СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ПРОДОЛЬНОГО ПОДЕРГИВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ
METHOD FOR DETECTING BUCKING OF MOTOR VEHICLE

Изобретение касается способа распознавания продольного подергивания автомобиля с признаками ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Из DE 10 2007 054 082 A1 известен способ распознавания продольного подергивания автомобиля. Автомобиль имеет систему диагностики, причем с помощью этой системы диагностики контролируются, в том числе, пропуски зажигания. При этом если поверхность дороги до такой степени неровная, что возникает сильное продольное подергивание автомобиля, то контроль пропусков зажигания может давать неправильные сигналы. При этом система диагностики имеет детектор неровной дороги для определения среднего уровня неровности поверхности дороги. Скорости всех четырех колес измеряются с помощью сенсоров скорости колеса. На основании сигналов сенсоров скорости колеса устанавливается неровность поверхности дороги. При этом устанавливаются изменения скорости колес с целью определения продольного подергивания автомобиля и вместе с тем средней неровности поверхности дороги. Эта изменяющаяся скорость колес сначала вводится в фильтр верхних частот с целью удаления медленно изменяющейся компоненты сигналов скорости колес, которая не отображает изменение скорости колес вследствие неровностей в поверхности дороги. Фильтр верхних частот может использовать граничную частоту 2 Гц. После этого значения выданных сигналов фильтра верхних частот возводятся в квадрат и усредняются другим фильтром в определенном интервале времени, так что получается средний уровень неровности дороги. Если средний уровень неровности дороги превышает некоторое предельное значение, вывод информации о неисправностях контролем пропусков зажигания отключается.
Для достижения целевых расходов топлива в автомобилях может, например, использоваться отключение цилиндров, которое могло бы вызывать виброактивность в трансмиссии и поэтому тоже может способствовать продольному подергиванию автомобиля.
Из DE 10 2012 004 419 A1 известно устройство регулировки клапанного механизма автомобиля, имеющее по меньшей мере один кулачковый вал. Кулачковый вал имеет по меньшей мере два кулачковых элемента, установленных с возможностью смещения в осевом направлении. По меньшей мере один кулачковый элемент из указанных по меньшей мере двух кулачковых элементов имеет траекторию движения кулачка с ходом клапана и траекторию движения кулачка с нулевым ходом для отключения цилиндров. Во время отключения цилиндров по меньшей мере один цилиндр двигателя внутреннего сгорания отключается, в то время как по меньшей мере один другой цилиндр двигателя внутреннего сгорания продолжает работу. Предусмотрен блок управления или регулирования для эксплуатации по меньшей мере в одном отключенном рабочем состоянии указанного по меньшей мере одного кулачкового элемента с нулевым ходом, а указанного по меньшей мере одного другого кулачкового элемента – с одним из ходов клапана, которому поставлена в соответствие меньшая мощность.
Этот способ еще не оптимизирован. Хотя этот способ пригоден для констатации продольного подергивания автомобиля вследствие неровностей дороги, существует, однако, возможность возникновения продольного подергивания вследствие других влияний. Далее, этот способ не пригоден для устранения или уменьшения продольного подергивания автомобиля.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, осуществить и усовершенствовать указанный способ таким образом, чтобы улучшить распознавание продольного подергивания.
Итак, эта лежащая в основе изобретения задача решается с помощью способа распознавания продольного подергивания автомобиля с признаками п.1 формулы изобретения.
Изменение скорости приводного колеса сравнивается с изменением скорости неприводного колеса с целью выявления продольного подергивания вследствие возбуждения колебаний в трансмиссии. Это возбуждение колебаний может, в частности, возникать в режиме частичной нагрузки при отключении цилиндров. Изменение скорости приводных колес и неприводных колес вследствие неровностей дороги похожи, так как неровности действуют как на приводные колеса, так и на неприводные колеса. Если продольное подергивание осуществляется вследствие отключения цилиндров в режиме частичной нагрузки, то изменение скорости приводных колес больше, чем изменение скорости неприводных колес. Изменение скорости неприводных колес обусловливается по существу качеством поверхности дороги. Изменение скорости приводных колес обусловливается, с одной стороны, качеством поверхности дороги, и дополнительно, с другой стороны, возбуждениями колебаний трансмиссии, при этом такие возбуждения колебаний могут возникать при отключении цилиндров в режиме частичной нагрузки. Итак, изменение скорости приводного колеса может использоваться в качестве меры продольного ускорения и вместе с тем в качестве меры продольного подергивания.
Изменения могут, в частности, описываться собственной мерой рассеивания (разброса) каждой из этих обоих сравниваемых скоростей колес. Сравниваются эти обе меры рассеивания. Если разность мер рассеивания превышает некоторое предельное значение и произошло отключение цилиндров, распознается продольное подергивание вследствие отключения цилиндров. В качестве меры рассеивания может, например, использоваться дисперсия. Для этого определяются и возводятся в квадрат отклонения скорости колес от средней скорости колеса для следующих друг за другом во времени точек измерения. Возведенные в квадрат отклонения для определенного количества точек измерения суммируются и делятся на количество этих точек измерения. Количество точек измерения зависит от длины интервала времени, в котором рассматривается изменение. Альтернативно в качестве меры рассеивания может использоваться стандартное отклонение, среднее абсолютное отклонение или т.п.
Далее, вместо меры рассеивания можно сформировать корреляцию между скоростью приводного колеса и скоростью неприводного колеса с целью сравнения изменений этих скоростей колес.
Если текущая частота вращения двигателя лежит ниже минимальной частоты вращения двигателя, активация отключения цилиндров не происходит. Если произошло отключение цилиндров и было выявлено продольное подергивание вследствие отключения цилиндров, в предпочтительном варианте осуществления в блоке управления двигателем настраивается минимальная допустимая для активации отключения цилиндров частота вращения двигателя. Возбуждение колебаний трансмиссии увеличиваются с уменьшающейся частотой вращения двигателя. Поэтому, если было выявлено продольное подергивание вследствие отключения цилиндров, предпочтительно минимальная частота вращения двигателя повышается с целью устранения, соответственно, уменьшения этого продольного подергивания вследствие отключения цилиндров. Поэтому для активации отключения цилиндров находится и при необходимости настраивается минимально допустимая частота вращения двигателя. Эта минимальная допустимая частота вращения двигателя может соответственно повышаться, если было распознано продольное подергивание путем сравнения мер рассеивания, соответственно, дисперсий скоростей приводных и неприводных колес. Таким образом можно избежать настройки неправильных минимальных частот вращения двигателя. Минимальная частота вращения двигателя может зависеть от других параметров. Одним из этих других параметров может быть, в частности, температура.
Различным ступеням коробки передач предпочтительно поставлены в соответствие различные минимальные допустимые для активации отключения цилиндров частоты вращения двигателя. Возникновение возбуждения колебаний может зависеть от включенной ступени коробки передач. Благодаря различным минимальным допустимым частотам вращения двигателя для активации отключения цилиндров продольное подергивание вследствие отключения цилиндров устранимо, и достижимы преимущества от использования отключения цилиндров.
Возможно, чтобы половина цилиндров отключалась с целью обеспечения равномерной последовательности зажигания. При этом интервал зажигания удваивается, и на транспортное средство действует другое возбуждение колебаний. В частности, у двигателей поперечного расположения это могло бы приводить к колебаниям транспортного средства в продольном направлении, так называемому продольному подергиванию, причем, однако, это продольное подергивание распознаваемо представленным способом и может устраняться путем настройки минимальной частоты вращения двигателя. Если отключается не половина, а какая-либо другая часть цилиндров, получается неравномерная последовательность зажигания, которая может труднее поддаваться управлению с точки зрения техники колебаний.
Вышеназванный способ имплементирован, в частности, в блок управления двигателем. Этот способ реализуем с помощью программного обеспечения. Таким образом, не нужны никакие новые или дополнительные конструктивные элементы, и поэтому он не связан с дополнительными расходами на материалы.
Вышеназванные недостатки устранены, и достигнуты соответствующие преимущества.
Теперь имеется множество возможностей осуществления и усовершенствования предлагаемого изобретением способа. Для этого сначала можно сослаться на пункты формулы изобретения, следующие за пунктом 1 формулы изобретения. Ниже один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения поясняется подробнее с помощью чертежей и относящегося к нему описания. На чертежах показано:
фиг.1: на схематичном графике возведенное в квадрат отклонение измеренной скорости колеса от средней скорости приводного колеса, нанесенное во множестве точек измерения, в одном случае при движении по брусчатке, а в другом случае при движении по ровному участку, при этом возникает продольное подергивание, вызываемое отключением цилиндров, и
фиг.2: на схематичном графике возведенное в квадрат отклонение измеренной скорости колеса от средней скорости приводного колеса, нанесенное во множестве точек измерения, в одном случае при движении по брусчатке, а в другом случае при движении по ровному участку.
С помощью фиг.1 и 2 ниже может описываться способ распознавания продольного подергивания автомобиля. Продольное подергивание автомобиля может возникать вследствие неровной поверхности дороги и/или вследствие возбуждения колебаний, возникающего в трансмиссии.
Для достижения целевых расходов топлива может осуществляться отключение цилиндров. Предпочтительно отключается половина цилиндров. В предпочтительном варианте осуществления автомобиля автомобиль может иметь двигатель внутреннего сгорания, имеющий четыре цилиндра. Однако возможно, чтобы двигатель внутреннего сгорания имел больше четырех цилиндров, например, шесть цилиндров или восемь цилиндров, или меньше четырех цилиндров. Если половина цилиндров отключается, обеспечивается, в частности, равномерная последовательность зажигания. При этом интервалы зажигания удваиваются, и на автомобиль, в частности на трансмиссию, действуют другое возбуждение колебаний. В частности, у двигателей поперечного расположения это может приводить к колебаниям транспортного средства в продольном направлении, так называемому продольному подергиванию. Если отключается только часть цилиндров, получается неравномерная последовательность зажигания, которая может труднее поддаваться управлению в отношении техники колебаний.
Активность и вместе с тем продольное подергивание увеличивается, в частности, с уменьшающейся частотой вращения двигателя. Поэтому предпочтительно для активации отключения цилиндров, в зависимости от включенной ступени коробки передач, существует минимально допустимая частота вращения двигателя. Из-за неблагоприятного сложения допусков задействованных конструктивных элементов при слишком низких частотах вращения двигателя внутреннего сгорания могло бы происходить продольное подергивание отдельных автомобилей.
Сначала регистрируются скорости по меньшей мере одного приводного колеса и по меньшей мере одного неприводного колеса автомобиля. Автомобиль имеет предпочтительно несколько сенсоров частоты вращения, которые предназначены для соответствующих приводных или неприводных колес. Сигналы сенсоров частоты вращения используются также, например, противоблокировочной системой и способны давать соответствующую информацию о скоростях колес.
Скорости колес устанавливаются для нескольких следующих друг за другом во времени точек измерения. Возможно, чтобы скорости колес записывались каждые 8 минут. При этом в следующем шаге способа устанавливается изменение скорости колес, предпочтительно колебание скорости колес вокруг некоторого среднего значения скорости колес.
Кривые 1-4 измерения представляют собой квадратичное отклонение зарегистрированной скорости колес от средней скорости колес в течение времени. На фиг.1 изображены две кривые 1, 2 измерения, которые соответствуют приводному колесу. При этом кривые 3 и 4 измерения на фиг.2 относятся к измерениям сенсора частоты вращения на неприводном колесе.
Кривые 1, 3 измерения были сняты для многих точек измерения, здесь для прибл. 35000 точек измерения, при движении со скоростью 37 км/ч по брусчатке, при этом включена третья ступень коробки передач.
Кривые 2, 4 измерения были сняты при движении со скоростью 46 км/ч по нормальному, ровному участку, при этом включена шестая ступень коробки передач, и возникло продольное подергивание вследствие отключения цилиндров. Поверхность дороги при этом более гладкая, чем при движении по брусчатке.
Итак, вышеназванные недостатки устранены благодаря тому, что изменение скорости приводного колеса сравнивается с изменением скорости неприводного колеса с целью выявления продольного подергивания вследствие возбуждения колебаний в трансмиссии.
Как явствует из сравнения кривых 1 и 3 измерения, возникают сравнимые изменения скорости колес при движении по неровному участку, например, участку с брусчаткой, как у приводных колес, так и у неприводных колес.
Продольное подергивание вследствие отключения цилиндров может, в частности, распознаваться по тому, что изменение скорости у неприводного колеса больше, чем у неприводного колеса. При этом кривая 2 (сравн. фиг.1) измерения имеет соответственно большие значения, чем кривая 4 измерения (сравн. фиг.2). Сравнение кривых измерения может осуществляться путем формирования дисперсии, т.е. путем формирования среднего значения изображенных квадратических отклонений. Соответствующая кривой 2 дисперсия соответственно больше, чем дисперсия, соответствующая кривой 4 измерения.
Итак, оказалось, что изменение скорости колес вокруг среднего значения скорости колес увеличивается с продольным ускорением автомобиля. Таким образом, на основании меры рассеивания, в частности дисперсии скорости приводных и неприводных колес может распознаваться продольное подергивание автомобиля. Для описания изменения используется предпочтительно мера рассеивания. При этом в качестве меры рассеивания может рассчитываться дисперсия. Альтернативно в качестве меры рассеивания может использоваться стандартное отклонение. Для расчета дисперсии, в частности, в соответствующем интервале времени, всегда формируется среднее значение скорости колес, при этом рассчитывается дисперсия, а именно, сумма возведенных в квадрат отклонений измеренных скоростей колес от среднего значения скорости колес, разделенная на количество точек измерения.
Итак, если описанным способом распознано продольное подергивание, адаптируется, в частности повышается, в частности, минимальная частота вращения двигателя для активации отключения цилиндров. Благодаря этому может снижаться возбуждение колебаний и продольное подергивание. Таким образом возможно распознавание продольного подергивания с помощью сенсоров колес, причем эта информация используется с целью настройки минимально допустимой частоты вращения двигателя для отключения цилиндров.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Кривая измерения (брусчатка, приводное колесо)
2 Кривая измерения (нормальный участок, приводное колесо)
3 Кривая измерения (брусчатка, неприводное колесо)
4 Кривая измерения (нормальный участок, неприводное колесо)