JP2009503478A - 内燃機関のシャフトにおけるシリンダ個別の回転特性量を求めるための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような方法は、例えばDE4445684A1から公知である。この公知の方法ではクランクシャフトのねじれの影響を最小にするためにシャフトの角速度がフライホイール近傍のインクリメンタルセンサによって測定されている。回転に対するインクリメンタルセンサの増分Nの数は、少なくともシリンダの数の2倍以上でなければならない。インクリメンタルセンサの回転同期指標(Merkmale)はカウンタの走査をトリガする。トリガが出現した場合には現下のカウント状態が評価機器に伝送され、そこから角速度と角加速度が算出される。回転する質量体の慣性モーメントや角加速度、振動する質量体の回転トルク並びに摩擦回転モーメントからは、制御機器内に記憶されている特性マップを用いて(この特性マップは様々な回転数と負荷のもとでの負荷試験によって予め作成されたものである)、シャフト出力側に作用する有効な回転トルクが求められる。有効な回転トルクを用いることにより、燃料ガス−回転トルク特性経過がモデリングされ、この特性経過からシリンダ毎の回転特性量が求められる。
一般に内燃機関のための開ループ/閉ループ制御方法(例えばシリンダ同等化のための噴射補償制御など)は、捩れ剛性の高いクランクシャフトを備えたシステムに合わせられている。捩れ剛性の高いクランクシャフトでは全てのクランクの位置からそれぞれ唯一のクランク角度が示される。しかしながら捩れ剛性の低いクランクシャフトにおいては個々のシリンダ間でクランク角度に差が実際に生じ得るため、開ループ/閉ループ制御方法の品質が悪化する。また出力された回転トルクを求めるための評価方法でも同様に捩れ剛性の低いクランクシャフトは結果に悪影響をもたらす。クランクシャフトの両側の出力トルクは測定不可能であり、この未知の出力トルクの大きさと時間経過は開ループ/閉ループ制御方法の品質に影響を及ぼす。
本発明の実施例は図面に示されており、さらに以下の明細書でも詳しく説明する。この場合、
図1は本発明による方法を明らかにしているブロック回路図であり、
図2は本発明の構成において利用できる実際の内燃機関の物理的な等価回路図であり、
図3は内燃機関をモデリングするための本発明の構成において利用され得る計算回路構造を示した図である。
以下では本発明の手法を、内燃機関のクランクシャフトの例で説明する。但しこの手法は内燃機関のあらゆる駆動シャフトのもとでも利用可能である。本発明は特にカムシャフトに対しても当てはまる。
クランクシャフト12の第1の端部24はベルト車の振動質量体J24、減衰要素d24,バネ定数c24を備えたトーションスプリングからなっている。ベルト車の振動質量体J24には角速度w1を検出するための第1の角度センサ18が設けられている。
MF1=M_KWWZ1−MR1+MZ1−MZ2
から得られる。クラッチとは反対側のクランクシャフト12の第1の端部24におけるベルト車は、2つの積分器60,62と比例素子64と差分形成器66によって表されている。これらの構成要素60,62,64,66はそれらの意義の点でシリンダモデルのブロック46,50,54,59に相応している。類似の形式でクラッチ側クランクシャフト12の第2の端部26における振動質量体は積分器68と比例素子70と加算器72によって表され、同じようにシリンダモデルのブロック46,54,56,に相応する。
Claims (10)
- 内燃機関(10)のシャフト(12)に沿った第1の箇所(24)における第1の回転特性量(w1)が測定され、該第1の回転特性量(w1)を利用してシリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)が算出される内燃機関(10)の作動方法において、
前記シャフト(12)に沿った第2の箇所(26)における第2の回転特性量(w2)が測定され、前記第1の回転特性量(w1)と当該第2の回転特性量(w2)とを用いてシリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)が求められるようにしたことを特徴とする方法。 - 第1の回転特性量(w1)と第2の回転特性量(w2)がそれぞれ角速度として求められる、請求項1記載の方法。
- 第1の回転特性量(w1)と第2の回転特性量(w2)の考慮のもとで、内燃機関全体に対して特徴付けられる第3の回転特性量(M3)が求められ、シリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)が、内燃機関(10)を表すモデル(34)から求められ、当該モデル(34)の入力量(MS24,MS26,M3)は、第1の回転特性量(w1)と第2の回転特性量(w2)と第3の回転特性量(w3)に基づいている、請求項1または2記載の方法。
- 前記第3の特性量(M3)は内燃機関(10)全体のトルク値として求められる、請求項2または3記載の方法。
- シリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)がシリンダ個別の角速度(wZ1)及び/又はシリンダ個別の回転トルク値(MF1,MR1)として求められる、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- k気筒の内燃機関(10)に対するモデル(34)がk+2の区分を有するシャフト(12)のモデル(34)を有し、この場合第1の区分(24)は前記シャフト(12)の第1の端部を表し、さらなる区分(12.1,12.2…12.k)はそれぞれシリンダ個別の個々の区分を表し、残りのn+2番目の区分(26)は前記シャフト(12)の第2の端部を表し、各区分(12.1,12.2…12.k)には慣性モーメント(J1)と摩擦モーメント(MR1)が割当てられ、それぞれの区分(12.1,12.2…12.k)は回転負荷されるクラッチによって相互に接続され、回転負荷される各クラッチにはトーションモーメントが割当てられ、シリンダ個別の各区分(12.1,12.2…12.k)は第3の回転特性量(M3)から導出されるシリンダ個別の回転トルク値(M_KWWZ1)を有している、請求項3から5いずれか1項記載の方法。
- 第1の区分(24)に割当てられる回転トルク値(MS24)が回転特性量として第1の回転特性量(w1)と第1の回転特性量(w1)推定値(ws1)との間の偏差から形成され、残りのk+2番目の区分(26)に割当てられる回転トルク値(MS26)は第2の回転特性量(w2)と第2の回転特性量(w2)推定値(ws2)との間の偏差から形成される、請求項6記載の方法。
- シリンダ個別の調整量がシリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)を用いて形成される、請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- 内燃機関(10)のシャフト(12)におけるシリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)を前記シャフト(12)に沿った第1の箇所(24)における第1の回転特性量(w1)を検出している第1の回転特性量センサ(18)の信号を用いて求めている制御機器(22)において、
前記制御機器(22)がシリンダ個別の回転特性量(MF1,wZ1,KWW_Z1,MR1…MFn,wZn,KWW_Zn,MRn)を、前記シャフト(12)に沿った第2の箇所(26)における第2の回転特性量(w2)を検出している第2の回転特性量センサ(20)の信号と前記第1の回転特性量センサ(18)の信号とを用いて求めていることを特徴とする制御機器。 - 請求項2から8項に記載されている少なくとも1つの方法が実施されている、請求項9記載の制御機器。
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