WO2018041583A1 - Determining operating states of an internal combustion engine by means of a generator regulator of an electric machine which is coupled to the internal combustion engine - Google Patents

Determining operating states of an internal combustion engine by means of a generator regulator of an electric machine which is coupled to the internal combustion engine Download PDF

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WO2018041583A1
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speed
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Paul Mehringer
Joerg Maas
Udo Schulz
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an operating state of an internal combustion engine, as well as a computing unit, preferably a controller for an electrical machine and a computer program for its implementation.
  • electrical machines for regulating the vehicle electrical system voltage in vehicles, electrical machines, in particular externally excited electrical machines, can be used. These have a controller which regulates the excitation current of the electric machine as a function of the vehicle electrical system voltage.
  • a controller which regulates the excitation current of the electric machine as a function of the vehicle electrical system voltage.
  • Such a machine is known from DE 10 2012 204 751 AI.
  • so-called intelligent controller set, for example, in the operating state “overrun” a higher excitation current to the electric machine to recover electrical energy o- or in the case of the operating state "acceleration" by the internal combustion engine, the output currents of reduced electrical machine to provide more drive torque to accelerate the vehicle.
  • an electrical machine can also be an electric machine which can be operated as a generator and / or motor, for example a so-called starter generator.
  • the detection of the operating states of the internal combustion engine is currently the responsibility of the engine control unit, which recognizes these operating conditions on the basis of its own control specifications and makes appropriate specifications with respect to the respective operating state of the internal combustion engine to the controller of the electric machine by means of suitable interfaces.
  • the controller controls the current output of the generator via a nominal voltage specification of the vehicle electrical system voltage.
  • a communication link between the controller and engine control unit must be present and always maintained in order to enable a corresponding control of the electric machine.
  • the operating state detection of the internal combustion engine not to be based on control specifications of the engine control unit but on objective state variables or measurement variables of the electric machine based thereon that reflect the operating state of the internal combustion engine.
  • the method is used to determine an operating state of an internal combustion engine by means of a control unit, wherein preferably the control unit is designed as a controller of a coupled to the internal combustion engine electric machine.
  • the electric machine can be driven by the internal combustion engine, wherein the electric machine with the internal combustion engine firmly connected and can be coupled to the crankshaft, for example by means of a belt drive.
  • the time profile of a rotational speed of the electrical machine is determined in a first method step.
  • the speed of the electric machine can preferably be determined from the time profile of at least one phase signal of the electric machine.
  • a phase signal is at least one of the phase voltages and / or one of the phase currents, at least one of the stator-side phase windings of the electrical machine, in particular against a fixed reference potential, such. B. mass, measured.
  • an average value of the rotational speed is determined from the time profile of the rotational speed and at least one rotational speed pattern effected by the internal combustion engine is determined from the time profile of the rotational speed.
  • the speed pattern caused by the internal combustion engine has an oscillation superimposed on the time profile of the mean value of the rotational speed, which is reflected in the time course of the rotational speed of the electric machine.
  • the mean value of the speed is determined over a determinable time interval, which typically comprises several periods of the oscillation. The determinable time interval can result from a specific number of oscillation periods of the instantaneous speed, but should have at least one oscillation period caused by compression and decompression and / or one working cycle of the cylinder.
  • the operating state of the internal combustion engine is determined by comparing the mean value of the rotational speed with a first threshold value and comparing a ripple of an oscillation superimposed on the time profile of the mean value of the rotational speed with a rotational speed band.
  • the speed band is determined in terms of absolute value by the first threshold value and a further threshold value, wherein the first threshold value and the further threshold value define a speed range in which the idling mode of the internal combustion engine takes place.
  • the preferred operating states to be recognized are the operating state of the internal combustion engine, compression stroke and / or power stroke, preferably ignition of a fuel-air mixture, in particular idling operation and operation outside the idling operation (non-idling operation), e.g. in partial load operation and / or full load operation.
  • the abovementioned operating states of the internal combustion engine can be determined in a particularly simple and efficient manner by means of the method described at the outset and distinguished accordingly.
  • the operating state idling operation of the internal combustion engine is detected such that the mean value of the rotational speed is greater than the first threshold value, particularly preferably greater than the first threshold value and less than a further threshold value, and the waviness of the temporal Course of the mean value of the speed superimposed oscillation runs within the speed band and is smaller in magnitude than the speed band.
  • a threshold band will be between a first threshold and a comparatively larger one compared to the first threshold determined further threshold value of the rotational speed, in which case it is concluded that the operating state idle operation when the average value of the rotational speed is within the threshold band, and the ripple of the oscillation within the speed band runs.
  • the amplitude or average amplitude is the difference between the maximum of the oscillation and the mean value or the minimum of the oscillation and the mean value, the ripple being approximately twice the amplitude.
  • the maxima of the oscillation always lie below the further threshold value during idling operation and are therefore smaller than the further threshold value. The same applies to the detection of further operating states, as described below.
  • the operating state non-idling operation in particular partial load operation
  • the internal combustion engine is detected such that the average value of the rotational speed is greater than the first threshold, preferably greater than the further threshold, and the ripple of the time course
  • the superimposed oscillation of the mean value of the rotational speed runs at least partially within the rotational speed band and is greater in magnitude than the rotational speed band. This means that at least the regions of the oscillation which have a local maximum of the rotational speed (positive oscillations) have time regions which run outside the rotational speed band.
  • the speed range can be detected, which lies between the mean in the idling mode and the further threshold value.
  • the mean value of the rotational speed is greater than the further threshold value, it is possible to detect all further rotational speeds for a non-idling operation which are outside the idling speed band. It has been recognized that by the delivery of torque by the internal combustion engine, the amplitude or ripple of the oscillation increases depending on the output of torque by the internal combustion engine. This effect can be used to compare the amplitude level or ripple with the comparison with a speed band and the comparison of the Average value of the speed to determine the current operating state.
  • the first threshold value define a lower speed limit and the further threshold value an upper speed limit for an idling mode. It is understood that the respective speed limits can be adjusted according to the internal combustion engine used.
  • the idle mode can thus be used to a certain extent as a reference operating state; in particular, the speeds to be expected can be used as a reference for the threshold values or the rpm band for detecting the operating states.
  • the mean value of the rotational speed runs essentially centrally in the rotational speed band.
  • the speed band is determined by the first threshold and the further threshold only in terms of amount. This makes it possible that, for example, the speed band can be adapted to a time-varying mean value such that the speed band follows the gradient of the time profile of the mean value of the speed.
  • a speed increase for example during an acceleration process in partial load operation, a corresponding differentiation of the operating states can be made.
  • the method has a further method step for regulating the electric machine by the excitation current of the electric machine, in a respective operating state of the Internal combustion engine is controlled such that the braking torque of the electric machine is increased or decreased.
  • a corresponding control of the electric machine on the basis of the respectively determined operating state (in particular the operating conditions partial load operation and / or idling) of the internal combustion engine is advantageous, since thereby in the case of an acceleration operation (eg partial load operation or full load operation), for example, by as much as possible required by the internal combustion engine and output torque is to be converted into propulsion (full load), the braking torque of the electric machine reduced, can even be lowered to zero, so as not to affect the acceleration process.
  • a suitably adapted control can also be used advantageously during a partial load operation of the internal combustion engine.
  • the excitation current is controlled by specifying a nominal voltage and / or a nominal current of the motor vehicle electrical system or by specifying a maximum current output, the maximum current output and / or the maximum excitation current, preferably being parameterized according to operating states of the internal combustion engine.
  • excitation current control which is based on a specification of the target voltage or the desired current of the motor vehicle electrical system
  • a corresponding control of the electric machine in particular a nearly braking torque-free running of the electric machine in the acceleration mode of the internal combustion engine or a correspondingly reduced Bremsmomentbeetzung during idling operation, implemented.
  • a regulation can also be regulated by regulating a maximum current to be delivered to the motor vehicle electrical system, wherein this maximum current can in turn be parameterized as a function of the respective operating states of the internal combustion engine.
  • Such a parameterization can either be done numerically or be implemented by querying the stored in a stored map parameters.
  • a computing unit in particular a controller for an electrical machine, which is preferably arranged in the electric machine, but can also be arranged externally to the electric machine is for the determination of the operating conditions idle mode and non-idling mode, in particular part-load operation, and for a Any resulting regulation of the braking torque of the electric machine is particularly advantageous, as this allows the method according to the invention to be carried out in a particularly simple manner.
  • the arithmetic unit is therefore configured to execute the method, which means that the arithmetic unit has a corresponding arithmetic processor and / or a corresponding data memory with a computer program stored thereon and / or is set up by a corresponding integrated circuit to execute the method according to the invention.
  • the execution of the method in a controller of the electric machine is also advantageous, since both the evaluation of the signals, determining the respective operating conditions and adjusting the electrical machine based on the determined operating conditions without additional external communication links and independent of an external computer, memory and / or rule architecture.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, as are frequently known from the prior art.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an operating state-based control of an electric machine by the engine control means of a communication link according to the prior art
  • FIG. 2 a shows an internal combustion engine as well as an electrical machine according to the invention coupled to the internal combustion engine in a first schematic representation
  • FIG. 2b shows an internal combustion engine, as well as an electric machine coupled to the internal combustion engine, according to a further exemplary embodiment, in a schematic representation
  • FIG. 2c shows an electrical machine coupled to a vehicle electrical system in an enlarged schematic representation
  • Figure 3 shows a time profile of a phase voltage of the electric machine, and the speed derived therefrom
  • FIG. 4 shows a speed curve of the internal combustion engine, in which several operating states of an internal combustion engine are traversed by way of example
  • FIGS. 5 a, b show two exemplary operating states of the internal combustion engine which are determined by means of the method.
  • FIG. 1 shows a control known from the prior art for regulating the voltage in a motor vehicle electrical system 10.
  • the motor vehicle electrical system 10 is fed by means of an electric machine 14 coupled to an internal combustion engine 12, wherein the electric machine 14 is driven by the internal combustion engine 12 by means of a coupling element 16, typically a belt drive.
  • a computing unit 18 in the form of a regulator 20 is provided, which adjusts the excitation current of the electric machine in accordance with the vehicle electrical system voltage 10.
  • the corresponding operating states of the internal combustion engine 12 are typically determined by a control device 22 assigned to the internal combustion engine 12, whereupon the control device 22 via a communication link 24 transmits control signals to the controller 20 to set an exciting current of the electric machine 14 corresponding to a respective operating state of the internal combustion engine 12.
  • the controller 20 of the electric machine 14 or a corresponding external to the electric machine 14 arranged computing unit (not shown) with respect to a determination of the respective operating conditions of the internal combustion engine 12 is always passive and only set up based on a control by the controller 22, the excitation current to increase or decrease the electric machine 14 according to the respective operating state.
  • FIG. 2 a shows a schematic representation of a construction according to the invention of an internal combustion engine 112 and an electric machine 114 connected to the internal combustion engine 112, wherein the electric machine 114 is driven by the internal combustion engine 112 by means of a belt 116.
  • the belt 116 is operatively connected to the crankshaft 117 of the internal combustion engine 112 on the engine side.
  • the internal combustion engine 112 gives due to the Working cycles and / or the compression of the respective cylinder of the internal combustion engine 112, the torque pulses to the crankshaft 117 from.
  • This non-uniform torque output generates a corresponding vibration behavior of the internal combustion engine 112.
  • the coupling element 116 in the form of a belt or a rigid connection of the electric machine 114 and the internal combustion engine 112 (not shown) , the corresponding oscillation caused by the pulse-like torque output of the engine 112 is transmitted to the electric machine 114 and its rotational speed 122.
  • phase signal 120a (see FIG. 3) of the electric machine 114 as a result of the fixed coupling between the electric machine 114 and the internal combustion engine 112.
  • the method according to the invention is described by means of a computing unit 118, on which the method is carried out.
  • the electric machine 114 has the inventive calculation unit 118 in the form of a controller 120, which is set up to determine from the phase signal 121 a time profile of a rotational speed 122.
  • the time profile of the rotational speed 122 is analyzed by the arithmetic unit 118, and a speed pattern 128, 132 (compare FIGS.
  • the arithmetic unit 118 is designed to determine an average value DMD of the rotational speed 122, and to store this, if necessary, accordingly.
  • the mean value DMD of the rotational speed 122 is determined within a definable time interval, wherein the time interval for determining the mean value DMD of the rotational speed 122 should have a plurality of oscillations O, but at least one oscillation O. Furthermore, the amplitude A of the oscillation O or its ripple W can be determined. Amplitude A (see FIG. 5) is the absolute difference between the maximums of oscillation O and the mean value DMD of rotational speed 122, and ripple W is approximately twice the amplitude A.
  • the operating states 128a and 132a of the internal combustion engine 112 can be determined.
  • the operating states of the internal combustion engine here include the operating state partial load operation 128a and idle operation 132a.
  • a further threshold value Thi2 can additionally be used for comparison with the mean value DMD of the rotational speed 122.
  • the arithmetic unit 118 in the form of a regulator 120 is thus set up, based on the mean value DMD of the rotational speed and the waviness W, of the oscillation O superposed on the time characteristic of the mean value DMD of the rotational speed when compared with a first threshold value Thi and / or second threshold value Thi2 and derived therefrom speed band B to determine the operating states 128a and 132a (see Figures 4 and 5), without the need for a corresponding external control unit is required.
  • the electrical machine 114 or the computing unit 118 associated therewith is therefore configured to carry out the method steps described above and the method steps to be described below in a completely independent manner from an external analysis and / or external control unit.
  • the thresholds Thi and Thi2 set the amount of speed band B, in which typically the ripple W of the oscillation O in the idling operation 132a runs.
  • the idle operation 132a of the internal combustion engine 112 can thus be identified particularly simply by the fact that the mean value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi and smaller than the further threshold value Thi2, and that the waviness W extends within the rotational speed band B.
  • the non-idle operation mode particularly partial load operation 128a of the engine 112 may be recognized.
  • the average value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi, and the waviness W, the oscillation O superimposed on the time profile of the mean value DMD of the rotational speed 122, runs at least partially within the rotational speed band B and is greater in magnitude than the rotational speed band B.
  • FIG. 2b another, similar to Figure 2a embodiment is described. Identical or comparable features to FIG. 2a have been identified by the same reference numerals but with a further letter (b).
  • the electric machine 114b has a rotation speed sensor 115b connected to the electric machine.
  • the rotation speed sensor 115b is fixed to the electric machine 114b so as to detect the rotation speed of the rotor of the electric machine 114b.
  • the speed 122 determined by means of the speed sensor 115b can be used in the same way as the speed values 122 determined by means of a phase signal 121 in order to determine the operating states 128a and / or 132a of the internal combustion engine 112b.
  • This results in an alternative reference source of the rotational speed signal 122 which can be used either alternatively or cumulatively for determining the rotational speed 122 from the phase signal 121.
  • FIG. 2c shows a further exemplary embodiment of the present invention. Identical or comparable features to FIGS. 2a and 2b have been identified by the same reference number but with a further letter c. Furthermore, it is simplified to assume that in the case of a cumulative determination of the rotational speed 122 by the phase signal 122 and the rotational speed sensor 115b (FIG. 2b), the respective operating state 128a and 132a is determined by the arithmetic unit 118c.
  • the arithmetic unit 118c which is embodied in the form of a controller 120c of an electric machine 114c, is also configured to recognize the respective operating state 128a and / or 132a (see FIG. 5) and on the basis of the recognized operating state 128a and 132a of the internal combustion engine 112, to adapt an exciting current IE IT to a respective operating state of the internal combustion engine 112 so that the braking torque of the electric machine 112 can be increased or decreased depending on the operating state.
  • partial load operation 128a or idle operation 132a
  • a reduction of the braking torque of the electric machine 114 and thus a reduction of the excitation current IE IT is usually required to either the largest possible output torque of the internal combustion engine 112, or a To ensure trouble-free operation of the internal combustion engine 112 in idle operation.
  • the excitation current can be controlled by specifying a setpoint voltage Usoii or an Isoii of the motor vehicle electrical system 110c or by specifying a maximum current output i Max, the maximum current output ⁇ 3 ⁇ can be parameterized according to operating conditions of the internal combustion engine 112.
  • such a regulation can also be regulated by means of a regulation of a maximum current ⁇ 3 ⁇ to be delivered to the motor vehicle vehicle network, whereby this maximum current ⁇ 3 ⁇ can in turn be parameterized as a function of the respective operating states 128a and 132a of the internal combustion engine 112 (see FIG.
  • a parameterization can either take place numerically or be converted by querying the parameters stored in a stored map (not shown).
  • phase signal 121 is one of the phase voltages 121a of the electrical machine. It is understood that in principle any desired phase voltage of one or more phases of the electric machine 114, but also the respective phase currents can be used, to obtain therefrom the speed signal of the electric machine 114 as well as the speed signal and the speed patterns 128, 132 of the internal combustion engine 112 coupled thereto to be determined (not shown). When using more than one phase voltage, a correspondingly higher temporal resolution of the speed signal can be achieved (not shown).
  • the phase voltage 121a extends in a generator with current output in a first approximation rectangular.
  • An average phase time T phase can be detected at this signal of the phase voltage 121a, which can best be determined on the steep edges of the phase voltage 121a.
  • the corresponding values of the rotational speed 122 and an average rotational speed 122a, which corresponds to the mean value DMD of the rotational speed 122 within a time interval, are also shown in FIG. 3 as points or as a line.
  • the time interval can in particular be selected such that it is averaged over several oscillations.
  • the speed can preferably be determined digitally.
  • the instantaneous speed ⁇ can be determined digitally.
  • the controller 118 may store a fixed number of speed values in a memory, for example in a shift register (not shown) and at least within one oscillation cycle, respectively determine a maximum and a minimum instantaneous speed.
  • the maximum and minimum instantaneous speeds are preferably the peak speeds in the respectively recorded time range. The difference between these speeds is a measure of the torque output by the engine 112.
  • the rotational speed 122 can be determined on the basis of the rising and falling edges of the phase voltage 121a.
  • any number of rpm values can be detected in the memory, although approximately one complete cycle of a vibration should be recorded for an evaluation.
  • the ratios of the respective frequencies are considered below and compared with the Nyquist criterion.
  • is the speed of the internal combustion engine. In combination with the equation for fmoment, this results in fe / f moment- 2 * Ub * PPZ / number of cylinders.
  • FIG. 4 shows the rotational speed curve 122 of an internal combustion engine 112 over a relatively long period of time.
  • This rotational speed profile 122 has corresponding rotational speed patterns 128, 132, which are exemplary for two different operating states of an internal combustion engine 112, namely idle 132a and partial load operation 128a, characteristic.
  • the respective rotational speed patterns 128 and 132 are shown enlarged again in FIGS. 5a and 5b.
  • FIGS. 5a and 5b each show the rotational speed 122 over time.
  • FIG. 5 a shows the idling mode 132 a of the internal combustion engine 112.
  • a characteristic of this operating state is that the mean value of the rotational speed DMD is essentially constant over time.
  • a speed band B is selected which is defined by a lower threshold value Thi and a threshold value Thi2. Within these threshold values, the rotational speed course 122 moves in the idle mode 132a, ie, the waviness W of the rotational speed curve 122 is within the rpm band B.
  • the rotational speed band B can also be determined in terms of absolute value by the threshold values Thi and Thi2 (see FIG.
  • the idle mode 132a of the engine 112 is then closed when the average value DMD of the rotational speed 122, greater than the first threshold Thi is, and is smaller than the further threshold Thi2, and / or the ripple W of the oscillation O, which corresponds approximately to twice the amplitude of the oscillation, is smaller in magnitude than the speed band B.
  • the rotational speed signal 122 in the first time segment AI approximately has the rotational speed pattern 128a in the idle state 132a.
  • the time range in which the mean value DMD of the rotational speed 122 has a substantially constant profile changes into a constantly increasing range in the second time interval A2.
  • the speed band B is determined in terms of magnitude by the threshold values Thi and Thi2 (see FIG. 5a), this speed band B comprising the ripple Wi_eeriauf the oscillation O in the idle state 132a of the internal combustion engine 112.
  • the speed band B is adjusted to the time rise of the mean value DMD of the speed 122 such that the mean value DMD of the speed 122 in runs approximately centrally in the speed band B and the gradient of the average DMD follows the speed 122.
  • a partial load operation 128a of the internal combustion engine can be concluded when the mean value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi and / or greater than the further threshold value Thi2 and the waviness Wieiiiast, the time course of the mean value DMD of the rotational speed 122 overlaid oscillation O, at least partially runs within the speed band B and in terms of magnitude greater than the speed band B is.
  • the amplitude A or the waviness W of the oscillation O increases. This can be used as a sufficient criterion for detecting a non-idle operation, for example, partial load operation 128a. As a necessary criterion for a partial load operation 128a, the exceeding of the threshold Thi can be used become.
  • a full-load operation could be detected accordingly, with the full load operation of a partial load operation in particular differs in that the amount of the amplitudes A and the ripple W in full load operation against the partial load operation accordingly increased.

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Abstract

The invention relates to a method for determining an operating state (128a, 132a) of an internal combustion engine (112), comprising the following steps: determining the temporal course of a rotational speed (n) of an electric machine (114) coupled to the internal combustion engine (112); determining a mean value (DMD) of the rotational speed (122) from the temporal course of the rotational speed (122) and determining at least one rotational speed pattern (128, 132), produced by the internal combustion engine (112), from the temporal course of the rotational speed (122), the rotational speed pattern having an oscillation (O) superimposed over the temporal course of the mean value (DMD) of the rotational speed (122); and determining at least one operating state (128a, 132a) of the internal combustion engine (112) by comparing the mean value (DMD) of the rotational speed (122) to a first threshold value (Thl) and comparing an undulation (W) of the oscillation (O) superimposed over the temporal course of the mean value (DMD) of the rotational speed (122) to a rotational speed range (B). Furthermore, the invention relates to a corresponding computing unit (118) which is configured to carry out the method, to an electric machine (114) comprising the computing unit (118) and to a corresponding computer program.

Description

Beschreibung  description
Titel title
ERMITTELN VON BETRIEBSZUSTÄNDEN EINER BRENNKRAFTMASCHINE DURCH EINEN GENERATORREGLER EINER MIT DER BRENNKRAFTMASCHINE GEKOPPELTEN ELEKTRISCHEN MASCHINE  DETERMINING OPERATING STATES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE THROUGH A GENERATOR CONTROLLER OF AN ELECTRICAL MACHINE COUPLED TO THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine, sowie einer Recheneinheit, vorzugsweise einen Regler für eine elektrische Maschine und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung. The present invention relates to a method for determining an operating state of an internal combustion engine, as well as a computing unit, preferably a controller for an electrical machine and a computer program for its implementation.
Stand der Technik State of the art
Zur Regelung der Bordnetzspannung in Fahrzeugen, können elektrische Maschinen, insbesondere fremderregte elektrische Maschinen, verwendet werden. Diese weisen einen Regler auf, der in Abhängigkeit von der Bordnetzspannung den Erregerstrom der elektrischen Maschine regelt. Eine derartige Maschine ist aus der DE 10 2012 204 751 AI bekannt. For regulating the vehicle electrical system voltage in vehicles, electrical machines, in particular externally excited electrical machines, can be used. These have a controller which regulates the excitation current of the electric machine as a function of the vehicle electrical system voltage. Such a machine is known from DE 10 2012 204 751 AI.
Zudem ist es auch möglich, sogenannte intelligente Regler zu verwenden, die zum Beispiel im Betriebszustand„Schubbetrieb" einen höheren Erregerstrom an der elektrischen Maschine einstellen, um elektrische Energie rückzugewinnen o- der im Falle des Betriebszustands„Beschleunigung" durch die Brennkraftmaschine, die Abgabeströme der elektrischen Maschine reduziert, um mehr Antriebsdrehmoment zur Beschleunigung des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen. In addition, it is also possible to use so-called intelligent controller, set, for example, in the operating state "overrun" a higher excitation current to the electric machine to recover electrical energy o- or in the case of the operating state "acceleration" by the internal combustion engine, the output currents of reduced electrical machine to provide more drive torque to accelerate the vehicle.
Ist nachfolgend allgemein von einer elektrischen Maschine die Rede, kann es sich hierbei auch um eine generatorisch und/oder motorisch betreibbare elektrische Maschine handeln, beispielsweise um einen sogenannten Startergenerator. Die Erkennung der Betriebszustände der Brennkraftmaschine obliegt derzeit dem Motorsteuergerät, das diese Betriebszustände auf Basis der eigenen Regelvorgaben erkennt und mittels geeigneter Schnittstellen entsprechende Vorgaben bezüglich des jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine an den Regler der elektrischen Maschine macht. Infolgedessen steuert der Regler über eine Sollspannungsvorgabe der Bordnetzspannung die Stromabgabe des Generators. If an electrical machine is generally referred to below, this can also be an electric machine which can be operated as a generator and / or motor, for example a so-called starter generator. The detection of the operating states of the internal combustion engine is currently the responsibility of the engine control unit, which recognizes these operating conditions on the basis of its own control specifications and makes appropriate specifications with respect to the respective operating state of the internal combustion engine to the controller of the electric machine by means of suitable interfaces. As a result, the controller controls the current output of the generator via a nominal voltage specification of the vehicle electrical system voltage.
Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig, da die jeweiligen Betriebszustände der Brennkraftmaschine erst extern im Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine ermittelt werden, die ermittelten Betriebszustände an den Regler der elektrischen Maschine übermittelt werden und anschließend, sofern erforderlich, der Regler die für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechenden Regelvorgaben an die elektrische Maschine macht. However, this method is very expensive, since the respective operating conditions of the internal combustion engine are only determined externally in the engine control unit of the internal combustion engine, the determined operating conditions are transmitted to the controller of the electric machine and then, if necessary, the controller the corresponding to the respective operating condition of the engine control requirements to the electric machine.
Darüber hinaus muss eine Kommunikationsverbindung zwischen Regler und Motorsteuergerät vorhanden und stets aufrechterhalten werden, um eine entsprechende Regelung der elektrischen Maschine zu ermöglichen. In addition, a communication link between the controller and engine control unit must be present and always maintained in order to enable a corresponding control of the electric machine.
Es wäre daher wünschenswert, dass die Betriebszustandserkennung der Brennkraftmaschine nicht auf Regelvorgaben des Motorsteuergeräts, sondern auf objektiven Zustandsgrößen bzw. daraus direkt basierenden Messgrößen der elektrischen Maschine beruhen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergeben. It would therefore be desirable for the operating state detection of the internal combustion engine not to be based on control specifications of the engine control unit but on objective state variables or measurement variables of the electric machine based thereon that reflect the operating state of the internal combustion engine.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es werden ein Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, sowie der nachfolgenden Beschreibung. A method for determining an operating state of an internal combustion engine, as well as a computer unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, as well as the following description.
Vorteile der Erfindung Das Verfahren dient zum Ermitteln eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine mittels einer Steuereinheit, wobei vorzugsweise die Steuereinheit als Regler einer mit der Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine ausgebildet ist. Advantages of the invention The method is used to determine an operating state of an internal combustion engine by means of a control unit, wherein preferably the control unit is designed as a controller of a coupled to the internal combustion engine electric machine.
Die elektrische Maschine kann durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden, wobei die elektrische Maschine mit der Brennkraftmaschine fest verbunden und an deren Kurbelwelle, beispielsweise mittels eines Riementriebs, gekoppelt sein kann. Innerhalb des Reglers wird in einem ersten Verfahrensschritt der zeitli- che Verlauf einer Drehzahl der elektrischen Maschine ermittelt. Die Drehzahl der elektrischen Maschine kann vorzugsweise aus dem zeitlichen Verlauf zumindest eines Phasensignals der elektrischen Maschine ermittelt werden. Bei einem Phasensignal handelt es sich vorliegend um zumindest eine der Phasenspannungen und/oder einen der Phasenströme, zumindest einer der ständerseitigen Phasen- Wicklungen der elektrischen Maschine, insbesondere gegen ein festes Bezugspotential, wie z. B. Masse, gemessen. Zudem kann es bevorzugt sein, alternativ oder kumulativ, den Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine mittels eines Drehzahlsensors zu ermitteln, der mit der elektrischen Maschine in Wirkverbindung steht oder an dieser vorgesehen werden kann. The electric machine can be driven by the internal combustion engine, wherein the electric machine with the internal combustion engine firmly connected and can be coupled to the crankshaft, for example by means of a belt drive. Within the controller, the time profile of a rotational speed of the electrical machine is determined in a first method step. The speed of the electric machine can preferably be determined from the time profile of at least one phase signal of the electric machine. In the present case, a phase signal is at least one of the phase voltages and / or one of the phase currents, at least one of the stator-side phase windings of the electrical machine, in particular against a fixed reference potential, such. B. mass, measured. In addition, it may be preferred, alternatively or cumulatively, to determine the profile of the rotational speed of the electrical machine by means of a rotational speed sensor which is in operative connection with the electric machine or can be provided thereon.
In einem weiteren Verfahrensschritt, wird ein Mittelwert der Drehzahl aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl und zumindest ein durch die Brennkraftmaschine bewirktes Drehzahlmuster aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl ermittelt. Das durch die Brennkraftmaschine bewirkte Drehzahlmuster weist eine dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerte Oszillationen auf, die sich im zeitlichen Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine wiederspiegelt. Der Mittelwert der Drehzahl wird über ein festlegbares Zeitintervall ermittelt, das typischerweise mehrere Perioden der Oszillation umfasst. Das festlegbare Zeitintervall kann sich aus einer bestimmten Anzahl Schwingungsperioden der Momen- tandrehzahl ergeben, sollte jedoch zumindest eine Schwingungsperiode, verursacht durch Kompression und Dekompression und/oder einen Arbeitstakt des Zylinders, aufweisen. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine durch Vergleich des Mittelwerts der Drehzahl mit einem ersten Schwellwert und Vergleich einer Welligkeit einer dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerten Oszillation mit einem Drehzahlband ermittelt. Vorzugsweise ist das Drehzahlband betragsmäßig durch den ersten Schwellwert und einen weiteren Schwellwert festgelegt, wobei der erste Schwellwert und der weitere Schwellwert einen Drehzahlbereich festlegen, in dem der Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine stattfindet. In a further method step, an average value of the rotational speed is determined from the time profile of the rotational speed and at least one rotational speed pattern effected by the internal combustion engine is determined from the time profile of the rotational speed. The speed pattern caused by the internal combustion engine has an oscillation superimposed on the time profile of the mean value of the rotational speed, which is reflected in the time course of the rotational speed of the electric machine. The mean value of the speed is determined over a determinable time interval, which typically comprises several periods of the oscillation. The determinable time interval can result from a specific number of oscillation periods of the instantaneous speed, but should have at least one oscillation period caused by compression and decompression and / or one working cycle of the cylinder. In a further step of the method, the operating state of the internal combustion engine is determined by comparing the mean value of the rotational speed with a first threshold value and comparing a ripple of an oscillation superimposed on the time profile of the mean value of the rotational speed with a rotational speed band. Preferably, the speed band is determined in terms of absolute value by the first threshold value and a further threshold value, wherein the first threshold value and the further threshold value define a speed range in which the idling mode of the internal combustion engine takes place.
Durch einen derartigen Schwellwertvergleich des Mittelwerts der Drehzahl und des Vergleichs der Welligkeit der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerte Oszillationen mit einem Drehzahlband, kann auf sehr einfacher Art und Weise und mit sehr geringem Rechen- und Speicheraufwand durch den Regler der elektrischen Maschine, eine Betriebszustandsermittlung der Brennkraftmaschine bewirkt werden. By such a threshold value comparison of the mean value of the speed and the comparison of the ripple of the temporal course of the mean value of the speed superimposed oscillations with a speed band, in a very simple manner and with very little computational and storage effort by the controller of the electric machine, a Operating state determination of the internal combustion engine can be effected.
Bei den bevorzugten zu erkennenden Betriebszuständen handelt es sich um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, Verdichtungstakt und/oder Arbeitstakt, vorzugsweise Zündung eines Kraftstoff-Luftgemisches, insbesondere Leerlaufbetrieb und Betrieb außerhalb des Leerlaufbetriebs (Nicht-Leerlaufbetrieb), z.B. im Teillastbetrieb und/oder Vollastbetrieb. Insbesondere die zuvor genannten Be- triebszustände der Brennkraftmaschine lassen sich durch das eingangs beschriebene Verfahren besonders einfach und effizient ermitteln und entsprechend unterscheiden. The preferred operating states to be recognized are the operating state of the internal combustion engine, compression stroke and / or power stroke, preferably ignition of a fuel-air mixture, in particular idling operation and operation outside the idling operation (non-idling operation), e.g. in partial load operation and / or full load operation. In particular, the abovementioned operating states of the internal combustion engine can be determined in a particularly simple and efficient manner by means of the method described at the outset and distinguished accordingly.
Hierbei ist es ferner bevorzugt, dass der Betriebszustand Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine derart erkannt wird, dass der Mittelwert der Drehzahl größer als der erste Schwellwert ist, besonders bevorzugt, größer als der erste Schwellwert und kleiner als ein weiterer Schwellwert ist, und die Welligkeit der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerten Oszillation innerhalb des Drehzahlbands verläuft und betragsmäßig kleiner als das Drehzahlband ist. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Erkennung des Leerlaufbetriebs, wird somit ein Schwellwertband bzw. Drehzahlband zwischen einem ersten Schwellwert und einem im Vergleich zum ersten Schwellwert vergleichsweise größeren weiteren Schwellwert der Drehzahl ermittelt, wobei dann auf den Betriebszustand Leerlaufbetrieb geschlossen wird, wenn sich der Mittelwert der Drehzahl innerhalb des Schwellwertbands befindet, und die Welligkeit der Oszillation innerhalb des Drehzahlbands verläuft. Als Amplitude bzw. mittlere Amplitude wird vorlie- gend die Differenz zwischen den Maxima der Oszillation und dem Mittelwert, bzw. den Minima der Oszillation und dem Mittelwert bezeichnet, wobei die Welligkeit in etwa dem Doppelten der Amplitude entspricht. Somit ist es vorliegend besonders bevorzugt, wenn die Maxima der Oszillation im Leerlaufbetrieb stets unterhalb des weiteren Schwellwerts liegen und somit kleiner sind als der weitere Schwellwert. Entsprechendes gilt auch für die Erkennung weiterer Betriebszu- stände, wie nachfolgend beschrieben. In this case, it is further preferred that the operating state idling operation of the internal combustion engine is detected such that the mean value of the rotational speed is greater than the first threshold value, particularly preferably greater than the first threshold value and less than a further threshold value, and the waviness of the temporal Course of the mean value of the speed superimposed oscillation runs within the speed band and is smaller in magnitude than the speed band. Thus, in the preferred embodiment for idle mode detection, a threshold band will be between a first threshold and a comparatively larger one compared to the first threshold determined further threshold value of the rotational speed, in which case it is concluded that the operating state idle operation when the average value of the rotational speed is within the threshold band, and the ripple of the oscillation within the speed band runs. In the present case, the amplitude or average amplitude is the difference between the maximum of the oscillation and the mean value or the minimum of the oscillation and the mean value, the ripple being approximately twice the amplitude. Thus, in the present case it is particularly preferred if the maxima of the oscillation always lie below the further threshold value during idling operation and are therefore smaller than the further threshold value. The same applies to the detection of further operating states, as described below.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird der Betriebszustand Nicht-Leerlaufbetrieb, insbesondere Teillastbetrieb, der Brennkraftmaschine derart erkannt, dass der Mittelwert der Drehzahl größer als der erste Schwellwert ist, vorzugsweise größer als der weitere Schwellwert ist, und die Welligkeit der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerten Oszillation zumindest teilweise innerhalb des Drehzahlbands verläuft und betragsmäßig größer als das Drehzahlband ist. Dies bedeutet, dass zumindest die Bereiche der Oszillation, die ein lokales Maximum der Drehzahl aufweisen (positive Oszillationen), Zeitbereiche aufweisen, die außerhalb des Drehzahlbands verlaufen. Durch das erste Kriterium, das der Mittelwert der Drehzahl oberhalb des ersten Schwellwerts verläuft, kann der Drehzahlbereich erfasst werden, der zwischen dem Mittelwert im Leerlaufbetrieb und dem weiteren Schwellwert liegt. Durch die weitere Forderung, dass der Mittelwert der Drehzahl größer als der weitere Schwellwert ist, können alle weiteren Drehzahlen für einen Nicht-Leerlaufbetrieb erfasst werden, die außerhalb des Drehzahlbands des Leerlaufbetriebes liegen. Es wurde erkannt, dass durch die Abgabe von Drehmoment durch die Brennkraftmaschine, sich die Amplitude bzw. die Welligkeit der Oszillation abhängig von der Abgabe von Drehmoment durch die Brennkraftmaschine vergrößert. Dieser Effekt kann dazu genutzt werden, um anhand der Amplitudenhöhe bzw. der Welligkeit mit dem Vergleich mit einem Drehzahlband und dem Vergleich des Mittelwerts der Drehzahl den jeweils vorliegenden Betriebszustand zu ermitteln. Somit kann aus einer Kombination eines Vergleichs des Mittelwerts der Drehzahl mit zumindest einem der Schwellwerte und der Feststellung, dass die Amplituden bzw. die Welligkeit der Oszillationen betragsmäßig das zur Definition des Leerlaufbetriebs herangezogene Drehzahlband übersteigen, geschlossen werden, dass ein Nicht-Leerlauf Betriebszustand, insbesondere ein Teillastbetrieb vorliegt. Ein betragsmäßiges Übersteigen des Drehzahlbands bedeutet, dass die Bereiche der Oszillation, die insbesondere ein lokales Maximum der Drehzahl aufweisen (positive Oszillationen), Zeitbereiche aufweisen, die außerhalb des Drehzahlbands verlaufen. In a further preferred embodiment of the invention, the operating state non-idling operation, in particular partial load operation, the internal combustion engine is detected such that the average value of the rotational speed is greater than the first threshold, preferably greater than the further threshold, and the ripple of the time course The superimposed oscillation of the mean value of the rotational speed runs at least partially within the rotational speed band and is greater in magnitude than the rotational speed band. This means that at least the regions of the oscillation which have a local maximum of the rotational speed (positive oscillations) have time regions which run outside the rotational speed band. By the first criterion, which runs the mean value of the speed above the first threshold, the speed range can be detected, which lies between the mean in the idling mode and the further threshold value. Due to the further requirement that the mean value of the rotational speed is greater than the further threshold value, it is possible to detect all further rotational speeds for a non-idling operation which are outside the idling speed band. It has been recognized that by the delivery of torque by the internal combustion engine, the amplitude or ripple of the oscillation increases depending on the output of torque by the internal combustion engine. This effect can be used to compare the amplitude level or ripple with the comparison with a speed band and the comparison of the Average value of the speed to determine the current operating state. Thus, from a combination of a comparison of the mean value of the speed with at least one of the threshold values and the determination that the amplitudes or the waviness of the oscillations exceed the speed band used to define the idling mode in absolute terms, it can be concluded that a non-idling operating state, in particular a partial load operation is present. An amount exceeding the speed band means that the areas of the oscillation, which in particular have a local maximum of the rotational speed (positive oscillations), have time ranges which run outside the rotational speed band.
Grundsätzlich ist es bevorzugt, dass der erste Schwellwert eine untere Drehzahlgrenze und der weitere Schwellwert eine obere Drehzahlgrenze für einen Leerlaufbetrieb festlegen. Hierbei versteht sich, dass die jeweiligen Drehzahlgrenzen entsprechend auf die verwendete Brennkraftmaschine angepasst werden können. Der Leerlaufbetrieb kann somit in gewisser Weise als Referenzbetriebszu- stand verwendet werden, insbesondere die zu erwartenden Drehzahlen können als Referenz für die Schwellwerte bzw. das Drehzahlband zur Erkennung der Be- triebszustände herangezogen werden. In principle, it is preferred that the first threshold value define a lower speed limit and the further threshold value an upper speed limit for an idling mode. It is understood that the respective speed limits can be adjusted according to the internal combustion engine used. The idle mode can thus be used to a certain extent as a reference operating state; in particular, the speeds to be expected can be used as a reference for the threshold values or the rpm band for detecting the operating states.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass bei einem sich ändernden Mittelwert der Drehzahl der Mittelwert der Drehzahl im Wesentlichen mittig im Drehzahlband verläuft. Das Drehzahlband wird durch den ersten Schwellwert und den weiteren Schwellwert lediglich betragsmäßig festgelegt. Hierdurch ist es möglich, dass beispielsweise das Drehzahlband an einen sich zeitlich verändernden Mittelwert derart angepasst werden kann, dass das Drehzahlband dem Gradienten des zeitlichen Verlaufs des Mittelwerts der Drehzahl folgt. Somit kann auch während einer Drehzahlerhöhung, beispielsweise während eines Beschleunigungsvorgangs im Teillastbetrieb, eine entsprechende Differenzierung der Betriebszustände vorgenommen werden. In a further embodiment of the invention, it is preferred that with a changing mean value of the rotational speed, the mean value of the rotational speed runs essentially centrally in the rotational speed band. The speed band is determined by the first threshold and the further threshold only in terms of amount. This makes it possible that, for example, the speed band can be adapted to a time-varying mean value such that the speed band follows the gradient of the time profile of the mean value of the speed. Thus, during a speed increase, for example during an acceleration process in partial load operation, a corresponding differentiation of the operating states can be made.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, weist das Verfahren einen weiteren Verfahrensschritt zur Regelung der elektrischen Maschine auf, indem der Erregerstrom der elektrischen Maschine, in einem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine derart geregelt wird, dass das Bremsmoment der elektrischen Maschine vergrößert oder verkleinert wird. In a further preferred embodiment, the method has a further method step for regulating the electric machine by the excitation current of the electric machine, in a respective operating state of the Internal combustion engine is controlled such that the braking torque of the electric machine is increased or decreased.
Eine entsprechende Regelung der elektrischen Maschine auf Basis des jeweils ermittelten Betriebszustands (insbesondere der Betriebszustände Teillastbetrieb und/oder Leerlauf) der Brennkraftmaschine ist vorteilhaft, da hierdurch im Fall eines Beschleunigungsvorgangs (z.B. Teillastbetrieb oder Vollastbetrieb), indem beispielsweise möglichst das gesamte von der Brennkraftmaschine geforderte und abgegebene Drehmoment in Vortrieb umgesetzt werden soll (Vollastbetrieb), das Bremsmoment der elektrischen Maschine verkleinert, sogar bis auf null abgesenkt werden kann, um den Beschleunigungsvorgang nicht zu beeinträchtigen. Eine entsprechend angepasste Regelung kann auch während eines Teillastbetriebs der Brennkraftmaschine vorteilhaft genutzt werden. Entsprechendes gilt auch für das Bremsmoment der elektrischen Maschine während eines Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine, da während des Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine diese besonders sensibel auf das Einwirken eines äußeren Bremsmoments reagiert, was im schlimmsten Fall eine Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen kritischen Schwellwert bedeuten kann, so dass die Brennkraftmaschine abgewürgt wird. Durch eine sichere Erkennung des Leerlaufzustands der Brennkraftmaschine mittels des Reglers der elektrischen Maschine, kann somit die Regelvorgabe des Erregerstroms und damit des Bremsmoments der elektrischen Maschine derart vorgegeben werden, dass die kritische Drehzahlschwelle der Brennkraftmaschine nicht erreicht, bzw. unterschritten wird. A corresponding control of the electric machine on the basis of the respectively determined operating state (in particular the operating conditions partial load operation and / or idling) of the internal combustion engine is advantageous, since thereby in the case of an acceleration operation (eg partial load operation or full load operation), for example, by as much as possible required by the internal combustion engine and output torque is to be converted into propulsion (full load), the braking torque of the electric machine reduced, can even be lowered to zero, so as not to affect the acceleration process. A suitably adapted control can also be used advantageously during a partial load operation of the internal combustion engine. The same applies to the braking torque of the electric machine during idling operation of an internal combustion engine, since during the idling operation of the internal combustion engine this is particularly sensitive to the action of an external braking torque, which may mean a reduction in the speed of the internal combustion engine below a critical threshold in the worst case, so that the internal combustion engine is strangled. By a reliable detection of the idle state of the internal combustion engine by means of the controller of the electric machine, thus the rule specification of the excitation current and thus the braking torque of the electric machine can be specified such that the critical speed threshold of the internal combustion engine is not reached or fallen below.
Zudem ist besonders bevorzugt, dass der Erregerstrom unter Vorgabe einer Sollspannung und/oder eines Sollstroms des Kraftfahrzeugbordnetzes oder unter Vorgabe einer Maximalstromabgabe, wobei die Maximalstromabgabe und/oder der maximale Erregerstrom, vorzugsweise nach Betriebszuständen der Brennkraftmaschine parametrisiert wird, geregelt wird. In addition, it is particularly preferred that the excitation current is controlled by specifying a nominal voltage and / or a nominal current of the motor vehicle electrical system or by specifying a maximum current output, the maximum current output and / or the maximum excitation current, preferably being parameterized according to operating states of the internal combustion engine.
Durch eine derartige Erregerstromregelung, die auf einer Vorgabe der Sollspannung bzw. des Sollstroms des Kraftfahrzeugbordnetzes beruht, kann eine entsprechende Regelung der elektrischen Maschine, insbesondere ein nahezu bremsmomentfreies Mitlaufen der elektrischen Maschine im Beschleunigungsbetrieb der Brennkraftmaschine oder eine entsprechend reduzierte Bremsmomentbeaufschlagung während des Leerlaufbetriebs, umgesetzt werden. Alternativ kann eine derartige Regelung auch über eine Regelung eines in das Kraftfahrzeugbordnetz abzugebenden Maximalstrom geregelt werden, wobei dieser Maximalstrom wiederum abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine parametrisiert werden kann. Eine derartige Parametrisierung kann entweder numerisch erfolgen oder durch Abfrage der in einem hinterlegten Kennfeld gespeicherte Parameter umgesetzt werden. By such excitation current control, which is based on a specification of the target voltage or the desired current of the motor vehicle electrical system, a corresponding control of the electric machine, in particular a nearly braking torque-free running of the electric machine in the acceleration mode of the internal combustion engine or a correspondingly reduced Bremsmomentbeaufschlagung during idling operation, implemented. Alternatively, such a regulation can also be regulated by regulating a maximum current to be delivered to the motor vehicle electrical system, wherein this maximum current can in turn be parameterized as a function of the respective operating states of the internal combustion engine. Such a parameterization can either be done numerically or be implemented by querying the stored in a stored map parameters.
Die Verwendung einer Recheneinheit, insbesondere eines Reglers für eine elektrische Maschine, der vorzugsweise in der elektrischen Maschine angeordnet ist, aber auch extern zur elektrischen Maschine anordenbar sein kann, ist für die Ermittlung der Betriebszustände Leerlaufbetrieb und Nicht-Leerlaufbetrieb, insbesondere Teillastbetrieb, und für eine etwaige sich daraus ergebende Regelung des Bremsmoments der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft, da hierdurch auf besonders einfache Art und Weise das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. The use of a computing unit, in particular a controller for an electrical machine, which is preferably arranged in the electric machine, but can also be arranged externally to the electric machine is for the determination of the operating conditions idle mode and non-idling mode, in particular part-load operation, and for a Any resulting regulation of the braking torque of the electric machine is particularly advantageous, as this allows the method according to the invention to be carried out in a particularly simple manner.
Die Recheneinheit ist daher entsprechend eingerichtet das Verfahren auszuführen, was bedeutet, dass die Recheneinheit einen entsprechenden Rechenprozessor und/oder einen entsprechenden Datenspeicher mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm aufweist und/oder durch eine entsprechende integrierte Schaltung dazu eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das Ausführen des Verfahrens in einem Regler der elektrischen Maschine ist überdies vorteilhaft, da sowohl die Auswertung der Signale, das Ermitteln der jeweiligen Betriebszustände und das Einregeln der elektrischen Maschine auf Basis der ermittelten Betriebszustände ohne zusätzliche externe Kommunikationsverbindungen und unabhängig von einer externen Rechen-, Speicher- und/oder Regelarchitektur erfolgen kann. The arithmetic unit is therefore configured to execute the method, which means that the arithmetic unit has a corresponding arithmetic processor and / or a corresponding data memory with a computer program stored thereon and / or is set up by a corresponding integrated circuit to execute the method according to the invention. The execution of the method in a controller of the electric machine is also advantageous, since both the evaluation of the signals, determining the respective operating conditions and adjusting the electrical machine based on the determined operating conditions without additional external communication links and independent of an external computer, memory and / or rule architecture.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das vorzugsweise auf einem Datenträger, insbesondere einem Speicher, in der Recheneinheit zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung steht, ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergeräts noch für weitere Aufgaben genutzt wird, und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie sie vielfach aus dem Stand der Technik bekannt sind. The implementation of the method in the form of a computer program, which is preferably available on a data medium, in particular a memory, in the arithmetic unit for carrying out the method is advantageous, because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks, and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, as are frequently known from the prior art.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer betriebszustandsbasierten Regelung einer elektrischen Maschine durch die Motorsteuerung mittels einer Kommunikationsverbindung gemäß dem Stand der Technik; Figure 1 shows a schematic representation of an operating state-based control of an electric machine by the engine control means of a communication link according to the prior art;
Figur 2a zeigt eine Brennkraftmaschine, sowie eine an die Brennkraftmaschine gekoppelte erfindungsgemäße elektrische Maschine in einer ersten schematischen Darstellung; FIG. 2 a shows an internal combustion engine as well as an electrical machine according to the invention coupled to the internal combustion engine in a first schematic representation;
Figur 2b zeigt eine Brennkraftmaschine, sowie eine an die Brennkraftmaschine gekoppelte elektrische Maschine, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, in schematischer Darstellung; FIG. 2b shows an internal combustion engine, as well as an electric machine coupled to the internal combustion engine, according to a further exemplary embodiment, in a schematic representation;
Figur 2c zeigt eine an ein Bordnetz angekoppelte elektrische Maschine in vergrößerter schematischer Darstellung; FIG. 2c shows an electrical machine coupled to a vehicle electrical system in an enlarged schematic representation;
Figur 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf einer Phasenspannung der elektrischen Maschine, sowie die hieraus abgeleitete Drehzahl; Figure 3 shows a time profile of a phase voltage of the electric machine, and the speed derived therefrom;
Figur 4 zeigt einen Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine, in dem mehrere Betriebszustände einer Brennkraftmaschine exemplarisch durchlaufen werden; FIG. 4 shows a speed curve of the internal combustion engine, in which several operating states of an internal combustion engine are traversed by way of example;
Figuren 5 a, b zeigen zwei exemplarisch ausgewählte Betriebszustände der Brennkraftmaschine, die mittels des Verfahrens ermittelt werden. In Figur 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Steuerung zur Regelung der Spannung in einem Kraftfahrzeugbordnetz 10 gezeigt. Das Kraftfahrzeugbordnetz 10 wird mittels einer an eine Brennkraftmaschine 12 gekoppelten elektrischen Maschine 14 gespeist, wobei die elektrische Maschine 14 mittels eines Kopplungselements 16, typischerweise ein Riementrieb, durch die Brennkraftmaschine 12 angetrieben wird. Zur Regelung der Bordnetzspannung 10 ist eine Recheneinheit 18 in Form eines Reglers 20 vorgesehen, der in Abhängigkeit von der Bordnetzspannung 10 den Erregerstrom der elektrischen Maschine entsprechend einregelt. FIGS. 5 a, b show two exemplary operating states of the internal combustion engine which are determined by means of the method. FIG. 1 shows a control known from the prior art for regulating the voltage in a motor vehicle electrical system 10. The motor vehicle electrical system 10 is fed by means of an electric machine 14 coupled to an internal combustion engine 12, wherein the electric machine 14 is driven by the internal combustion engine 12 by means of a coupling element 16, typically a belt drive. For regulating the vehicle electrical system voltage 10, a computing unit 18 in the form of a regulator 20 is provided, which adjusts the excitation current of the electric machine in accordance with the vehicle electrical system voltage 10.
Um die Regelung bzw. das Einspeisen elektrischer Energie in das Fahrzeugbordnetz 10 abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 12 regeln zu können, werden typischerweise die entsprechenden Betriebszu- stände der Brennkraftmaschine 12 durch ein der Brennkraftmaschine 12 zugeordnetes Steuergerät 22 ermittelt, woraufhin das Steuergerät 22 über eine Kommunikationsverbindung 24 Steuersignale an den Regler 20 übermittelt, um einen Erregerstrom der elektrischen Maschine 14 entsprechend zu einem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 12 einzustellen. Hierbei ist der Regler 20 der elektrischen Maschine 14 bzw. eine entsprechende extern zur elektrischen Maschine 14 angeordnete Recheneinheit (nicht abgebildet) hinsichtlich einer Ermittlung der jeweiligen Betriebszustände der Brennkraftmaschine 12 stets passiv und lediglich dafür eingerichtet, auf Basis einer Ansteuerung durch das Steuergerät 22 den Erregerstrom der elektrischen Maschine 14 entsprechend des jeweiligen Betriebszustandes zu erhöhen bzw. zu verringern. In order to be able to regulate the regulation or the feeding of electrical energy into the vehicle electrical system 10 as a function of the respective operating states of the internal combustion engine 12, the corresponding operating states of the internal combustion engine 12 are typically determined by a control device 22 assigned to the internal combustion engine 12, whereupon the control device 22 via a communication link 24 transmits control signals to the controller 20 to set an exciting current of the electric machine 14 corresponding to a respective operating state of the internal combustion engine 12. Here, the controller 20 of the electric machine 14 or a corresponding external to the electric machine 14 arranged computing unit (not shown) with respect to a determination of the respective operating conditions of the internal combustion engine 12 is always passive and only set up based on a control by the controller 22, the excitation current to increase or decrease the electric machine 14 according to the respective operating state.
In Figur 2 a) ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Aufbaus einer Brennkraftmaschine 112 und einer mit der Brennkraftmaschine 112 verbundenen elektrischen Maschine 114 gezeigt, wobei die elektrische Maschine 114 mittels eines Riemens 116 von der Brennkraftmaschine 112 angetrieben wird. Der Riemen 116 ist motorseitig mit der Kurbelwelle 117 der Brennkraftmaschine 112 wirkverbunden. Die Brennkraftmaschine 112 gibt bedingt durch die Arbeitstakte und/oder die Verdichtung der jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine 112 das Drehmoment impulsartig an die Kurbelwelle 117 ab. Die Frequenz der Drehmomentabgabe wird durch die aktuelle Drehzahl der Brennkraftmaschine 112 und die Zylinderzahl der Brennkraftmaschine 112 bestimmt. Bei einem Viertaktmotor bestimmt sich die Frequenz der Drehmomentabgabe nach der Formel: fmoment = nKw/60 * ZyNnderzahl/2, wobei nKw die Drehzahl der Brennkraftmaschine 112, bzw. der Kurbelwelle inFIG. 2 a) shows a schematic representation of a construction according to the invention of an internal combustion engine 112 and an electric machine 114 connected to the internal combustion engine 112, wherein the electric machine 114 is driven by the internal combustion engine 112 by means of a belt 116. The belt 116 is operatively connected to the crankshaft 117 of the internal combustion engine 112 on the engine side. The internal combustion engine 112 gives due to the Working cycles and / or the compression of the respective cylinder of the internal combustion engine 112, the torque pulses to the crankshaft 117 from. The frequency of the torque output is determined by the current speed of the engine 112 and the number of cylinders of the engine 112. In a four-stroke engine, the frequency of the torque output determined by the formula: fmoment = n K w / 60 * ZyNnderzahl / 2, where nKw the speed of the internal combustion engine 112, and the crankshaft in
Umdrehungen pro Minute ist. Revolutions per minute.
Diese ungleichförmige Drehmomentabgabe erzeugt ein entsprechendes Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine 112. Durch die feste Kopplung der elektrischen Maschine 114 mit der Brennkraftmaschine 112 durch das Kopp- lungselement 116 in Form eines Riemens bzw. einer starren Verbindung der elektrischen Maschine 114 und der Brennkraftmaschine 112 (nicht dargestellt), wird die entsprechende Oszillation, die durch die impulsartige Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine 112 verursacht wird, auf die elektrische Maschine 114 und deren Drehzahl 122 übertragen. This non-uniform torque output generates a corresponding vibration behavior of the internal combustion engine 112. By the fixed coupling of the electric machine 114 with the internal combustion engine 112 through the coupling element 116 in the form of a belt or a rigid connection of the electric machine 114 and the internal combustion engine 112 (not shown) , the corresponding oscillation caused by the pulse-like torque output of the engine 112 is transmitted to the electric machine 114 and its rotational speed 122.
Diese Oszillationen sind in Folge der festen Kopplung zwischen der elektrischen Maschine 114 und der Brennkraftmaschine 112 aus dem Phasensignal 120a (vergleiche Figur 3) der elektrischen Maschine 114 entnehmbar. Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Recheneinheit 118 beschrieben, auf der das Verfahren ausgeführt wird. Zur Steuerung und Auswertung weist die elektrische Maschine 114 die erfindungsgemäße Recheneinheit 118 in Form eines Reglers 120 auf, die dazu eingerichtet ist, aus dem Phasensignal 121 einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl 122 zu ermitteln. Der zeitliche Verlauf der Drehzahl 122 wird durch die Recheneinheit 118 analysiert und aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl 122 wird ein Drehzahlmuster 128, 132 (vgl. Figuren 4 und 5) abgeleitet, das von den charakteristischen impulsartigen Schwingungen der Brennkraftmaschine 112 herrührt. Insbesondere weisen die Drehzahlmuster 128, 132 charakteristische Oszillationen O mit entsprechenden Amplituden A bzw. Welligkeit W auf (vgl. Figur 4 und 5). Zudem ist die Recheneinheit 118 dazu ausgebildet, einen Mittelwert DMD der Drehzahl 122 zu ermitteln, und diesen, sofern erforderlich, entsprechend zu speichern. These oscillations can be deduced from the phase signal 120a (see FIG. 3) of the electric machine 114 as a result of the fixed coupling between the electric machine 114 and the internal combustion engine 112. The method according to the invention is described by means of a computing unit 118, on which the method is carried out. For control and evaluation, the electric machine 114 has the inventive calculation unit 118 in the form of a controller 120, which is set up to determine from the phase signal 121 a time profile of a rotational speed 122. The time profile of the rotational speed 122 is analyzed by the arithmetic unit 118, and a speed pattern 128, 132 (compare FIGS. 4 and 5) derived from the characteristic pulse-like vibrations of the internal combustion engine 112 is derived from the time profile of the rotational speed 122. In particular, the rotational speed patterns 128, 132 have characteristic oscillations O with corresponding amplitudes A and ripple W (compare FIGS. 4 and 5). In addition, the arithmetic unit 118 is designed to determine an average value DMD of the rotational speed 122, and to store this, if necessary, accordingly.
Der Mittelwert DMD der Drehzahl 122, wird innerhalb eines festlegbaren Zeitintervalls ermittelt, wobei das Zeitintervall zur Ermittlung des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 mehrere Oszillationen O, zumindest jedoch eine Oszillation O, aufweisen sollte. Des Weiteren kann die Amplitude A der Oszillation O bzw. deren Welligkeit W ermittelt werden. Die Amplitude A (vgl. Figur 5), ist die betragsmäßige Differenz der Maxima der Oszillation O zum Mittelwert DMD der Drehzahl 122 und die Welligkeit W entspricht etwa dem Doppelten der Amplitude A. Durch Vergleich des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 mit einem ersten Schwellwert Thi und Vergleich der Welligkeit W, der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 überlagerten Oszillation O, mit einem Drehzahlband B, können die Betriebszustände 128a und 132a der Brennkraftmaschine 112 ermittelt werden. Die Betriebszustände der Brennkraftmaschine umfassen hierbei, den Betriebszustand Teillastbetrieb 128a und Leerlaufbetrieb 132a. Zur Ermittlung der zuvor genannten Betriebszustände kann zudem noch ein weiterer Schwellwert Thi2 zum Abgleich mit dem Mittelwert DMD der Drehzahl 122 herangezogen werden. The mean value DMD of the rotational speed 122 is determined within a definable time interval, wherein the time interval for determining the mean value DMD of the rotational speed 122 should have a plurality of oscillations O, but at least one oscillation O. Furthermore, the amplitude A of the oscillation O or its ripple W can be determined. Amplitude A (see FIG. 5) is the absolute difference between the maximums of oscillation O and the mean value DMD of rotational speed 122, and ripple W is approximately twice the amplitude A. By comparing the mean value DMD of rotational speed 122 with a first threshold value Thi and comparing the ripple W, the time course of the mean value DMD of the rotational speed 122 superimposed oscillation O, with a speed band B, the operating states 128a and 132a of the internal combustion engine 112 can be determined. The operating states of the internal combustion engine here include the operating state partial load operation 128a and idle operation 132a. In order to determine the above-mentioned operating states, a further threshold value Thi2 can additionally be used for comparison with the mean value DMD of the rotational speed 122.
Die Recheneinheit 118 in Form eines Reglers 120, ist somit dazu eingerichtet, auf Basis des Mittelwerts DMD der Drehzahl und der Welligkeit W, der dem zeitlichen Verlaufs des Mittelwerts DMD der Drehzahl überlagerten Oszillation O bei Vergleich mit einem ersten Schwellwert Thi und/oder zweiten Schwellwerts Thi2 und dem daraus betragsmäßig abgeleiteten Drehzahlband B, die Betriebszustände 128a und 132a zu ermitteln (vgl. Figuren 4 und 5), ohne das hierfür ein entsprechendes externes Steuergerät erforderlich ist. Die elektrische Maschine 114 bzw. die dieser zugeordneten Recheneinheit 118, ist daher dazu eingerichtet, die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte und die nachfolgend noch zu beschreibenden Verfahrensschritte, völlig eigenständig von einer externen Analyse und/oder externen Steuereinheit durchzuführen. Die Schwellwerte Thi und Thi2 legen das Drehzahlband B betragsmäßig fest, in dem typischerweise die Welligkeit W der Oszillation O im Leerlaufbetrieb 132a verläuft. Der Leerlaufbetrieb 132a der Brennkraftmaschine 112 kann somit besonders einfach dadurch erkannt werden, dass der Mittelwert DMD der Drehzahl 122, größer als der erste Schwellwert Thi ist, und kleiner als der weitere Schwellwert Thi2, und dass die Welligkeit W innerhalb des Drehzahlbands B verläuft. Gleichermaßen kann der Betriebszustand Nicht-Leerlaufbetrieb, inbesondere Teillastbetrieb 128a der Brennkraftmaschine 112 erkannt werden. Beim Teillastbetrieb 128a ist entsprechend der Mittelwert DMD der Drehzahl 122 größer als der erste Schwellwert Thi und die Welligkeit W, der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 überlagerten Oszillation O, verläuft zumindest teilweise innerhalb des Drehzahlbands B und ist betragsmäßig größer als das Drehzahlband B. The arithmetic unit 118 in the form of a regulator 120 is thus set up, based on the mean value DMD of the rotational speed and the waviness W, of the oscillation O superposed on the time characteristic of the mean value DMD of the rotational speed when compared with a first threshold value Thi and / or second threshold value Thi2 and derived therefrom speed band B to determine the operating states 128a and 132a (see Figures 4 and 5), without the need for a corresponding external control unit is required. The electrical machine 114 or the computing unit 118 associated therewith is therefore configured to carry out the method steps described above and the method steps to be described below in a completely independent manner from an external analysis and / or external control unit. The thresholds Thi and Thi2 set the amount of speed band B, in which typically the ripple W of the oscillation O in the idling operation 132a runs. The idle operation 132a of the internal combustion engine 112 can thus be identified particularly simply by the fact that the mean value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi and smaller than the further threshold value Thi2, and that the waviness W extends within the rotational speed band B. Likewise, the non-idle operation mode, particularly partial load operation 128a of the engine 112, may be recognized. In partial load operation 128a, the average value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi, and the waviness W, the oscillation O superimposed on the time profile of the mean value DMD of the rotational speed 122, runs at least partially within the rotational speed band B and is greater in magnitude than the rotational speed band B.
Somit kann durch Abgleich des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 in einem festlegbaren Zeitintervall, und der Amplitude A bzw. der Welligkeit W der der Drehzahl 122 überlagerten Oszillation O mit dem Drehzahlband B, eine sichere und besonders einfache Ermittlung der jeweiligen Betriebszustände 128a und/oder 132a, bewirkt werden. Thus, by adjusting the mean value DMD of the speed 122 in a definable time interval, and the amplitude A or the ripple W of the rotational speed O 122 superimposed on the oscillation O with the speed band B, a safe and very simple determination of the respective operating conditions 128a and / or 132a , be effected.
In Figur 2b ist ein weiteres, Figur 2a ähnlichen Ausführungsbeispiels, beschrieben. Gleich oder vergleichbare Merkmale zu Figur 2a, wurden hierbei mit der gleichen Bezugsziffern, jedoch mit einem weiteren Buchstaben (b), gekennzeichnet. Die elektrische Maschine 114b weist einen Drehzahlsensor 115b auf, der mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Der Drehzahlsensor 115b ist derart an der elektrischen Maschine 114b festgelegt, dass dieser die Drehzahl des Läufers der elektrischen Maschine 114b ermitteln kann. Die mittels des Drehzahlsensors 115b ermittelten Drehzahl 122, können gleichermaßen wie die mittels eines Phasensignals 121 ermittelten Drehzahlwerte 122 herangezogen werden, um die Betriebszustände 128a und/oder 132a der Brennkraftmaschine 112b zu ermitteln. Hierdurch ergibt sich eine alternative Bezugsquelle des Drehzahlsignals 122, die entweder alternativ oder kumulativ zur Ermittlung der Drehzahl 122 aus dem Phasensignal 121 herangezogen werden kann. In Figure 2b, another, similar to Figure 2a embodiment is described. Identical or comparable features to FIG. 2a have been identified by the same reference numerals but with a further letter (b). The electric machine 114b has a rotation speed sensor 115b connected to the electric machine. The rotation speed sensor 115b is fixed to the electric machine 114b so as to detect the rotation speed of the rotor of the electric machine 114b. The speed 122 determined by means of the speed sensor 115b can be used in the same way as the speed values 122 determined by means of a phase signal 121 in order to determine the operating states 128a and / or 132a of the internal combustion engine 112b. This results in an alternative reference source of the rotational speed signal 122, which can be used either alternatively or cumulatively for determining the rotational speed 122 from the phase signal 121.
In Figur 2c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche oder vergleichbare Merkmale zu Figur 2a bzw. 2b, wurden hierbei mit der gleich Bezugsziffer, jedoch mit einem weiteren Buchstaben c gekennzeichnet. Weiter wird vereinfacht davon ausgegangen, dass im Falle einer kumulativen Ermittlung der Drehzahl 122 durch das Phasensignal 122 und dem Drehzahlsensor 115b (Figur 2b), der jeweilige Betriebszustand 128a und 132a durch die Recheneinheit 118c ermittelt wird. FIG. 2c shows a further exemplary embodiment of the present invention. Identical or comparable features to FIGS. 2a and 2b have been identified by the same reference number but with a further letter c. Furthermore, it is simplified to assume that in the case of a cumulative determination of the rotational speed 122 by the phase signal 122 and the rotational speed sensor 115b (FIG. 2b), the respective operating state 128a and 132a is determined by the arithmetic unit 118c.
Die Recheneinheit 118c, die in Form eines Reglers 120c einer elektrischen Maschine 114c ausgebildet ist, ist zudem dazu eingerichtet, den jeweiligen Betriebszustand 128a und/oder 132a (vgl. Figur 5) zu erkennen, und auf Basis des erkannten Betriebszustands 128a und 132a der Brennkraftmaschine 112, einen Erregerstrom I EIT derart auf einen jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 112 anzupassen, dass das Bremsmoment der elektrischen Maschine 112 je nach Betriebszustand vergrößert oder verkleinert werden kann. Bei den vorliegend zu erkennenden Betriebszuständen, Teillastbetrieb 128a, bzw. Leerlaufbetrieb 132a, ist in der Regel eine Verringerung des Bremsmoments der elektrischen Maschine 114 und damit auch eine Reduzierung des Erregerstroms I EIT erforderlich, um entweder ein möglichst großes Abgabedrehmoment der Brennkraftmaschine 112, oder einen störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine 112 im Leerlaufbetreib zu gewährleisten. The arithmetic unit 118c, which is embodied in the form of a controller 120c of an electric machine 114c, is also configured to recognize the respective operating state 128a and / or 132a (see FIG. 5) and on the basis of the recognized operating state 128a and 132a of the internal combustion engine 112, to adapt an exciting current IE IT to a respective operating state of the internal combustion engine 112 so that the braking torque of the electric machine 112 can be increased or decreased depending on the operating state. In the presently recognizable operating conditions, partial load operation 128a, or idle operation 132a, a reduction of the braking torque of the electric machine 114 and thus a reduction of the excitation current IE IT is usually required to either the largest possible output torque of the internal combustion engine 112, or a To ensure trouble-free operation of the internal combustion engine 112 in idle operation.
Hierbei kann der Erregerstrom unter Vorgabe einer Sollspannung Usoii bzw. eines Isoii des Kraftfahrzeugbordnetzes 110c oder unter Vorgabe einer Maximalstromabgabe i Max, wobei die Maximalstromabgabe ΙΜ nach Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 112 parametrisiert werden kann, geregelt werden. In this case, the excitation current can be controlled by specifying a setpoint voltage Usoii or an Isoii of the motor vehicle electrical system 110c or by specifying a maximum current output i Max, the maximum current output ΙΜ 3Χ can be parameterized according to operating conditions of the internal combustion engine 112.
Durch eine derartige Regelung des Erregerstroms \ E„, die auf einer Vorgabe der Sollspannung Usoii bzw. des Sollstroms Isoii des Kraftfahrzeugbordnetzes 110c beruht, kann ein nahezu bremsmomentfreies bzw. Schleppmomentfreies Mitlaufen der elektrischen Maschine 114a im Beschleunigungsbetrieb der Brennkraftmaschine aus dem Leerlauf- oder bei Teillastbetrieb 128a entsprechend einfach umgesetzt werden (vgl. Figur 5). Das gleiche gilt für einen störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand 132a. Alternativ kann eine derartige Regelung auch über eine Regelung eines in das Kraftfahrzeugbornetz abzugebenden Maximalstroms ΙΜ geregelt werden, wobei dieser Maximalstrom ΙΜ wiederum abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen 128a und 132a der Brennkraftmaschine 112 parametrisiert werden kann (vgl. Figur 5). Eine derartige Parametrisierung kann entweder numerisch erfolgen oder durch Abfrage der in einem hinterlegten Kennfeld gespeicherten Parameter umgesetzt werden (nicht dargestellt). By such a regulation of the exciter current \ E ", which is based on a specification of the setpoint voltage Usoii or of the setpoint current Isoii of the motor vehicle electrical system 110c If the idling or part-load operation 128a during acceleration operation of the internal combustion engine, an almost braking torque-free or drag torque-free traction of the electric machine 114a can be implemented correspondingly simply (see FIG. The same applies to a trouble-free operation of the internal combustion engine in the idling state 132a. Alternatively, such a regulation can also be regulated by means of a regulation of a maximum current ΙΜ 3Χ to be delivered to the motor vehicle vehicle network, whereby this maximum current ΙΜ 3Χ can in turn be parameterized as a function of the respective operating states 128a and 132a of the internal combustion engine 112 (see FIG. Such a parameterization can either take place numerically or be converted by querying the parameters stored in a stored map (not shown).
Die Ermittlung des Drehzahlsignals 122 aus einem Phasensignal 121 der elektrischen Maschine 114 ist in Figur 3 näher beschrieben. Bei dem Phasensignal 121 handelt es sich vorliegend um eine der Phasenspannungen 121a der elektrischen Maschine. Es versteht sich, dass hierzu grundsätzlich jede beliebige Phasenspannung einer oder mehrerer Phasen der elektrischen Maschine 114, aber auch die jeweiligen Phasenströme verwendbar sind, um hieraus das Drehzahlsignal der elektrischen Maschine 114 sowie das Drehzahlsignal und die Drehzahlmuster 128, 132 der an diese gekoppelten Brennkraftmaschine 112 zu ermitteln (nicht dargestellt). Bei Verwendung von mehr als einer Phasenspannung kann eine entsprechend höhere zeitlich Auflösung des Drehzahlsignals erreicht werden (nicht dargestellt). The determination of the rotational speed signal 122 from a phase signal 121 of the electric machine 114 is described in more detail in FIG. In the present case, the phase signal 121 is one of the phase voltages 121a of the electrical machine. It is understood that in principle any desired phase voltage of one or more phases of the electric machine 114, but also the respective phase currents can be used, to obtain therefrom the speed signal of the electric machine 114 as well as the speed signal and the speed patterns 128, 132 of the internal combustion engine 112 coupled thereto to be determined (not shown). When using more than one phase voltage, a correspondingly higher temporal resolution of the speed signal can be achieved (not shown).
Die Phasenspannung 121a verläuft bei einem Generator mit Stromabgabe in erster Näherung rechteckförmig. An diesem Signal der Phasenspannung 121a kann eine mittlere Phasenzeit Tphase erfasst werden, wobei diese sich am besten an den steilen Flanken der Phasenspannung 121a ermitteln lässt. Die Phasenzeit Tphase wird durch die Drehzahlschwankung in Form eines für die jeweiligen Be- triebszustände der Brennkraftmaschine 112 charakteristischen Drehzahlmusters 128, 132 moduliert und bildet die aktuelle Drehzahl ab über die Formel: nKW = 60/(TPHASE * PPZ * Üb), wobei rikw die Kurbelwellendrehzahl in Umdrehungen pro Minute ist, Üb das Übertragungsverhältnis zwischen Kurbelwelle und Generatorwelle und PPZ die Polpaarzahl des Generators. Die hierzu korrespondierenden Werte der Drehzahl 122 und einer mittleren Drehzahl 122a, die dem Mittelwert DMD der Drehzahl 122 innerhalb eines Zeitintervalls entspricht, sind in Figur 3 ebenfalls als Punkte bzw. als Linie dargestellt. Das Zeitintervall kann insbesondere derart gewählt werden, dass über mehrere Oszillationen gemittelt wird. The phase voltage 121a extends in a generator with current output in a first approximation rectangular. An average phase time T phase can be detected at this signal of the phase voltage 121a, which can best be determined on the steep edges of the phase voltage 121a. The phase time Tphase is modulated by the speed fluctuation in the form of a speed pattern 128, 132 characteristic of the respective operating states of the internal combustion engine 112 and maps the actual speed using the formula: n KW = 60 / (TPHASE * PPZ * Üb), where rikw is the crankshaft speed in revolutions per minute, uv is the transmission ratio between crankshaft and generator shaft and PPZ is the number of pole pairs of the generator. The corresponding values of the rotational speed 122 and an average rotational speed 122a, which corresponds to the mean value DMD of the rotational speed 122 within a time interval, are also shown in FIG. 3 as points or as a line. The time interval can in particular be selected such that it is averaged over several oscillations.
Die Drehzahl kann vorzugsweise digital ermittelt werden. Mittels einer Messung der zeitlichen Abstände Tphase der Amplituden in dem Phasensignal 121 der elektrischen Maschine 114, kann, wie bereits beschrieben, die Momentandrehzahl ηκνν ermittelt werden. Sofern Parameter wie Zylinderzahl, Übertragungsverhältnis Üb und Polpaarzahl PPZ der elektrischen Maschine 114 im erfassten Zeitraum bekannt sind, kann der Regler 118 eine feste Anzahl von Drehzahlwerten in einem Speicher, zum Beispiel in einem Schieberegister, (nicht dargestellt) einspeichern und zumindest innerhalb eines Schwingungszykluses jeweils eine maximale und eine minimale Momentandrehzahl ermitteln. Bei den maximalen und minimalen Momentandrehzahlen handelt es sich vorzugsweise um die Peakdreh- zahlen im jeweils erfassten Zeitbereich. Die Differenz zwischen diesen Drehzahlen ist ein Maß für das durch die Brennkraftmaschine 112 abgegebene Drehmoment. Zur genauen Ermittlung von Tphase ist es vorteilhaft, eine hohe zeitliche Auflösung um den Mittelwert von Tphase zu gewährleisten. Hierbei kann für eine bessere Auflösung die Drehzahl 122, diese auf Basis der ansteigenden und abfallenden Flanken der Phasenspannung 121 a ermittelt werden. Im Speicher können grundsätzlich beliebig viele Drehzahlwerte erfasst werden, wobei jedoch etwa ein ganzer Zyklus einer Schwingung für eine Auswertung erfasst werden sollte. The speed can preferably be determined digitally. By means of a measurement of the time intervals Tphase of the amplitudes in the phase signal 121 of the electric machine 114, as already described, the instantaneous speed ηκνν can be determined. If parameters such as number of cylinders, transmission ratio Ub and pole pair number PPZ of the electric machine 114 are known in the detected period, the controller 118 may store a fixed number of speed values in a memory, for example in a shift register (not shown) and at least within one oscillation cycle, respectively determine a maximum and a minimum instantaneous speed. The maximum and minimum instantaneous speeds are preferably the peak speeds in the respectively recorded time range. The difference between these speeds is a measure of the torque output by the engine 112. For accurate determination of phase T it is advantageous to ensure a high temporal resolution around the mean value of phase. In this case, for a better resolution, the rotational speed 122 can be determined on the basis of the rising and falling edges of the phase voltage 121a. In principle, any number of rpm values can be detected in the memory, although approximately one complete cycle of a vibration should be recorded for an evaluation.
Um darzustellen, dass die Abtastrate des Generators ausreichend ist, um die Drehzahl 122 und insbesondere die der Drehzahl überlagerten Oszillationen entsprechend aufzulösen, sollen nachfolgend die Verhältnisse der entsprechenden Frequenzen betrachtet und mit dem Nyquist-Kriterium abgeglichen werden. Das Nyquist-Kriterium fordert, dass fe/fmoment >= 2. Bezogen auf die Motordrehzahl ergibt sich die Generatorfrequenz bzw. die Frequenz der elektrischen Maschine mit
Figure imgf000019_0001
wobei ηκνν die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. In Kombination mit der Gleichung für fmoment ergibt sich fe/f moment- 2 * Ub * PPZ / Zylinderzahl.
In order to illustrate that the sampling rate of the generator is sufficient to correspondingly resolve the rotational speed 122 and in particular the oscillations superimposed on the rotational speed, the ratios of the respective frequencies are considered below and compared with the Nyquist criterion. The Nyquist criterion requires that f e / fmoment> = 2. Related to the engine speed results in the generator frequency or the frequency of the electric machine with
Figure imgf000019_0001
where ηκνν is the speed of the internal combustion engine. In combination with the equation for fmoment, this results in fe / f moment- 2 * Ub * PPZ / number of cylinders.
Damit ergibt sich beispielsweise für Üb = 3, PPZ = 6, Zylinderzahl = 4, dass der Quotient fe/fmoment = 9 ist. Selbst bei sehr großen hochzylindrigen Motoren, beispielsweise eines 12-Zylinder-Motors, beträgt das Verhältnis fe/fmoment = 3, wobei auch hier das Nyquist-Abtastkriterium stets erfüllt ist. Thus, for example, for U n = 3, PP Z = 6, number of cylinders = 4, the quotient f e / f moment = 9 results. Even with very large high-cylinder engines, such as a 12-cylinder engine, the ratio is fe / fmoment = 3, where again the Nyquist sampling criterion is always met.
In Figur 4 ist der Drehzahlverlauf 122 einer Brennkraftmaschine 112 über einen längeren Zeitraum dargestellt. Dieser Drehzahlverlauf 122 weist entsprechende Drehzahlmuster 128, 132 auf, die exemplarisch für zwei verschiedene Betriebs- zustände einer Brennkraftmaschine 112, nämlich Leerlauf 132a und Teillastbetrieb 128a, charakteristisch sind. Die jeweiligen Drehzahlmuster 128 und 132 sind in Figur 5a und 5b noch einmal vergrößert dargestellt. In den Figuren 5a und 5b ist jeweils die Drehzahl 122 über die Zeit dargestellt. FIG. 4 shows the rotational speed curve 122 of an internal combustion engine 112 over a relatively long period of time. This rotational speed profile 122 has corresponding rotational speed patterns 128, 132, which are exemplary for two different operating states of an internal combustion engine 112, namely idle 132a and partial load operation 128a, characteristic. The respective rotational speed patterns 128 and 132 are shown enlarged again in FIGS. 5a and 5b. FIGS. 5a and 5b each show the rotational speed 122 over time.
In Figur 5a ist der Betriebszustand Leerlaufbetrieb 132a der Brennkraftmaschine 112 gezeigt. Ein Charakteristikum für diesen Betriebszustand ist, dass der Mittelwert der Drehzahl DMD im zeitlichen Verlauf im Wesentlichen konstant ist. Es wird vorliegend ein Drehzahlband B gewählt, das durch einen unteren Schwellwert Thi und einen Schwellwert Thi2 festgelegt ist. Innerhalb dieser Schwellwerte bewegt sich der zeitliche Drehzahlverlauf 122 im Leerlaufbetrieb 132a, d.h. die Welligkeit W des Drehzahlverlaufs 122 ist innerhalb des Drehzahlbands B. Das Drehzahlband B hingegen, kann lediglich auch betragsmäßig durch die Schwellwerte Thi und Thi2 festgelegt werden (vgl. hierzu Figur 5b). Auf den Leerlaufbetrieb 132a der Brennkraftmaschine 112 wird dann geschlossen, wenn der Mittelwert DMD der Drehzahl 122, größer als der erste Schwellwert Thi ist, und kleiner als der weitere Schwellwert Thi2 ist, und/oder die Welligkeit W der Oszillation O, die in etwa dem doppelten der Amplitude der Oszillation entspricht, betragsmäßig kleiner als das Drehzahlband B ist. FIG. 5 a shows the idling mode 132 a of the internal combustion engine 112. A characteristic of this operating state is that the mean value of the rotational speed DMD is essentially constant over time. In the present case, a speed band B is selected which is defined by a lower threshold value Thi and a threshold value Thi2. Within these threshold values, the rotational speed course 122 moves in the idle mode 132a, ie, the waviness W of the rotational speed curve 122 is within the rpm band B. The rotational speed band B, however, can also be determined in terms of absolute value by the threshold values Thi and Thi2 (see FIG. , The idle mode 132a of the engine 112 is then closed when the average value DMD of the rotational speed 122, greater than the first threshold Thi is, and is smaller than the further threshold Thi2, and / or the ripple W of the oscillation O, which corresponds approximately to twice the amplitude of the oscillation, is smaller in magnitude than the speed band B. ,
In Figur 5b weist das Drehzahlsignal 122 im ersten zeitlichen Abschnitt AI in etwa das Drehzahlmuster 128a im Leerlaufzustand 132a auf. Der zeitliche Bereich in dem der Mittelwert DMD der Drehzahl 122 einen im Wesentlichen konstanten Verlauf aufweist, geht in einen konstant ansteigenden Bereich im zweiten zeitlichen Abschnitt A2 über. Auch hier ist dem Mittelwert DMD der Drehzahl die Oszillation O mit einer Welligkeit Wieiiiast überlagert. In FIG. 5b, the rotational speed signal 122 in the first time segment AI approximately has the rotational speed pattern 128a in the idle state 132a. The time range in which the mean value DMD of the rotational speed 122 has a substantially constant profile changes into a constantly increasing range in the second time interval A2. Again, the mean value DMD of the rotational speed, the oscillation O with a ripple Wieiiiast superimposed.
Das Drehzahlband B ist betragsmäßig festgelegt durch die Schwellwerte Thi und Thi2 (vgl. Figur 5a), wobei dieses Drehzahlband B die Welligkeit Wi_eeriauf der Oszillation O im Leerlaufzustand 132a der Brennkraftmaschine 112 umfasst. Im Zeitbereich des sich ändernden Mittelwerts DMD der Drehzahl (Übergang von Abschnitt AI zu Abschnitt A2 und der Verlauf des Abschnitt A2), wird das Drehzahlband B derart an den zeitlichen Anstieg des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 angepasst, dass der Mittelwert DMD der Drehzahl 122 in etwa mittig im Drehzahlband B verläuft bzw. dem Gradienten des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 folgt. Somit kann auf einen Teillastbetrieb 128a der Brennkraftmaschine dann geschlossen werden, wenn der Mittelwert DMD der Drehzahl 122 größer als der erste Schwellwert Thi und/oder größer als der weitere Schwellwert Thi2 ist und die Welligkeit Wieiiiast, der den zeitlichen Verlauf des Mittelwerts DMD der Drehzahl 122 überlagerten Oszillation O, zumindest teilweise innerhalb des Drehzahlbands B verläuft und betragsmäßig größer als das Drehzahlband B ist. The speed band B is determined in terms of magnitude by the threshold values Thi and Thi2 (see FIG. 5a), this speed band B comprising the ripple Wi_eeriauf the oscillation O in the idle state 132a of the internal combustion engine 112. In the time range of the changing mean value DMD of the speed (transition from section AI to section A2 and the course of section A2), the speed band B is adjusted to the time rise of the mean value DMD of the speed 122 such that the mean value DMD of the speed 122 in runs approximately centrally in the speed band B and the gradient of the average DMD follows the speed 122. Thus, a partial load operation 128a of the internal combustion engine can be concluded when the mean value DMD of the rotational speed 122 is greater than the first threshold value Thi and / or greater than the further threshold value Thi2 and the waviness Wieiiiast, the time course of the mean value DMD of the rotational speed 122 overlaid oscillation O, at least partially runs within the speed band B and in terms of magnitude greater than the speed band B is.
Hierbei ist charakteristisch, dass sich bei einer Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine 112, die Amplitude A bzw. die Welligkeit W der Oszillation O, gegenüber der Amplitude bzw. Welligkeit W im Leerlaufbetrieb, vergrößert. Dies kann als hinreichendes Kriterium zur Erkennung eines Nicht -Leerlaufbetriebs z.B. Teillastbetriebs 128a herangezogen werden. Als notwendiges Kriterium für einen Teillastbetrieb 128a kann das übersteigen der Schwelle Thi herangezogen werden. Zudem könnte auf Basis des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Erkennung eines Nicht-Leerlaufbetriebs auch ein Volllastbetrieb entsprechend erkannt werden, wobei sich der Volllastbetrieb von einem Teillastbetrieb insbesondere dadurch unterscheidet, dass sich der Betrag der Amplituden A bzw. der Welligkeit W im Volllastbetrieb gegenüber dem Teillastbetrieb entsprechend vergrößert. It is characteristic that, given a torque output of the internal combustion engine 112, the amplitude A or the waviness W of the oscillation O, compared to the amplitude or ripple W in idle mode, increases. This can be used as a sufficient criterion for detecting a non-idle operation, for example, partial load operation 128a. As a necessary criterion for a partial load operation 128a, the exceeding of the threshold Thi can be used become. In addition, based on the above-described method for detecting a non-idling operation, a full-load operation could be detected accordingly, with the full load operation of a partial load operation in particular differs in that the amount of the amplitudes A and the ripple W in full load operation against the partial load operation accordingly increased.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Ermitteln eines Betriebszustands (128a, 132a) einer Brennkraftmaschine (112), aufweisend die Schritte: A method of determining an operating condition (128a, 132a) of an internal combustion engine (112), comprising the steps of:
a) Ermitteln des zeitlichen Verlaufs einer Drehzahl (122) einer an die Brennkraftmaschine (112) gekoppelten elektrischen Maschine (114); a) determining the time profile of a rotational speed (122) of an electric machine (114) coupled to the internal combustion engine (112);
b) Ermitteln eines Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) aus dem zeitlichenb) determining an average value (DMD) of the rotational speed (122) from the temporal
Verlauf der Drehzahl (122) und ermitteln zumindest eines durch die Brennkraftmaschine (112) bewirkten Drehzahlmusters (128, 132) aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl (122), das eine dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) überlagerte Oszillation (O) aufweist; und Course of the rotational speed (122) and determine at least one caused by the internal combustion engine (112) speed pattern (128, 132) from the time course of the rotational speed (122), the one of the time course of the mean value (DMD) of the rotational speed (122) superimposed on the oscillation (O); and
c) Ermitteln zumindest eines Betriebszustands (128a, 132a) der Brennkraftmaschine (112) durch Vergleich des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) mit einem ersten Schwellwert (Thi) und Vergleich einer Welligkeit (W) der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) überlagerten Oszillation (O) mit einem Drehzahlband (B). c) determining at least one operating state (128a, 132a) of the internal combustion engine (112) by comparing the mean value (DMD) of the rotational speed (122) with a first threshold (Thi) and comparing a ripple (W) of the time course of the mean value (DMD ) of the rotational speed (122) superimposed oscillation (O) with a speed band (B).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehzahlband (B) betragsmäßig durch den ersten Schwellwert (Thi) und einen weiteren Schwellwert (Thi2) festgelegt ist, wobei der erste Schwellwert (Thi) und der weitere Schwellwert (Thi2) einen Drehzahlbereich festlegen, in dem ein Leerlauf- betrieb (132a) der Brennkraftmaschine (112) stattfindet. 2. The method according to claim 1, characterized in that the speed band (B) in terms of magnitude by the first threshold (Thi) and another threshold (Thi2) is set, wherein the first threshold (Thi) and the further threshold (Thi2) a speed range in which an idling operation (132a) of the internal combustion engine (112) takes place.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf zumindest eines Phasensignals (121) einer mit der Brennkraftmaschine (112) gekoppelten elektrischen Maschine (114) ermittelt wird und der zeitliche Verlauf der Drehzahl (122) der elektrischen Maschine (114) aus dem3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the time profile of at least one phase signal (121) of an internal combustion engine (112) coupled electrical machine (114) is determined and the time course of the rotational speed (122) of the electric machine ( 114) from the
Phasensignal (121) ermittelt wird. Phase signal (121) is determined.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Drehzahl (122) der elektrischen Maschine (114) mittels eines Drehzahlsensors (S) ermittelt wird. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the time profile of the rotational speed (122) of the electric machine (114) by means of a speed sensor (S) is determined.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Betriebszustand der Brennkraftmaschine (112) Zündung eines Kraftstoff-Luftgemischs(128a, 132a), insbesondere Leerlaufbetrieb (132a) und/oder Nicht-Leerlaufbetrieb, vorzugsweise Teillastbetrieb (128a), ermittelt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least the operating state of the internal combustion engine (112) ignition of a fuel-air mixture (128a, 132a), in particular idling operation (132a) and / or non-idling operation, preferably partial load operation (128a ), is determined.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufbetrieb (132a) der Brennkraftmaschine (112) derart erkannt wird, dass der Mittelwert (DMD) der Drehzahl (122) größer als der erste Schwellwert (Thi) ist und kleiner als der weitere Schwellwert (Thi2) ist, und die Welligkeit (W) der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) überlagerten Oszillation (O) innerhalb des Drehzahlbands (B) verläuft und betragsmäßig kleiner als das Drehzahlband (B) ist. 6. The method according to claim 5, characterized in that the idling operation (132a) of the internal combustion engine (112) is detected such that the average value (DMD) of the rotational speed (122) is greater than the first threshold value (Thi) and smaller than the other Threshold (Thi2), and the ripple (W) of the time course of the mean value (DMD) of the rotational speed (122) superimposed on the oscillation (O) within the speed band (B) and is smaller in magnitude than the speed band (B).
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nicht- Leerlaufbetrieb (128a) der Brennkraftmaschine (112) derart erkannt wird, dass der Mittelwert (DMD) der Drehzahl (122) größer als der erste Schwellwert (Thi) ist und die Welligkeit (W) der dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (122) überlagerten Oszillation (O) zumindest teilweise innerhalb des Drehzahlbands (B) verläuft und betragsmäßig größer als das Drehzahlband (B) ist. 7. The method according to claim 5, characterized in that the non-idling operation (128a) of the internal combustion engine (112) is detected such that the average value (DMD) of the rotational speed (122) is greater than the first threshold value (Thi) and the ripple (W) of the temporal course of the mean value (DMD) of the rotational speed (122) superimposed oscillation (O) at least partially within the speed band (B) and in terms of magnitude greater than the speed band (B).
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sich ändernden Mittelwert (DMD) der Drehzahl (122) der Mittelwert (DMD) der Drehzahl (122) im Wesentlichen mittig im Drehzahlband (B) verläuft. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at a changing average value (DMD) of the rotational speed (122) of the average value (DMD) of the rotational speed (122) substantially centrally in the speed band (B).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen weiteren Verfahrensschritt umfassend die Regelung des Erregerstroms (I EIT) der elektrischen Maschine (114) in einen jeweiligen Betriebszustand (128a, 132a) der Brennkraftmaschine (112) derart, dass das Bremsmoment der elektrischen Maschine (114) auf den jeweiligen Betriebszustand (128a, 132a) ange- passt wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized by a further method step comprising the control of the exciter current (IE IT ) the electric machine (114) in a respective operating state (128a, 132a) of the internal combustion engine (112) such that the braking torque of the electric machine (114) on the respective operating state (128a, 132a) is adjusted.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerstrom ( I Err) unter Vorgabe einer Sollspannung (Usoii) und/oder eines Sollstroms (Isoii) des Kraftfahrzeugbordnetzes (110), oder unter Vorgabe einer Maximalstromabgabe (iMax), wobei die Maximalstromabgabe (ΙΜ) und/oder der maxi- male Erregerstrom vorzugsweise nach Betriebszuständen (128a, 132a) der10. The method according to claim 9, characterized in that the excitation current (I Err) under specification of a nominal voltage (Usoii) and / or a desired current (Isoii) of the motor vehicle electrical system (110), or under specification of a maximum current output (iMax), wherein the maximum current output (ΙΜ ) and / or the maximum excitation current preferably according to operating states (128a, 132a) of
Brennkraftmaschine (112) parametrisiert wird, geregelt wird. Internal combustion engine (112) is parameterized, is regulated.
1 1. Recheneinheit (118), insbesondere Regler (120) für eine elektrische Maschine (114), die durch eine entsprechende integrierte Schaltung und/oder durch ein auf einem Speicher gespeichertes Computerprogramm dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. 1 1. arithmetic unit (118), in particular controller (120) for an electrical machine (114), which is adapted by a corresponding integrated circuit and / or by a stored on a memory computer program to perform a method according to any one of the preceding claims.
12. Elektrische Maschine (114), mit einer Recheneinheit (118) gemäß Anspruch 11. 12. Electrical machine (114), with a computing unit (118) according to claim 11.
13. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (118) ausgeführt wird. A computer program that causes a computing unit to perform a method as claimed in any one of the preceding claims when executed on the computing unit (118).
14. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten14. Machine-readable storage medium with a stored on it
Computerprogramm nach Anspruch 13. Computer program according to claim 13.
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