WO2004051212A1 - Vorrichtung und verfahren zum schätzen eines motordrehmoments - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum schätzen eines motordrehmoments Download PDF

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Kurt Bluhm
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • F02D41/0097—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a torque of an internal combustion engine. Furthermore, the present invention relates to a corresponding device for determining the torque.
  • engine torque is a central parameter in drive management.
  • a sensor system for recording the engine torque is not installed in series vehicles for cost reasons.
  • the engine control therefore has no feedback on the actual torque generated by the engine.
  • knowing the engine torque would offer a number of advantages: For example, a torque control could be implemented with which disturbance variables could be compensated very easily, and complex control functions in engine management could be performed replace a simple control algorithm.
  • German patent DE 44 45 684 C2 A method for determining torques, work and performance on internal combustion engines is known from German patent DE 44 45 684 C2. Taking into account the moment of inertia of the rotating masses and compensating torques of oscillating masses, the resulting torque is calculated using a typical engine map. This map is determined by tests at various speeds and load levels. With the aid of this characteristic map determined in this way, the effective torque can then be calculated on the basis of angular velocity measurements and the gas torque curve can be specified over the crank angle after further processing.
  • the determination of the torque is made more difficult by various influencing variables ⁇ that are dependent on the engine and operating point. These influencing factors must be recognized and taken into account and compensated for in a suitable form.
  • the object of the present invention is therefore to take into account essential influencing variables when determining an engine torque.
  • this object is achieved by a method for determining a torque of an internal combustion engine by detecting a first measured variable with respect to an angular velocity of the internal combustion engine, detecting a second measured variable with respect to a boost pressure of the internal combustion engine, or simulating a boost pressure variable as a function of the first measured variable and determining the torque from the first measured variable and the second measured variable or from the first measured variable and the simulated boost pressure variable.
  • a device for determining a torque of an internal combustion engine with a first sensor device for detecting a first measured variable with respect to an angular velocity of the internal combustion engine, a second sensor device for detecting a second measured variable with regard to a boost pressure of the internal combustion engine or a slmulation - Device for simulating a boost pressure variable as a function of the first measured variable and a data processing device that is connected to the first and second sensor device or to the first sensor device and the simulation device, for determining the torque from the first measured variable and the second measured variable or from the first Measured variable and the simulated boost pressure size.
  • the compression portion can be used to use the information from the boost pressure sensor that is usually present. If the essential course of the boost pressure as a function of the angular velocity is simulated by a suitable model, this simulated boost pressure variable can also be used to calculate a torque or to compensate for a boost pressure.
  • the speed or angular speed of the crankshaft of the internal combustion engine or the internal combustion engine is preferably detected by a sensor wheel.
  • a sensor wheel which has markings or segments, is arranged on the crankshaft in a rotationally fixed manner.
  • a fixed sensor scans the sensor wheel without contact. This is a relatively robust measurement method.
  • Manufacturing tolerances of the encoder wheel as well as errors when mounting on the crankshaft lead to systematic encoder wheel errors, which should be compensated for when determining the torque.
  • the measured angular velocity should be freed from interference signals when determining the torque. This is preferably done by digital filtering.
  • the mass forces that arise when the internal combustion engine rotates due to its components are also advantageously compensated for. In this way, energy conversion can be determined independently of the oscillating masses of the motor.
  • the torque can be standardized with regard to the displacement of the internal combustion engine by means of a map. In this way, an averaged pressure variable can be obtained, with the aid of which the energy conversion of engines of different displacement can be compared.
  • the figure shows schematically how an angular velocity ⁇ of the crankshaft can be used to infer the mean indicated pressure and thus how the energy conversion in an internal combustion engine can be assessed.
  • a period duration measurement is carried out in block 1 to determine an angular velocity.
  • the raw signal of an angular velocity is inferred from a period of time for a certain difference angle.
  • the raw signal of the angular velocity is subjected to an encoder wheel compensation in block 2.
  • a highly accurate determination of the crankshaft speed is a prerequisite for the torque estimation to function properly.
  • the manufacturing wheels used in the measurement of the winding speed show, due to manufacturing tolerances, some errors, such as off-center bearings and / or tooth pitch errors. Such deviations lead to intolerable errors in the determination the angular velocity and consequently the alternating torque determined from it.
  • the first method for sensor wheel adaptation known from the German patent application with application number 102 17 560.8 uses the phase opposition of the gas and mass moments to determine the geometry errors of the encoder wheel used.
  • the advantage of this method lies in its simple handling and in the fact that, apart from the number of cylinders and teeth, no further a priori knowledge about the motor to be considered is necessary.
  • the second method described in the published patent application DE 101 07 892 A1, takes an approach by modeling crankshaft energy for determining the sensor wheel error.
  • the error caused by the encoder wheel can be reduced by at least one order of magnitude by means of the encoder wheel adaptation.
  • the encoder wheel error must, as symbolically indicated in the figure by an input arrow in block 2, only be taught in once for each motor and then stored.
  • the output signal of block 2 is therefore an angular velocity that is compensated for by a sensor wheel error.
  • the corrected angular velocity is very prone to interference. It has a low signal-to-noise ratio.
  • a band limitation is essentially carried out in block 3 by digital filtering. This results in a filtered winding speed signal ⁇ with an improved signal-to-noise ratio.
  • an angular acceleration is calculated in block 3 by differentiation from the filtered angular velocity signal.
  • a mass force compensation subsequently carried out in block 4 has the effect that the influence of the moment is compensated for by the moments of inertia and oscillating masses and the pure gas exchange torque is thus determined.
  • the moments resulting from mass forces and acting on the crankshaft have an uneven angular velocity and must therefore be compensated for.
  • Such mass moments are composed of the inertia of the rotating parts and the oscillating pistons and connecting rods.
  • a boost-dependent torque _ ⁇ w ( ⁇ ) is obtained as the output signal.
  • the aim of the torque measurement method is to determine the indicated mean pressure P ml or the effective mean pressure and the load torque, to estimate the desired size from the measured input variable
  • the speed or angle and the alternating torque take place via a map which has been previously taught in for each engine type and is symbolized by block 6 in the figure.
  • the relationship between the alternating torque v ( ⁇ ), the speed ⁇ and the indicated mean pressure P ml is described in this characteristic diagram 6.

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Abstract

Aus der Drehzahl soll beispielsweise für das Motormanagement das Wechseidrehmoment .MW (phi) beziehungsweise der mittlere indizierte Druck Pml aus der Winkelgeschwindigkeit omega ermittelt werden. Um ein verwertbares Resultat zu erhalten, muss eine Ladedruckkompensation (5) durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt ebenfalls eine Geberradfehlerkompensation (2) und eine Massenkraftkompensation (4). Aus einem Kennfeld (6) erhält man aus dem Wechseldrehmoment MV (phi) den mittleren indizierten Druck Pml.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Schätzen eines Motordrehmoments
BESCHREIBUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments eines Verbrennungsmotors. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung des Drehmoments.
Bei Kraftfahrzeugen ist das Motormoment eine zentrale Größe in dem Antriebsmanagement. Eine Sensorik zur Erfassung des Motormoments ist aus Kostengründen in Serienfahrzeugen nicht verbaut. Die Motorsteuerung hat somit keine Rückmeldung über das tatsächliche vom Motor erzeugte Moment, Die Kenntnis des Motormoments würde allerdings eine Reihe von Vor- teilen bieten: Beispielsweise wäre eine Drehmomentregelung realisierbar, mit der Störgrößen sehr einfach kompensiert werden könnten, Aufwändige Steuerungsfunktionen im Motormanagement ließen sich durch einen einfachen Regelalgorithmus ersetzen.
Ein Verfahren zur Ermittlung von Drehmomenten, Arbeiten und Leistungen an Verbrennungskraftmaschinen ist aus der deutschen Patentschrift DE 44 45 684 C2 bekannt. Dabei wird unter Berücksichtigung des Trägheitsmoments der rotierenden Massen und unter Kompensation von Drehmomenten oszillierender Massen das resultierende Drehmoment mit Hilfe eines motor- typischen Kennfelds berechnet. Dieses Kennfeld wird durch Versuche bei verschiedenen Drehzahlen und Laststufen bestimmt. Mit Hilfe dieses so bestimmten Kennfelds können dann aufgrund von Winkelgeschwindigkeitsmessungen das effektive Drehmoment berechnet und nach weiterer Verarbeitung der Gasdrehmomentverlauf über dem Kurbelwinkel angegeben werden.
Die Bestimmung des Drehmoments wird durch verschiedene motor- und be- triebspunktabbängige Einflussgrößeπ erschwert. Diese Einflussgrößen müssen erkannt und in geeigneter Form berücksichtigt und kompensiert werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, wesentliche Einflussgrößen bei der Ermittlung eines Motordrehmoments zu berücksichtigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments eines Verbrennungsmotors durch Erfassen einer ersten Messgröße bezüglich einer Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, Erfassen einer zweiten Messgröße bezüglich eines Ladedrucks des Verbrennungsmotors oder Simulieren einer Ladedruckgröße in Abhängigkeit von der ersten Messgröße und Ermitteln des Drehmoments aus der ersten Messgröße und der zweiten Messgröße oder aus der ersten Messgröße und der simulierten Ladedruckgröße.
Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehmoments eines Verbrennungsmotors, mit einer ersten Sensoreinrichtung zum Erfassen einer ersten Messgröße bezüglich einer Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, einer zweiten Sensoreinrichtung zum Erfassen einer zweiten Messgröße bezüglich eines Ladedrucks des Verbrennungsmotors oder einer Slmulatiσns- einrichtung zum Simulieren einer Ladedruckgröße in Abhängigkeit von der ersten Messgröße und einer Datenverarbeituπgseinrichtung, die an die erste und zweite Sensoreinrichtung oder an die erste Sensoreinrichtung und die Simuiationseinrichtung angeschlossen ist, zum Ermitteln des Drehmoments aus der ersten Messgröße und der zweiten Messgröße oder aus der ersten Messgröße und der simulierten Ladedruckgröße.
Damit erfolgt die Drehmomentenschätzung auch bei aufgeladenen Motoren zuverlässig. Eine Aufladung führt aufgrund der höheren Zylinderfüllung zu einer höheren Gaswechselmoment-Amplitude. Besonders transiente Vor- gänge bei geregelten Turboladern können hierbei zu Problemen führen. In diesen Fällen herrscht im Betrieb nicht immer derselbe Ladedruck wie bei einem unter stationären Bedingungen aufgenommenen Kennfeldpunkt der entsprechenden Drehzahl-Last-Kombination. Durch den unterschiedlichen Ladedruck wird in diesem Fall ein unterschiedliches Wechseldrehmoment bestirnrntrüna damit ein falscher Lastpunkt im Kennfeld. Dämiflst es für die Bestimmung des Lastmoments notwendig, das entsprechende Kennfeld sowie das geschätzte Wechseldrehmoment als Eingangsgröße vom Ladedruck unabhängig zu machen. Dazu muss der Wechseldrehmomentverlauf von seinem ladedruckabhängigen Kompressionsanteil befreit werden. Zur Senat- zung des Kompressionsanteils kann die Information aus dem in der Regel vorhandenen Ladedrucksensor verwendet werden. Wird der Ladedruck in seinem wesentlichen Verlauf in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit durch ein geeignetes Modell simuliert, so kann auch diese simulierte Lade- druckgröße zur Berechnung eines Drehmoments beziehungsweise zur Kompensation eines Ladedrucks verwendet werden.
Durch die Kompensation des Ladedrucks wird auch die Abhängigkeit vom Atmosphärendruck beseitigt. Diese könnte andernfalls zum Beispiel im Hö- henbetrieb zu Abweichungen der Schätzung des Drehmoments führen.
Die Drehzahl beziehungsweise Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine wird vorzugsweise durch ein Geberrad erfasst. Ein Geberrad, das Markierungen oder Segmente aufweist, ist hierfür drehfest auf der Kurbelwelle angeordnet. Ein feststehender Sensor tastet das Geberrad berührungslos ab. Dies stellt eine verhältnismäßig robuste Messmethode dar.
Fertigungstoleranzen des Geberrads sowie Fehler beim Anbau an die Kur- beiwelle führen zu systematischen Geberradfehlern, die bei der Ermittlung des Drehmoments kompensiert werden sollten, Weiterhin sollte bei der Ermittlung des Drehmoments die gemessene Winkelgeschwindigkeit von Störsignalen befreit werden. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine digitale Filterung.
Vorteilhafterweise werden zur Ermittlung des Drehmoments auch die Mas- senkräfte, die bei der Drehung des Verbrennungsmotors durch dessen Komponenten entstehen, kompensiert. Dadurch kann ein Energieumsatz unabhängig von den oszillierenden Massen des Motors ermittelt werden.
Um schließlich eine im Wesentlichen vom Motor unabhängige Ausgangsgröße zu erhalten, kann das Drehmoment hinsichtlich des Hubraums des Verbrennungsmotors mittels eines Kennfelds normiert werden. Hierdurch kann eine gemittelte Druckgröße gewonnen werden, mit deren Hilfe der E- nergieumsatz von Motoren unterschiedlichen Hubraums verglichen werden kann.
In vorteilhafter Weise lässt sich das ermittelte Wechseldrehmoment für das Sicherheitskonzept von Kraftfahrzeugen verwenden, Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild zu dem erfinduπgsgemäßen Verfahren darstellt,
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
In der Abbildung ist schematisch dargestellt, wie aus einer Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle auf den mittleren indizierten Druck geschlossen und somit der Energieumsatz in einer Brennkraftmaschiπe beurteilt werden kann. In einem Block 1 erfolgt zur Ermittlung einer Winkelgeschwindigkeit eine Periodendauermessung. Speziell wird aus einer Zeitdauer für einem bestimmten Differenzwinkel auf das Rohsignal einer Winkelgeschwindigkeit geschlossen.
Das Rohsignal der Winkelgeschwindigkeit wird in Block 2 einer Geberrad- kompensation unterzogen. Eine hochgenaue Bestimmung der Kurbelwellen" geschwindigkeit ist Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion der Drehmomentenschätzung. Die bei der Wickelgeschwindigkeitsmessung verwen- deten Geberräder weisen durch Fertigungstoleranzen jedoch teilweise erheblich Fehler wie unzentrische Lagerung und/oder Zahnteilungsfehler auf. Solche Abweichungen führen zu nicht tolerablen Fehlern bei der Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit und folglich auch des daraus bestimmten Wechseldrehmoments.
Zur Geberradkompensation sind zwei geeignete Kompensationsverfahren bekannt. Das erste, aus der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 102 17 560.8 bekannte Verfahren zur Geberradadaption nutzt die Gegenphasigkeit der Gas- und Masseπmomente zur Bestimmung der Geo- metriefehler des verwendeten Drehgeberrads. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in seiner einfachen Handhabung und darin, dass außer der Zyliπder- und Zähneanzahl kein weiteres a-priori-Wissen über den zu betrachtenden Motor notwendig ist. Das zweite, in der Offenlegungsschrift DE 101 07 892 A1 beschriebene Verfahren wählt einen Ansatz über die Modellierung der Kurbelwellenenergie zürBestimmung des Geberradfehlers. Durch die Geberradadaption kann der durch das Geberrad verursachte Fehler um mindestens eine Größenordnung reduziert werden. Auf beide Dokumente wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Der Geberradfehler muss, wie dies in der Abbildung durch einen Eingangspfeil in dem Block 2 symbolisch angedeutet ist, für Jeden Motor vorher nur einmal eingelernt und dann abgelegt werden. Ausgangssignal des Blocks 2 ist somit eine geberradfehlerkompensierte Winkelgeschwindigkeit.
Die korrigierte Winkelgeschwindigkeit ist stark störungsbehaftet. Sie besitzt ein geringes Signal-Rausch-Verhältnis. Um dies zu verbessern wird im Wesentlichen eine Bandbegrenzung in dem Block 3 durch digitale Filterung vorgenommen. Es resultiert daraus ein gefiltertes Wickelgeschwindigkeltssignal ω mit einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis. Darüber hinaus wird in dem Block 3 durch Differentiation aus dem gefilterten Winkelgeschwindig- keitssignal eine Winkelbeschleunigung berechnet.
Eine anschließend im Block 4 durchgeführte Massenkraftkompensation be- wirkt, dass der Momenteneinfluss durch die Trägheitsmomente und oszillierenden Massen kompensiert und so das reine Gaswechseldrehmoment ermittelt wird. Die von Massenkräften herrührenden, auf die Kurbelwelle einwirkenden Momente wirken sich in einer ungleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit aus und sind daher zu kompensieren. Derartige Massenmomente setzen sich, wie erwähnt, aus der Massenträgheit der rotierenden Teile und der oszillierenden Kolben und Pleuel zusammen. Als Ausgangssignal erhält man ein ladedruckabhängiges Moment _¥w (φ) .
In Block 5 werden Ladedruckänderungen kompensiert. Zur Schätzung des Kompensationsanteils kann die Information Pla(te aus dem Ladedrucksensor verwendet werden. Die Abhängigkeit des Wechseldrehmomeπts vom Ladedruck wird durch eine Kennlinie, die vorab aufgenommen wurde, abgebildet Hierzu werden Ladedruckvariationsmessungen oder Auslaufmessungen durchgeführt. Diese Messungen führen zu einer näheruπgsweise linearen Kennlinie im Wesentlichen ohne Drehzahlabhängigkeit. Durch diese entsprechend der ermittelten Ladedruckkennlinie durchgeführten Ladedruckkompensation wird das ermittelte Wechseldrehmoment von seinem durch den Ladedruck bedingten Anteil befreit und man erhält ein entsprechendes Moment Mv (φ) . Hierdurch kann das Verfahren auch für aufgeladene Motoren verwendet werden.
Ziel des Drehmomentmessverfahrens ist die Bestimmung des indizierten Mitteldrucks Pml oder des effektiven Mitteldrucks und des Lastmoments, Die Schätzung der gewünschten Größe aus der gemessenen Eingangsgröße Drehzahl bzw. -winkel und dem Wechseldrehmoment erfolgt über ein vorher für jeden Motortyp eingelerntes Kennfeld, das mit Block 6 in der Abbildung symbolisiert ist. In diesem Kennfeld 6 wird der Zusammenhang zwischen Wechseldrehmoment v(φ), Drehzahl ω und indiziertem Mitteldruck Pml be- schrieben.
Bei der Überprüfung der Genauigkeit der Wechseldreh momeπtschätzung aus dem Ladedruck und der Winkelgeschwindigkeit ergeben sich Abweichungen von einer gemessenen Referenz im einstelligen Prozentbereich, Auch die Abweichungen bei der Schätzung von mittleren indizierten Drücken PM, die anhand von dynamischen Messungen ermittelt wurden, liegen im einstelligen Prozentbereich, Derart genaue Schätzwerte lassen sich sinnvoll für das Motor- und Getriebemanagement einsetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Bestimmung eines Drehmoments eines Verbrennungsmotors durch
5
Erfassen (1) einer ersten Messgröße bezüglich einer Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
10
Erfassen einer zweiten Messgröße bezüglich eines Ladedrucks des Verbrennungsmotors oder Simulieren einer Ladedruckgröße in Abhängigkeit von der ersten Messgröße und
15 Ermitteln des Drehmoments aus der ersten Messgröße und der zweiten
Messgröße oder aus der ersten Messgröße und der simulierten Ladedruckgröße.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei als erste Messgröße eine Winkelge- 20 schwindigkeit über ein Geberrad erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der Ermittlung des Drehmoments ein Geberradfehler kompensiert wird (2).
25 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei der Ermittlung des Drehmoments die erste Messgröße bezüglich der Drehzahl zur Reduktion von Störungen gefiltert wird (3),
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei der Ermittlung 30 des Drehmoments Massenkräfte, die bei der Drehung des Verbrennungsmotors durch dessen Komponenten entstehen, kompensiert werden (4).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei der Ermittlung -35- des Drehmoments der Ladedruck übereine" Kennlinie (5) berücksichtigt wird.
7, Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kennlinie linear ist und insbesondere über Ladedruckvariationsmessungen oder Auslaufmessungen gewonnen wird.
5 8. Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehmoments eines Verbrennungsmotors, mit
einer ersten Sensoreinrichtung zum Erfassen (1) einer ersten Messgröße bezüglich einer Winkelgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors,
10 g e k e n n z e i c h n e t d u rc h
eine zweite Sensoreinrichtung, Erfassen einer zweiten Messgröße bezüglich eines Ladedrucks des Verbrennungsmotors oder eine Simulati- 15 onseinrichtuπg zum Simulieren einer Ladedruckgröße in Abhängigkeit von der ersten Messgröße und
eine Datenverarbeitungseiπrichtung, die an die erste und zweite Sensoreinrichtung oder an die erste Sensoreinrichtung und die Simulationsein- 20 richtung angeschlossen ist, zum Ermitteln des Drehmoments aus der ersten Messgröße und der zweiten Messgröße oder aus der ersten Messgröße und der simulierten Ladedruckgröße.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Sensoreinrichtung ein Ge- 25 berrad besitzt, mit dem eine Winkelgeschwindigkeit als erste Messgröße erfassbar ist.
10, Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Datenverarbeitungsein- richtung eine Kompensationseinrichtung zum Kompensieren (2) eines
30 Geberradfβhlers umfasst.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung eine Filtereinheit zum Filtern (3) der ersten Messgröße bezüglich der Drehzahl zur Reduktion von Störungen umfasst.
~35~
12, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung eine Kompensationseinheit zur Kompensation (4) von Massenkräfteπ, die bei der Drehung des Verbrennungsmotors durch dessen oszillierenden Komponenten
40 entstehen, umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Ladedruck in όer Datenverarbeitungseinrichtung über eine Kennlinie (5) berücksichtigbar ist,
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Kennlinie linear und insbesondere über Ladedruckvariationsmessungen oder Auslaufmessungen gewonnen ist.
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WO (1) WO2004051212A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855469B2 (en) 2009-10-02 2010-12-21 General Electric Company Condition monitoring system for wind turbine generator and method for operating wind turbine generator
FR2950970A3 (fr) * 2009-10-05 2011-04-08 Renault Sa Estimation du couple d'un moteur a combustion interne
DE102010051369A1 (de) 2010-11-13 2012-05-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines indizierten Moments und eines indizierten Mitteldrucks eines Zylinders einer Brennkraftmaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006053255B3 (de) * 2006-11-08 2008-01-10 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zum Bestimmen des Zylinderinnendrucks einer Brennkraftmaschine
WO2009025656A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method and system for calculating brake torque produced by a turbocharged engine
US7623955B1 (en) * 2008-04-30 2009-11-24 Delphi Technologies, Inc. Method for estimation of indicated mean effective pressure for individual cylinders from crankshaft acceleration

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2168819A (en) * 1984-12-21 1986-06-25 Voest Alpine Ag Determining the torque applied by a motor or engine to a rotating load
EP0608676A1 (de) * 1993-01-26 1994-08-03 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Verfahren und Messanordnung zur Bestimmung von Betriebsdaten einer Brennkraftmaschine
US5501109A (en) * 1994-11-30 1996-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Torsion torque detecting device, a slip detecting device, a road friction coefficient detecting device and a torsion torque detecting method
DE4445684A1 (de) * 1994-12-21 1996-06-27 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Ermittlung von Drehmomenten, Arbeiten und Leistungen an Verbrennungskraftmaschinen
EP1058108A2 (de) * 1999-05-31 2000-12-06 AVL List GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose bzw. Steuerung von Brennkraftmaschinen
DE19931985A1 (de) * 1999-07-09 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Ermittlung des indizierten Mitteldrucks von Verbrennungskraftmaschinen
DE10107892A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Iav Gmbh Verfahren zur Identifikation des Geberradfehlers im Fahrbetrieb

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0445339A1 (de) * 1990-03-09 1991-09-11 Siemens Aktiengesellschaft Leerlaufregelsystem für eine Brennkraftmaschine
AT396842B (de) * 1992-04-30 1993-12-27 Avl Verbrennungskraft Messtech Verfahren und einrichtung zur motorüberwachung
JP3286517B2 (ja) * 1996-01-12 2002-05-27 本田技研工業株式会社 リーンバーンエンジンを搭載した車両の制御装置
IT1305390B1 (it) * 1998-09-10 2001-05-04 Magneti Marelli Spa Metodo per la determinazione dell'andamento della coppia dicarico in un motore endotermico
DE10217560B4 (de) * 2002-01-24 2005-05-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Bestimmung und Kompensation von Geometriefehlern eines Drehgeberrades

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2168819A (en) * 1984-12-21 1986-06-25 Voest Alpine Ag Determining the torque applied by a motor or engine to a rotating load
EP0608676A1 (de) * 1993-01-26 1994-08-03 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Verfahren und Messanordnung zur Bestimmung von Betriebsdaten einer Brennkraftmaschine
US5501109A (en) * 1994-11-30 1996-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Torsion torque detecting device, a slip detecting device, a road friction coefficient detecting device and a torsion torque detecting method
DE4445684A1 (de) * 1994-12-21 1996-06-27 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Ermittlung von Drehmomenten, Arbeiten und Leistungen an Verbrennungskraftmaschinen
EP1058108A2 (de) * 1999-05-31 2000-12-06 AVL List GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose bzw. Steuerung von Brennkraftmaschinen
DE19931985A1 (de) * 1999-07-09 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Ermittlung des indizierten Mitteldrucks von Verbrennungskraftmaschinen
DE10107892A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Iav Gmbh Verfahren zur Identifikation des Geberradfehlers im Fahrbetrieb

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7855469B2 (en) 2009-10-02 2010-12-21 General Electric Company Condition monitoring system for wind turbine generator and method for operating wind turbine generator
FR2950970A3 (fr) * 2009-10-05 2011-04-08 Renault Sa Estimation du couple d'un moteur a combustion interne
DE102010051369A1 (de) 2010-11-13 2012-05-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines indizierten Moments und eines indizierten Mitteldrucks eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
DE102010051369B4 (de) 2010-11-13 2023-12-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines indizierten Moments und eines indizierten Mitteldrucks eines Zylinders einer Brennkraftmaschine

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