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Dokumentenidentifikation DE3924422C2 18.12.1997
Titel Verfahren zur Korrektur eines Drehzahlmeßwertes
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Haack, Reinhold, Dipl.-Ing., 38106 Braunschweig, DE
DE-Anmeldedatum 24.07.1989
DE-Aktenzeichen 3924422
Offenlegungstag 22.02.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.1997
IPC-Hauptklasse G01P 3/00
IPC-Nebenklasse G01D 3/02   G05D 13/00   G01P 3/48   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektur eines durch unrunden Lauf oder Schwingungen verfälschten, in regelmäßigen Zeitabständen gemessen Drehzahlmeßwertes einer mit verdrehbaren Massen versehenen Welle.

Bei der kontinuierlichen Drehzahlmessung von Wellen, wie zum Beispiel von Motor- oder Getriebewellen in Kraftfahrzeugen, ergeben sich häufig Schwierigkeiten durch überlagerte Schwingungen. Infolge der auf den Wellen gehaltenen Massen und der Elastizität der Triebstränge können unter Umständen kurzzeitig größere Drehzahländerungen auftreten, als tatsächlich vom Motor auf die Räder übertragen werden können. Solche Drehzahlverläufe mit extrem steilen Steigungen und Abfällen können vor allen Dingen bei an diesen Triebsträngen auftretenden Lastwechsel festgestellt werden. Da die Drehzahlen jedoch häufig auch als Führungsgrößen für Regelvorgänge verwendet werden, ergibt sich als Konsequenz eine Instabilität dieser Regelungen.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 34 01 751 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Erzeugen von Drehzahldaten für einen Verbrennungsmotor. Dabei werden die aus den Impulsen des Drehzahlfühlers erhaltenen, Periodendaten gemittelt, um die Durchschnittsdrehzahl des Verbrennungsmotors zu erhalten und die pulsierende Komponente in der Drehzahl zu beseitigen. Diese Vorgehensweise erzeugt einen Unterschied zwischen der durch die gemittelten Daten dargestellten Drehzahl und der tatsächlichen Ist-Drehzahl. Aus diesem Grund wird nach Erhalt der gemittelten Drehzahldaten ein Differenzwert zwischen dem aktuellen gemittelten Drehzahlwert und dem unmittelbar vorangegangenen Drehzahlwert berechnet. Der so erhaltene Differenzwert wird mit einer Konstanten und dem Wert der gemittelten Drehzahldaten multipliziert und das sich ergebende Produkt zu dem Wert der gemittelten Drehzahldaten addiert. Mit Hilfe des Produktes, das dem Zeitdifferentialwert der Motordrehzahl zugeordnet ist, wird der durch die Mittelwertbildung hervorgerufene Verzögerungsfaktor eliminiert. Die beschriebene Einrichtung ist für den Fall der vom Verbrennungsmotor in einem vorgegebenen Zyklus durchgeführten Verdichtungs-, Ausdehnungs- und Ausstoßhübe und einer damit verbundenen synchron zur Impulsfolge des Drehzahlfühlers auftretenden Schwingung anwendbar.

Des weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 21 640 A1 eine Einrichtung zum Feststellen des Änderungswertes in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors bekannt. Innerhalb dieser Einrichtung ist eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugsimpulses vorgesehen, wobei der Bezugsimpuls jedesmal dann erzeugt wird, wenn die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors eine Bezugsposition erreicht. In einer Recheneinrichtung wird die durchschnittliche Drehzahl über einen Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors auf der Basis der Zeitintervalle zwischen den einzelnen Bezugsimpulsen berechnet. Eine zweite Recheneinrichtung dient zum Berechnen der Drehzahländerungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors nach jeweils m-Bezugsimpulsen, wobei von der durchschnittlichen Drehzahl, die von der ersten Einrichtung zu diesem Zeitpunkt berechnet worden ist, und von der durchschnittlichen Motordrehzahl ausgegangen ist, welche m-Impulse früher berechnet worden ist. Schließlich ist noch eine dritte Recheneinrichtung vorgesehen, mit welcher der Integrationswert der Drehzahländerungsgeschwindigkeit berechnet wird, die von der zweiten Recheneinrichtung erhalten worden ist, um daraus den Änderungswert der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu bestimmen. Auch der diesem Verfahren zugrundeliegende Sachverhalt geht von einer sich synchron ändernden Motordrehzahl aus.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, mit dessen Hilfe eine Korrektur der Drehzahlmeßwerte derart erreicht wird, daß die Ausgangssignale dieser Drehzahlmessung ohne größere Schwierigkeiten als Führungsgrößen für eine angeschlossene Regelung verwendet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also die Veränderung des Drehzahlmeßwertes von einer zur anderen Messung beschränkt auf eine maximal zulässige Drehzahländerung, die zweckmäßigerweise der maximal an dem Fahrzeug auftretenden Beschleunigung oder Verzögerung entspricht. Dadurch wird eine Glättung der Drehzahlmeßwerte bewirkt, die die weitgehend problemlose Weiterverarbeitung des auf diese Weise erreichten korrigierten Drehzahlmeßwertes in einer Regelung, beispielsweise für die Kupplung der Brennkraftmaschine, sicherstellt.

Das erfindungsgemäße Korrekturverfahren wird nachstehend anhand eines in Fig. 1 der Zeichnung gezeigten Flußdiagramms näher erläutert. Danach wird jeder neu erfaßte Drehzahlmeßwert Nneu in einer ersten Vergleichsstufe mit dem Ausgabewert der vorausgegangenen Drehzahlmessung Nalt verglichen. Ist der neue Meßwert größer als der Ausgabewert der vorausgegangenen Messung, so wird in einer zweiten Vergleichsstufe festgestellt, ob der Drehzahlmeßwert auch größer als der um einen maximalen Drehzahlanstiegswert ΔNmax vergrößerte Ausgabewert der vorausgegangenen Drehzahlmessung ist. Ist dies der Fall, so wird als neuer Ausgabewert der um den maximalen Drehzahlanstiegswert vergrößerter Ausgabewert der vorausgegangenen Messung abgegegeben. Ist dies dagegen nicht der Fall, so wird als Ausgabewert der Drehzahlmeßwert selbst ausgegeben.

Für den Fall, daß in der ersten. Vergleichsstufe als Ergebnis festgestellt wird, daß der Drehzahlmeßwert nicht größer, sondern kleiner oder gleich dem Ausgabewert der vorausgegangenen Drehzahlmessung ist, wird in einer weiteren Vergleichsstufe ermittelt, ob der Drehzahlabfall größer als ein maximal zulässiger Drehzahlabfallswert ΔNmin ist. Ist dies der Fall, wird als neuer Ausgabewert der um diesen maximalen Drehzahlabfallswert verkleinerte Ausgabewert der vorausgegangenen Drehzahlmessung genommen, während im anderen Fall der neue Ausgabewert durch den Drehzahlmeßwert selbst gebildet wird.

Der maximale Drehzahlanstiegswert ΔNmax und der maximale Drehzahlabfallswert ΔNmin können dabei unter Berücksichtigung der zwischen den beiden letzten Messungen vergangenen Zeitdifferenz Δt aus einem fest vorgegebenen oder aus dem Motorkennfeld z. B. unter Berücksichtigung der Fahrzeugmasse, des jeweiligen Getriebeganges und etwaiger Toleranzwerte berechneten, maximal erwartbaren Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswertes dN/dtmax bzw. dN/dtmin ermittelt werden.

Der auf diese Weise gebildete neue Ausgabewert, das heißt der gegebenenfalls hinsichtlich seiner zeitlichen Änderung korrigierte Drehzahlmeßwert, kann als Führungsgröße für eine angeschlossene Regelung verwendet werden und stellt in dem Flußdiagramm den dort mit Nalt bezeichneten Vergleichswert dar, mit dem der Drehzahlmeßwert der unmittelbar nachfolgenden Drehzahlmessung Nneu verglichen wird.

Das Ergebnis der erfindungsgemäß durchgeführten Korrektur der Drehzahlmeßwerte ist schematisch in dem Diagramm der Fig. 2 der Zeichnung gezeigt, in dem der Verlauf der Drehzahl, und zwar des unkorrigierten und des korrigierten Drehzahlmeßwertes, über der Zeit aufgetragen ist. In diesem Diagramm ist mit der einfachen ausgezogenen Linie der Verlauf des tatsächlichen Drehzahlmeßwertes als Funktion der Zeit N=f (t) dargestellt, der stärkere Änderungen über der Zeit enthält, als tatsächlich als Geschwindigkeitsänderungen am Fahrzeug auftreten können. Mit der durchgezogenen Doppellinie ist dann die geglättete Drehzahl aufgetragen, deren Drehzahländerungen einen maximalen Anstieg ΔNmax bzw. einen maximalen Abfall ΔNmin nicht überschreiten. Dieser korrigierte oder geglättete Drehzahlwert kann dann in anschließenden Regelungen als Führungsgröße verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Korrektur eines durch unrunden Lauf oder Schwingungen verfälschten, in regelmäßigen Zeitabständen gemessenen Drehzahlmeßwertes einer mit verdrehbaren Massen versehenen Welle, insbesondere einer Motor- oder Getriebewelle eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehzahlmeßwert (Nneu) mit dem Ausgabewert der jeweils vorangegangenen Drehzahlmessung (Nalt) verglichen wird, daß als neuer Ausgabewert der Drehzahlmeßwert ausgegeben wird, wenn er höchstens um einen maximal zulässigen Drehzahlanstiegswert (ΔNmax) größer oder um einen maximal zulässigen Drehzahlabfallswert (ΔNmin) kleiner als der Ausgabewert der vorangegangenen Drehzahlmessung (Nalt) ist, und daß als neuer Ausgabewert der um den maximalen Drehzahlanstiegswert vergrößerte bzw. der um den maximalen Drehzahlabfallswert verkleinerte Ausgabewert der vorangegangenen Messung ausgegeben wird, wenn der Drehzahl meßwert größer bzw. kleiner als dieser neue Ausgabewert ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal zulässige Drehzahlanstiegs- bzw. Drehzahlabfallswert aus der maximal möglichen Beschleunigung bzw. Verzögerung des Kraftfahrzeuges abgeleitet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal zulässige Drehzahlanstiegs- bzw. Drehzahlabfallswert aus der in dem jeweiligen Betriebszustand anhand des Motorkennfeldes der Getriebeübersetzung und der Straßenteillastkurve erwartbaren maximalen Beschleunigung bzw. Verzögerung des Kraftfahrzeuges zuzüglich bzw. abzüglich eines Fehlertoleranzwertes abgeleitet wird.






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