混动车辆中内燃机的控制装置，传动系，混动车辆和方法
阅读说明：本技术 混动车辆中内燃机的控制装置，传动系，混动车辆和方法 (Control device for internal combustion engine in hybrid vehicle, power train, hybrid vehicle and method ) 是由 J·德吕克汉默 于 2020-09-18 设计创作，主要内容包括：用于混动车辆中的内燃机的用于修正转矩确定的控制装置,其被设定成确定内燃机的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线的第一近似转矩信号,且基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号,以便于测定更精确的第二近似转矩信号。(A control device for correcting a torque determination for an internal combustion engine in a hybrid vehicle is configured to determine a first approximate torque signal of an actual torque curve of the internal combustion engine adjusted on the basis of a setpoint torque signal and to correct the first approximate torque signal on the basis of an EM counter torque signal measured in/at the electric machine in order to determine a more accurate second approximate torque signal.)
技术领域
本发明涉及一种用于在混动车辆中的内燃机的用于修正转矩确定的控制装置、一种用于混动车辆的传动系、一种混动车辆和一种在用于内燃机的控制装置中修正转矩确定的方法。
背景技术
众所周知，由在机动车中的内燃机所产生的或所发出的转矩取决于不同因素。在此，主要的影响量是被供应给燃烧室的燃料质量、空燃比和发动机的摩擦力矩。对于在传动系控制器中的大量功能而言，由内燃机所发出的转矩是一个重要的特征变量。
在用于内燃机的控制装置中所确定的转矩可大致以相对不精确的计算方法为基础，该计算方法基于每次燃烧所供应的燃料质量和摩擦力矩的估算值。这些由在进气道、排气道中和必要时在内燃机中/处的多个传感器的信号计算出。最重要的是进气管压力传感器和/或空气质量流传感器和(如果存在的话)气缸压力传感器。
此外，在用于内燃机的控制装置中所确定的转矩可由预先在参考内燃机处借助于传感器测得的转矩特征曲线族来确定。然而在此可能出现连续波动，从而使得转矩因车辆而异。
由于传感器的相对较慢的动态特性、传感器公差、不同的构件、温度影响和摩擦公差，平均的转矩误差大多处在大约10%的范围中。如果内燃机构件的特性变化(老化、沉积、缺陷)，误差明显上升。
由此经常出现在内燃机的由驾驶员或者在控制器中所确定的被要求的额定转矩与实际的转矩曲线之间的静态和动态偏差。这尤其在快速转矩变化的情形中，如其例如在发动机启动时、在变速箱换挡时或在内燃机中的内部切换(例如气缸关闭)时发生的那样，可使得令人明显不舒服。
对于混动车辆或电动车辆而言已知用于转矩的调节方法。
由德国的公开文献DE 10 2015 115 714 A1已知一种用于混动车辆的转矩调节方法。混动车辆可在确定的运行模式中被切换。在该运行模式中，内燃机和两个电机的转矩被确定。这些转矩然后根据主动防滑策略和操作稳定性策略被修正。
由德国的公开文献DE 10 2014 214 514 A1已知一种用于带有第一和第二电机的机动车的驱动布置，其中，两个电机被机械联接。如果由第一电机所产生的转矩不同于额定值，第二电机可补偿该转矩偏差。
原则上，在车辆的传动系或者驱动布置中用于转矩确定的转矩传感器和方法是已知的。
由德国的专利文献DE 10 2016 212 113 B3此外已知，由第一驱动元件传递到第二驱动元件上的转矩优选在电运行车辆或混动车辆中以应变测量元件(Dehnmesselement)来确定。在此，转矩通过轴被传递。两个驱动元件经由连接元件或固定器件彼此相连接且应变测量元件在此与两个驱动元件相连接。由于该转矩引起反转矩，这导致两个驱动元件的扭转且因此引起连接元件或固定器件的变形。评估设备由该变形计算出所传递的转矩。
此外，由德国的专利文献DE 10 2015 111 409 B3已知一种用于确定在两个可彼此相对移动的元件之间或在可弹性变形的元件的区域之间的力和/或转矩的方法。该方法可被使用在车辆的传动系或者驱动布置中。在此，两个可移动的元件、例如发动机输出轴和弹性的至驱动轮的侧轴相应地关联有传感器(发送器)，其发出时间离散的和/或值离散的信号，其在共同的时间参考点上被同步。由弹性侧轴的由发送器信号所确定的相对运动(相对扭转角度)和/或扭力(Torsion)的时间曲线计算出力和/或转矩。
上述方法的缺点是另外的传感器的必要性。转矩借助于转矩传感器的直接测量当前在批量生产中由于缺乏可供使用的结构空间和足够的且便宜的且较小的传感器是不可能的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在混动车辆中的内燃机的转矩确定的修正，其至少部分克服上述缺点。
该目的通过的根据本发明的控制装置、传动系、混动车辆和方法来实现。
根据第一方面，本发明提供了一种用于在混动车辆中的内燃机的用于修正转矩确定的控制装置，其被设定成确定内燃机的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线的第一近似转矩信号(Naeherungsdrehmomentsignal)，且基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
根据第二方面，本发明提出了一种用于混动车辆的传动系，其具有根据第一方面的用于内燃机的控制装置。
根据第三方面，本发明提出了一种混动车辆，其中，该混动车辆具有根据第二方面的传动系。
根据第四方面，本发明提出了一种用于在根据第一方面的用于内燃机的控制装置中修正转矩确定的方法，其中，该方法包括：
确定内燃机的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线的第一近似转矩信号；且
基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
本发明的另外的有利的设计方案由从属权利要求和本发明的优选的实施例的下面的描述得出。
一种用于在混动车辆中的内燃机的用于修正转矩确定的根据本发明的控制装置，其被设定成确定内燃机的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线的第一近似转矩信号，且基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
用于内燃机的控制装置原则上可以是用于内燃机的发动机控制装置(ECU)，其一方面从安装在内燃机中/处的传感器(例如曲轴和凸轮轴传感器、空气质量流传感器、氧传感器、进气管压力传感器、温度传感器等等)获得传感器信号而另一方面经由至总线系统的接口获得由驾驶员所产生的信号(例如油门踏板角度、制动信号、行驶速度调节等等)。此外，该控制装置可与另外的被安装在车辆中的控制器、例如用于电机的控制器(MCU)、在混动车辆中的传动系控制器(PCU)或在混动车辆的并联式传动系中的变速箱控制器交换数据。传动系控制器可例如记录和协调混动车辆的确定的运行状况。
通常，上述控制装置和控制器中的多个或另外的被安装在混动车辆中的控制装置和控制器然而也可被结合在一个中。例如，用于内燃机的控制装置也可被集成在传动系控制器中或与用于电机的控制器相结合或诸如此类。因此，转矩确定的修正在这样的实施例中同样可在用于内燃机的控制装置中完成，控制装置那么例如可被理解为在上级控制器中的部件或功能单元。因此，作为用于内燃机的单独的控制装置的实施例不应理解为限制性。
此外，用于内燃机的控制装置可将运行相关的程序和数据、特征曲线族(转矩特征曲线族或转矩变化特征曲线族)等等保持在存储器中。用于不同运行变量和调节变量(其可随时间变化，因为例如控制装置已实施修正方法)的修正值同样可被保持在存储器中。
由所存储的数据和所获得的信号(此处运行变量)，用于内燃机的控制装置可测定另外的对于设定内燃机的运行范围(例如转速和所要求的额定转矩信号)而言重要的调节变量(例如所供应的燃料质量、所要求的额定转矩等等)且其由此确定用于被安装在内燃机中的执行器的必要的调节变量且相应地操控该调节变量。
为了可执行上述功能，控制装置具有电子部件、存储单元和电路等。例如，控制装置可包含一个或多个处理器(CPU)、一个或多个微控制器、FPGA等。存储单元可例如是磁存储器或半导体存储器。至总线系统的接口可例如是CAN接口，以便于与CAN总线系统通讯。该总线系统同样可以是LIN或FlexRay等。
该内燃机原则上可以是任意的内燃机，例如汽油发动机、柴油发动机等等。
混动车辆可以是带有并联的或串联的传动系的车辆，其中，混动车辆具有内燃机和至少一个电机。此外，带有并联的传动系的混动车辆具有变速箱。该电机可以是同步的或异步的电机。
存在于带有并联的传动系的混动车辆中的变速箱处的转矩(下面被称作变速箱输入力矩)在静态上是由内燃机的实际转矩和电机的(实际)EM转矩构成的总和。
如上面所提及的那样，内燃机的实际转矩曲线的确定(其由于缺少传感器是未知的)经常是不精确的。因此值得期望的是，执行转矩确定的修正，以便于获得更精确的值。
该控制装置确定实际转矩曲线的第一近似转矩信号。这可如先前所提及的那样例如基于所供应的燃料质量和摩擦力矩的预估来确定或由用于内燃机的相应的运行范围(例如转速和所要求的额定转矩信号)的转矩特征曲线族来确定。
第一近似转矩信号可以是绝对的转矩或是转矩变化。第一近似转矩信号可例如是在确定时刻且/或在确定的运行状况(例如车辆停止、制动等等)中和/或在实际的转矩曲线的确定运行范围中的单个值。第一近似转矩信号可以是实际转矩曲线的由多个值构成的时间采样。
实际的转矩曲线基于额定转矩信号而调节，其如上面所提及的那样由在用于内燃机的控制装置中的不同运行变量来确定且得出所要求的额定转矩信号。所要求的额定转矩信号也可被施加与此独立的测试转矩信号，以便于产生额定转矩信号。
第一近似转矩信号的精确性此时可由此改善，即，考虑在混动车辆的传动系中存在的电机用于测量绝对的转矩或转矩变化。对此的原因尤其是，EM反转矩信号的确定基于被安装在电机中/处的更精确的传感器可明显更精确地实现。电机的在传动系中存在的控制器由在电机中所产生的传感器信号确定EM反转矩信号，其非常精确地相应于(实际的)EM转矩或(实际的)EM转矩变化。
为了确定EM反转矩信号，在合适的运行状况中由内燃机所产生的实际的转矩曲线通过在电动机处的相同大小的反力矩被补偿。该反转矩可如上面所提及的那样在电机的控制器中被相对精确地确定。
例如，对于修正的执行而言例如传动系控制器可由不同的传感器信号(例如车辆的速度、踏板角度、转速、制动信号、断开的离合器等等)测定，变速箱输入力矩是否为零或者是否保持静态恒定。离合器的断开例如由变速箱控制器来执行且可被精确地检测。
如果例如变速箱输入力矩是零(怠速、带有断开的离合器的滑行、车辆停止)，因为离合器被断开，所以其可被明确地检测到并且EM转矩可于是调节成使得其恰好补偿实际的转矩曲线。由此所获得的EM反转矩信号可被用于确定第一近似转矩信号的修正，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
通常，用于执行修正的必要条件然而可由不同的传感器信号来限制。
在将偏差(测试转矩信号)施加到内燃机上的情况中，电机可被调节成使得其恰好产生偏差的反转矩，以便于使变速箱输入力矩保持恒定。电机的反转矩可被非常精确地测量，从而获得用于修正的EM反转矩信号。
电机的控制器可将EM反转矩信号传输到内燃机的控制装置处。因此，基于在电机中/处测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
更精确的第二近似转矩信号那么可被用于测定内燃机的调节变量。此外，对于内燃机的每个运行范围而言的更精确的第二近似转矩信号可被存储在控制装置中且因此获得经修正的更精确的转矩特征曲线族和/或转矩变化特征曲线族。此外，也可在转矩修正特征曲线族中记入(eintragen)第一近似转矩信号与EM转矩信号之间的偏差，从而使得更精确的第二近似转矩信号此后在行驶运行中被确定为第一近似转矩信号与来自转矩修正特征曲线族的修正值的总和。对于绝对的转矩(转矩修正特征曲线族)和转矩变化(转矩变化修正特征曲线族)而言可使得这一样。
在此，特征曲线族是一种类似表格的、简单的且在计算资源方面较少苛求的类型的模型，其反映在系统的输入变量与输出变量之间的关系。因此其被使用在控制器中，尤其还用于适配特征曲线族。在适配特征曲线族的情形中，在运行期间的值(内容)可根据测量结果或计算结果(适配结果)改变。
利用特征曲线族可描绘几乎任意的数学关系或任意的公式，其中，输入变量的数量被限制。目前，在控制器中已知带有直至四个输入变量的特征曲线族。
另外的用于将适配结果存储在控制装置和控制器中的方法可例如是物理模型、多项式模型、神经网络或LOLIMOT(Local Linear Model Trees，即局部线性模型树)，其适合作为对于特征曲线族的使用的备选方案。这些方法需要较少的存储空间且可处理更高数量的输入变量，然而这些方法需要更多的计算耗费。目前这些方法较少被使用，因为参数化(例如神经网络的训练)需要许多时间和计算耗费。
在带有人工智能的方法中，神经网络目前正在兴起且在例如用于自动驾驶或语音输入的控制器中得以进入到车辆控制器中。
原则上，这些方法也适合作为用于转矩特征曲线族或热值特征曲线族或其修正特征曲线族的备选方案且可随着计算功率增加在车辆中得到应用。
同样地，适配结果(修正值)例如也可经由网络连接(例如无线网络连接)被传输到云端且被存储在该处(例如在服务器上的存储器中)。用于确定的运行范围的修正值在这样的实施例中可经由网络连接被请求，从而使得更精确的第二近似转矩信号此后在行驶运行中被确定为第一近似转矩信号和来自云端的修正值的总和。
此外，上述方法同样可被扩展到云端且不再在控制器中而是在云端被计算。这在用于内燃机的控制装置中对于本文所描述的转矩确定而言也是可设想的，其那么全部或部分在云端实施。
借助于存在于混动车辆中的电机更精确地确定内燃机的实际转矩曲线是有利的，因为额外的传感器或构件无须被安装在内燃机中且因此是成本有利的。此外，由此燃料质量和/或空燃比可在某一运行范围中被更精确地调节。这因此例如对于废气后处理而言也是重要的。
此外，在带有具有变速箱的并联式传动系的混动车辆中可改善在内燃机、电机与变速箱之间的相互作用的精度。这可例如在起动内燃机时、在变速箱换挡或负荷变换时可使得明显有正面效果或通常在动态的运行状况中。
在一些实施例中，控制装置被设定成将测试转矩信号施加给所要求的额定转矩信号，以便于产生额定转矩信号。
测试转矩信号可例如是对于较短时长而言额外的转矩(提高或降低)，其可能引起实际转矩曲线的较小变化。 然而，其也可以由多个相继施加的额外的转矩构成。
内燃机的调节变量根据额定转矩信号来调节且因此当施加测试转矩信号时不同于所要求的额定转矩信号偏差。相应地，内燃机响应于测试转矩信号。测试转矩信号的幅度相比所要求的额定转矩信号较小。
如果测试转矩信号是对于较短的时长而言额外的转矩(提高或降低)，则在这样的实施例中，实际转矩曲线的第一近似转矩信号在内燃机的运行范围中是对实际转矩曲线的变化的估计。该变化如上面所描述的那样由电机来补偿且被相对精确地测量，从而使得EM反转矩信号可被用于修正第一近似转矩信号。因此，在这样的实施例中在某一运行范围中转矩变化可被更精确地确定。
在第一近似转矩信号与EM反转矩信号之间的偏差表明在内燃机中的增大的公差、老化或者误差或缺陷，例如(例如喷射器等等的)错误的燃料计量或(例如由于老化的传感器、不密封的进气管、损坏的涡轮增压器等等引起的)错误的空气质量流。
在一些实施例中，测试转矩信号由多个测试转矩脉冲构成。
测试转矩信号可例如在时间上代表带有预先确定数量的测试转矩脉冲且因此预先确定时长的二进制伪随机信号(PRBS)，其中，测试转矩脉冲具有较小的幅度。用于内燃机的控制装置为此可具有测试样本发生器。
在这样的实施例中，在每个新的测试转矩脉冲处可确定第一近似转矩信号的值和EM反转矩信号的值(在实际转矩曲线中的转矩变化)，EM反转矩信号尽可能好地补偿测试转矩脉冲。在测试转矩信号结束时所有值的相关性(Korrelation)的情况中，第一近似转矩信号的每个值可基于EM反转矩信号被修正。
相关性(例如交叉相关性)是用于确定在两个信号之间的统计关系的统计方法。相关性的一个优点是该相关性非常敏感且同时不易受干扰。由此，在正常行驶运行或动态运行状况中也可检验出在实际的转矩曲线中的即使较小的转矩变化。
在一些实施例中，控制装置被设定成基于所要求的额定转矩信号修正EM反转矩信号，以便于获得经修正的EM反转矩信号。
在混动车辆的正常行驶运行中，所要求的额定转矩信号在时间上变化。为了将该变化例如对相关性确定的影响保持较低，可考虑所要求的额定转矩用于修正EM反转矩信号。例如，在混动车辆加速的情况中所要求的额定转矩的上升可相应地由EM反转矩信号计算出，以便于获得经修正的EM反转矩信号。
在一些实施例中，控制装置另外具有至少一个移位寄存器(Schieberegister)，且该控制装置被设定成将由所要求的额定转矩信号和第一近似转矩信号构成的总和的输入信号的多个值和相应于经修正的EM反转矩信号的输出信号在测试转矩信号的时长内的时刻保存在移位寄存器中。
该个或这些移位寄存器例如是逻辑开关机构，其可由串联的优选可存储整数值的存储单元构成且可根据FIFO原理(先进先出)工作。
用于调节内燃机的调节变量根据额定转矩信号来调节。如果对于所要求的额定转矩而言例如施加由多个测试转矩脉冲构成的测试转矩信号，则在实际转矩曲线中由测试转矩脉冲所引起的变化可被估计为第一近似转矩信号。因此，第一近似转矩信号和所要求的额定转矩的总和的相对每个测试转矩脉冲所确定的值形成用于确定与输出信号的相关性的输入信号，该输出信号在这样的实施例中是经修正的EM反转矩信号。
移位寄存器优选设计成使得所有值可被存储直至测试转矩信号结束。
在一些实施例中，输入信号和输出信号的值的时刻相差预先确定的时间延迟。
一般上可预期，内燃机时间延迟地实现所施加的测试转矩脉冲。因此在这样的情况中适宜的是，同样时间延迟地确定输出信号(经修正的EM反转矩信号)的值，以便于实现输入信号和输出信号的最大可能的相关性。
在一些实施例中，控制装置被设定成由输入信号和输出信号的所存储的值确定相关系数。
相关系数(CCC)是统计变量且是对于在两个信号之间的相似性而言或者对于在两个信号之间的统计关系而言的量度。例如，对于相同的信号曲线和在两个信号之间的直接关系而言得出为1的相关系数。反之，为0的值意味着在信号之间不存在相似性。
在一些实施例中，时间延迟根据相关系数的最大值来选择。
由此，在两个信号之间的关系是最大的且第一近似转矩信号的修正变得可行且更精确。时间延迟可针对每个运行范围以实验的方式来确定。
在一些实施例中，控制器被设定成由输入信号和输出信号的所存储的值确定加权因子(Gewichtungsfaktor)。
在一些实施例中，控制装置被设定成基于输出信号的所存储的值和加权因子测定更精确的第二近似转矩信号。
在一些实施例中，控制装置被设定成仅当相关系数超过预先确定的阈值时才测定更精确的第二近似转矩信号。
第一近似转矩信号基于输出信号的所存储的值和加权因子的修正仅当输入信号和输出信号具有一定程度的相似性时才是有意义的。
在一些实施例中，控制装置被设定成仅当一个或多个释放条件(Freigabebedingung)被满足时才测定更精确的第二近似转矩信号。
释放条件可以是：电机的最大转矩大于或等于内燃机的最大转矩、转速在允许范围中、负荷在允许范围中、转速和负荷动态、环境压力在极限值之下、环境温度在极限值之上、冷却水温度在极限值之上的、车载网络电压在允许范围中、所有涉及的传感器和执行器的诊断被完全执行且未识别出错误，用于重复修正的等候时间在当前的运行点处期满以及变速箱输入力矩恒定或可变。作为时间的替代，例如也可使用内燃机启动的可选择的数量或行驶的距离。
在修正绝对转矩的情形中，此外变速箱输入力矩须为零或须是已知的。
此外，当释放条件不再被满足时，因为可预期到结果的非常高的不精确性，可中断修正力矩确定的执行。因此，上面的条件在修正力矩确定激活时也须被持续检验。
一些实施例涉及用于混动车辆的传动系，其具有如本文所描述的用于内燃机的控制装置。
一些实施例涉及混动车辆，其中，混动车辆具有如本文所描述的传动系。
一些实施例涉及一种用于在用于内燃机的控制装置中修正转矩确定的方法，其中，该方法包括：
确定内燃机的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线的第一近似转矩信号；且
基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号修正第一近似转矩信号，以便于测定更精确的第二近似转矩信号。
附图说明
本发明的实施例此时示例地且在参照附图的情形下进行描述，其中：
图1示意性地示出了在混动车辆中以P1布置形式的并联式传动系的结构。
具体实施方式
以P1布置形式的并联式传动系1具有内燃机2，其在曲轴3处产生实际转矩曲线MV。电机4相对其并联地存在且产生EM转矩MEM，其额外于实际转矩曲线MV起作用。离合器5处在电机4与变速箱6之间。变速箱输入轴7将由内燃机2的实际转矩曲线MV和EM转矩MEM构成的总和传递至变速箱，从而使得变速箱输入力矩MTMin静态地由如下给定：
(1) .
转矩被传输到一个或多个车轮8处。传动系控制器9经由总线系统(此处CAN总线系统)与用于内燃机10的控制装置和用于电机11的控制器相连接。用于电机11的控制器通过功率电子设备12操控电机4。
在该实施例中，传动系控制器9、用于内燃机10的控制装置和用于电机11的控制器分别被实施为单独的控制装置和控制器。然而这如上面所提及的那样绝不应理解为限制性。
因为对通过电机11的控制器引起的EM转矩MEM的检测由电流、电压和操控频率(通过功率电子设备12引起)借助于可便宜地提供的相对精确的电流传感器可明显更精确地实现，实际的转矩曲线MV可由上述等式被容易地确定，如果变速箱输入力矩MTMin是已知。
然而，出于成本原因和安装空间原因在以P1布置形式的并联式传动系1中未安装用于MTMin的传感器。在内燃机2的运行范围中的绝对的转矩那么在其中由驾驶员所要求的车轮力矩等于零(推动、制动、带有断开的离合器的滑行、车辆停止、轻微的下坡等等)的合适的运行状况中被确定，因为那么在静态上变速箱输入力矩MTMin也等于零。运行状况通过传动系控制器9被识别出和控制，也就是说一旦运行状况不再存在(释放条件)，就中断该确定。为此，传动系控制器9将释放信号发送到用于内燃机10的控制装置处。
在该实施例中的释放条件是：电机4的最大转矩大于或等于内燃机2的最大转矩、转速在允许的范围中、负荷在允许的范围中、环境压力在极限值之下、环境温度在极限值之上、冷却水温度在极限值之上、车载网络电压在允许的范围中、所有涉及传感器和执行器的诊断被完全执行且未识别出错误，用于重复修正的等候时间在当前的运行范围中期满以及变速箱输入力矩是零或已知。
用于内燃机10的控制装置然后确定实际的转矩曲线MV的第一近似转矩信号MVEi。
EM转矩MEM被调节成使得电气精确地产生相对内燃机的反力矩。在此在电机4中/处所测得的EM反转矩信号MEMi(在电机12的控制器中计算出)那么被考虑用于在用于内燃机10的控制装置中修正转矩确定。在第一近似转矩信号MVEi与EM反转矩信号MEMi之间的绝对的转矩偏差ΔMVEid通过如下被给定(在下面仅考虑变量的绝对值)：
(2) .
在此，索引k表示，该偏差对于内燃机的运行范围而言是特定的。
对第一近似转矩信号MVEi的修正然后得出更精确的第二近似转矩信号MVEik，其如下面那样来计算：
(3) .
在该实施例中，所检测的偏差ΔMVEid(k)依次在带有索引k的不同的运行范围中被测定且被记入到转矩修正特征曲线族中。对于带有索引k的不同运行范围而言的修正值须被依次测定。必要时也需要对于运行点k根据精确性要求而定地依次执行多次测量且对这些结果取平均。
图2示意性地示出了在混动车辆中以P2布置形式的并联式传动系20的结构。
在以P2布置形式的并联式传动系中，仅交换了离合器5和电机4的顺序。上述内容因此在该实施例中也是有效的。
在该实施例中，传动系控制器9、用于内燃机10的控制装置和用于电机11的控制器分别被实施成单独的控制装置和控制器。这然而如上面所提及的那样绝不应被理解为限制性。
图3示意性地示出了在混动车辆中的串联式传动系30的结构。
串联式传动系30不具有变速箱6。内燃机2在该布置中用于经由在发电运行中的电机4给牵引电池13充电。混动车辆的驱动经由第二电机14实现，第二电机通过牵引电池13被供以能量。
在串联式传动系30中，变速箱输入力矩MTMin在静态上总是等于零，因为不存在变速箱6。因此，在串联式传动系30中第二近似转矩信号根据上述考虑始终可被确定为绝对的转矩。因此，传动系控制器9始终将释放信号发送到用于内燃机10的控制装置处，只要满足如下释放条件：电机4的最大转矩大于或等于内燃机2的最大转矩、转速在允许的范围中、负荷在允许的范围中、环境压力在极限值之下、环境温度在极限值之上、冷却水温度在极限值之上、车载网络电压在允许的范围中、所有涉及的传感器和执行器的诊断被完全执行且未识别出错误，且用于重复修正的等候时间在当前的运行范围中期满。
在该实施例中，传动系控制器9、用于内燃机10的控制装置和用于电机11的控制器分别被实施为单独的控制装置和控制器。然而这如上面所提及的那样绝不应被理解为限制性。
图4示出了用于确定内燃机2的转矩变化的修正的一个实施例。
下面，对于在图4中所示出的方法的前提条件是图1和图2的实施例的并联式传动系1和20。相对图1和2所描述的用于借助于被安装在带有并联式传动系1和20的混动车辆中的电机4确定内燃机2的绝对转矩的修正的方法的前提条件是已知的变速箱输入力矩MTMin。因此，该方法在行驶期间大多数不可利用，因为MTMin在行驶期间不可测定。
然而，在图4中所示出的方法能实现用于内燃机2的转矩变化的修正的确定。在图4中所示出的运行状况相应于在平的道路上的经速度调节的行驶，从而使得变速箱输入力矩在修正方法的时间段上应是恒定的。
在41中，向所要求的额定转矩施加测试转矩信号，其相应于额定转矩信号的短期的提高。这引起在42处调节的实际转矩曲线(其由于此处假定的运行状况否则将不产生)的变化ΔMV。
在42中，因此由传动系控制器9识别出已调节实际转矩曲线的变化ΔMV且将在电机4中产生EM转矩变化ΔMEM的指令给出到电机11的控制器处，所述EM转矩变化恰好补偿实际转矩曲线ΔMV的变化，以便于将变速箱输入力矩MTMin保持恒定。其在43处调节，从而变速箱输入力矩MTMin假定初始值或者建立初始的运行状况。因为静态地应适用如下：
(4)
然后在43和44之间在用于内燃机10的控制装置中确定第一近似转矩信号ΔMVEi(其在该实施例中是转矩变化)并且在电机11的控制器中确定EM反转矩信号ΔMEMi。然后确定在第一近似转矩信号ΔMVEi和EM反转矩信号ΔMEMi的转矩变化ΔΔMVEid之间的偏差：
(5) .
在此，索引k表示，该偏差对于内燃机的运行范围而言是特定的。
对第一近似转矩信号ΔMVEi的修正然后得出更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik，其如下地计算出：
(6) .
在该实施例中，所检测到的偏差ΔΔMVEid(k)依次在带有索引k的不同运行范围中被测定且被记入到转矩变化修正特征曲线族中。对于带有索引k的不同运行范围而言的修正值须被依次确定。必要时也需要对于每个运行点k根据精确性要求而定地依次执行多次测量并且对结果取平均。
由用于内燃机10的控制装置在带有索引k的运行点处确定第一近似转矩信号ΔMVEi(k) = 5 Nm。然而，内燃机2的实际转矩曲线的变化仅为ΔMV = 4 Nm(因为太少附加燃料被喷入)。EM反转矩信号同样为ΔMEMi(k) = 4 Nm。因此，修正值变成ΔΔMVEid(k) = 1 Nm而更精确的第二近似转矩信号是ΔMVEik(k) = 4 Nm。
在该实施例中的释放条件是：电机4的最大转矩大于或等于内燃机2的最大转矩、转速在允许的范围中、负荷在允许的范围中、转速和负荷动态在允许的范围中、环境压力在极限值之下、环境温度在极限值之上、冷却水温度在极限值之上、车载网络电压在允许的范围中、所有涉及的传感器和执行器的诊断被完全执行且未识别出错误、用于重复修正的等候时间在当前运行范围中期满并且变速箱输入力矩恒定。
该方法是有利的，因为其在行驶期间(在恒定的运行状况的情形中)可被执行且预期不影响行驶特性、内燃机的运行平稳性或排放，因为实际转矩曲线的变化ΔMV的需要的幅度如此地小，使得其不可被感觉到。
图5示出了用于在带有并联式传动系1和20的混动车辆中的内燃机10的控制装置的一个实施例。
相对图4所描述的用于借助于被安装在带有并联式传动系1和20的混动车辆中的电机4确定内燃机2的转矩变化的修正的方法的前提条件是恒定的变速箱输入力矩MTMin。这在真实的运行状况中是非常少见或者经常不够久的情况。然而可能的是，在行驶期间在可变的实际转矩曲线或者可变的所要求的额定转矩信号的情形中借助于在下面被称作相关性方法的方法更精确地确定在实际转矩曲线中的变化。
在该实施例中，用于内燃机10的控制装置和用于电机11的控制器分别被实施成单独的控制装置和控制器。这然而如上面所提及的那样绝不应被理解为限制性。
对于相关性方法而言的释放条件是：电机4的最大转矩大于或等于内燃机2的最大转矩、转速在允许的范围中、负荷在允许的范围中、转速和负荷动态在允许的范围中、环境压力在极限值之下、环境温度在极限值之上、冷却水温度在极限值之上、车载网络电压在允许的范围中、所有涉及的传感器和执行器的诊断被完全执行且未识别出错误，且用于重复修正的等候时间在当前的运行范围中期满。
用于内燃机10的控制装置具有带有集成存储器的处理器50，其协调且部分承担上述基本控制任务。带有集成存储器的处理器50原则上可访问下面所描述的所有其它部件且交换数据和信号。带有集成存储器的处理器50在满足释放条件的情形中解锁相关性方法。
用于内燃机的控制装置划分成部件仅用于说明和描述工作原理而绝不应被理解为限制性。
用于内燃机10的控制装置具有额定计算部件51，其测定所要求的额定转矩信号MVEs。测试样本发生器52产生测试转矩信号，在该实施例中是由测试转矩脉冲ΔMVEsi(i =1,…,N)构成的PRBS，测试转矩脉冲被施加给所要求的额定转矩信号MVEs，以便于产生额定转矩信号。调节变量部件53由额定转矩信号确定用于操控执行器的调节变量，以便于相应地调节内燃机2。调节变量经由CAN接口54被传输到CAN总线系统55上到内燃机2处。
接着调节实际转矩曲线MV。通过测试转矩脉冲ΔMVEsi影响实际转矩曲线MV并且确定第一近似转矩信号ΔMVEi。所要求的额定转矩信号MVEs和第一近似转矩信号ΔMVEi构成的总和形成输入信号xi(i = 1,…,N)：
(7) .
输入信号xi对于每个测试转矩脉冲ΔMVEsi而言被保存在移位寄存器56中。
电机4此时被调节成使得由于测试转矩脉冲ΔMVEsi引起的变化在实际的转矩曲线MV中被尽可能好地补偿。因为可变的所要求的额定转矩信号MVEs(动态运行状况)如干扰那样起作用，所以实际转矩曲线MV的由测试转矩脉冲ΔMVEsi所引起的变化可能不可如在上述实施例中那样被精确地补偿。因此，该调节相对测试转矩脉冲ΔMVEsi时间延迟地(时间延迟τ)进行。时间延迟τ以实验的方式确定，以便于实现在输入信号xi与通过电机4的补偿之间的较高的统计学关系，如下面所描述的那样。
EM反转矩信号ΔMEMi在电机中/处被测量且经由CAN总线系统被传输到动态修正部件57处。动态修正部件57基于所要求的额定转矩信号MVEs以如下方式修正EM反转矩信号ΔMEMi，即，从EM反转矩信号ΔMEMi减去动态修正值adki。由此，可降低系统影响。这得出经修正的EM反转矩信号并且形成输出信号yj(j=1,…N)：
(8) .
输出信号yj对于每个测试转矩脉冲ΔMVEsi而言被保存在移位寄存器58中。
相关器59访问在移位寄存器56和58中的输入信号xi和输出信号yj，以便于计算相关系数CCC和加权因子byx。相关系数CCC处在0与1之间且是对于输入信号xi和输出信号yj的相似性或一致性而言的量度。对于相同的信号曲线得出为1的相关系数且该相关系数意味着在两个信号之间的直接关系。反之，为0的值意味着在信号之间不存在相似性。
相关系数CCC和加权因子byx如下来计算：
(9) ,
(10) ,
(11) ,
(12) ,
(13) .
在此，AM(xi)和AM(yj)是输入信号xi和输出信号yj的算术平均值。如果相关系数CCC超过确定的阈值CCCs，两个信号具有如此高的程度的一致性，使得更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik的测定是可行的。时间延迟τ根据最大的相关系数来设置。更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik那么如下来计算：
(14) .
在此，因子fmk(k)是修正因子特征曲线族，利用该修正因子特征曲线族基于系统影响补偿在更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik与EM反转矩信号ΔMEMi之间的幅度偏差。在最佳的情况中，fmk(k)都是1。
在该实施例中，更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik(k)依次在带有索引k的不同运行范围中被测定且被记入到转矩变化修正特征曲线族60中。对于带有索引k的不同运行范围的修正值须被依次测定。必要时也需要对于每个运行点k根据精确性要求而定地依次执行多次测量并且对结果取平均。
相关性方法是有利的，因为其可在行驶期间被执行且预期不影响行驶特性、内燃机的平滑性或排放。在所描述的相关性方法中，测试转矩脉冲ΔMVEsi (i = 1,…,N)的需要的幅度如此地小，使得其不可被感觉到。利用相关性方法，在正常的行驶运行或动态运行状况中也可检验出在实际转矩曲线MV中即使较小的转矩变化。
图6示出了用于以对于相关性方法而言的动态修正值adki修正EM反转矩信号ΔMEMi的原理。
在图6中的运行状况是相关性方法被应用在其中的正加速的混动车辆。所要求的额定转矩信号由于加速相应地上升。因为可变的所要求的额定转矩信号MVEs(动态运行状况)如干扰那样起作用，实际转矩曲线MV的由测试转矩脉冲ΔMVEsi所引起的变化可能不可如在上述实施例中那样被精确地补偿。因此，EM反转矩信号ΔMEMi系统地上升。
为了降低对相关性确定的系统影响且因此提高该方法的精确性，EM反转矩信号ΔMEMi以动态修正值adki来修正，以便于获得经修正的EM反转矩信号，其形成输出信号yj。因此，在输出信号yj中仅还包含在EM反转矩信号ΔMEMi中的实际转矩曲线MV的由测试转矩脉冲ΔMVEsi所引起的变化的部分。由此，相关系数CCC变得更大。
图7示出了在用于内燃机的控制装置中用于修正转矩确定的流程图。
在该方法中涉及根据图1和2的实施例。这绝不应被理解为限制性。
在65中确定内燃机2的基于额定转矩信号而调节的实际转矩曲线MV的第一近似转矩信号MVEi，如上面所描述的那样。
在66中，基于在电机中/处所测得的EM反转矩信号MVEi修正第一近似转矩信号MEMi，以便于测定更精确的第二近似转矩信号MVEik，如上面所描述的那样。
图8示出了用于执行相关性方法的流程图。
在该方法中涉及根据图5的实施例。
在70中，启动且初始化内燃机。
在71中，如果满足释放条件(如上面所描述的那样)，启动相关性方法。
在72中，将测试转矩脉冲ΔMVEsi施加到所要求的额定转矩信号MVEs上，如上面所描述的那样。
在73中，确定第一近似转矩信号ΔMVEi并且将输入信号xi存储在移位寄存器56中，如上面所描述的那样。
在74中，在实际转矩曲线MV中尽可能好地通过电机4来补偿由于测试转矩脉冲ΔMVEsi引起的变化并且确定EM反转矩信号ΔMEMi。紧接着，减去动态修正值adki并且形成输出信号yj并且所述输出信号被保存在移位寄存器58中，如上面所描述的那样。
在75中检查是否还满足释放条件。如果否，重复步骤71。
如果75得出是，在76中检查测试转矩信号是否结束。如果否，重复步骤72。
如果76得出是，在77中计算出相关系数CCC，如上面所描述的那样。
在78中检查CCC是否超出阈值CCCs。如果否，重复步骤71。
如果78得出是，在79中确定加权因子byx和更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik，如上面所描述的那样。
在80中，依次在带有索引k的不同运行范围中测定更精确的第二近似转矩信号ΔMVEik(k)并且将其记入到转矩变化修正特征曲线族60中。紧接着，重复步骤71。 附图标记列表：
1 以P1布置形式的并联传动系
2 内燃机
3 曲轴
4 电机
5 离合器
6 变速箱
7 变速箱输入轴
8 车轮
9 传动系控制器
10 用于内燃机的控制装置
11 用于电机的控制器
12 功率电子设备
13 牵引电池
14 第二电机
20 以P2布置形式的并联传动系
30 串联式传动系
50 带有集成存储器的处理器
51 额定计算部件
52 测试样本生成器
53 调节变量部件
54 CAN接口
55 CAN总线系统
56 移位寄存器
57 动态修正部件
58 移位寄存器
59 相关器
60 转矩变化修正特征曲线族
MV 实际转矩曲线
ΔMV 实际转矩曲线的变化
MEM EM转矩
ΔMEM EM转矩变化
MTMin 变速箱输入力矩
MVEs 要求的额定转矩信号
ΔMVEsi 测试转矩脉冲
MVEi,ΔMVEi 第一近似转矩信号
MEMi,ΔMEMi EM反转矩信号
ΔMVEid 绝对转矩偏差
ΔΔMVEid 在转矩变化之间的偏差
MVEik,ΔMVEik 更精确的第二近似转矩信号
xi 输入信号
yj 输出信号
adki 动态修正值
τ 时间延迟
CCC 相关系数
CCCs 阈值
byx 加权因子
fmk 修正因子特征曲线族
k 索引。
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