CN102656039A - 用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法，其中所述机动车由所述电机（1）和/或内燃机（3）来驱动，其中检查，是否精确地确定了由所述电机（1）施加的驱动力矩（MdEres）。为了保证，在机动车的行驶运行中正确地执行运行策略或者说负荷点移动在动力传动系中可靠地起作用，借助于由所述内燃机（3）在切断进给的过程中产生的牵引力矩（MdVSchlepp）关于所述由电机（1）施加的驱动力矩（MdEres）的精度对该驱动力矩（MdEres）进行评估。

Description

用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法，其中所述机动车由所述电机和/或内燃机来驱动，其中检查，是否精确地确定了由所述电机施加的驱动力矩，并且本发明涉及一种用于实施所述方法的装置。
背景技术
具有混合的驱动结构的机动车大多数具有内燃机作为第一驱动机组并且具有电机或者液压马达作为第二驱动机组。也能够使用其它的驱动机组。在混合机动车的行驶运行的过程中，驱动力矩由此能够由所述驱动机组一起来施加。
对于这样的混合系统来说，所述内燃机在特定的工作点中从所述动力传动系上分开并且停止，由此除了较低的废气排放之外出现较低的燃料消耗。所述机动车纯粹以电气方式通过以马达方式接通的电机以及储存在高压蓄电池中的用于驱动所述电机的能量来进行运动。通过将所述电机转换为发电机方式的运行这种方式，在所述内燃机又连接到所述动力传动系上时来将功率反馈到所述高压蓄电池中，由此给所述高压蓄电池充电。不过也能够在所述内燃机分离时给所述高压蓄电池充电。为了实施自动的充电及放电过程，在相应的控制器中存放了运行策略。
根据相应的运行策略，由所述电机的控制器来计算所述电机的转矩作为驱动力矩，该转矩由所述电机来完成。这种所计算的转矩必须非常精确，用于尤其在机动车的混合运行中能够实现包括内燃机和电机的动力传动系的最佳的工作方式。
从DE 10 2005 062 870 A1中公开了一种方法，对于该方法来说在机动车控制器中在监控层面之内进行连续的力矩比较。在此求得可靠的力矩。借助于力矩范围检查来确定，所求得的额定力矩是否处于两个单个驱动装置的力矩范围之内。
发明内容
所述按本发明的具有权利要求1所述特征的用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法具有这样的优点，即在所述机动车的行驶运行中正确地执行运行策略或者说负荷点移动（Lastpunktverschiebung）在动力传动系中可靠地起作用。借助于由所述内燃机在切断进给的过程中产生的牵引力矩关于所述由电机施加的驱动力矩的精度对该驱动力矩进行评估，由此可以可靠地识别出在所述电机的转矩的计算中的误差。所述构成驱动力矩并且计算的转矩的精度的检查不仅能够通过维修点测试（Werkstatt-Test）来触发，而且能够在机动车的行驶运行的过程中通过例行检验来调用。对于这种检查来说不需要额外的结构上的单元。
有利地将所述电机和/或内燃机调节到预先给定的总转速，其中布置在所述电机与所述内燃机之间的分离离合器闭合并且将所述内燃机置于切断进给的状态中并且确定由所述电机在所述内燃机的切断进给的过程中施加的驱动力矩，其中在所施加的驱动力矩大约相当于所述内燃机的牵引力矩时所述电机产生精确的驱动力矩。借助于所述电机的正确的转矩的可信性检测不仅能够确定，在行驶运行中是否可靠地执行所述运行策略，而且也能够在制造所述机动车之后在传送带终检中快速且容易地对所述电机的功能能力进行测试。
在设计方案中，在所述由电机在内燃机的切断进给的过程中施加的驱动力矩与所述牵引力矩之间存在差别时显示出故障。通过给驾驶员的信息来提早地向驾驶员报告所述电机或者说触发所述电机的控制器的可能的故障。因此驾驶员能够寻找维修点从而消除故障，因此所述混合驱动装置总是能够在相应的运行策略的最佳的条件下运行。此外，在传送带终检中或者在维修点处显示出组件故障方便了故障查找。
在一种变型方案中，在所述由电机在内燃机的切断进给的过程中施加的驱动力矩与所述牵引力矩之间存在差别时，通过根据所述故障确定的偏移变化（Offsetänderung）来对所述电机的错误地确定的驱动力矩进行校正。由此能够进一步利用所使用的控制器连同在该控制器中实施的软件。如果在机动车的行驶运行的过程中进行驱动力矩的检查，所述行驶运行而后总是可以在混合驱动的过程中以所述电机的经过校正的正的转矩作为驱动力矩来继续下去，这种处理方式特别有意义。
如果不可能对所述电机的错误的转矩进行校正，那么在所述由电机在内燃机的切断进给的过程中施加的驱动力矩与所述牵引力矩之间存在差别时起动机动车的应急运行。这种应急运行计划可以包括所述内燃机的额定转矩的校正，以便负荷点移动起作用并且另外所述内燃机可以在最佳的工作点中运行。作为替代方案或者补充方案，可以保存所述内燃机的停止的禁令，用于在所述电机有故障时防止机动车的停止。
在一种改进方案中，为了将内燃机切断进给，关闭所述内燃机的喷射阀。由此可靠地保证，在所述内燃机中不再进行燃烧过程并且所述内燃机不再积极地为所述机动车的动力传动系的驱动作贡献。所述内燃机仅仅通过所述电机保持在预先给定的转速上。
在所述内燃机的切断进给的过程中，所述电机有利地在工作，用于在转速调整模式中调节预先给定的转速。由此总是将所述预先给定的转速保持恒定并且在类似的条件下执行转矩检查。
在一种设计方案中，所述预先给定的转速通过所述电机的调整器来调节并且将所述电机的所施加的驱动力矩与所述内燃机的所建模的牵引力矩进行比较。为了对所述电机的所计算的转矩进行非常精确的检查，必须精确地确定所述内燃机在检查的时刻所具有的牵引力矩，因为其在所述内燃机的不同的运行条件下有变化。在一种变型方案中，根据不同的运行参数尤其温度、转速和负载，在所述内燃机的试验台运行的过程中求得所述内燃机的所建模的牵引力矩并且将其作为组合特性曲线加以保存。为了比较在检查的过程中通过所述电机施加的转矩，仅仅必须确定所述内燃机的当前的运行参数，用于选择合适的用于检查的牵引力矩。
为了排除测量误差，对于所述电机和内燃机的不同的总转速来说将所述电机的驱动力矩与所建模的牵引力矩进行比较。在此通过单个测量相应地形成算术的平均值，用于剔除太高的单个值。
本发明的一种改进方案涉及一种用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的装置，其中所述机动车由所述电机和/或内燃机来驱动，其中检查，是否对应于预先给定的驱动策略精确地确定了由所述电机施加的驱动力矩。为了保证，在机动车的行驶运行中正确地执行运行策略或者说负荷点移动在动力传动系中可靠地起作用，存在着相应的机构，所述机构借助于由所述内燃机在切断进给的过程中产生的牵引力矩关于所述由电机施加的驱动力矩的精度对该驱动力矩进行评估。这样做的优点是，可靠地识别出在所述电机的转矩的计算中的误差。
所述电机和内燃机有利地由至少一个控制器来触发，所述控制器具有用于对所述电动机的转速进行调整的调整器以及用于保存所述内燃机的所建模的牵引力矩的存储器，其中所述控制器根据所述机动车的运行策略来计算所述电机的驱动力矩并且将其与所述牵引力矩进行比较。由此可以在没有额外的辅助机构的情况下来检查所述电机的驱动力矩。
在一种改进方案(Auspraegung)中，所述电机布置在所述内燃机的驱动轴上，这也称为并联的混合动力传动系。通过内燃机和电机的这种布置方式来改进检查情况，因为其之间没有额外的传动机构传动比并且所述电机像所述内燃机一样将转矩传递到同一根轴上。
附图说明
本发明允许大量的实施方式。其中之一要借助于在图样中示出的附图进行详细解释。
附图示出如下：
图1是用于构造为并联式混合动力的混合动力车的示意性的实施例；
图2是用于对电动机的驱动力矩进行检查的示意性的流程图。
具体实施方式
图1示出了构造为并联式混合动力的混合动力车。在该设计方案中，电动机1布置在内燃机3的驱动轴2上。所述内燃机3通过分离离合器4与所述电动机1相连接。所述电动机1通过起动离合器5连接到变矩器6上，该变矩器6与变速器7相连接。所述变速器7连接到轴8上，在该轴上布置了由所描述的动力传动系来驱动的车轮9、10。
所述电动机1由高压蓄电池11来供给能量，该高压蓄电池则通过换流器12与所述电动机1相连接。所述电动机1和内燃机3由发动机控制器13来控制。该发动器控制器13包括存储器14，在所述存储器14中存放了所述内燃机3的用于该内燃机3的不同的运行状态的牵引力矩。
在此有不同的运行范围，并联式混合动力能够在所述不同的运行范围内运行。在第一种运行范围内断开所述分离离合器4并且所述内燃机3从动力传动系上分开并且自动地停止。所述混合动力车纯粹以电气方式通过以马达方式接通的电动机1以及储存在所述高压蓄电池11中的能量来驱动。
如果在所述高压蓄电池11中的能函下降到低于特定的阈值，那就自动地起动所述内燃机3并且将其连接到动力传动系上，这通过所述分离离合器4的闭合来进行。所述内燃机3现在为所述混合动力车的驱动作贡献。在这第二种运行范围中，将所述电动机1转换到发电机方式的运行中，在所述发电机方式的运行中现在又将功率反馈到所述高压蓄电池11中。也就是给所述高压蓄电池11充电。
所述自动的充电及放电过程的实施的策略取决于相应的存放在所述发动机控制器13中的运行策略，所述运行策略基本上以所述高压蓄电池11为准，因为所述高压蓄电池11不得深度放电。对于目前已知的高压蓄电池来说，最低的阈值大约为25%。
借助于图2要对用于所述电动机1的驱动力矩的可信性检测的实施例进行解释。要么在机动车的行驶运行的过程中存在故障嫌疑时实施这样的可信性检测。不过也能够在制造机动车时按照标准作为传送带终检来实施这种检查。
在方框100中断开所述变矩器6与所述驱动轴2之间的起动离合器5，在所述驱动轴2上布置了所述内燃机3和所述电动机1。由此保证，所述机动车处于停止状态中并且与驱动轮之间未出现任何传力配合。在方框101中对所述混合驱动装置的环境条件进行检查。在此对所述高压蓄电池11的充电状态进行如下评估，是否存在足够的用于驱动所述电动机1的能量。此外检查所述电动机1的温度、所述换流器12以及所述电气驱动装置的其它组件。如果当前的环境条件不允许检查所述电动机1的驱动力矩，比如因为所述高压蓄电池拥有太低的能量状态，那就返回到方框100。如果所述混合驱动装置的环境条件足以用于进行检查，那就转到方框102，在所述方框102中对所述混合驱动装置的空转条件进行条件处理。所述电动机1与所述内燃机3之间的分离离合器4的闭合属于这些空转条件。在这个步骤中，也在空转中给所述内燃机3点火，这意味着，在所述内燃机3中点燃燃料-空气-混合物，这使得所述内燃机3为所述驱动轴2的驱动作出积极的贡献。除此以外，在这个步骤中如下调节所述高压蓄电池11，使得所述高压蓄电池11的充电状态比如具有50%。此外为此要关心，所述内燃机3的机油处于热运行（betriebswarm）的状态中，比如在温度为80℃时产生该状态。
如果在空转中结束所述混合驱动装置的条件处理，那就在方框103中将所述动力传动系（内燃机3和电动机1）的总转速n提升到所定义的4000rpm的转速。如果将所述转速稳定地调节到4000rpm，那就在方框104中开始所述电动机1的驱动力矩的真正的检查。在此将所述内燃机3置于“切断进给”状态中，这意味着，所述内燃机3没有为所述驱动轴2的驱动作出自己的贡献。将所述电动机1转换到转速调整模式中，用于将所述驱动装置的总转速n保持在4000rpm左右。这通过所述电动机1的包含在控制器13中的调整器15来实施。但是，作为替代方案，所述调整器15也可以包含在所述包括控制器的换流器12中。在此所述内燃机3以机械方式被所述电动机1所牵引，使得该内燃机3也一同转动。
所述控制器13在这种状态中计算所述电动机1的当前的转矩MdEres。
为计算所述电动机1的转矩MdEres，在此适用：
P=MdEres*ω以及P=U*IE
MdEres*ω=U*IE，
其中
ω 表示所述电动机1的角速度
U 表示加载在所述电动机1上的电压
IE 表示通过所述电动机1流动的电流。
所述角速度ω从
ω=2πn中确定，其中n是所调节的4000rpm的总转速。
通过所述电动机1流动的电流IE通过在所述电动机1上的电阻来测量。
在方框104中从所述内燃机3的牵引力矩MdVSchlepp中减去所计算的合成的转矩MdEres。所述牵引力矩MdVschlepp从组合特性曲线中获知，所述组合特性曲线根据负载L、机油温度T和转速n保存在所述控制器13的存储器14中。从中确定差值Mddelta。
Mddelta=MdVSchlepp-MdEres。
在方框105中将这个差值Mddelta与阈值进行比较，该阈值代表着用于偏差的公差宽度。如果所述差值Mddelta小于所述阈值，那么所述电动机1的所计算的转矩MdEres是合格的（方框106）。随后从方框106返回到方框103中，在所述方框103中为所述电动机1和所述内燃机3调节新的3000rpm的总转速n并且重新连续通过所述方框104到105的处理。在结果为正时，对于新的n=2000rpm的转速来说连续地通过所述方框104和105的处理作为进一步的检查。
如果在方框105中发现，所述差值Mddelta大于允许的阈值，那么由所述电动机1施加的合成的转矩MdEres是不合格的。在方框107中探测到这种故障之后，在方框108中采取应急措施，比如用于禁止内燃机3停止的命令。由此防止机动车由于在所述电动机1中的故障而停止，因为所述机动车而后还总是能够用所述内燃机3来继续行驶。

Claims (13)

1.用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的方法，其中所述机动车由所述电机（1）和/或内燃机（3）来驱动，其中检查，是否精确地确定了由所述电机（1）施加的驱动力矩（MdEres），其特征在于，借助于由所述内燃机（3）在切断进给的过程中产生的牵引力矩（MdVSchlepp）关于所述由电机（1）施加的驱动力矩（MdEres）的精度对该驱动力矩（MdEres）进行评估。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述电机（1）和/或内燃机（3）调节到预先给定的总转速（n），其中布置在所述电机（1）与所述内燃机（3）之间的分离离合器（4）闭合并且将所述内燃机（3）置于切断进给的状态中并且确定由所述电机（1）在所述内燃机（3）的切断进给的过程中施加的驱动力矩（MdEres），其中如果所施加的驱动力矩（MdEres）大约相当于所述内燃机（3）的牵引力矩（MdVSchlepp），所述电机（1）就产生精确的驱动力矩（MdEres）。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述由电机（1）在内燃机（3）的切断进给的过程中施加的驱动力矩（MdEres）与所述牵引力矩（MdVSchlepp）之间存在差别时显示出故障。
4.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述由电机（1）在内燃机（3）的切断进给的过程中施加的驱动力矩（MdEres）与所述牵引力矩（MdVSchlepp）之间存在差别时，通过根据所述故障确定的偏移变化来对所述电机（1）的错误地确定的驱动力矩（MdEres）进行校正。
5.按权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述由电机（1）在内燃机（3）的切断进给的过程中施加的驱动力矩（MdEres）与所述牵引力矩（MdVSchlepp）之间存在差别时，起动所述机动车的应急运行。
6.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，为了将所述内燃机（3）切断进给，关闭所述内燃机（3）的喷射阀。
7.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述内燃机（3）的切断进给的过程中，所述电机（1）在工作，用于在转速调整模式中调节预先给定的总转速（n）。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预先给定的总转速（n）通过所述电机（1）的调整器（15）来调节并且将所述电机（1）的所施加的驱动力矩（MdEres）与所述内燃机（3）的所建模的牵引力矩（MdVSchlepp）进行比较。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，根据不同的运行参数，尤其温度（T）、转速（n）和负载（L），在所述内燃机（3）的试验台运行的过程中求得所述内燃机（3）的所建模的牵引力矩（MdVSchlepp）并且将其作为组合特性曲线加以保存。
10.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，对于不同的总转速（n）来说将所述电机（1）的驱动力矩（MdEres）与所述内燃机（3）的所建模的牵引力矩（MdVSchlepp）进行比较。
11.用于在机动车的混合驱动装置中对由电机施加的驱动力矩进行可信性检测的装置，其中所述机动车由所述电机（1）和/或内燃机（3）来驱动，其中检查，是否精确地确定了由所述电机（3）施加的驱动力矩（MdEres），其特征在于，存在着相应的机构（13、14、15），所述机构借助于由所述内燃机（3）在切断进给的过程中产生的牵引力矩（MdVSchlepp）关于所述由电机（1）施加的驱动力矩（MdEres）的精度对该驱动力矩（MdEres）进行评估。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电机（1）和所述内燃机（3）由至少一个控制器（13）来控制，所述控制器具有用于对所述电动机（1）的转速进行调整的调整器（15）以及用于保存所述内燃机（3）的所建模的牵引力矩的存储器（14），其中所述控制器（13）计算所述电机（1）的驱动力矩（MdEres）并且将其与所建模的牵引力矩（MdVSchlepp）进行比较。
13.按权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述电机（1）布置在所述内燃机（3）的驱动轴（2）上。
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