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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des
an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine anliegenden Drehmoments.
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Das
abgegebene Ist-Drehmoment einer Brennkraftmaschine, im Folgenden
kurz als Drehmoment der Brennkraftmaschine bezeichnet, ist für
die Steuerung unterschiedlichster Betriebsparameter der Brennkraftmaschine
von Bedeutung. Insbesondere kann anhand eines aktuell, d. h. zu
einem bestimmten Zeitpunkt, abgegebenen Drehmomentes ein Vergleich
zwischen dem Soll-Drehmoment und dem Ist-Drehmoment stattfinden,
welches beispielsweise in einem Arbeitstakt eines einzelnen Zylinders
unmittelbar Rückschlüsse auf die tatsächlich
eingespritzte Kraftstoffmenge eines Dieselmotors oder eines direkt einspritzenden
Benzinmotors zulässt. Das Ist-Drehmoment wird heutzutage üblicherweise
im Antriebsstrang nicht erfasst. Das Soll-Drehmoment der Brennkraftmaschine
wird sowohl bei einer Dieselbrennkraftmaschine als auch bei einer
direkt einspritzenden Benzinbrennkraftmaschine unter anderem über
die eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert.
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Da
das Drehmoment nicht geregelt, sondern lediglich gesteuert werden
kann, wird in heutigen Steuerungen für Brennkraftmaschinen
ein erheblicher Aufwand betrieben, um die Mengenstreuung des Systems,
hier insbesondere der Injektoren, auszugleichen. Dazu werden unterschiedlichste
Verfahren angewendet, beispielsweise eine Nullmengenkalibrierung,
Leerlaufruheregler, Injektor-Mengenausgleich, Mittelwertadaption
und dergleichen. Derartige Abgleiche sind notwendig, da die eingespritzte
Menge nicht gemessen und damit geregelt, sondern lediglich mittelbar,
beispielsweise über Brennraumdrücke oder dergleichen,
erfasst werden kann.
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Aus
der
DE 10 2005 047 578 ist
ein Verfahren zur Bestimmung des an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
anliegenden Drehmoments bekannt, bei dem Schüttelbewegungen
des Motorblocks, dies sind Drehbewegungen um die Kurbelwellenachse
relativ zur Ka rosserie, mittels karosseriefester Sensoren erfasst
werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist der zusätzlich
benötigte Sensor.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfach zu realisierende
Drehmomenterfassung an der Brennkraftmaschine anzugeben. Dabei soll
insbesondere auf vorhandene Sensorik zurückgegriffen werden,
sodass zu der Drehmomenterfassung keine zusätzlichen Sensoren
nötig sind.
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Dieses
Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung
des an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine anliegenden Drehmoments,
wobei die Kurbelwelle mit einer Geberradscheibe verbunden ist, der
ein Sensor zugeordnet ist, welcher Markierungen der Geberradscheibe
in ein elektrisches Signal umsetzt, das eine Drehung der Kurbelwelle
um einen bestimmten Drehwinkel repräsentiert, wobei aus
dem Signal des Sensors eine Momentandrehzahl der Kurbelwelle ermittelt
wird und aus einer Schwankungsbreite der Momentandrehzahl der Kurbelwelle über
einen bestimmten Zeitraum das an der Kurbelwelle anliegende Drehmoment
ermittelt wird. Die Schwankungsbreite ist die Differenz lokaler
Maxima und lokaler Minima der Momentandrehzal. Eine derartige Geberradscheibe
samt zugeordneten Sensor ist bei Brennkraftmaschinen insbesondere
im Automobilbau üblich zur Bestimmung der Kurbelwellenposition
und der Drehzahl der Kurbelwelle. Üblich sind Geberradscheiben
mit einer 6° Teilung, wobei eine zusätzliche Zahnlücke
eine ausgewiesene Stellung der Kurbelwelle zugeordnet ist. die Geberradscheibe
hat somit meist eine sogenannte 58 + 2 Teilung.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Schwankungsbreite als Differenz einer maximalen Momentandrehzahl
und einer minimalen Momentandrehzahl über einen bestimmten
Zeitraum ermittelt wird. Die Maxima und Minima ergeben sich dadurch, dass
die Drehmomentabgabe jeweils bei der Zündung des Gemisches
entsteht, also diskontinuierlich abgegeben wird. Im ersten augenblick
kann diese Energie nicht in eine Drehzahlerhöhung der Welle umgesetzt
werden, sondern wird in Drehenergie des Motorblocks zwischengespeichert.
Der Abstand der Minima und Maxima ist daher durch die Zylinderzahl festgelegt.
Bei 4-Taktmotoren werden innerhalb von 120 Inkrementen alle Zylinder
einmal zünden. Der Abstand zwischen 2 Maxima beträgt
also 120 Inkremente/Zylinderzahl. Der bestimmte Zeitraum ist ein Zeitfenster,
während dem die Werte der Momentandrehzahl ausgewertet
wer den. Das Zeitfenster kann beispielsweise etwa 20 bis 100 Inkremente
der Geberradscheibe, also etwa 120–720°KW, betragen. Wird
dies über mehrere lokale Minima und Maxima der Momentandrehzahl
durchgeführt, erhält man einen mittleren Wert
der minimalen und maximalen Momentandrehzahl und damit einen Mittelwert
der Schwankungsbreite.
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Weiter
vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus dem Signal des Sensors ein
moduliertes Winkelsignal ermittelt wird und aus der Differenz zwischen dem
moduliertem Winkelsignal und einem Referenzsignal das Drehmoment
der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Das modulierte Winkelsignal
enthält den Einfluss der Schüttelbewegung der
Brennkraftmaschine. Das Referenzsignal entspricht einem theoretisch
zu erwartenden Signal ohne überlagerte Schüttelbewegung,
das Signal entspricht also einem Signal eines karosseriefest montierten
zweiten Sensors. Der motorblockfeste Sensor macht die Schüttelbewegung
des Motorblocks mit, diese stellen sich im Signal des Sensors als
Drehzahlschwankungen dar. Die so gemessene Drehzahlschwankung der
Kurbelwelle setzt sich aus der Schüttelbewegung des Motorblocks
und der Drehzahlschwankung der Kurbelwelle zusammen. Dabei ist die
Drehzahlschwankung der Kurbelwelle deutlich träger als
die Schüttelbewegung des Motorblocks, da über
die Kurbelwelle die Antriebsräder und damit die Fahrzeugmasse
verknüpft ist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das Referenzsignal aus einem über
die Zeit gemittelten Verlauf der Momentandrehzahl ermittelt wird.
Erstere werden in dem Referenzsignal herausgemittelt, sodass die
Differenz zwischen moduliertem und unmoduliertem Signal die Modulation,
das ist die Schüttelbewegung, liefert.
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Das
Referenzsignal wird alternativ einem gespeicherten Signalverlauf
entnommen. Der gespeicherte Signalverlauf wird in einem Betriebszustand der
Brennkraftmaschine in dem eine möglichst geringe Schüttelbewegung
des Motorblocks auftritt, ermittelt. Der gespeicherte Signalverlauf
ist dabei vorzugsweise das Signal des Sensors während eines Schubbetriebes
der Brennkraftmaschine über einen Messzeitraum. Dieses
Signal beinhaltet dann die Drehzahlschwingung, die sich über
Kompression und Dekompression des Zylinders ergibt ohne Drehmomentabgabe.
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Weiter
vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Referenzsignal und das modulierte
Winkelsignal zu einem bestimmten Zeitpunkt synchronisiert werden.
Der Zeitpunkt kann praktisch beliebig gewählt werden und
fällt nicht mit einer ausgewiesenen Stellung der Kurbelwelle
zusammen. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass zu der Schwankungsbreite der
Mo mentandrehzahl bzw. der Differenz zwischen dem moduliertem Winkelsignal
und dem Referenzsignal ein zugeordneter Drehmomentwert in einem Kennfeld
abgelegt ist. Ein Kennfeld kann leicht im Versuch ermittelt werden
und im Betrieb der Brennkraftmschine ohne Rechenaufwand und Zeitverzögerung
ausgelesen werden.
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In
einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, dass aus den Differenzen aufeinander
folgender lokaler Minima und Maxima der Momentandrehzahl ein Istwert
eines Drehmomentbeitrags eines einzelnen Zylinders ermittelt wird.
Statt das Drehmoment über der Zeit zu mitteln wird so ein
Drehmomentbeitrag jedes einzelnen Zylinders in dessen Arbeitstakt,
also in dem Takt, in dem die Zündung des Gemisches erfolgt,
ermittelt. Ist der Istwert des Drehmomentbeitrag jedes Zylinders
identisch, so sind Unterschiede auf Streuungen der Einspritzventile
zurückzuführen. Deren Timing (Öffnungs-
und Schließzeitpunkt) kann nun korrigiert werden, um gleiche
Drehmomentbeiträge zu erhalten.
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Vorzugsweise
ist dabei vorgesehen, dass aus dem Istwert des Drehmomentbeitrags
des Zylinders und einem Vergleich mit einem Sollwert des Drehmomentbeitrages
ein Korrekturwert für Ansteuergrößen
eines dem Zylinder zugeordneten Einspritzventils ermittelt wird.
Der Korrekturwert kann z. B. ein Offset für Einspritzbeginn
oder -ende sein.
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Weiter
vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verfahren die Schritte
- – Ermittlung eines Kennfeldes Schwankungsbreite
der Momentandrehzahl zu Kurbelwellenmoment über der gemittelten
Drehzahl und Ablegen desselben in einem Kennfeld;
- – Ermittlung einer Schwankungsbreite der Momentandrehzahl
und der gemittelten Drehzahl;
- – Ermittlung eines Drehmomentes aus einem Kennfeld
durch Vergleich der Schwankungsbreite mit einem in dem Kennfeld
abgelegten Wert und Entnahme des dem Wert zugeordneten Drehmomentwertes
umfasst
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Vorrichtung,
insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine deren Kurbelwelle
mit einer Geberradscheibe verbunden ist, der ein Sensor zugeordnet
ist, welcher Markierungen der Geberradscheibe in ein elektrisches
Signal umsetzt, das eine Drehung der Kurbelwelle um einen bestimmten
Drehwinkel repräsentiert, wobei die Brennkraftmaschine
elastisch in der Vorrichtung gelagert ist, wobei aus dem Signal
des Sensors eine Momentandrehzahl der Kurbelwelle ermittelt wird und
aus einer Schwankungsbreite der Momentandrehzahl der Kurbelwelle über
einen bestimmten Zeitraum das an der Kurbelwelle anliegende Drehmoment
ermittelt wird.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm
mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte eines
erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programm
in einem Computer ausgeführt wird
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Zeichnungen
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
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1 eine
Skizze einer Brennkraftmaschine;
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2 eine
Anordnung zur Drehzahlerfassung bei einer Brennkraftmaschine;
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3 Signalverläufe
von Winkelsignalen;
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4 ein
Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
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5 ein
Diagramm der Momentandrehzahl einer Brennkraftmaschine für
eine geringe Einspritzmenge;
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6 ein
Diagramm der Momentandrehzahl einer Brennkraftmaschine für
eine hohe Einspritzmenge.
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Ausführungsbeispiel
der Erfindung
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1 zeigt
eine Skizze einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Motorblock 2,
mehreren Zylindern 3, in denen in bekannter Art und Weise
Kolben, die über Pleuel auf eine Kurbelwelle 4 einwirken,
angeordnet sind sowie einen Zylinderkopf 5. Die Brennkraftmaschine 1 ist
in ei nem nicht näher dargestellten Motorraum eines Fahrzeuges
angeordnet, wobei sich die Brennkraftmaschine 1 zum einen über
die Kurbelwelle 4 und eine nicht dargestellte Fahrzeugkupplung
sowie ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe, zum anderen über
mehrere Motorblockaufhängungen 6 an einer nicht
dargestellten Fahrzeugkarosserie abstützt.
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Wenn
die Brennkraftmaschine 1 ein Antriebsmoment M_A über
die Kurbelwelle 4 an den nicht dargestellten weiteren Antriebsstrang
des Fahrzeuges abgibt, erfordert das Momentengleichgewicht, dass
ein entsprechendes Abstützmoment M_S über die
Motoraufhängung in die Karosserie des Fahrzeuges eingeleitet
wird. Ist das Antriebsmoment M_A nicht konstant, sondern über
die Zeit veränderlich, so ist für das Momentengleichgewicht
zusätzlich das Trägheitsmoment M_T der Brennkraftmaschine 1 zu
berücksichtigen, wobei sich sämtliche Momente zu
0 addieren.
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Die
Motorblockaufhängungen 6 umfassen motorblockfeste
Elemente 7 sowie karosseriefeste Elemente 9, die über
elastische Verbindungsmittel 8 miteinander verbunden sind.
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Durch
die elastische Aufhängung der Brennkraftmaschine führt
diese Drehbewegung bzw. lineare Bewegung x und y aus. Mit x sind
hier Bewegungen der motorblockfesten Elemente 7 gegenüber
den karosseriefesten Elementen 9 bezeichnet, mit y sind beispielhaft
Bewegungen des Zylinderkopfes 5 gegenüber der
Karosserie bezeichnet.
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An
der Kurbelwelle 4 der Brennkraftmaschine 1 liegt
das Drehmoment M_A an, welches in der Frequenz der Arbeitstakte
schwankt. Daraus ergibt sich eine Schüttelbewegung der
Brennkraftmaschine in Form der Bewegungen x und y aufgrund der Trägheit
des Antriebsstranges. Diese Schüttelbewegungen hängen
bezüglich ihrer Frequenz von der Motordrehzahl ab, bezüglich
der Amplitude hängen diese von der abgegebenen Leistung
und bezüglich der Phasenlage vom Zündzeitpunkt
ab.
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Die
sich einstellende Mittellage oder Nulllage der Brennkraftmaschine
bzw. des Motorblocks in der drehbar gelagerten Aufhängung
ist ein direktes Maß für die mittlere abgegebene
Leistung. Schwingt der Motorblock um seine Nullage, so befindet
sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf, ist deren mittlere Lage
negativ, so ist die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, ist die
mittlere Lage positiv, so gibt die Brennkraftmaschine ein Drehmoment
ab. Eine positive Auslenkung ist eine Drehung aus der Nullage entgegen
der Drehrichtung der Kurbelwelle, eine negative Auslenkung entsprechend
in Drehrichtung der Kurbelwelle.
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2 zeigt
eine Skizze mit einer Geberscheibe 11, die unmittelbar
an der Kurbelwelle 4 angeordnet ist oder alternativ mittelbar
mittels Getriebeelementen bezüglich der Rotation mit der
Kurbelwelle 4 bzw. einer in 1 nicht
dargestellten Nockenwelle verbunden ist. Die Geberscheibe 11 rotiert
um eine Achse 12. Am Außenumfang der Geberscheibe 11 sind
Geberradmarken 13 angeordnet. Die Geberradmarken 13 bestehen
aus Zähnen 14, die jeweils äquidistant über
den Außenumfang der Geberscheibe 11 angeordnet
sind. Zwischen den Zähnen 14 sind jeweils Zahnlücken 17 angeordnet.
Eine weitere Geberradlücke 15, beispielsweise
wie hier dargestellt in Form einer doppelt so breiten Zahnlücke 17 eines breiteren
oder doppelt so breiten Zahnes 14 oder dergleichen, markiert
eine ausgewiesene Nullstellung der Kurbelwelle. An der Geberradscheibe 11 ist
ein Geber 16 angeordnet, der ein elektrisches Signal W liefert,
dass in Form z. B. eines Rechtecksignals die Zähne 14 und
Zahnlücken 17 bzw. die Geberradlücke 15 repräsentiert.
Durch Rotation der Kurbelwelle 4 bzw. der Nockenwelle und
damit der Geberscheibe 11 werden jeweils die Zähne 14 sowie
die Geberradlücke 15 an dem Geber 16 vorbeigeführt.
Dadurch wird ein elektrisches Signal in dem Geber 16 ausgelöst.
Der Geber 16 kann ein induktiver Sensor, ein Hall-Sensor,
ein kapazitiver Sensor oder dergleichen sein. Alternativ kann dieser
auch optisch arbeiten, z. B. wenn dieser durch die Zähne 14 bzw.
die Markierung 15 hervorgerufene optische Veränderungen messen
kann.
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Der
Geber 16 ist karosseriefest angeordnet. Durch einen Vergleich
der Signale des Gebers 16 mit einem Referenzsignal, das
dem Signal eines fest mit der Brennkraftmaschine verbundenen Sensors
entspricht, können Relativbewegungen der Brennkraftmaschine
gegenüber der Karosserie erfasst werden.
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3 zeigt
Signalverläufe des Gebers 16, sowie den Verlauf
eines Referenzsignales und aus den zuvor genannten Signalen abgeleitete
Größen. Dargestellt sind jeweils die Signalverläufe
S über den Kurbelwellenwinkel KW in Grad [°]-Kurbelwelle.
Die Signalverläufe S können z. B. Spannungen oder
logischen Werten wie z. B. 0, 1 und –1 entsprechen. Die Darstellung
der 3 deckt einen Bereich von einem willkürlich
gewählten Nullpunkt 0°KW bis etwa 23°KW
ab, die Werte für 5°, 10°, 15° und
20° sind stellvertretend in dem Diagramm angegeben. Dargestellt
ist ein unmoduliertes Winkelsignal UW, das als zunächst
theoretische Größe dem Signal des Gebers 16 ohne
jede aufmodulierte Schüttelbewegung der Brennkraftmaschine
entspricht. Die Schüttelbewegung wird als Modulation M überlagert.
Die Modulation M hat eine Frequenz, die deutlich niedriger ist als die
des unmodulierten Winkel signales. Zum Beispiel wird bei einem Vierzylindermotor
eine steigende Flanke aufgrund der üblichen 58 + 2 Zahneteilung des
Geberrades alle 6°KW auftreten. Die Schüttelbewegung
ist üblicherweise harmonisch mit der Zündung eines
Zylinders, so dass bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine als
Grundfrequenz etwa die doppelte Frequenz der Drehzahl der Kurbelwelle
auftritt. Die Frequenz der Modulation ist auf diese Weise in etwa
1/30 des unmodulierten Winkelsignales. Daher stellt sich die Modulation
in 3 näherungsweise als Gerade dar. Die
Modulation M bewirkt eine zeitliche Verschiebung des unmodulierten
Winkelsignales, daraus resultiert ein moduliertes Winkelsignal MW.
Dieses entspricht dem in 2 durch den Geber 16 gelieferten
Signal W. Das modulierte Winkelsignal MW ist in 3 unter
dem unmodulierten Winkelsignal UW und der Modulation M eingezeichnet. Die
Linie darunter ist ein Differenzsignal DW, dieses ist die Differenz
des unmodulierten Winkelsignales von dem modulierten Winkelsignal,
also DW = MW – UW. Das unmodulierte Winkelsignal UW, das
modulierte Winkelsignal MW und das daraus resultierende Differenzsignal
DW können jeweisl nur die Werte 0 und 1 annehmen. Die von
0 verschiedenen Werte des Differenzsignales DW, mithin der zwischen
jeweils einer steigenden und einer fallenden Flanke eingeschlossene
von 0 verschiedene Wert, ist ein Maß für die Größe
der Modulation.
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Unterhalb
des Differenzsignales D_W ist ein über der Zeit integrierter
Wert Int(D_W) des Differenzsignales DW dargestellt. Der Nullpunkt
für 0°KW in 3 kann willkürlich
gewählt werden, es ist dies keine ausgewiesene Stellung
der Kurbelwelle. Bei 0°KW werden lediglich die Signale
des unmodulierten Winkelsignals UW und das Signal des modulierten
Winkelsignals MW synchronisiert.
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Das
unmodulierte Winkelsignal kann beispielsweise ein über
der Zeit gemitteltes Signal des modulierten Winkelsignales sein.
Wird das modulierte Winkelsignal beispielsweise über mindestens
eine halbe Kurbelwellenumdrehung bei einem Vierzylindermotor, so
dass zumindest eine komplette Periode der Schüttelbewegung
durchgeführt wurde, gemittelt, so fällt der Anteil
der Modulation im Wesentlichen weg und man erhält das unmodulierte
Winkelsignal. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens der Ermittlung des über die Zeit integrierten
Wertes int(DW) des Differenzsignals DW. In einen Block 101 wird
zunächst das modulierte Winkelsignal mittels des Gebers 16 bestimmt.
In einem Block 102 wird ein über der Zeit bestimmter
Mittelwert des modulierten Signals bestimmt und daraus das unmodulierte
Winkelsignal (UW) bestimmt. In einem danach angeordneten Block 103 wird
das Differenzsignal DW = MW – UW ermittelt. Dies wird in
einem Block 104 über die Zeit integriert, so dass
das Signal int(DW) erhalten wird. In einem Block 105 wird
dieser Wert verglichen mit einem in einem Kennfeld abgelegten Wert,
dem, möglicherweise abhängig vom Betriebszustand
der Brennkraftmaschine, ein Wert des momentanten Drehmomentes an
der Kurbelwelle zugeordnet ist. Die Betriebsabhängigkeit
kann durch Parameter, die in die Auswertung des Kennfeldes eingehen,
wie z. B. Einspritzmenge, Einspritztiming, Luftmenge, Zündzeitpunkt
und dergleichen, berücksichtigt werden. Am Ende des Verfahrens
steht in einem Schritt 106 das aktuell an der Kurbelwelle
anliegende Drehmoment der Brennkraftmaschine bereit.
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5 und 6 zeigen
Diagramme der Momentandrehzahl n_m einer Brennkraftmaschine für unterschiedliche
Einspritzmengen. Dargestellt ist jeweils die Momentandrehzahl n_m
von Segment zu Segment in Umdrehung pro Minute (rpm) über
der Anzahl der Inkremente. Die mittlere Drehzahl n beträgt
jeweils 800 1/min. In 5 ist eine geringe Einspritzmenge
von 6,6 mg pro Einspritzung (stroke) dargestellt, dies korrespondiert
mit einem geringen Kurbelwellendrehmoment, in 6 ist
eine große Einspritzmenge von 36,9 mg/Einspritzung dargestellt.
Dies korrespondiert mit einem großen Drehmoment der Kurbelwelle.
Die Minimalwerte und Maximalwerte der Momentandrehzahl n_m sind
jeweils die Maxima bzw. Minima der Kurve, ein mittlerer Wert jeweils
einhüllende Geraden A (Maximalwert) bzw. B (Minimalwert)
der Kurven parallel zur Abszisse. In 5 beträgt
die jeweils minimale Momentandrehzahl n_min jeweils etwa 760 1/min,
die momentane Maximaldrehzahl n_max etwa 830 1/min. Entsprechend
kann aus der 6 eine minimale Momentandrehzahl
n_min von etwa 730 1/min und eine maximale Momentandrehzahl von
etwa 870 1/min entnommen werden. Die Spanne der Drehzahlschwankungen Δn_m
= n_max – n_min, hier als Schwankungsbreite bezeichnet,
korreliert dabei mit dem an der Kurbelwelle anliegenden Drehmoment.
Es kann daher für jede Brennkraftmaschine ein Kennfeld
bestimmt werden, dass der Differenz zwischen maximaler und minimaler
Momentandrehzahl einen Drehmomentwert des an der Kurbelwelle anliegenden
Drehmomentes zuordnet. Um diesen Wert zu bestimmen, könnten
also über eine geeignete Anzahl von Inkrementen, im vorliegenden
Fall also mindestens etwa 20, der Minimalwert und der Maximalwert
der Momentandrehzahl bestimmt werden. Dies findet effektiv bei den
zuvor anhand der 3 und 4 dargestellten
Verfahren statt. Nur wird dort durch die Differenzbildung und anschließende
Integration über der Zeit ein Mittelwert der Maxima und
Minima gebildet, dies entspricht also der Ermittlung eines Mittelwertes der
minimalen Momentandrehzahlen und der maximalen Momentandrehzahlen über
eine größere Anzahl von Inkrementen.
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In 5 und 6 sind
jeweils Differenzen aufeinanderfolgender Minima und Maxima der Momentandrehzahl
gekennzeichnet. Diese sind als Z1 bis Z6 bezeichnet. Die Differenzen
Z1 bis Z6 können jeweils einem Arbeitstakt eines Zylinders
zugeordnet werden, also einer Zündung des Kraftstoff/Luftgemisches
im Arbeitstakt des jeweiligen Zylinders. Der im Arbeitstakt befindliche
Zylinder, also der Zylinder, der gerade gezündet hat, wird über
den absoluten Kurbelwellenwinkel, der in Form der Zahnzeit bekannt ist,
zugeordnet. Die Differenz der Momentandrehzahl zwischen aufeinanderfolgenden
Minima und Maxima der Momentandrehzahl ist ein Maß für
das aktuell abgegebene Drehmoment, das dem jeweiligen Zylinder zugeordnet
werden kann. Das Drehmoment korreliert bei sonst gleichen Betriebsparametern
wie Luftmenge, Lufttemperatur, Zündzeitpunkt, Abgasrückführung,
Ventilöffnungszeiten und dergleichen mit der eingespritzten
Kraftstoffmenge. Unterschiede in den Differenz Z1 bis Z6 zweier
aufaneinaderfolgender Minima und Maxima der Momentandrehzahl können
so den jeweiligen Einspritzmengen zugeordnet werden. Dies ermöglicht
eine Kalibrierung der Einspritzdüsen. Ist die Schwankungsbreite
zweier aufeinanderfolgender Minima und Maxima größer
als die benachbarter Differenzen, so ist die eingespritzte Kraftstoffmenge ebenfalls
größer. So ist z. B. die Differenz Z3 in 5 größer
als die Differenz Z4. Die in dem Arbeitstakt des der Differenz Z3
zugeordneten Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge ist größer
als die die in dem Arbeitstakt des der Differenz Z4 zugeordneten
Zylinders eingespritzte Kraftstoffmenge. Gleiches gilt für die
Differenz Z5 gegenüber der Differenz Z3 in 6. Aus
den Differenzen können mit dem zuvor beschriebenen Verfahren
unmitelbar aus dem Kennfeld Momentenbeiträge der einzelnen
Zylinder ermittelt werden. Die Relation der Momentenbeiträge
kann sodann zur Kalibrierung der Einspritzzeiten verwendet werden,
indem diese mit einem Korrekturfaktor belegt werden, der z. B. mittels
eines Kennfeldes oder einer Zuordnungsfunktion aus den Quotienten
der Differenzen bestimmt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise
durch ein in einem Steuergerät der Brennkraftmaschine ablaufendes
Computerprogramm durchgeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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