highly schematized a vehicle 1 shown that a prime mover 2 and a controller 3 includes. The vehicle also has a transmission 4 as well as wheels 5 on.

Das Fahrzeug 1 weist ferner einen Triebstrang auf, der das Fahrzeug 1 selbst, die Antriebsmaschine 2, das Getriebe 4 sowie die Räder 5 umfasst. Die Antriebsmaschine 2 ist mit dem Getriebe 4 beispielsweise über eine Kupplung 6 verbunden. Das Getriebe 4 ist an einzelne oder mehrere Räder 5 über die Antriebswellen 8 gekoppelt. Das Fahrzeug umfasst ferner eine Kardanwelle 7 sowie ein Differentialgetriebe 9, die zusammen mit dem Getriebe 4 im folgenden als Antriebsstrang 10 bezeichnet werden.The vehicle 1 also has a drive train, which is the vehicle 1 itself, the prime mover 2 , The gear 4 as well as the wheels 5 includes. The prime mover 2 is with the gearbox 4 for example via a coupling 6 connected. The gear 4 is on single or multiple wheels 5 over the drive shafts 8th coupled. The vehicle further includes a propeller shaft 7 and a differential gear 9 that together with the gearbox 4 in the following as a drive train 10 be designated.

Der Antriebsmaschine 2, dem Antriebsstrang 10, sowie einem oder mehreren Reifen 5 sind Mittel zur Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit oder einer zu der Winkelgeschwindigkeit analogen Größe zugeordnet. Diese Mittel können beispielsweise über Sensoren 2a, 5a und 10a realisiert sein. Die Sensoren 2a, 5a, und 10a sind über Signalleitungen mit dem Steuergerät 3 verbunden. Das Steuergerät 3 ist ferner über eine Signalleitung mit einem Stellglied 11 verbunden, das beispielsweise als eine Einspritzpumpe ausgebildet ist.The prime mover 2 , the powertrain 10 , as well as one or more tires 5 are associated with means for detecting an angular velocity or an analog to the angular velocity size. These means can, for example, via sensors 2a . 5a and 10a be realized. The sensors 2a . 5a , and 10a are via signal lines to the controller 3 connected. The control unit 3 is also via a signal line with an actuator 11 connected, which is formed for example as an injection pump.

Das Steuergerät 3 umfasst einen Speicherbereich 12, in dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät 3 ausgeführt wird.The control unit 3 includes a storage area 12 in which a computer program is stored, which is suitable for carrying out the method according to the invention, if the computer program on the control unit 3 is performed.

In 2 ist ein dynamisches Modell 20 dargestellt, in dem Triebstrangkomponenten 21a, 21b und 21c abgebildet sind, die über unstarre Kopplungen 22a, 22b miteinander gekoppelt sind. Die Triebstrangkomponente 21a modelliert beispielsweise die Antriebsmaschine 2, die Triebstrangkomponente 21b den Antriebsstrang 10 und die Triebstrangkomponente 21c das Fahrzeug 1. Die unstarre Kopplung 22a modelliert in diesem Beispiel beispielsweise die Kupplung 6 und die unstarre Kopplung 22b die Antriebswellen 8.In 2 is a dynamic model 20 shown in the driveline components 21a . 21b and 21c are imaged over impartial couplings 22a . 22b coupled together. The driveline component 21a for example, models the prime mover 2 , the driveline component 21b the drive train 10 and the driveline component 21c the vehicle 1 , The impure coupling 22a for example, models the coupling in this example 6 and the imprecise coupling 22b the drive shafts 8th ,

Auf die Triebstrangkomponenten 21a, 21b und 21c wirken Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c, die selbst nicht messbar sind. Eine Kenntnis der Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c könnte jedoch zu einer Verbesserung des Regelverhaltens dadurch beitragen, wenn diese eine Zuordnung des Lastmoments zu den einzelnen Triebstrangkomponenten 21a, 21b und 21c ermöglichen würden und somit Schwingungen des Antriebsstrangs erkannt werden könnten bzw. die Fehlschätzung des Lastmoments aufgrund von Ruckelschwingungen reduziert werden könnte. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun eine Schätzung der Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c, so dass diese Werte bei der Bestimmung des (Gesamt-)Lastmoments berücksichtigt werden können.On the drivetrain components 21a . 21b and 21c act load moment shares 19a . 19b . 19c that are not measurable by themselves. A knowledge of the load torque components 19a . 19b . 19c However, this could contribute to an improvement of the control behavior, if this is an assignment of the load torque to the individual drive train components 21a . 21b and 21c allow and thus vibrations of the drive train could be detected or the miscalculation of the load torque could be reduced due to bucking vibrations. The method according to the invention now makes possible an estimation of the load torque components 19a . 19b . 19c so that these values can be taken into account when determining the (total) load torque.

In dem dynamischen Modell 20 werden Winkelgeschwindigkeiten oder zu den Winkelgeschwindigkeiten analoge Größen erfasst, die in 2 mit den Bezugszeichen 23a, 23b und 23c bezeichnet sind. In dem dynamischen Modell 20 werden ferner Verdrehwinkel oder Drehmomente der unstarren Kopplungen ermittelt, die mit den Bezugszeichen 24a und 24b bezeichnet sind. Um ein Messrauschen zu reduzieren kann vorgesehen sein, dass die Winkelgeschwindigkeiten oder die zu den Winkelgeschwindigkeiten analogen Größen 23a, 23b und 23c zunächst gefiltert werden.In the dynamic model 20 angular velocities or magnitudes analogous to the angular velocities are recorded, which in 2 with the reference numerals 23a . 23b and 23c are designated. In the dynamic model 20 Further, angles of rotation or torques of the non-rigid couplings are determined, which are denoted by the reference numerals 24a and 24b are designated. In order to reduce measurement noise, it may be provided that the angular velocities or the quantities analogous to the angular velocities 23a . 23b and 23c be filtered first.

Die bisher beschriebenen Komponenten des dynamischen Modells 20 stellen die Funktionalität einer Triebstrang- und Messwerterfassung dar, die in 2 mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist.The previously described components of the dynamic model 20 represent the functionality of a powertrain and data acquisition, which in 2 with the reference number 25 is designated.

Das dynamische Modell 20 umfasst ferner einen als Störgrößenbeobachter 26 bezeichneten Funktionsblock. Dem Störgrößenbeobachter 26 werden von der Triebstrang- und Messwerterfassung 25 die erfassten Messwerte 27 übermittelt, die die gegebenenfalls gefilterten Winkelgeschwindigkeiten 23a, 23b, 23c sowie die Verdrehwinkel bzw. Drehmomente 24a und 24b umfassen. Die Messwerte 27 werden beispielsweise in Form einer Matrix in dem dynamischen Modell 20 abgespeichert.The dynamic model 20 also includes a disturbance observer 26 designated function block. The disturbance observer 26 are from the drivetrain and data logging 25 the recorded readings 27 transmitted, the optionally filtered angular velocities 23a . 23b . 23c as well as the angle of rotation or torques 24a and 24b include. The measured values 27 are for example in the form of a matrix in the dynami model 20 stored.

Der Störgrößenbeobachter 26 umfasst ferner eine Systembeschreibung 28, die beispielsweise ebenfalls als Matrix realisiert ist und die beobachteten Störgrößen sowie Werte umfasst, die eine Messverzögerung bei der Erfassung der Messgrößen beschreiben.The disturbance observer 26 further includes a system description 28 , which is also implemented as a matrix, for example, and includes the observed disturbance variables and values which describe a measurement delay in the acquisition of the measured quantities.

In dem Störgrößenbeobachter 26 werden durch einen Vergleich der Messwerte 27 und der beobachteten Störgrößen Beobachtungsfehler erkannt und diese auf die beobachteten Störgrößen beispielsweise durch Aktualisierung der entsprechenden Werte in der als Matrix realisierten Systembeschreibung 28, zurückgeführt. Ferner werden in Abhängigkeit von diesem Vergleich Lastmomentanteile 30a, 30b und 30c ermittelt, die eine Schätzung der tatsächlichen Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c darstellen. Wie oben bereits beschrieben, sind die tatsächlichen Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c, selbst nicht messbar, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können diese jedoch geschätzt werden. Dies erlaubt es, eine auftretende Änderung des Lastmoments einem oder mehreren Triebstrangkomponenten zuzuordnen und bei der Regelung der Antriebsmaschine 2 dann entsprechend zu berücksichtigen, so dass große Regelabweichungen vermieden werden können.In the disturbance observer 26 be by comparing the readings 27 and the observed disturbance observed observation errors and this on the observed disturbances, for example, by updating the corresponding values in the system description realized as a matrix 28 , returned. Furthermore, as a function of this comparison load torque components 30a . 30b and 30c determines the an estimate of the actual load moment shares 19a . 19b . 19c represent. As already described above, the actual load torque components 19a . 19b . 19c but not measurable by means of the method according to the invention, these can be estimated. This makes it possible to assign an occurring change in the load torque to one or more drive train components and in the control of the drive machine 2 then take appropriate account so that large deviations can be avoided.

Das dynamische Modell 20 beschreibt den Triebstrang als System aus mehreren miteinander gekoppelten, rotierenden Triebstrangkomponenten 21a, 21b, 21c, die jeweils ein nicht dargestelltes rotatorisches Trägheitsmoment aufweisen, welches bekannt ist, und deren Winkelgeschwindigkeit mittels einer erfassbaren Messgröße beschreibbar ist. Ferner wird eine Kopplung der jeweiligen Triebstrangkomponenten 21a, 21b, 21c untereinander berücksichtigt, wobei die Kopplung die zwischen den gekoppelten Triebstrangkomponenten 21a, 21b, 21c wirkende Drehmomente entsprechend übersetzt.The dynamic model 20 describes the drive train as a system of several coupled, rotating powertrain components 21a . 21b . 21c , each having an unillustrated rotational moment of inertia, which is known, and whose angular velocity can be described by means of a detectable measured variable. Further, a coupling of the respective driveline components 21a . 21b . 21c taken into account, the coupling between the coupled driveline components 21a . 21b . 21c acting torques translated accordingly.

Das Fahrzeug 1 selbst, beziehungsweise dessen Fahrzeugmasse, sowie die Auswirkung einer Störgröße, beispielsweise eine Veränderung einer Fahrbahnsteigung, dies sich als eine Veränderung des Lastmomentanteils 19c auswirkt, und eine etwaig schlupfbehaftete Kopplung, die beispielsweise durch ein schlupfendes Rad 5 realisiert ist, kann ebenfalls in das dynamische Modell 20 miteinbezogen werden, wobei als entsprechende Drehzahl eine Raddrehzahl verwendet wird, die beispielsweise mittels des Sensors 5a ermittelt wird, und wobei ein entsprechendes Trägheitsmoment messtechnisch oder durch Simulation ermittelbar ist.The vehicle 1 itself, or its vehicle mass, as well as the effect of a disturbance, for example, a change in a road gradient, this is a change in the load torque component 19c and possibly a slippery coupling caused, for example, by a slipping wheel 5 Realized can also be in the dynamic model 20 be included, as a corresponding speed, a wheel speed is used, for example by means of the sensor 5a is determined, and wherein a corresponding moment of inertia can be determined by measurement or by simulation.

Bei den Trägheitsmomenten des Antriebsstrangs 10 und des Fahrzeugs 1 ist zu beachten, dass diese von einem momentanen Übersetzungsverhältnis, beispielsweise einem aktuell eingelegten Gang, abhängig sind.At the moment of inertia of the powertrain 10 and the vehicle 1 It should be noted that these are dependent on a current gear ratio, for example, a currently engaged gear.

Bei der Schätzung der Lastmomentanteile 30a, 30b und 30c werden die Trägheitsmomente der einzelnen Triebstrangkomponenten 21a, 21b, 21c entsprechend berücksichtigt. Hierzu können die Trägheitsmomente in der Systembeschreibung 28 abgespeichert sein.In the estimation of the load torque components 30a . 30b and 30c become the moments of inertia of the individual drive train components 21a . 21b . 21c considered accordingly. For this, the moment of inertia in the system description 28 be stored.

In dem dynamischen Modell 20 ist ferner dargestellt, dass auf den Störgrößenbeobachter 26 dieselbe Eingangsgröße 40 wirkt, wie auf die Regelstrecke und damit die Triebstrang- und Messwerterfassung 26. Die Eingangsgröße 40 ist beispielsweise das mittels der Antriebsmaschine 2 erzeugte Drehmoment.In the dynamic model 20 is further shown that the disturbance observer 26 the same input 40 acts as on the controlled system and thus the drivetrain and data acquisition 26 , The input quantity 40 is for example the means of the prime mover 2 generated torque.

Durch die nicht messbaren Störgrößen, also beispielsweise die Lastmomentanteile 19a, 19b, 19c, kommt es zu Abweichungen zwischen den Messgrößen 27 der Regelstrecke und den korrespondierenden beobachteten Größen, die beispielsweise in der Systembeschreibung 28 abgespeichert sind. Dieser Beobachterfehler wird auf die als Zustandsgrößen realisierte beobachtete Größen rückgeführt. Damit erfolgt eine Schätzung der Störgrößen, die als geschätzte Lastmomentanteile 30a, 30b, 30c in 2 dargestellt sind und durch das Modell 20 zur Verfügung gestellt werden.Due to the non-measurable disturbance variables, for example the load torque components 19a . 19b . 19c , there are deviations between the measured variables 27 the controlled system and the corresponding observed quantities, for example, in the system description 28 are stored. This observer error is attributed to the observed quantities realized as state variables. This results in an estimation of the disturbance variables, which are estimated load moment components 30a . 30b . 30c in 2 are shown and through the model 20 to provide.

In 3 ist ein stark schematisiertes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 100, der von einem Schritt 101 gefolgt ist, in dem die Messwerte 27, also die Winkelgeschwindigkeiten bzw. die den Winkelgeschwindigkeiten entsprechenden Größen 23a, 23b und 23c, sowie die Verstellwinkel 24a und 24b ermittelt werden. In einem Schritt 102 werden die erfassten Größen in geeigneter Weise gefiltert, um eine Verringerung eines Messrauschens zu erreichen.In 3 is a highly schematic flow diagram of an embodiment of the method according to the invention shown. The procedure begins in one step 100 that of a step 101 followed in which the readings 27 , ie the angular velocities or the quantities corresponding to the angular velocities 23a . 23b and 23c , as well as the adjustment angle 24a and 24b be determined. In one step 102 the detected quantities are appropriately filtered to achieve a reduction in measurement noise.

In einem Schritt 103 werden die Messgrößen 27 in dem Störgrößenbeobachter 26 mit den beobachteten Störgrößen verglichen, was beispielsweise mittels einer Differenzbildung durchführbar ist.In one step 103 become the measurands 27 in the disturbance observer 26 compared with the observed disturbances, which is feasible for example by means of a difference.

In einem Schritt 104 wird geprüft, ob eine Differenz, also eine Abweichung der Messgrößen 27 von den beobachteten Störgrößen, vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird zu einem Schritt 107 verzweigt, in dem eine Regelung der Antriebsmaschine 2 mit bereits vorhandenen geschätzten Störgrößen 30a, 30b, 30c durchgeführt wird.In one step 104 a check is made as to whether there is a difference, ie a deviation of the measured quantities 27 from the observed disturbances. If not, it becomes a step 107 branches, in which a regulation of the prime mover 2 with already existing estimated disturbances 30a . 30b . 30c is carried out.

Wird jedoch in dem Schritt 104 eine Abweichung zwischen den Messgrößen 27 der Regelstrecke und den korrespondierenden beobachteten Größen festgestellt, so wird in einem Schritt 105 eine Aktualisierung der beobachteten Größen bzw. der die beobachteten Größen realisierenden Zustandsgrößen durchgeführt. In einem Schritt 106 werden dann die Lastmomentanteile 30a, 30b, 30c in Abhängigkeit von den Abweichungen neu geschätzt.However, in the step 104 a deviation between the measured quantities 27 of the controlled system and the corresponding observed quantities, this is done in one step 105 an Ak tualisierung of the observed quantities or the variables that realizes the observed variables. In one step 106 then become the load torque components 30a . 30b . 30c re-estimated depending on the deviations.

In dem Schritt 107 wird die Regelung der Antriebsmaschine 2 in Abhängigkeit von einem geschätzten Lastmoment, das aus den Lastmomentanteilen 30a, 30b, 30c gebildet ist, durchgeführt. Das solcher Art geschätzte Lastmoment kann durch geeignete Kombination der geschätzten Lastmomentanteile 30a, 30b, 30c bestimmt werden. Beispielsweise werden hierzu die geschätzten Lastmomentanteile 30a, 30b, 30c addiert. Vorzugsweise wird hierbei die Messverzögerung berücksichtigt.In the step 107 becomes the control of the prime mover 2 as a function of an estimated load torque, which results from the load torque components 30a . 30b . 30c is formed, performed. The load torque estimated in this way can be determined by a suitable combination of the estimated load torque components 30a . 30b . 30c be determined. For example, this will be the estimated load torque components 30a . 30b . 30c added. Preferably, the measurement delay is taken into account here.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es in vorteilhafter Weise zwischen beispielsweise an der Antriebsmaschine 2 und an dem Fahrzeug 1 angreifenden Lastmomentanteilen 19a, 19b, 19c zu unterscheiden. Wird beispielsweise eine an der Antriebsmaschine 2 selbst angreifende Last zugeschaltet, wie dies durch Aktivieren eines Klimakompressors geschieht, kann die Triebstrangkomponente 21a, also beispielsweise die Antriebsmaschine 2, separat betrachtet werden und die Änderung des Lastmomentanteils 19a der Antriebsmaschine 2 sowie mögliche Auswirkungen dieser Änderung des Lastmomentanteils 19a auf die anderen Triebstrangkomponenten 21b, 21c berücksichtigt werden.The inventive method makes it possible in an advantageous manner between, for example, on the drive machine 2 and on the vehicle 1 attacking load moment shares 19a . 19b . 19c to distinguish. For example, one on the prime mover 2 self-engaging load, as done by activating an air conditioning compressor, can be the driveline component 21a So for example the prime mover 2 , are considered separately and the change in the load torque component 19a the prime mover 2 as well as possible effects of this change in the load torque component 19a on the other powertrain components 21b . 21c be taken into account.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es hierbei, dass zunächst nicht auf eine weitere Messung aller Messgrößen 27 gewartet werden muss. Vielmehr können hierzu die bereits vorliegenden Messergebnisse der anderen Triebstrangkomponenten herangezogen werden und davon ausgehend die aktuellen Lastmomentanteile 30a, 30b, 30c geschätzt werden. Dies verhindert beispielsweise den verfälschenden Einfluss von unterschiedlichen Verzögerungen bei der Messgrößenerfassung, die zu Fehlschätzungen des Lastmoments führen könnten. Ferner ermöglicht dies, dass eine besonders schnelle Schätzung des (Gesamt-)Lastmoments möglich ist, wodurch wiederum große Regelabweichungen vermieden werden können.A particular advantage of the method according to the invention here is that initially not on a further measurement of all measured variables 27 must be serviced. Rather, the already existing measurement results of the other drive train components can be used for this purpose, and on this basis the current load torque components 30a . 30b . 30c to be appreciated. This prevents, for example, the distorting influence of different delays in the measurement quantity detection, which could lead to mis estimates of the load torque. Furthermore, this makes it possible for a particularly rapid estimation of the (total) load torque to be possible, which in turn allows large control deviations to be avoided.

Verzögerungen bei der Messgrößenerfassung können beispielsweise auch durch eine Tiefpassfilterung entstehen beziehungsweise verstärkt werden, die zur Verringerung der dynamischen Schätzfehler eingesetzt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhafterweise möglich, unterschiedliche Arten der Filterungen bei der Messgrößenerfassung zu berücksichtigen und die Schätzung des Lastmoments in Abhängigkeit von geschätzten unverzögerten Messgrößen durchzuführen. Dadurch wird der dynamische Fehler bei der Lastmomentschätzung verringert. Eigenschaften der jeweiligen Filterung, die die Verzögerung der Messgrößenerfassung beschreiben, können ebenfalls in der Systembeschreibung 28 abgespeichert sein.Delays in the acquisition of measured variables can also be caused or amplified by low-pass filtering, for example, which are used to reduce the dynamic estimation errors. By means of the method according to the invention, it is advantageously possible to take account of different types of filtering in the measurement quantity detection and to carry out the estimation of the load torque as a function of estimated instantaneous measured variables. This reduces the dynamic error in the load torque estimation. Properties of the respective filtering, which describe the delay of the measured value acquisition, can also be found in the system description 28 be stored.

Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, dass die geschätzten Lastmomente 30a, 30b, 30c mit deutlich geringerem Phasenverlust der tatsächlich physikalischen Größe folgen, wodurch wiederum eine deutlich präzisere und schnellere Regelung möglich ist. Dadurch, dass bei der vorliegenden Erfindung ein aktuelles Lastmoment zumindest teilweise aus bereits geschätzten Lastmomentanteilen 30a, 30b, 30c berechenbar ist können zudem höhere Abweichungen bei der Regelung vermieden werden. Beispielsweise kann bei einer Änderung im Antriebsstrang unter Beachtung geometrischer Daten (aktuelle Getriebeübersetzung, Zustand der Kupplung) das resultierende Lastmoment an der Antriebsmaschine 2 aus den separierten Lastmomentanteilen 30a, 30b, 30c berechnet werden.In particular, it can be achieved in the method according to the invention that the estimated load moments 30a . 30b . 30c With significantly less phase loss, the actual physical size will follow, which in turn allows much more precise and faster control. Characterized in that in the present invention, a current load torque at least partially from already estimated Lastmomentanteilen 30a . 30b . 30c calculable, higher deviations in the control can be avoided. For example, in the case of a change in the drivetrain, taking into account geometric data (current transmission ratio, state of the clutch), the resulting load torque on the drive machine 2 from the separated load moment shares 30a . 30b . 30c be calculated.

Selbstverständlich kann das dynamische Modell 20 unterschiedlich ausgeführt sein, insbesondere können eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Messwerterfassungen und Filtervorrichtungen vorgesehen sein. Bei dem dynamischen Modell 20 handelt es sich folglich um ein Modell, das unterschiedlichste Arten der Implementierung ermöglicht. Insbesondere können unterschiedlichste Datentypen für die Speicherung und Verarbeitung der benötigten Größen verwendet werden. Beispielsweise ist eine Realisierung der Speicherung der Messgrößen 27, der Systembeschreibung 28 oder der geschätzten Lastmomentanteilen 30a, 30b, 30c in anderer Form als in einer Matrix vorstellbar.Of course, the dynamic model 20 be executed differently, in particular, a plurality of different types of measured value acquisitions and filter devices may be provided. In the dynamic model 20 Consequently, it is a model that allows for a variety of implementation types. In particular, a wide variety of data types can be used for the storage and processing of the required quantities. For example, an implementation of the storage of the measured variables 27 , the system description 28 or the estimated load moment shares 30a . 30b . 30c conceivable in a different form than in a matrix.

Ferner können weitere oder unterschiedlich ausgeführte Triebstrangkomponenten 21a, 21b, 21c oder Teilkomponenten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 1 ein automatisches Getriebe aufweisen, das einen Drehmomentwandler umfasst. In diesem Fall wäre folglich eine schlupfbehaftete Kopplung des automatischen Getriebes mit der Antriebsmaschine möglich. Bei schlupfbehafteten Kopplungen einzelner Triebstrangkomponenten kann es vorteilhaft sein, wenn sogenannte Torsions-Sensoren eingesetzt werden und die mittels der Torsions-Sensoren ermittelten Werte bei der Bestimmung des (Gesamt-)Lastmoments berücksichtigt werden.Furthermore, further or differently designed drivetrain components 21a . 21b . 21c or subcomponents. For example, the vehicle 1 an automatic transmission comprising a torque converter. In this case, a slip-coupled coupling of the automatic transmission with the prime mover would therefore be possible. In the case of slippage couplings of individual drive train components, it may be advantageous if so-called torsion sensors are used and the values determined by means of the torsion sensors are taken into account in the determination of the (total) load torque.

Claims

Method for operating a drive machine ( 2 ), in which for controlling a rotational speed of the drive machine ( 2 ) a manipulated variable is determined as a function of an estimated load torque, wherein the prime mover ( 2 ) in a vehicle ( 1 ) is arranged and the vehicle ( 1 ) at least one by means of a non-rigid coupling ( 22a . 22b ) at least indirectly to the prime mover ( 2 ) driveline component ( 21a . 21b . 21c ), characterized in that at least two load torque components ( 30a . 30b . 30c ) and the load moment from the estimated load moment shares ( 30a . 30b . 30c ), each load moment proportion ( 30a . 30b . 30c ) each of a driveline component ( 21a . 21b . 21c ) or the prime mover ( 2 ) assigned.

A method according to claim 1, characterized in that from a change of an estimated load torque component ( 30a . 30b . 30c ) the effects on the other load torque components ( 30a . 30b . 30c ) and the load torque taking into account at least one already estimated load torque component ( 30a . 30b . 30c ) is determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that for determining the load torque components ( 30a . 30b . 30c ) one of the respective drive train component ( 21a . 21b . 21c ) is detected, an angular velocity describing measured variable is detected, the detected measured variable is compared with a corresponding to this observed quantities and depending on a deviation of the measured variable of the observed size of the load torque component ( 30a . 30b . 30c ) is estimated.

Method according to claim 3, characterized that filtered the captured variable becomes.

Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that a twist angle between two drive train components ( 21a . 21b . 21c ) is determined.

Method according to claim 5, characterized in that that the twist angle from the one describing an angular velocity Measured by Difference formation and integration is determined.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that one between two drive train components ( 21a . 21b . 21c ) transmitting torque is determined.

Vehicle ( 1 ), which is a prime mover ( 2 ) comprehensive driveline and means for controlling a speed of the prime mover ( 2 ), characterized in that the vehicle ( 1 ) Comprises means for performing a method according to any one of claims 1 to 7.

Control unit ( 3 ) for controlling and regulating the operation of a prime mover ( 2 ), characterized in that the control unit ( 3 ) is prepared for carrying out a method according to one of claims 1 to 7.

Computer program that is stored on a computing device, in particular a control device ( 3 ) for controlling and regulating an engine ( 2 ), is executable, characterized in that the computer program for performing a method according to one of claims 1 to 7 is programmed when the computer program runs on the computing device.

Computer program according to claim 10, characterized in that the computer program is stored on a memory element ( 12 ), in particular on a memory element assigned to the computing device ( 12 ), wherein the memory element ( 12 ) is designed as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, an optical storage medium or a magnetic storage medium.