用于识别机动车的纵向抖动的方法与流程

本发明涉及一种识别机动车纵向抖动的方法，该方法具有权利要求1前序部分的特征。

由专利文献de102007054082a1已知一种用于识别机动车纵向抖动的方法。机动车具有诊断系统，其中，主要用该诊断系统监视火花断跳。当路面不平以至于机动车出现强烈纵向抖动时，该火花断跳监视就会提供错误的信号。该诊断系统具有不平路面探测器，用于确定路面的不平整度的平均水平。用车轮速度传感器测量所有四个车轮的车轮速度。以车轮速度传感器的信号为基础确定路面的不平整度。确定车轮速度变化，以便确定机动车的纵向抖动和以此确定路面的平均不平整度。自身变化的车轮速度首先输入高通滤波器，以便去除车轮速度信号的缓慢变化的部分，该部分不呈现由路面中的不平整度引起的车轮速度变化。高通滤波器可以使用2hz的极限频率。高通滤波器输出的信号值之后被平方并且用另外的滤波器在确定的时间区间上取平均值，以形成道路不平整度平均水平。当道路不平整度平均水平超过极限值时，就关断火花断跳监视的故障输出。

为了在机动车中实现燃料消耗目标，例如可以关闭气缸，这会导致在传动系中的振动激励并且以此同样易于发生机动车纵向抖动。

由专利文献de102012004419a1已知一种具有至少一个凸轮轴的机动车气门机构调整装置。凸轮轴具有至少两个轴向可滑动地布置的凸轮元件。至少两个凸轮元件中的至少一个凸轮元件具有带气门升程的凸轮轨迹和带用于气缸关闭的不喷油行程的凸轮轨迹。在气缸关闭期间关闭内燃机的至少一个气缸，而内燃机的至少一个其它气缸继续被点火。设有控制或者调节单元，用于在至少一个关闭运行状态中运行至少一个带不喷油行程的凸轮元件和至少另一个带气门升程中对应于较小功率的气门行程的凸轮元件。

所述类型的方法还没有最优化地设计。虽然所述类型的方法适用于确定由于道路不平整度引起的机动车纵向抖动，但是所述纵向抖动也有可能基于其它因素产生。此外，所述类型的方法不适用于避免或者减小机动车纵向抖动。

因此，本发明要解决的技术问题在于，这样设计和改进所述类型的方法，从而改进对纵向抖动的识别。

上述技术问题按照本发明通过一种用于识别机动车纵向抖动的方法解决，该方法具有权利要求1的特征。

在此，比较驱动轮的车轮速度变化和非驱动轮的车轮速度变化，以便探测传动系中的振动激励引起的纵向抖动。振动激励尤其可出现在气缸关闭情况下的部分负荷运行中。由道路不平整度造成的驱动轮的和非驱动轮的车轮速度变化是相似的，因为不平整度既作用在驱动轮上也作用在非驱动轮上。若在部分负荷运行中由于气缸关闭出现纵向抖动，则驱动轮的车轮速度变化就大于非驱动轮的车轮速度变化。非驱动轮的车轮速度变化基本上由路面状况决定。驱动轮的车轮速度变化一方面由路面状况造成，另一方面额外地由传动系的振动激励造成，其中，这种振动激励会出现在气缸关闭情况下的部分负荷运行中。驱动轮的车轮速度变化在此可以作为纵向加速度的量度，因此作为纵向抖动的量度。

所述变化尤其可以分别通过两个待比较的车轮速度的离散量描述。比较两个离散量。当离散量之差高过极限值和进行了气缸关闭时，就识别到气缸关闭引起的纵向抖动。作为离散量例如可以使用方差。为此，对在时间上相继的测量点确定车轮速度与平均车轮速度的偏差并且平方。平方后的偏差在测量点的确定数量上求和并且除以测量值的数量。测量点的数量取决于观察所述变化的时间区间的长度。备选地，可以使用标准偏差、平均的绝对偏差或者类似参量作为离散量。

还能考虑的是，不使用离散量，而是在驱动轮的车轮速度和非驱动轮的车轮速度之间构成关联，以便比较车轮速度的变化。

若当前发动机转速处于最小发动机转速之下，则不允许气缸关闭。若进行了气缸关闭并且探测到气缸关闭引起的纵向抖动，则在优选设计方案中在发动机控制设备中调整用于允许气缸关闭的最小许用发动机转速。传动系的振动激励随发动机转速的减小而增大。因此优选的是，若探测到气缸关闭引起的纵向抖动，则提高最小发动机转速，以避免或者减少气缸关闭引起的纵向抖动。因此，为允许气缸关闭确定并且在必要时调整最小许用发动机转速。若通过比较驱动轮和非驱动轮的车轮速度的离散量或者方差识别到纵向抖动，则可以相应地提高最小的许用发动机转速。以此可以避免调节形成错误的最小发动机转速。所述最小发动机转速可取决于其它参数。其中一个其它参数尤其可以是温度。

优选地为不同的挡位分配不同的、用于允许气缸关闭的最小许用发动机转速。振动激励的发生可取决于所处挡位。通过不同的用于允许气缸关闭的最小许用发动机转速可以避免气缸关闭引起的纵向抖动并且可以通过气缸关闭实现燃料消耗优势。

可以考虑的是，关闭一半的气缸，以便确保均匀的点火顺序。由此使得点火间隔翻倍并且其它的振动激励作用在车辆上。这尤其在发动机横向安装时会导致沿纵向的车辆振动、即所谓的纵向抖动，然而纵向抖动可以通过所述方法识别并且可以通过调整最小发动机转速得以避免。若未关闭一半，而是关闭其它部分的气缸，则会得到不均匀的点火顺序，这在振动技术上很难控制。

本文开头所述的方法尤其实施在发动机控制设备中。所述方法可以通过软件实现。因此不需要新的或者附加的构件并且因此不会带来附加的材料成本。

在此，避免了本文开头所述的缺点并且实现了相应的优点。

在设计和改进按照本发明的方法方面存在多种可能性。为此首先可以参考权利要求1的从属权利要求。下文根据附图和对应的说明进一步阐述本发明的优选设计方案。在附图中：

图1在示意图表中示出在大量测量点上记录的驱动轮的平均车轮速度与测得的车轮速度的偏差的平方，一个是在铺路石上行驶时，一个是在平整路段上行驶，其中发生了由气缸关闭引起的纵向抖动；并且

图2在示意图表中示出在大量测量点上记录非驱动轮的平均车轮速度与测得的车轮速度的偏差的平方，一个是在铺路石上行驶时，一个是在平整路段上行驶。

下文中根据图1和图2说明一种用于识别机动车的纵向抖动的方法。机动车的纵向抖动可由于不平整的路面和/或由于在传动系中出现的振动激励而发生。

为了实现燃料消耗的目的，可以进行气缸关闭。优选关闭一半的气缸。在机动车的优选设计方案中，机动车可以具有带四个气缸的内燃机。然而可以考虑的是，内燃机具有多于四个的气缸、例如六缸或者八缸或者少于四个的气缸。若关闭一半气缸，就尤其保证了均匀的点火顺序。在此，点火间隔翻倍并且其它的振动激励作用在机动车上、尤其在传动系上。这尤其在发动机横向安装时会导致沿纵向的车辆振动、即所谓的纵向抖动。若只关闭一部分气缸，就会得到不规则的点火顺序，这在振动技术上很难控制。

所述激励和因此纵向抖动尤其随发动机转速的减小而增加。因此，为了允许气缸关闭，优选取决于所处挡位地存在最小许用发动机转速。由于相关部件的公差的不利组合，在内燃发动机的转速太低时会出现单个机动车的纵向抖动。

在此，首先检测机动车的至少一个驱动轮的和至少一个非驱动轮的车轮速度。机动车优选地具有多个转速传感器，所述多个转速传感器配属于对应的驱动的或者非驱动的车轮。转速传感器的信号例如也由防抱死系统使用并且适用于提供关于车轮速度的相应信息。

针对多个在时间上相继的测量点确定车轮速度。可以考虑的是，每8毫秒记录车轮速度。在此，在之后的方法部段中确定车轮速度的变化、优选是车轮速度关于车轮速度平均值的波动。

测量曲线1至4是检测到的车轮速度与关于时间的平均车轮速度的偏差的平方。在图1中示出两个测量曲线，其对应驱动轮。在图2中的测量曲线3和4在此涉及在非驱动轮上的转速传感器的测量。

测量曲线1、3是对多个测量点、在此为约35000个测量点在以37km/h在铺路石上行驶的情况下的记录，其中处于第三挡位。

测量曲线2、4是以46km/h在一般的平整路段上行驶的情况下的记录，其中挂入第六挡位并且出现气缸关闭引起的纵向抖动。在此，路面比在铺路石上行驶情况下的光滑。

本文开头所述缺点在此通过下述方式避免，即，将驱动轮的车轮速度变化与非驱动轮的车轮速度变化进行比较，以便探测传动系中振动激励引起的纵向抖动。

如由测量曲线1和3的比较可见，在不平整路段、例如具有铺路石的路段上行驶时，在驱动轮和在非驱动轮上出现相似的车轮速度变化。

气缸关闭引起的纵向抖动在此尤其可以通过下述方式识别，即在驱动轮上的车轮速度变化比在非驱动轮上的大。测量曲线2(参见图1)在此具有比测量曲线4(参见图2)相应更大的值。测量曲线的比较可以通过形成方差进行，即可以通过形成所示偏差平方的平均值进行。对应测量曲线2的方差相应地大于对应测量曲线4的方差。

业已证明，车轮速度关于车轮速度平均值的变化随机动车的纵向加速度增加。因此可以根据驱动轮和非驱动轮的车轮速度的离散量、尤其方差识别机动车的纵向抖动。为了描述所述变化，优选地使用离散量。在此，可以计算方差作为离散量。备选地可以使用标准偏差作为离散量。为了计算方差，尤其在相应的时间区间内分别取得车轮速度平均值，其中，计算方差、即测得的车轮速度与车辆速度平均值的偏差平方的和除以测量点的数量。

若在此以所述方法识别到纵向抖动，则尤其调整、尤其提高允许气缸关闭的最小发动机转速。由此可以减小振动激励和纵向抖动。因此可以通过车轮传感器识别纵向抖动，其中，使用这些信息以调整用于气缸关闭的最小许用发动机转速。

附图标记列表

1测量曲线(铺路石、驱动轮)

2测量曲线(一般路段、驱动轮)

3测量曲线(铺路石、非驱动轮)

4测量曲线(一般路段、非驱动轮)