DE102008063750A1

DE102008063750A1 - Drive train for motor vehicle, has drive train component i.e. dual-mass flywheel, staying in effective connection with crankshaft, where torque of individual cylinders is compensated during exceeding of predetermined deviation

Info

Publication number: DE102008063750A1
Application number: DE102008063750A
Authority: DE
Inventors: Stephen John Dr. Selby Jones; Thomas Winkler
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-01-14
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2009-07-16

Abstract

The train has an internal combustion engine with a crankshaft, and controlled by a control device. A drive train component i.e. dual-mass flywheel, stays in an effective connection with the crankshaft, where torque of individual cylinders is reconstructed during overrun mode of a motor vehicle, and is compensated during exceeding of a predetermined deviation. The torque is determined from a state variable of the drive train component. A pressure curve is drawn for determining behavior of electronically controlled valves.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang und ein Verfahren zum Betreiben desselben insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer mittels eines Steuergeräts gesteuerten Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einem mit dieser in Wirkverbindung stehenden und von dieser angetriebenem Antrieb.The The invention relates to a powertrain and a method of operation the same in particular for a motor vehicle with a controlled by a control unit internal combustion engine with a crankshaft and with one in operative connection with this and from this powered drive.

Bekannt sind Anordnungen in einem Antriebsstrang, bei denen eine Brennkraftmaschine mittels eines Motormanagementsystems gesteuert wird. Beispielsweise wird der Zündzeitpunkt, die Befeuerung einzelner Zylinder durch Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge geregelt. Zur Charakterisierung des Motorzustands wird dabei in der Regel ein vom Fahrer über den Lasthebel vorgegebenes Wunschmoment unter Zuhilfenahme eines Motorkennfeldes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, die mittels eines Anlasserzahnkranzes oder Zündmarkierungen von einem Sensor erfasst wird, das Sollmoment der Brennkraftmaschine bestimmt.Known are arrangements in a drive train in which an internal combustion engine is controlled by means of an engine management system. For example becomes the ignition timing, the firing of individual cylinders regulated by injection timing and injection quantity. For characterization The engine condition is usually a by the driver the load lever predetermined desired torque with the help of a Engine map as a function of engine speed, by means of a starter ring gear or ignition marks is detected by a sensor, the desired torque of the internal combustion engine certainly.

Sind an der Kurbelwelle angetriebene Elemente, wie beispielsweise Nebenaggregate, Kupplungs- und/oder Getriebebauteile wie beispielsweise Zweimassenschwungräder angebracht, die zeitlich abhängig dynamische Rückmomente in die Kurbelwelle einleiten, hat dies wegen einer kurzzeitigen Fehlbestimmung der Drehzahl aufgrund dieser hochdynamischen Einleitung von kurzzeitigen Momentenänderungen an der Kurbelwelle eine fehlerhafte Interpretation des aktuell anliegenden Motormoments zur Folge, so dass im Weiteren das Motormanagementsystem die Brennkraftmaschine falsch steuert. Dies kann beispielsweise zu Übermomenten an angetriebenen Elementen und damit zu einer Überbeanspruchung mit vorzeitigem Ausfall dieser, zu Komforteinbußen und einem erhöhten Treibstoffverbrauch führen. Derartige Überlegungen betreffen auch Antriebsstränge, die sich im Schubbetrieb befinden.are driven on the crankshaft elements, such as ancillaries, Clutch and / or transmission components such as dual mass flywheels attached, the time dependent dynamic rear moments into the crankshaft, this has a short-term Faulty determination of the speed due to this highly dynamic introduction of momentary torque changes on the crankshaft a faulty interpretation of the currently applied engine torque result, so that in the following the engine management system, the internal combustion engine wrong controls. This can be over-torque, for example to driven elements and thus to an overuse with premature failure of this, to loss of comfort and lead to increased fuel consumption. Such considerations also concern drive trains that are in overrun mode are located.

Im Schubbetrieb wird die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet, wodurch das Gasmoment vernachlässigbar ist und sich das Schleppmoment der Brennkraftmaschine aus Reibmomenten, Massenmomenten und den Kompressions- und Expansionsmomenten der einzelnen Zylinder zusammensetzt. Bei einem ungleichmäßigen Verhalten der einzelnen Zylinder untereinander, beispielsweise durch bauraum- oder bauartbedingte Unterschiede, Undichtigkeiten der Ein- und Auslassventile und dergleichen, können unerwünschte Schwingungen den nachfolgenden Antriebsstrang, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, anregen, die erhöhten Verschleiß und einen unkomfortablen Betrieb des Antriebsstrangs zur Folge haben können. Werden derartige Schwingungen beispielsweise mittels einer Zylinderausgleichsregelung oder einer Laufruheregelung erfasst, die aufgrund von über große Kurbelwellenwinkel, beispielsweise 360° bis 720°, erfassten und gemittelten Drehzahländerungen gewonnen werden, ist keine zylinderselektive Erfassung der Schwingungen möglich.in the Overrun mode shuts off the fuel supply, causing the Gas moment is negligible and the drag torque the internal combustion engine of friction, mass moments and the Compression and expansion moments of the individual cylinders composed. In case of uneven behavior of the individual Cylinders with each other, for example, due to space or type of construction Differences, leaks in the intake and exhaust valves and the like, can unwanted vibrations the following Drive train, for example a dual-mass flywheel, the increased wear and an uncomfortable Operation of the powertrain can result. Become such vibrations, for example by means of a cylinder compensation control or a restraint system that is due to over large crankshaft angle, for example 360 ° to 720 °, recorded and averaged speed changes is not a cylinder-selective detection of the vibrations possible.

Aufgabe ist daher, einen Antriebsstrang und ein hierzu gehöriges Verfahren zum Betrieb eines solchen vorzuschlagen, die in Schubphasen des Kraftfahrzeugs gegebenenfalls auftretende Schwingungen dämpfen und variierende Lastmomente der Zylinder einzeln ausgleichen.task is therefore a powertrain and a related To propose methods of operation of such, which in shear phases dampen any vibrations occurring in the motor vehicle and compensate for varying load moments of the cylinders individually.

Die Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit einer mittels eines Steuergeräts gesteuerten Brennkraftmaschine gelöst, wobei das Moment der einzelnen Zylinder rekonstruiert und Abweichungen von einem vorgegebenen Wert kompensiert werden.The Task is by a drive train with a means of a Control device controlled internal combustion engine, where the moment of each cylinder is reconstructed and deviations be compensated by a predetermined value.

Unter einem Steuergerät ist dabei eine Recheneinheit mit einem Mikroprozessor und einem Speicher zu verstehen, wobei in der Recheneinheit die notwendigen Schritte zur Steuerung der Antriebseinheit ausgeführt werden und in einer entsprechenden Eingabeeinheit entsprechende Sensorsignale zur Charakterisierung des Fahrerwunschmoments und weitere Eingabegrößen aufgenommen und unter Zuhilfenahme der beispielsweise in einem Motorkennfeld gespeicherten Motordaten berechnet und in einer Ausgabeeinheit an die betroffenen Einheiten, wie zum Beispiel in Abhängigkeit vom Ausgangssignal betätigte Einspritzdüsen oder Einspritzpumpen, ausgegeben wird. Weitere Parameter, wie zum Beispiel die Motordrehzahl oder weitere auf dem CAN-Bus vorliegende Daten, werden üblicherweise zur Steuerung der Brennkraftmaschine ebenfalls eingelesen. Üblicherweise ist dieses Steuergerät mit weiteren Steuergeräten, beispielsweise zur Steuerung der Bremsen, einer gegebenenfalls vorhandenen automatisierten Kupplung oder einem Steuergerät zur Steuerung eines gegebenenfalls vorhandenen automatisierten Getriebes oder weiteren Steuergeräten, verbunden. Es kann auch vorteilhaft sein, mehrere Steuereinheiten zur Optimierung des Bauraums und/oder der elektrischen Komponenten oder Rechenleistung der Steuergeräte zu einem oder die Anzahl der Gesamtzahl der Steuergeräte verminderten Anzahl miteinander zu kombinieren und abzustimmen.Under a control unit is a computing unit with a Microprocessor and a memory to understand, where in the arithmetic unit performed the necessary steps to control the drive unit and corresponding in a corresponding input unit Sensor signals for characterizing the driver's desired torque and more input variables recorded and with the help of the motor data stored in an engine map, for example calculated and in an output unit to the affected units, such as depending on the output signal actuated Injectors or injection pumps, is issued. Further Parameters, such as the engine speed or more on the CAN bus Present data are usually used to control the Internal combustion engine also read. Usually is this control unit with additional control units, For example, to control the brakes, any existing automated clutch or a control unit for control an optionally existing automated transmission or other control units, connected. It can also be beneficial be, several control units to optimize the space and / or the electrical components or computing power of the control units to one or the number of total number of ECUs reduced number together to combine and vote.

Erfindungsgemäß wird in das Steuergerät zur Steuerung der Antriebseinheit zumindest eine Zustandsgröße eines angetriebenen Elements, beispielsweise die charakteristischen Daten eines Zweimassenschwungrads wie Verdrehwinkel, Drehzahlen des Ein- und Ausgangsteils, eingelesen und gegebenenfalls gespeichert. Die Zustandsgröße wird dann in den Algorithmen zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet, so dass unter Verwendung dieser zumindest einen Zustandsgröße ein an das angetriebene Element angepasstes Verhalten der Brennkraftmaschine erzielt wird. Beispielsweise kann durch die zumindest eine Zustandsgröße die Kompensation eines sich störend auf die Brennkraftmaschine auswirkenden Ereignisses wie eine Resonanz oder ein Impact eines Zweimassenschwungrads zumindest teilweise erfolgen.According to the invention, at least one state variable of a driven element, for example the characteristic data of a two-mass, is incorporated into the control device for controlling the drive unit flywheel as twist angle, speeds of the input and output part, read in and possibly stored. The state quantity is then used in the algorithms for controlling the internal combustion engine, so that, using this at least one state variable, a behavior of the internal combustion engine adapted to the driven element is achieved. For example, the at least one state variable can at least partially compensate for an event which has a disruptive effect on the internal combustion engine, such as a resonance or an impact of a dual mass flywheel.

Unter einer Brennkraftmaschine im Sinne dieser Erfindung ist ein Aggregat zu verstehen, das einer Steuerung von außen bedarf und eine Antriebswelle aufweist, deren Drehzahl in Abhängigkeit von einem Fahrerwunsch variiert werden kann. Vorzugsweise kann in diesem Sinne eine Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle sowie auch eine Drehkolbenmaschine mit einer entsprechend ausgestalteten Antriebswelle eine Brennkraftmaschine sein. In weiterem Sinne trifft die erfinderische Ausgestaltung auf einen Elektromotor mit einer Antriebswelle zu, der durch ein angetriebenes Element gestört und deshalb mittels der Zustandsgröße nachgeregelt werden muss.Under An internal combustion engine according to this invention is an aggregate to understand that requires external control and has a drive shaft whose speed in dependence can be varied by a driver's request. Preferably, in this sense a reciprocating engine with a crankshaft as well also a rotary engine with a suitably designed Drive shaft be an internal combustion engine. In the wider sense meets the inventive embodiment of an electric motor with a Drive shaft, which disturbed by a driven element and therefore readjusted by means of the state variable must become.

Unter dem angetriebenen Antrieb werden Bauteile des Antriebsstrangs verstanden, die von der Antriebswelle ein Drehmoment empfangen oder beispielsweise während des Schubbetriebs Drehmoment an die Brennkraftmaschine abgeben. Erfindungsgemäß kann dies ein Zweimassenschwungrad sein, das einerseits mit einer Masse drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und damit inelastisch ein Drehmoment aufnehmen kann und andererseits über eine elastisch angekoppelte Sekundärmasse verfügt, die insbesondere im dynamischen Betriebszustand ein Drehmoment auf die Antriebswelle übertragen und damit zu einer Störung der Steuerung der Antriebseinheit führen kann. Weiterhin können derartige Bauteile durch andere Elemente im Antriebsstrang gebildet sein, beispielsweise Drehmomentwandler, Getriebebauteile wie zum Beispiel Wellen oder Zahnräder oder hybridische Elektromaschinen.Under the driven drive is understood as meaning components of the drive train, which receive a torque from the drive shaft or for example during overrun torque to the internal combustion engine submit. According to the invention this can be a dual-mass flywheel be, on the one hand with a mass rotationally fixed to the drive shaft is connected and thus inelastically can absorb a torque and on the other hand via an elastically coupled secondary mass features, especially in dynamic operating condition a torque transmitted to the drive shaft and thus lead to a malfunction of the control of the drive unit can. Furthermore, such components by others Be formed elements in the drive train, such as torque converter, Transmission components such as shafts or gears or hybrid electric machines.

Angetriebene Bauelemente des Antriebsstrangs können auch weitere Bestandteile im Antriebsstrang in Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie oder Antriebsräder sein, die unter gegebenen Umständen zu Rückmomenten in der Kurbelwelle und damit zur Störung der Steuerung der Brennkraftmaschine führen. Beispielsweise kann bereits eine unterschiedliche Haftung der Räder auf einer Fahrbahn zu Rückmomenten führen. Auf derartige Prozesse anwendbare Zustandsgrößen können ermittelt und ebenfalls zur Kompensation von Störungen im Steuergerät verarbeitet werden.driven Components of the powertrain can also have other components in the drive train in conjunction with the vehicle body or Drive wheels are under given circumstances to back torques in the crankshaft and thus to the fault lead the control of the internal combustion engine. For example may already have a different adhesion of the wheels a lane to lead back moments. On such Processes applicable state variables can determined and also to compensate for disturbances be processed in the control unit.

Weiterhin können angetriebene Bauteile durch Nebenaggregate wie zum Beispiel Kraftstoffpumpen, Stromgeneratoren, Klimakompressoren und dergleichen oder Riementriebe, Nockenwellen, Verstelleinrichtungen und Ventiltriebe und dergleichen gebildet sein.Farther can drive components by ancillaries such as Example fuel pumps, power generators, air conditioning compressors and like or belt drives, camshafts, adjusting devices and valve trains and the like may be formed.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn beim Vorliegen mehrerer Zustandsgrößen diese in einem so genannten Zustandsraum zusammengefasst werden. Dabei ist unter einem Zustandsraum eine Anzahl von Zustandsgrößen zu verstehen, die jeweils von der Zeit abhängig sind und ein Übertragungssystem charakterisieren. Mit Hilfe dieser Zustandsgrößen können die zur Steuerung des Übertragungssystems notwendigen Ausgangsgrößen in Abhängigkeit von ebenfalls zeitabhängigen Eingangsgrößen in der Annahme von bekannten Anfangswerten ermittelt beziehungsweise errechnet werden.Especially it may be advantageous if, when several state variables are present these are summarized in a so-called state space. Here, under a state space is a number of state variables to understand, which are each dependent on the time and characterize a transmission system. With the help of this State variables can be used for the control the transmission system necessary outputs depending on also time-dependent input variables in the assumption of known initial values determined or be calculated.

Physikalisch betrachtet beschreiben dabei die Zustandsgrößen den Energieinhalt eines Systems, so dass neben den Gleichungen für die Abhängigkeit der Ausgangsgrößen von den Zustandsgrößen, den Eingangsgrößen und den Anfangswerten für die Anzahl der Zustandsgrößen entsprechend viele Differenzialgleichungen gebildet werden können, die das dynamische Verhalten der Zustandsgrößen wiedergeben.Physically considered describe the state variables the energy content of a system, so in addition to the equations for the dependence of the output quantities of the state variables, the input variables and the initial values for the number of state variables correspondingly many differential equations can be formed, the dynamic behavior of the state variables play.

Vektoriell betrachtet können aus diesen beiden Gleichungssystemen im Falle der Linearität und Zeitinvarianz des Systems die Gleichungen als Matrizensysteme betrachtet werden, dessen einzelne Koeffizienten in den Elementen von Matrizen dargestellt und gerechnet werden können. Zur näheren Erläuterung der Behandlung von Zustandsraummodellen in der Mess- und Regeltechnik wird auf „Otto Föllinger, Regelungstechnik-Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 8.Auflage" verwiesen.From a vector perspective, in the case of linearity and time invariance of the system, the two systems of equations can be regarded as matrix systems whose individual coefficients can be represented and calculated in the elements of matrices. For a more detailed explanation of the treatment of state space models in the measurement and control technology is on "Otto Föllinger, Control Engineering - Introduction to the Methods and their Application, 8th edition" directed.

Mit Hilfe der auf diese Weise im Zustandsraum erstellten abhängigen Daten aus Zustands-, Eingangs-, und Ausgangsgrößen kann ein Zustandsraummodell entwickelt werden, das anhand von Modelldaten und/oder empirisch gewonnenen Daten des angetriebenen Bauteils identifiziert und validiert wird. Stimmen Zustandsraummodell und diese Daten überein, kann eine zeitnahe Kompensation des Motormomentes der Antriebseinheit, das durch den Einfluss des angetriebenen Elements gestört wird, zumindest teilweise erzielt werden.With Help the dependent created in state space in this way Data from state, input and output variables For example, a state space model can be developed based on model data and / or identified empirically derived data of the driven component and validated. Voices state space model and these data match, can a timely compensation of the engine torque of the drive unit, that disturbed by the influence of the driven element will be achieved, at least in part.

Vorteilhafterweise werden als Eingangsgrößen Daten verwendet, die leicht messbar sind. Während das Messen von Momenten zur Momentenkorrektur der Antriebseinheit vergleichsweise kompliziert ist, hat sich herausgestellt, dass eine Verwendung von Drehzahlen besonders vorteilhaft sein kann. So können durch Inversion des Zustandsraummodelles aus Drehzahlen Ausgangsgrößen in der Dimension eines Momentes gewonnen werden. In vorteilhafter Weise werden zusätzlich Modelldaten der Antriebseinheit während der Identifikation des angetriebenen Elements aufgenommen, so dass als Ausgangsgrößen direkt das indizierte Motormoment gewonnen werden kann. Das indizierte Motormoment kann auf diese Weise einer – wie oben anhand von typischen Anwendungsbeispielen erläuterten – großen Anzahl von Anwendungen einerseits im Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Antriebseinheit als auch zur Diagnose des Motor- und/oder Antriebsstrangverhaltens eingesetzt werden.advantageously, are used as input data, the easily measurable. While measuring moments for Torque correction of the drive unit comparatively complicated is, has been found to be a use of speeds can be particularly advantageous. So can by inversion of the state space model from speeds output variables be won in the dimension of a moment. In an advantageous manner In this way, additional model data of the drive unit are provided taken during the identification of the driven element, so that as output directly the indexed Engine torque can be won. The indicated engine torque can in this way one - as above with typical application examples explained - large number of applications on the one hand in the operation of a vehicle with a drive unit as well as for the diagnosis of engine and / or powertrain behavior used become.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens für einen Antriebsstrang mit einer Antriebseinheit wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einem darauf montierten Zweimassenschwungrad mit einem Primärteil, das auf der Kurbelwelle aufgenommen ist und einem Sekundärteil, wobei die beiden Teile aufeinander gelagert und entgegen der Kraft einer Federeinrichtung gegeneinander begrenzt und bezüglich der von der Kurbelwelle vorgegebenen Drehzahl relativ zueinander verdrehbar sind. Das Sekundärteil weist in der Regel eine Reibungskupplung auf, mittels derer das Sekundärteil und damit die Antriebseinheit an das in Wirkrichtung nachgeordnete Getriebe koppelbar ist. Es versteht sich, dass auch geänderte Ausführungsformen, bei denen eine elektrische Maschine parallel oder seriell zwischengeschaltet ist, sowie alle Formen von Nebenabtrieben von der Erfindung erfasst werden. Das Zweimassenschwungrad dient zur Schwingungsisolation der durch den Verbrennungsprozess einer Brennkraftmaschine generierten Oszillationen. In bestimmten Betriebszuständen, insbesondere bei einer Entspannung der komprimierten Federeinrichtung, kann das Zweimassenschwungrad Rückmomente auf die Brennkraftmaschine einzuleiten. Die Motordrehzahl wird von den Rückmomenten des Zweimassenschwungrads beeinflusst. Diese Rückmomente werden von konventionellen Motormanagementsystemen nicht berücksichtigt, was zu Fehlern in der Regelung führen kann. Die Drehzahländerungen der Brennkraftmaschine werden dabei zwar erkannt, allerdings wird als Ursache fälschlicherweise das Moment der Brennkraftmaschine angenommen, worauf die Steuerung der Brennkraftmaschine entsprechend falsch reagiert.When the application of the proposed has particularly advantageous Method for a drive train with a drive unit such as an internal combustion engine with a crankshaft and a dual-mass flywheel mounted thereon having a primary part, which is accommodated on the crankshaft and a secondary part, with the two parts resting on each other and against the force a spring device against each other and limited the predetermined speed of the crankshaft relative to each other are rotatable. The secondary part usually has one Friction clutch, by means of which the secondary part and so that the drive unit to the subordinate in the direction of action transmission can be coupled. It is understood that also modified embodiments, in which an electric machine interposed in parallel or in series is, as well as all forms of power take-offs covered by the invention become. The dual-mass flywheel is used for vibration isolation the generated by the combustion process of an internal combustion engine Oscillations. In certain operating conditions, in particular at a relaxation of the compressed spring means, the Dual-mass flywheel returns to the internal combustion engine initiate. The engine speed is determined by the return moments of the dual mass flywheel. These return moments are not taken into account by conventional engine management systems, which can lead to errors in the regulation. The speed changes Although the internal combustion engine are recognized, but is as a cause, erroneously the moment of the internal combustion engine assumed, whereupon the control of the internal combustion engine accordingly reacts incorrectly.

Das Zweimassenschwungrad kann als Federeinrichtung Bogenfedern und/oder kurze Spiralfedern zur Bildung einer oder mehrerer Dämpferstufen aufweisen, wobei die Federn auch mittels weiterer Kraftspeicher wie Gummielementen kombinierbar und auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet werden können.The Dual mass flywheel can be used as spring device bow springs and / or short spiral springs to form one or more damper stages have, wherein the springs also by means of other power storage as Rubber elements can be combined and on different diameters can be arranged.

Der Federeinrichtung kann eine Hystereseeinrichtung überlagert sein, die in Verbindung mit der Federeinrichtung zur Dämpfung beiträgt. Die Hystereseeinrichtung kann durch zwei oder mehrere, in nassem oder trockenem Reibkontakt zueinander stehenden Reibpartnern gebildet sein, die aus axial oder radial zueinander liegenden, vorteilhafterweise vorgespannten Reibflächen gebildet sein können. Vorteilhafterweise kann ein fliehkraftabhängiger Reibkontakt während einer Relativverdrehung der beiden Teile, die jeweils eine vorgebbare Masse mit einem sich bei Drehung bildenden Trägheitsmoment aufweisen, dadurch erzeugt werden, dass sich über einen Umfang erstreckenden Federn, beispielsweise Bogenfedern, von einem Teil, beispielsweise dem Sekundärteil mitgenommen und an deren Außenradius unter Fliehkraft gegen eine radiale Abstützung des anderen Teils, beispielsweise dem Primärteil, angepresst werden und damit bei einer Relativverdrehung der beiden Teile eine fliehkraftabhängige Hysteresekraft ausbilden, unter der die beiden Teile erschwert gegeneinander verdrehbar sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele von Reibeinrichtungen können beispielsweise gegeneinander axiale verspannte Reibpartner sein, von denen der eine primärseitig und der andere sekundärseitig drehfest oder mit Verdrehspiel angeordnet ist. Schwingungstechnisch wirkt das Zweimassenschwungrad als Tiefpassfilter zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle mit einer typischen Abschwächung der Oszillationsampitude verbunden mit einer Phasenverschiebung der Schwingungsfrequenz.Of the Spring device can be superimposed on a hysteresis device be, in conjunction with the spring device for damping contributes. The hysteresis device can by two or several, standing in wet or dry rubbing contact each other Friction partners be formed, which are made of axial or radial to each other lying, advantageously biased friction surfaces can be formed. Advantageously, a centrifugal force dependent Frictional contact during a relative rotation of the two Parts, each with a predeterminable mass with a turn have forming moment of inertia, be generated by that extending over a circumference of springs, for example Bow springs, of a part, for example, the secondary part taken along and at the outer radius under centrifugal force against a radial support of the other part, for example the primary part, be pressed and thus at a relative rotation the two parts a centrifugal force-dependent hysteresis form, under which the two parts made difficult against each other rotatable are. Further advantageous embodiments of friction devices For example, against each other axial braced friction partners of which one on the primary side and the other on the secondary side rotatably or with a backlash is arranged. Technically vibration The dual-mass flywheel acts as a low-pass filter between the crankshaft and transmission input shaft with a typical attenuation the oscillation amplitude associated with a phase shift the oscillation frequency.

Wie oben bereits erwähnt muss bei einer Umformung des Zustandsraumes in ein Vektorgleichungssystem ein lineares Gleichungssystem vorliegen. In der Regel sind Differentialgleichungen von Systemmodellen, wie beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, nicht linear. Besitzt jedoch die Regelstrecke ein näherungsweises lineares Verhalten in einem bestimmten Arbeitsbereich, lassen sich die Differentialgleichungen oftmals für diesen, ausreichend klein gewählten Arbeitsbereich linearisieren. Daraus können dann lineare Zustandsdifferentialgleichungen und Ausgangswertgleichungen aufgestellt werden. Das Verhalten von Zweimassenschwungrädern, insbesondere aufgrund der Bogenfedercharakteristik mit drehzahlabhängiger Hysterese, vorgespannten Federn und Freiwinkel der Hystereseeinrichtungen, kann nichtlinear sein. Erfindungsgemäß wird daher das Zweimassenschwungrad linearisiert, indem das Verhalten des Zweimassenschwungrades mittels physikalischer Zusammenhänge funktional dargestellt und anschließend an den zu verwendenden Arbeitspunkten differenziert wird. Besonders vorteilhaft kann eine weitere Methode der Linearisierung sein, mittels derer ein angenähertes lineares Modell zugrunde gelegt wird und ein Gültigkeitsbereich festgelegt wird, in dem ein auftretender Fehler eine vorgegebene Schranke nicht überschreitet. Die Auswahl eines solchen Modells kann stückspezifisch sein. Beispielsweise können im Extremfall Modelle als „Black-Box-Modelle" ausgestaltet sein, die das Ein- und Ausgangsverhalten sehr gut approximieren und kein physikalisches Vorwissen bezüglich der kinematischen Vorgänge erfordern. Im anderen Extrem kann die Modellierung eines Zustandsraums derart erfolgen, dass die Kinematik des Systems exakt beschreibende Gleichungen verwendet werden (White-Box-Modell). Die anschließende Identifizierung liefert dann unabhängig vom gewählten Modell die gewünschte Kompensation, indem die Variablen des Zustandsraums so gewählt werden, dass eine optimierte Übereinstimmung zwischen mit den empirisch oder modellgestützten Daten eines Zweimassenschwungrades und den Ein- und Ausgangsgrößen des Zustandsraummodells erzielt wird.As already mentioned above, when the state space is transformed into a vector equation system, a system of linear equations must be present. In general, differential equations of system models, such as a dual mass flywheel, are not linear. However, if the controlled system has an approximate linear behavior in a certain working range, the differential equations can often be linearized for this sufficiently small selected working range. From this, linear state differential equations and output value equations can be established. The behavior of dual mass flywheels, in particular due to the bow spring characteristic with speed-dependent hysteresis, biased springs and clearance angle of the hysteresis, may be non-linear. According to the invention, therefore, the dual mass flywheel is linearized by the behavior of the dual mass flywheel is functionally represented by physical relationships and then differentiated to the operating points to be used. Particularly advantageous may be another method of linearization, with which is based on an approximate linear model and a scope is set in which an error occurring does not exceed a predetermined limit. The selection of such a model can be piece-specific. For example, in extreme cases, models may be designed as "black-box models" that very well approximate the input and output behavior and do not require any prior physical knowledge of the kinematic processes At the other extreme, the modeling of a state space can be such that the kinematics of the The subsequent identification then provides the desired compensation regardless of the model chosen, by choosing the variables of the state space such that there is an optimized match between the empirical or model-based data of a dual-mass flywheel and the input and output variables of the state space model is achieved.

In einem besonders vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel kann ein vereinfachtes Modell für ein Zweimassenschwungrad verwendet werden, das ein zwischen zwei Massen, nämlich einer mit der Antriebswelle verbundene Primärmasse und einer mit dem Abtrieb verbundenen Sekundärmasse, wirksames lineares Feder-/Dämpferelement beinhaltet. Die Zustandsgrößen dieses linearen Modells stimmen hierbei mit den nichtlinearen Zustandsgrößen in ausreichender Weise überein. Es versteht sich, dass die Wahl des Modells abhängig von der Art des Zweimassenschwungrades ist und dass abhängig von der Ausgestaltung des Zweimassenschwungrades – und im weiterem Sinne auch für jedes angetriebene Element – die entsprechenden Modelle (Black-Box-Modelle, Grey-Box-Modelle, White-Box-Modelle) in vorteilhafter Weise optimiert werden können.In a particularly advantageous embodiment, a simplified Model used for a dual-mass flywheel one between two masses, namely one connected to the drive shaft Primary mass and a secondary mass connected to the output, includes effective linear spring / damper element. The State variables of this linear model are correct here with the nonlinear state variables in sufficiently match. It is understood that the Choice of model depending on the type of dual-mass flywheel is and that depends on the design of the dual mass flywheel - and in a broader sense also for every driven element - the corresponding models (black box models, gray box models, white box models) can be optimized in an advantageous manner.

Für das vereinfachte Modell ergeben sich beispielsweise folgende Zusammenhänge: Jpri·ω .pri = Mpri – c·(αpri – αsek) – d·(ωpri – ωsek) (1)und Jsek·ω .sek = –Msek + c·(αpri – αsek) + d·(ωpri – ωsek) (2). For the simplified model, for example, the following relationships arise: J pri · Ω. pri = M pri - c · (α pri - α sec ) - d · (ω pri - ω sec ) (1) and J sec · Ω. sec = -M sec + c · (α pri - α sec ) + d · (ω pri - ω sec ) (2).

Dabei bezeichnen J_pri und J_sek die Trägheitsmomente der primären beziehungsweise sekundären Schwungmasse, M_pri und M_sek die primäre beziehungsweise sekundäre Masse des Zweimassenschwungrades, c die Steifigkeit der zwischen den beiden Massen wirksamen Federelemente und d die Torsionsdämpfung der zwischen den beiden Massen wirksamen Dämpfungselemente, α_pri und α_sek die Absolutwinkel der primären beziehungsweise sekundären Masse gegenüber der Kurbelwelle sowie deren nach der Zeit abgeleiteten Größen der Winkelgeschwindigkeiten ω_pri und ω_sek sowie der Winkelbeschleunigungen ω ._pri und ω ._sek.Where J _pri and J _{sec are} the moments of inertia of the primary and secondary flywheels, M _pri and M _{sec are} the primary and secondary mass of the dual-mass flywheel, c is the stiffness of the spring elements acting between the two masses, and d is the torsional damping of the damping elements between the two masses. α _pri and α _{sec are} the absolute angles of the primary and secondary mass relative to the crankshaft and their time-derived quantities of the angular velocities ω _pri and ω _sec and the angular accelerations ω. _pri and ω. _sec .

Werden der relative Winkel zwischen Primär- und Sekundärseite sowie die Drehgeschwindigkeiten beider Schwungmassen als Zustandsgrößen definiert, ergibt sich folgender Zustandsvektor:

If the relative angle between the primary and secondary side and the rotational speeds of both flywheels are defined as state variables, the following state vector results:

Aus Gleichung (1) und Gleichung (3) ergibt sich folgende Zustandsraumdarstellung:

Equation (1) and equation (3) result in the following state space representation:

Der erfinderische Gedanke – betreffend dieses Ausgestaltungsbeispiel – sieht lediglich eine Auswertung anhand der Signale der Geschwindigkeiten ω_pri und ω_sek vor, so dass der Ausgangsvektor y folgende Gestalt erhält:

The inventive idea - with regard to this exemplary embodiment - only provides for an evaluation based on the signals of the velocities ω _pri and ω _sec , so that the output vector y is given the following form:

Es versteht sich, dass im Falle weiterer Messgrößen wie zum Beispiel der Erfassung von Beschleunigungen, Winkel, und Drehmomenten der Ausgangsvektor andere Gestalt annehmen kann.It It is understood that in the case of other measures such as the detection of accelerations, angles, and Torques of the output vector can take different shape.

Ist ein wie beispielsweise oben gezeigter Zustandsraum erstellt, erfolgt die Identifizierung für das zu kompensierende angetriebene Element, beispielsweise einem Zweimassenschwungrad. Erfindungsgemäß wird hierzu eine Auswahl physikalischer Eingangsgrößen ermittelt, die zur Bestimmung der geschätzten Ausgangsgrößen hinreichend sind. Es hat sich erwiesen, dass eine Auswahl irrelevanter und redundanter Daten zu unnötig komplexen Berechnungen führt und das Fehlen relevanter Eingangsgrößen zu einem Mangel an Eindeutigkeit der Ausgangsgrößen führen kann.is created as shown above, state space occurs the identification for the driven to be compensated Element, such as a dual mass flywheel. According to the invention For this a selection of physical input variables determined to determine the estimated outputs are sufficient. It has been proven that a selection of irrelevant and redundant data on unnecessarily complex calculations leads and the lack of relevant input variables to a lack of unambiguity of the output variables can lead.

Vorteilhaft kann beispielsweise sein, wenn aus einer Modellrechnung und/oder aus empirischen Versuchen vorliegende Daten einem Ausreißertest, beispielsweise einem Medianfilter, unterzogen werden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Eingangsgrößen zu filtern beispielsweise mittels eines Butterworth-Tiefpassfilters. Bei derartigen frequenzselektiven Filtern wird eine Grenzfrequenz vorgegeben, bis zu der Signale nahezu unverändert durchgelassen werden. Höherfrequente Signalanteile werden stark gedämpft. Es versteht sich, dass angepasst an ein auftretendes Rauschen in den Eingangsgrößen zusätzlich oder alternativ weitere vorteilhafte Filter eingesetzt werden können.Advantageous can be, for example, if from a model calculation and / or data from empirical experiments, an outlier test, for example, a median filter. Farther It may be advantageous to use the input variables too for example, by means of a Butterworth low-pass filter. In such frequency-selective filters is a cutoff frequency predetermined, passed through to the signals almost unchanged become. Higher-frequency signal components are strongly attenuated. It is understood that adapted to an occurring noise in the input variables additionally or alternatively Further advantageous filters can be used.

Zur weiteren Identifizierung eines angetriebenen Elements, wie hier des Zweimassenschwungrades, muss die Ordnung des linearen Zustandsraummodells festgelegt werden. Vorteilhafterweise hat sich für das elementare Zweimassenschwungrad die Ordnung n = 3, wobei sich die Ordnungszahl aus der Anzahl der Zustandsgrößen ergibt, bewährt, mittels derer ein ideales Feder-/Dämpferelement beschrieben werden kann. Die Festlegung der Ordnung muss in der Regel für jedes angetriebene Element und dem zu Grunde liegenden Modell separat erfolgen.to further identification of a driven element, as here of the dual mass flywheel, must be the order of the linear state space model be determined. Advantageously, has become elementary Dual mass flywheel order n = 3, where the atomic number from the number of state variables, proven, by means of which described an ideal spring / damper element can be. The determination of the order must usually be for each driven element and the underlying model separately respectively.

Nach der Ermittlung der Systemordnung muss das gewöhnlicherweise zeitkontinuierliche System in ein äquivalentes zeitdiskretes System umgewandelt werden. Das heißt, am Beispiel des Zweimassenschwungrades liegt auf Grund der eingegebenen Daten eine Zustandsraumdarstellung vor, die anschließend in ein zeitdiskretes Zustandsraummodell überführt werden muss. Hierzu kann vorteilhafter Weise eine numerische Auswertung der allgemeinen Lösungen der Zustandsdifferenzialgleichung erfolgen oder eine numerische Integration der Zustandsdifferenzialgleichung mittels numerischer Integrationsverfahren. Zur Bestimmung des diskretisierten Modells und deren Größen kann anschließend ein so genannter Least-Square-Schätzer angewendet werden, bei dem aus einer Anzahl von n Messungen die Abstände zwischen den Ausgangsgrößen eingestellt, vorzugsweise minimiert werden. Die Durchführung der Routine führt anschließend zu den in der Gleichung (4) definierten Parametern c, d, J_pri, J_sek, das heißt, das Zweimassenschwungrad mit seinem realen Verhalten wird auf das Modell abgebildet, es wird identifiziert. Eine anschließende Validierung des zu Grunde gelegten Modells kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass mit den gewonnenen Parametern das Modell bei vorgegebenen Drehungleichförmigkeiten gerechnet und mit einem realen Verhalten eines Zweimassenschwungrades bei denselben Drehungleichförmigkeiten verglichen wird. An dieser Stelle können an dem Modell bei großen Abweichungen noch Korrekturen angebracht werden.After determining the system order, the usually continuous-time system must be converted into an equivalent discrete-time system. That is, the example of the dual-mass flywheel is based on the data entered a state space representation before, which must then be converted into a time-discrete state space model. For this purpose, advantageously, a numerical evaluation of the general solutions of the state differential equation or a numerical integration of the state differential equation by means of numerical integration method. To determine the discretized model and its variables, a so-called least-square estimator can then be used in which the distances between the output quantities are set, preferably minimized, from a number of n measurements. The execution of the routine then leads to the parameters c, d, J _pri , J _sec defined in equation (4), that is, the dual mass flywheel with its real behavior is mapped onto the model, it is identified. A subsequent validation of the underlying model can, for example, be carried out by calculating the model with given rotational irregularities and comparing it with a real behavior of a dual mass flywheel with the same rotational nonuniformities. At this point corrections can still be made to the model if there are major deviations.

Ein auf diese Weise erstelltes Modell eines angetriebenen Elements kann nunmehr im Steuergerät hinterlegt werden, und entsprechende Ausgangsgrößen können in die Motorsteuerung eingeführt werden. Am Beispiel des Zweimassenschwungrades wird eine Schätzung der primären bzw. sekundären Drehzahl der jeweiligen Schwungmassen durch Vorgabe von Motor- bzw. Lastmomenten erfolgen. In der Regel sind Drehmomente in einem Kraftfahrzeug nur mit einem vergleichsweise hohen Aufwand messbar, so dass nach dem erfinderischen Gedanken eine Invertierung des Zustandsraummodells von Vorteil ist. Bei der Invertierung stellen anschließend die Eingangsgrößen des invertierten Systems die Drehzahlen der primären und sekundären Schwungmasse dar, während die Ausgangsgrößen Momentenwerte des Motors bzw. Lastmomentenwerte wiedergeben. Auf diese Weise kann mittels einfacher Sensorik, beispielsweise mittels Drehzahlgebern, an der primären und sekundären Schwungmasse das indizierte Motormoment bestimmt werden. Es ist daher möglich, das als Sollgröße ausgegebene Motormoment mit diesem indizierten Motormoment so zu kompensieren, dass der Einfluss des Zweimassenschwungrades auf die Motordrehzahl zumindest teilweise berücksichtigt wird. Es versteht sich, dass ein derartiges invertiertes Modell zuvor auf Invertierbarkeit überprüft und anschließend wieder validiert werden sollte. Dabei kann das vom Antriebsstrang auf die sekundäre Seite des ZMS wirkende Last in analoger Weise bestimmt werden, wodurch eine Schätzung des Lastmoments am ZMS erzielt werden kann.One In this way created model of a driven element can are now stored in the control unit, and corresponding Output variables can be in the engine control be introduced. Using the example of the dual-mass flywheel is an estimate of the primary or secondary Speed of the respective flywheels by specification of engine or Load moments take place. As a rule, torques are in a motor vehicle measurable only with a comparatively high expenditure, so that after the inventive idea an inversion of the state space model is beneficial. At the inversion then post the input variables of the inverted system the Speeds of primary and secondary flywheel while the output quantities are torque values of the engine or load torque values. This way you can by means of simple sensors, for example by means of speed sensors, at the primary and secondary flywheel that indexed engine torque can be determined. It is therefore possible the motor torque output as a setpoint compensate for this indexed engine torque so that the influence the dual mass flywheel on the engine speed at least partially is taken into account. It is understood that such a inverted model previously checked for invertibility and then be validated again. there can do this from the powertrain to the secondary side of the ZMS acting load can be determined in an analogous manner, creating a Estimation of the load torque can be achieved at the ZMS.

Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist neben der Kompensation des durch das Verhalten eines Zweimassenschwungrades gestörten Motormoments eine stationäre Rekonstruktion des Motormoments zur Zylindergleichstellung bzw. Erkennung von Verbrennungsaussetzen im Leerlauf. Hierzu kann es nötig werden, ein so genanntes Konfidenzintervall, in dem vertrauenswürdige Daten ermittelt und berechnet werden, des Modells zu erweitern, indem das Zweimassenschwungrad mittels so genannten lokalen linearen Modellen (LoLiMoT) angewandt werden. Dabei beschreibt das Konfidenzintervall den Arbeitsbereich um den lokalen Identifikationsarbeitspunkt, in welchem das Modell noch ausreichend gute Ergebnisse liefert. Durch Verwendung von lokalen linearen Neuro-Fuzzy-Modellen werden komplexe Modellierungsprobleme in zahlreiche kleinere und dadurch einfachere Untersysteme zerlegt, die wiederum durch lineare Teilmodelle beschrieben werden können. Zur Anwendung und Durchführung von oben genannten Filtersystemen sowie dem LoLiMoT-Modell sei auf U. Kiencke/H. Jäkel „Signale und Systeme", 3. Auflage Verlag Oldenbourg verwiesen.An advantageous embodiment of the invention is in addition to the compensation of the disturbed by the behavior of a dual mass flywheel engine torque a stationary reconstruction of the engine moments for cylinder equalization or detection of combustion in idle. For this, it may be necessary to extend a so-called confidence interval, in which trusted data are determined and calculated, of the model by applying the dual mass flywheel by means of so-called local linear models (LoLiMoT). The confidence interval describes the work area around the local identification work point, in which the model still provides sufficiently good results. By using local linear neuro-fuzzy models, complex modeling problems are broken down into many smaller and therefore simpler subsystems, which in turn can be described by linear submodels. Be aware of the application and implementation of the above-mentioned filter systems and the LoLiMoT model U. Kiencke / H. Jäkel "Signals and Systems", 3rd edition Verlag Oldenbourg directed.

Ein auf diese Weise ermitteltes rekonstruiertes Moment der Brennkraftmaschine kann für so kleine Kurbelwellenwinkel ermittelt werden, dass der Momentenverlauf einzelner Zylinder über deren einzelne Arbeitstakte ermittelt werden kann. Es kann daher mit diesem oder das Moment der Brennkraftmaschine in ähnlich schneller Weise zur Verfügung stellenden Verfahren das Verhalten der einzelnen Zylinder miteinander verglichen werden. Werden entsprechende Toleranzen von Abweichungen der Zylinder festgelegt, können bei Überschreitungen der Toleranzen Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Das Moment der Brennkraftmaschine lässt sich dabei aus mehreren Einzelmomenten darstellen, beispielsweise dem Gasmoment, dem Reibmoment, dem Massenmoment, dem Kompressions- und Expansionsmoment. Das Gasmoment resultiert dabei aus der Verbrennung des in den Zylinder eingebrachten Luft-/Kraftstoff-Gemisches. Das Reibmoment wirkt der Bewegung der Kurbelwelle entgegen. Das Massenmoment ergibt sich aus den Bewegungsänderungen der bewegten Teile der Brennkraftmaschine und kann in der Regel aus der Geometrie der Brennkraftmaschine ermittelt werden. Die Kompressions- und Expansionsmomente ergeben sich aus den Ventilstellungen und variieren mit diesen.One in this way determined reconstructed torque of the internal combustion engine can be determined for such small crankshaft angles that the moment course of individual cylinders over their individual work cycles can be determined. It can therefore be with this or the moment of the internal combustion engine in similarly faster Way of providing procedures the behavior the individual cylinders are compared. Be appropriate Tolerances of deviations of the cylinder can set if tolerances are exceeded, countermeasures be initiated. The moment of the internal combustion engine leaves are represented by several individual moments, for example the gas moment, the frictional torque, the mass moment, the compression and expansion moment. The gas moment results from the combustion of the introduced into the cylinder air / fuel mixture. The Frictional torque counteracts the movement of the crankshaft. The mass moment results from the movement changes of the moving parts The internal combustion engine and can usually from the geometry of Internal combustion engine can be determined. The compression and expansion moments arise from the valve positions and vary with these.

Im Schubbetrieb kann das Gasmoment vernachlässigt werden. Bei geschlossener Drosselklappe entsteht während der Kompressionsphase ein Überdruck und während der Expansionsphase ein Unterdruck. Mit der vorgeschlagenen Methode können daher das Massenmoment, Reibmomente sowie die Kompressions- und Expansionsmomente der einzelnen Zylinder erfasst und analysiert werden. Hierdurch resultieren durch Unregelmäßigkeiten, die beispielsweise auf Bauteiltoleranzen, Fehlfunktionen der Ventile und dergleichen zurückgeführt werden können, unterschiedliche Druckverläufe der einzelnen Zylinder. Zur Kompensation dieser gegebenenfalls auftretenden Druckunterschiede können Regeleinheiten eingesetzt werden, die zum Ausgleich der Druckdifferenzen die Luftmenge in den Zylindern anpassen. Hierzu kann beispielsweise bei einem verglichen mit den anderen Zylindern stark verdichtenden Zylinder ein starker Unterdruck während der Expansionsphase ausgeglichen werden, indem Luft zugeführt wird. Dies kann bei elektronisch einzeln angesteuerten Ventilen durch ein geringfügiges und/oder kurzfristiges Öffnen eines oder mehrerer Ventile erfolgen.in the Push operation, the gas moment can be neglected. When the throttle is closed during the compression phase an overpressure and during the expansion phase a negative pressure. With the proposed method can therefore the mass moment, friction moments and the compression and Expansions of the individual cylinders are recorded and analyzed become. This results in irregularities, For example, on component tolerances, malfunction of the valves and the like can be attributed different pressure curves of the individual cylinders. To compensate for these possibly occurring pressure differences Control units can be used to compensate the pressure differences adjust the amount of air in the cylinders. For this For example, when compared to the other cylinders strong compression cylinder a strong negative pressure during the expansion phase are balanced by supplying air becomes. This can be done with electronically individually controlled valves by a slight and / or short-term opening one or more valves.

Weiterhin kann die Erfassung der Druckverläufe der einzelnen Zylinder zu Diagnosezwecken herangezogen werden, so dass bei elektronisch einzeln gesteuerten Ventilen deren Funktion überprüfbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Druckverläufe zur Anpassung und Adaption der einzelnen Ventilkennlinien herangezogen werden.Farther can capture the pressure curves of each cylinder be used for diagnostic purposes, so that when electronically individually controlled valves whose function verifiable is. In a further advantageous embodiment can the pressure curves for adaptation and adaptation of the individual valve characteristics be used.

Die Erfindung wird anhand der 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the 1 and 2 explained in more detail. Showing:

1 vier parallele Einzeldiagramme von Drehzahlen und Momenten eines Antriebsstrangs über die Zeit während einer Schubphase
und 1 Four parallel individual diagrams of rotational speeds and moments of a drive train over time during a coasting phase
and

2 fünf parallele Einzeldiagramme von Drehzahlen und Momenten über die Zeit für einzelne Zylinder mit und ohne Abweichungen während einer Schubphase. 2 Five parallel individual diagrams of speeds and moments over time for individual cylinders with and without deviations during a coasting phase.

Die 1 zeigt vier Einzeldiagramme a) bis d) eines Antriebsstranges über denselben Zeitabschnitt über die Zeit t im Millisekundenbereich, so dass die Arbeitstakte einzelner Zylinder aufgelöst werden können. Teildiagramm a) zeigt die Entwicklung der primären Drehzahl n(p) der Kurbelwelle am Beispiel einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern während einer Schubphase als Kurve (o). Die einzelnen Kompressions- und Expansionsvorgänge verzögern und beschleunigen die Drehzahl der Kurbelwelle jeweils kurzzeitig, während die Drehzahl n(p) der Kurbelwelle infolge der Schleppmomente des Kraftfahrzeugs einschließlich dem der Brennkraftmaschine bei geschlossener Reibungskupplung kontinuierlich abnimmt. Die Kurve (+) zeigt die Entwicklung der sekundären Drehzahl n(s), die der Kurve der primären Drehzahl n(p) folgt, jedoch Phasenverschiebungen und Hysterese aufweist. In dem gezeigten Beispiel wird die sekundäre Drehzahl n(s) an der Sekundärseite eines Zweimassenschwungrads abgenommen, so dass bei Kenntnis der Schwing- und Dämpfungseigenschaften des Zweimassenschwungrads die beiden Drehzahlgrößen in dem oben beschriebenen Modell als Zustandsgrößen dienen können, woraus sich das Moment der Brennkraftmaschine ermitteln beziehungsweise abschätzen lässt. Ein entsprechender Algorithmus ist beispielsweise in dem Steuergerät für die Brennkraftmaschine implementiert.The 1 shows four individual diagrams a) to d) of a drive train over the same period over the time t in the millisecond range, so that the working cycles of individual cylinders can be resolved. Partial diagram a) shows the development of the primary rotational speed n (p) of the crankshaft using the example of a four-cylinder internal combustion engine during a coasting phase as a curve (o). The individual compression and expansion processes each delay and accelerate the rotational speed of the crankshaft for a short time, while the rotational speed n (p) of the crankshaft as a result of the drag torque of the motor vehicle including that of the internal combustion engine with a closed friction clutch decreases continuously. The curve (+) shows the evolution of the secondary speed n (s), which follows the primary speed curve n (p) but has phase shifts and hysteresis. In the example shown, the secondary speed n (s) on the secondary side of a dual mass flywheel is removed, so that with knowledge of the vibration and Dämp Fung properties of the dual mass flywheel, the two speed variables in the model described above can serve as state variables, from which can determine or estimate the moment of the internal combustion engine. A corresponding algorithm is implemented, for example, in the control unit for the internal combustion engine.

Das aus dem Modell rekonstruierte Motormoment, das den Einfluss der Rückmomente des Zweimassenschwungrads bereits kompensiert, liefert ein rekonstruiertes Gesamtmoment M(g) der Brennkraftmaschine, wie es dem Teildiagramm b) beispielsweise dargestellt ist. Arbeiten alle Zylinder gleichmäßig wiederholen sich die für die entsprechende Brennkraftmaschine typischen Signalmuster regelmäßig und weisen jeweils annähernd gleiche Amplituden auf, die auf die jeweiligen Expansions- und Kompressionsvorgänge der einzelnen Zylinder bei geschlossener Drosselklappe zurückzuführen sind. In Teilfigur b) ist beispielsweise eine gestörte, sich wiederholende Amplitude A(s) mit einem gegenüber den Amplituden ungestörter Zylinder verminderten Moment ΔM(g) zu identifizieren, die einer verminderten Kompression eines Zylinders beziehungsweise je nach auftretender Häufigkeit bezogen auf die Gesamtzahl mehreren Zylindern zuzuordnen ist. In dem gezeigten Beispiel einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern und einem Auftreten bei jeder zweiten Kompressionsamplitude verhalten sich zwei Zylinder nicht innerhalb eines vorzugebenden beziehungsweise vorgegebenen Momentenbereichs.The engine torque reconstructed from the model, which reflects the influence of Return moments of the dual-mass flywheel already compensated, provides a reconstructed total moment M (g) of the internal combustion engine, as shown in the partial diagram b), for example. Work all cylinders repeat themselves equally for the corresponding internal combustion engine typical signal pattern regularly and approximate each equal amplitudes on the respective expansion and compression processes attributed to the individual cylinder with the throttle closed are. In subfigure b), for example, a disturbed himself repeating amplitude A (s) with one over the amplitudes undisturbed cylinder decreased torque ΔM (g) to identify the reduced compression of a cylinder or depending on frequency occurring attributable to the total number of cylinders. In the example shown an internal combustion engine with four cylinders and one occurrence at every second compression amplitude, two cylinders behave not within a predetermined or predetermined Moment area.

Das Teildiagramm c) zeigt das für jede Brennkraftmaschine spezifische Massenmoment M(m), das das Moment zur Bewegung der Massen der bewegten Teile in der Brennkraftmaschine wiedergibt. Aus der Auslegung der Brennkraftmaschine sind die Massen und deren Bewegungen größtenteils bekannt, so dass das Massenmoment M(m) einfach aus dem Gesamtmoment M(g) eliminiert werden kann. Das Gasmoment kann im Schubbetrieb vernachlässigt werden, so dass nach Eliminierung des Massenmoments M(m) die Kompressions- und Expansionsmomente zum Verdichtungsmoment M(v) zusammengefasst werden können. Das Verdichtungsmoment M(v) ist in Teildiagramm d) dargestellt. In der Darstellung als Verdichtungsmoment M(v) sind die gestörten Amplituden A(s) von nicht einwandfrei arbeitenden Zylindern durch ein entsprechend vermindertes Moment ΔM(v) zu identifizieren. Dabei kann für die Größe der einzelnen Amplituden des Verdichtungsmoments M(v) oder für das verminderte Moment ΔM(v) ein entsprechender Toleranzwert vorgegeben werden und bei Überschreiten des Toleranzwertes eine Korrektur der betroffenen Zylinder vorgegeben werden. So kann beispielsweise bei erkanntem Schubbetrieb, beispielsweise durch ein entsprechendes Drosselklappensignal, ein elektronisch gesteuertes Ventil, beispielsweise ein Ein- oder Auslassventil, teilweise geöffnet werden. Ist die Kompression eines Zylinders vermindert, können die übrigen Ventile zum Ausgleich teilweise geöffnet werden. Auf diese Weise können Schwingungen, die durch ein ungleichmäßiges Verhalten der Zylinder im Schubbetrieb hervorgerufen und durch die elastischen Eigenschaften nachfolgender Bauteile, beispielsweise eines Zweimassenschwungrads, verstärkt werden, zumindest teilweise vermieden werden. Weiterhin lässt die Auswertung der Momentkurve des Verdichtungsmoments M(v) im Schubbetrieb eine Diagnose des Kompressionsverhaltens einzelner Zylinder zu, so dass beispielsweise bei Verwendung elektronischer Ventile diese Information zur Steuerung der Ventile verwertet werden kann und die Kennlinien dieser angepasst, korrigiert oder adaptiert werden können, so dass auch während einer Befeuerung der Brennkraftmaschine die Ventile eine verbesserte Funktion aufweisen.The Partial diagram c) shows this specific for each internal combustion engine Mass moment M (m), which moved the moment to move the masses of the Parts in the internal combustion engine reproduces. From the interpretation of Internal combustion engine are the masses and their movements mostly known, so that the mass moment M (m) simply from the total moment M (g) can be eliminated. The gas moment can be in overrun mode be neglected, so after elimination of the mass moment M (m) the compression and expansion moments to the compression moment M (v) can be summarized. The compression moment M (v) is shown in partial diagram d). In the presentation as Compression moment M (v) are the disturbed amplitudes A (s) of improperly working cylinders by a corresponding to identify diminished momentum ΔM (v). It can for the size of the individual amplitudes the compression moment M (v) or for the reduced moment ΔM (v) a corresponding tolerance value can be specified and when exceeded the tolerance value, a correction of the affected cylinder specified become. For example, when detected overrun, for example by a corresponding throttle signal, an electronic controlled valve, for example an inlet or outlet valve, partially opened. Is the compression of a cylinder diminished, the remaining valves can compensate partially opened. That way you can Vibrations caused by uneven behavior the cylinder caused in overrun and by the elastic Characteristics of subsequent components, for example a dual-mass flywheel, be strengthened, at least partially avoided. Furthermore, the evaluation leaves the moment curve of the compression torque M (v) in overrun mode a diagnosis of the compression behavior of individual Cylinder too, so that when using electronic valves, for example This information can be used to control the valves and the characteristics of these adapted, corrected or adapted can, so even during a firing the internal combustion engine, the valves have an improved function.

2 zeigt eine Gegenüberstellung zweier sich im Schubbetrieb über die Zeit t im Millisekundenbereich unterschiedlich verhaltender Zylinder beziehungsweise Zylindergruppen anhand der Teilfiguren a) bis e). Dabei zeigen die mit den Symbolen (o) dargestellte Kurve das Verhalten einer Brennkraftmaschine mit identischen, das heißt nicht gestörten Zylindern, und die Kurve mit den Symbolen (+) eine Brennkraftmaschine, bei der zumindest ein Zylinder von den anderen in seinem Verhalten im Schubbetrieb abweicht, über die Zeit t. 2 shows a comparison of two in the overrun over the time t in the millisecond range behaving differently cylinder or cylinder groups based on the sub-figures a) to e). The curve represented by the symbols (o) show the behavior of an internal combustion engine with identical, that is not disturbed cylinders, and the curve with the symbols (+) an internal combustion engine in which at least one cylinder deviates from the other in its behavior in overrun mode , over time t.

In Teilfigur a) ist die primäre Drehzahl n(p) dargestellt. Die beiden Kurven geben das unterschiedliche Drehzahlverhalten über die Zeit t an, wobei sich die Kurven teilweise schneiden und überkreuzen. In Teilfigur b) ist die zur primären Drehzahl n(p) korrespondierende sekundäre Drehzahl n(s) dargestellt. Es wird deutlich, dass infolge des weniger harmonischen Verhaltens des gestörten Zylindersystems in dem Zweimassenschwungrad bereits eine größere Amplitude A(+) induziert wird als die Amplitude (0) des ungestörten Zylindersystems der entsprechenden Brennkraftmaschine. Entsprechend unterscheidet sich das aus den Zustandsgrößen der primären Drehzahlen n(p) und der sekundären Drehzahlen n(s) rekonstruierte Gesamtmoment M(g) der Brennkraftmaschine, das in Teilfigur c) dargestellt ist. Nach Eliminierung des in Teilfigur d) gezeigten, für beide Zylindersysteme nahezu identischen Massenmoments M(m) wird aus Teilfigur e) der Einfluss eines unausgeglichenen Zylindersystems auf das Verdichtungsmoment M(v) der Brennkraftmaschine deutlich.In Part a), the primary speed n (p) is shown. The two curves give the different speed behavior Time t, with the curves partially intersect and cross over. In subfigure b) is the corresponding to the primary speed n (p) secondary speed n (s) shown. It becomes clear that due to the less harmonious behavior of the disturbed Cylinder system in the dual mass flywheel already a larger Amplitude A (+) is induced as the amplitude (0) of the undisturbed Cylinder system of the corresponding internal combustion engine. Corresponding this differs from the state variables the primary speeds n (p) and the secondary Rotational speeds n (s) reconstructed total torque M (g) of the internal combustion engine, which is shown in subfigure c). After elimination of the in part figure d), almost identical for both cylinder systems Mass moment M (m) becomes part of e) the influence of an unbalanced one Cylinder system on the compression moment M (v) of the internal combustion engine clear.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- "Otto Föllinger, Control Engineering - Introduction to Methods and their Application, 8th Edition" [0015]
- U. Kiencke / H. Jäkel "Signals and Systems", 3rd edition Verlag Oldenbourg [0034]

Claims

Drive train in particular for a motor vehicle with a controlled by a control unit internal combustion engine with a crankshaft and a stand connected to this drive train component, characterized in that the torque of each individual cylinder is reconstructed in overrun mode of the motor vehicle and is compensated for exceeding a predetermined deviation.

Drive train according to Claim 1, characterized that the moment consists of at least one state variable a drive train component is determined.

Drive train according to one of the claims 1 or 2, characterized in that depending on the moment Determined pressure curves for the individual cylinders become.

Drive train according to one of the claims 1 to 3, characterized in that when exceeded the predetermined deviation, the deviation of the corresponding cylinder is compensated by means of air supply.

Drive train according to claim 4, characterized in that that the air supply by means of at least one inlet or outlet valve he follows.

Drive train according to one of the claims 3 to 5, characterized in that the pressure gradients for determining behavior of electronically controlled valves be used.

Drive train according to Claim 6, characterized that the valves are corrected by means of the pressure curves.

Drive train according to one of the claims 2 to 7, characterized in that the drive train component is a dual mass flywheel.

Drive train according to Claim 8, characterized that the state variables rotational speeds of a primary and a secondary component of the dual mass flywheel are.