DE102007009568A1 - Hybrid drive comprises electrical machine with drive shaft, where internal combustion engine is provided with another drive shaft, and both drive shafts are temporally coupled with one another - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von Parallel-Hybridfahrzeugen, bei denen eine E-Maschine über eine Kupplung direkt mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist. Der Verbrennungsmotor weist ein Geberrad auf, das die Winkelposition der Kurbelwelle mit einer diskreten Auflösung, üblicherweise 6 Grad, angibt. Die E-Maschine umfasst einen weiteren Positionssensor, der auf Grund der hohen dynamischen Anforderungen eine kurze Antwortzeit aufweist und ein hoch aufgelöstes Positionssignal bereitstellt.The Invention is based on parallel hybrid vehicles, in which a Electric engine via a clutch directly with an internal combustion engine connected is. The internal combustion engine has a transmitter wheel which the angular position of the crankshaft with a discrete resolution, usually 6 degrees, indicates. The electric machine comprises a further position sensor, due to the high dynamic requirements a short response time and provides a high resolution position signal.
Die
Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt das Konzept zu Grunde, dass Positionssignal der E-Maschine auch für den damit gekoppelten Verbrennungsmotor zu verwenden. Auf diese Weise kann auf ein Geberrad am Verbrennungsmotor, das zur Steuerung des Verbrennungsmotors verwendet wird, verzichtet werden. Zudem kann durch das Positionssignal der E-Maschine die Position des Verbrennungsmotors ohne weitere Hilfsmittel mit hoher Präzision bestimmt werden.Of the Invention is based on the concept that position signal of the E-machine also for the combustion engine coupled with it to use. In this way, it is possible to switch to an encoder wheel on the internal combustion engine, which is used to control the internal combustion engine omitted become. In addition, by the position signal of the electric motor, the Position of the internal combustion engine without further aids with high Precision can be determined.
Das erfinderische Konzept wird ferner von Hybridmotoren umgesetzt, bei denen die E-Maschine zeitweise, d. h. in bestimmten Betriebszuständen, mit dem Verbrennungsmotor direkt oder über ein konstantes Drehzahlverhältnis verbunden ist. In diesem Fall wird in dem Betriebszustand, während dem die E-Maschine mit dem Verbrennungsmotor über ein konstantes Drehzahlverhältnis gekoppelt ist, das Positionssignal der E-Maschine verwen det. In Betriebszuständen, in denen keine derartige Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und E-Maschine vorliegt, kann das Winkelsignal des Verbrennungsmotors über einen dort vorgesehenen Sekundär-Positionsgeber ermittelt werden, wobei dieser lediglich die Anforderungen erfüllen muss, die in derartigen Betriebszuständen erforderlich sind. Da die Betriebszustände, in denen keine Kopplung zwischen E-Maschine und Verbrennungsmotor vorliegt, keine oder nur ungefähre bzw. grobe Winkelangaben des Verbrennungsmotors erfordern, kann der Sekundär-Positionsgeber vereinfacht vorgesehen sein.The inventive concept is further implemented by hybrid engines, in which the electric machine is temporarily, d. H. in certain operating conditions, with the internal combustion engine directly or via a constant Speed ratio is connected. In this case, in the operating state during which the electric machine with the Internal combustion engine via a constant speed ratio is coupled, the position signal of the electric machine verwen det. In Operating conditions in which no such connection between the combustion engine and the electric motor, the angle signal of the internal combustion engine via a secondary position sensor provided there be determined, these only meet the requirements must be required in such operating conditions are. Since the operating conditions in which no coupling between electric motor and combustion engine, none or only approximate or rough angle information of the internal combustion engine require the secondary position sensor can be simplified be provided.
Ferner kann der Sekundär-Positionsgeber nur dann verwendet werden, wenn der Verbrennungsmotor nicht oder im Leerlauf betrieben wird, wobei im aktiven Zustand des Verbrennungsmotors der Positionssensor der E-Maschine verwendet wird, da der Verbrennungsmotor im aktiven Zustand mit der E-Maschine verbunden ist. Mit anderen Worten wird zur Positionserkennung des Verbrennungsmotors der gemeinsame Positionssensor verwendet, wenn der Verbrennungsmotor aktiv ist und mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist. In passivem Zustand, d. h. wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, oder wenn dieser kein oder nur geringe mechanische Leistung erzeugt, ist zur Steuerung des Verbrennungsmotors lediglich ein ungefähres bzw. mit relativ hohen Fehlertoleranzen behaftetes Positionssignal notwendig. Dadurch kann der Sekundär-Positionsgeber des Verbrennungsmotors vereinfacht ausgeführt werden.Further the secondary position sensor can only be used when the internal combustion engine is not operated or idling, wherein in the active state of the internal combustion engine, the position sensor of E-machine is used because the internal combustion engine in the active state connected to the electric machine. In other words, for position detection of the internal combustion engine the common position sensor used when the internal combustion engine is active and with the electric machine is coupled. In passive state, d. H. when the internal combustion engine is off, or if this little or no mechanical Power generated, is only to control the internal combustion engine an approximately or with relatively high error tolerances Afflicted position signal necessary. This allows the secondary position sensor the internal combustion engine can be simplified.
Eine Geberrad-Adaption ist bei der Erfassung der Position eines Verbrennungsmotors mittels eines Geberrades notwendig, um die Ungenauigkeiten auszugleichen und Zündaussetzer zu erkennen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch einen Betrieb des Hybridmotors ohne Geberrad-Adaption, da während bestimmten Betriebszuständen, in denen die Zündaussetzerkennung erforderlich ist, die Position des Verbrennungsmotors mittels des gemeinsamen Positionssensors, der auch die Position der elektrischen Maschine erkennt, durchgeführt werden kann. Eine Geberrad-Adaption ist daher nicht notwendig, da ein gemeinsamer Positionssensor, vorzugsweise der Positionssensor der elektrischen Maschine, auch zur Positionserkennung des Verbrennungsmotors verwendet werden kann. Dadurch kann auf einen Adaptionsschritt verzichtet werden, der das Ausschalten des Verbrennungsmotors erforderlich macht. Dadurch wird der Betrieb des Hybridantriebs vereinfacht.A Transmitter wheel adaptation is when detecting the position of an internal combustion engine by means of a sender wheel necessary to compensate for the inaccuracies and to detect misfiring. The present invention However, allows operation of the hybrid engine without Geberrad- adaptation, since during certain operating conditions in which the misfire detection is required, the position the internal combustion engine by means of the common position sensor, which also detects the position of the electric machine can. An encoder wheel adaptation is therefore not necessary as a common Position sensor, preferably the position sensor of the electric machine, also be used for position detection of the internal combustion engine can. This makes it possible to dispense with an adaptation step, the makes the switching off of the internal combustion engine required. Thereby the operation of the hybrid drive is simplified.
Die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung ist vorzugsweise in einem drehzahlfesten Verhältnis mit der Antriebswelle des Elektromotors verbunden. Ferner kann die Positionserkennungsvorrichtung in gleicher Weise mit einer Welle verbunden sein, die zumindest zeitweise ein drehzahlfestes Verhältnis mit der elektrischen Maschine aufweist, und an die die Antriebswelle des Verbrennungsmotors angekoppelt werden kann. Die drehzahlfeste Verbindung kann über eine direkte mechanische Verbindung und/oder über eine nicht schaltbare Kupplung und/oder über ein Getriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis vorgesehen sein. Die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung ist gemäß einer ersten Ausführung mechanisch mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine verbunden. Dies kann mittels eines Geberrads in der Form eines Zahnrads oder als Welle, beispielsweise eine biegsame Welle, ausgeführt sein. In einer zweiten Ausführung ist die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung elektrisch und/oder magnetisch mit der Bewegung der Antriebswelle der elektrischen Maschine verbunden und umfasst einen Sensor zur Erkennung des Stromflusses und/oder des magnetischen Feldes in der elektrischen Maschine.The common position detecting device is preferably connected in a rotationally fixed ratio with the drive shaft of the electric motor. Further, the position detecting device may be connected in the same way with a shaft having at least temporarily a speed-fixed ratio with the electric machine, and to which the drive shaft of the internal combustion engine can be coupled. The speed-proof connection can be provided via a direct mechanical connection and / or via a non-shiftable clutch and / or via a transmission with a fixed speed ratio. The common position detecting device is mechanically connected to the drive shaft of the electric machine according to a first embodiment. This can be carried out by means of a transmitter wheel in the form of a gear or as a shaft, for example a flexible shaft. In a second embodiment, the common position detection device is elek trically and / or magnetically connected to the movement of the drive shaft of the electric machine and includes a sensor for detecting the current flow and / or the magnetic field in the electric machine.
Die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung kann zum Beispiel ein Sensor sein, der die Bewegung einer Antriebswelle über eine mechanische Verbindung misst, und die Bewegung beispielsweise mittels optischer, magnetischer und/oder Hall-Sensoren abtastet. Die Bewegung der zu messenden Antriebswelle kann an ein Zahnrad übertragen werden, das optisch, magnetisch oder per Hall-Sensor gemessen wird. Ferner kann die mechanische Bewegung an ein Loch- oder Zahnrad weitergegeben werden, das optische bzw. magnetische Merkmale aufweist. Die Ablesung kann optisch erfolgen, bsp. mittels einer Lichtschranke, und/oder magnetisch, beispielsweise per Induktion oder per Hall-Sensor.The common position detection device may, for example, a Be sensor, the movement of a drive shaft over measures a mechanical connection, and the movement, for example scanned by means of optical, magnetic and / or Hall sensors. The movement of the drive shaft to be measured can be transmitted to a gear which is measured optically, magnetically or by Hall sensor. Furthermore, the mechanical movement can be passed on to a pin or gear be that has optical or magnetic characteristics. The reading can be done optically, ex. by means of a light barrier, and / or magnetic, for example by induction or by Hall sensor.
Ferner kann die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung elektrisch oder magnetisch mit der Antriebswelle verbunden sein. Hierbei werden die in der elektrischen Maschine fließende Ströme erfasst, wobei aus deren Verlauf und/oder deren Amplitude auf die Drehzahl und/oder auf die Position geschlossen werden kann. Beispielsweise kann die elektrische Maschine mit einer Leistungsendstufe angesteuert werden, die einen Sense-MOSFET-Transistor als Schaltelement umfasst, wobei der Leistungsabschnitt dieser Transistoren die elektrische Maschine ansteuert und der Sense-Abschnitt den in die elektrische Maschine fließenden Strom wiedergibt. Alternativ können auch Shunt-Widerstände verwendet werden, die in den Stromfluss der elektrischen Maschine eingeschaltet sind. Further For example, the common position detecting device can be electric or be magnetically connected to the drive shaft. Here are the currents flowing in the electrical machine detected, with their course and / or their amplitude on the Speed and / or can be closed to the position. For example The electrical machine can be controlled with a power output stage which comprises a sense MOSFET transistor as a switching element, wherein the power section of these transistors is the electric machine controls and the scythe section into the electric machine flowing current. Alternatively you can Also shunt resistors are used in the current flow the electric machine are turned on.
Zum Einen kann der Strom und/oder die Spannung der Antriebswicklungen betrachtet werden, beispielsweise mittels eines Shunt-Widerstandes, eines Sense-MOSFET oder mittels eines Hall-Sensors, der das Magnetfeld misst, welches durch den Stromfluss verursacht wird. Zum Anderen kann der Strom bzw. die Spannung in der Erregerwicklung betrachtet werden, beispielsweise die Spannungskomponente, welche sich durch die induktive Verknüpfung mit den Ständerwicklungen, d. h. mit den Antriebswicklungen ergibt. Als Positionssignal können somit die Flanken und/oder die Amplitude der Spannung bzw. des Stroms der Erregerspule betrachtet werden, wobei sich beispielsweise aus der Frequenz der Flanken die Umdrehungsgeschwindigkeit ergibt und jede Flanke das Nähern bzw. Entfernen eines Erregerpols zu einem Pol der Ständerwicklung angibt. Eine derartige Komponen te kann beispielsweise über einen Shunt-Widerstand in der Erregerschaltung abgegriffen werden. Alternativ kann ein Sense-MOSFET zur Ansteuerung der Erregerwicklung verwendet werden, dessen Sense-Ausgang den fließenden Strom und somit die oben beschriebene Spannungskomponente wiedergibt. Ferner ist die Verwendung eines Shunt-Widerstands oder eines Hall-Sensors möglich, die Rückschlüsse auf den durch die Erregerwicklung fließenden Strom zulassen und die Induktionsspannungskomponente wiedergeben, die die Bewegung der Erregerwicklung relativ zu der Ständerwicklung widerspiegelt.To the One can be the current and / or the voltage of the drive windings be considered, for example by means of a shunt resistor, a sense MOSFET or by means of a Hall sensor, the magnetic field Measures, which is caused by the flow of electricity. On the other hand can the current or the voltage in the field winding are considered, For example, the voltage component, which is due to the inductive Linkage to the stator windings, d. H. With gives the drive windings. As a position signal can thus the edges and / or the amplitude of the voltage or the current the excitation coil are considered, for example, from the frequency of the flanks gives the speed of rotation and each flank approaching or removing an exciter pole indicates to a pole of the stator winding. Such Component te can, for example, via a shunt resistor be tapped in the excitation circuit. Alternatively, a Sense MOSFET can be used to drive the excitation winding, its sense output the flowing stream and thus the reproduces the stress component described above. Furthermore, the Using a shunt resistor or a Hall sensor possible, the conclusions on the through the exciter winding allow flowing current and the induced voltage component reflect the movement of the excitation winding relative to the Ständerwicklung reflects.
Vorzugsweise ist die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung eine Vorrichtung zur sensorlosen Regelung der elektrischen Maschine, wobei „sensorlos" hier die mangelnde mechanische Verbindung zwischen Sensor und Welle bedeutet. Eine derartige sensorlose Regelung kann beispielsweise über die oben beschriebene strom- bzw. spannungsbezogene Abtastung des Betriebs der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Dazu kann beispielsweise das Ansteuersignal hinzugezogen werden und/oder Controllersignale, die zur Ansteuerung einer Leistungsstufe verwendet werden. Es sind zahlreiche Algorithmen bekannt, die aus derartigen strombezogenen Sensordaten die Drehzahl und/oder die absolute Winkelposition ermitteln.Preferably For example, the common position detecting device is a device for sensorless control of the electric machine, whereby "sensorless" here the lack of mechanical connection between sensor and shaft means. Such a sensorless control can, for example via the above-described current or voltage-related sampling of the Operation of the electrical machine may be provided. This can for example the drive signal are drawn in and / or controller signals, which are used to control a power level. There are Numerous algorithms known from such stream-related Sensor data determine the speed and / or the absolute angular position.
In einer Ausführung umfasst die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung einen Sensor, der den Durchlauf durch eine bestimmte Wickelposition kennzeichnet, sowie einen weiteren Sensor, der die Drehgeschwindigkeit ermittelt, beispielsweise eine Auftrittsfrequenz von Flanken im Stromfluss des elektrischen Motors. Die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung kann somit die Information beider Sensoren kombinieren und aus dieser Kombination auf den absoluten Winkel schließen. Im Allgemeinen kann die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung mehrere Winkelsignale kombinieren, beispielsweise ein Absolutwinkelsignal und ein relatives Winkelsignal, wobei verschiedene Winkelsignale von verschiedenen Sensoren, insbesondere artverschiedenen Sensoren stammen können. Beispielsweise kann ein mechanischer Sensor verwendet werden, der den exakten Durchlaufzeitpunkt einer bestimmten Winkelposition mechanisch erfasst, wobei diese Information mit einem relativen Winkelsignal kombiniert werden kann, das aus der elektrischen Bestimmung der Umdrehungsgeschwindigkeit, beispielsweise eines strombezogenen Sensors, hergeleitet werden kann.In One embodiment includes the common position detection device a sensor that passes through a specific winding position indicates, as well as another sensor, the rotational speed determined, for example, an occurrence frequency of edges in Current flow of the electric motor. The common position detection device can thus combine the information of both sensors and from this Close the combination to the absolute angle. In general For example, the common position detecting device may have a plurality of angle signals combine, for example, an absolute angle signal and a relative angle signal, being different angle signals from different sensors, in particular different types of sensors can come from. For example, can a mechanical sensor can be used which determines the exact passing time mechanically detected at a certain angular position, this information can be combined with a relative angle signal that off the electrical determination of the rotational speed, for example a current-related sensor, can be derived.
Das zu Grunde liegende erfinderische Konzept wird durch einen Hybridantrieb mit elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor umgesetzt, die zumindest in einem Betriebszustand mit festem Drehzahlverhältnis untereinander gekoppelt sind, wobei eine gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung in diesem Betriebszustand die Winkelposition der elektri schen Maschine und des Verbrennungsmotors ermittelt. Bei Hybridantrieben mit elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor, deren Antriebswellen immer fest miteinander verbunden sind, beispielsweise direkt, oder über ein Getriebe mit festem Drehzahlverhältnis, lässt sich die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung in allen Betriebszuständen verwenden. Ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor eine schaltbare Kupplung angeordnet, so erfasst die gemeinsame Positionserkennung die Position der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors, wenn diese miteinander verbunden sind. Wenn die elektrische Maschine von dem Verbrennungsmotor über die schaltbare Kupplung getrennt ist, so ermittelt die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung die Positionsdaten der elektrischen Maschine, wobei ein Sekundär-Positionsgeber die Bewegung des Verbrennungsmotors erfasst. Da bei getrennter Kupplung die Positionsdaten des Verbrennungsmotors mit geringerer Genauigkeit geliefert werden müssen, kann als Sekundär-Positionsgeber eine preiswerte Sensorvorrichtung verwendet werden, ohne den Betrieb des Verbrennungsmotors zu beeinträchtigen.The underlying inventive concept is implemented by a hybrid drive with electric machine and internal combustion engine, which are coupled to each other at least in an operating state with a fixed speed ratio, wherein a common position detection device in this operating condition determines the angular position of the electrical rule machine and the internal combustion engine. For hybrid drives with elek trischer engine and internal combustion engine, the drive shafts are always firmly connected to each other, for example, directly, or via a transmission with a fixed speed ratio, the common position detection device can be used in all operating conditions. If a switchable coupling is arranged between the electric machine and the internal combustion engine, then the common position detection detects the position of the electric machine and of the internal combustion engine when they are connected to one another. When the electric machine is disconnected from the internal combustion engine via the shiftable clutch, the common position detection device determines the position data of the electric machine, wherein a secondary position sensor detects the movement of the internal combustion engine. Since with separate clutch the position data of the internal combustion engine must be supplied with lower accuracy, can be used as a secondary position sensor, a low-cost sensor device without affecting the operation of the internal combustion engine.
Das zu Grunde liegende erfinderische Konzept wird ferner durch ein Verfahren zur Positionserkennung umgesetzt, bei dem ebenfalls eine gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung die Winkelposition des Verbrennungsmotors sowie der elektrischen Maschine gemeinsam erfasst, wenn diese miteinander gekoppelt sind. Wie bereits beschrieben, kann diese Kopplung dauerhaft sein oder über eine schaltbare Kupplung vorgesehen sein, wobei die gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung die Winkelposition der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors nur gemeinsam erfasst, wenn diese miteinander gekoppelt sind. Bei Betriebszuständen bzw. während Zeitintervallen, in denen die elektrische Maschine von dem Verbrennungsmotor getrennt ist, genügt ein Sekundär-Positionsgeber zur Erfassung der Positionsdaten des Verbrennungsmotors, der für den Betrieb des Verbrennungsmotors in einem von der elektrischen Maschine getrennten Zustand ausreichend ist. Ferner wird das zu Grunde liegende erfinderische Konzept von einem Verfahren zum Betreiben eines Hybridmotors umgesetzt, bei dem die elektrische Maschine zumindest zeitweise mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist und eine gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung, vorzugsweise der Positionssensor der elektrischen Maschine, die Position der elektrischen Maschine sowie die Position des Verbrennungsmotors gleichzeitig erfasst.The underlying inventive concept is further by a method implemented for position detection, in which also a common Position detecting device, the angular position of the engine as well as the electric machine collectively when these together are coupled. As already described, this coupling can be permanent be provided or via a switchable coupling, wherein the common position detecting device is the angular position the electric machine and the internal combustion engine only together detected when they are coupled together. In operating conditions or during time intervals in which the electrical Machine is separated from the internal combustion engine is sufficient a secondary position sensor for recording the position data of the internal combustion engine used for the operation of the internal combustion engine sufficient in a separate state of the electric machine is. Furthermore, the underlying inventive concept of a method for operating a hybrid engine implemented in the the electric machine at least temporarily with the internal combustion engine coupled and a common position detection device, preferably the position sensor of the electric machine, the Position of the electric machine and the position of the internal combustion engine recorded simultaneously.
Die Betriebszustände, in denen der Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist, bzw. die Betriebszustände, in denen die elektrischen Maschine und der Verbrennungsmotor voneinander getrennt sind, kann sich aus dem Fahrverhalten und dem Leistungsbedarf ergeben. In Hinblick auf das erfinderische Konzept wird zwischen Betriebszuständen unterteilt, die erste Zeitintervalle definieren, in denen der Verbrennungs motor mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist. Betriebszustände, in denen die elektrische Maschine von dem Verbrennungsmotor getrennt ist, treten in zweiten Zeitintervallen auf. Das Koppeln bzw. Entkoppeln ist durch das Fahrverhalten bedingt, kann regelmäßig oder unregelmäßig sein, und ist ferner von dem Leistungsbedarf abhängig. Weitere Größen, die den Zeitpunkt des Koppelns bzw. Entkoppelns beeinflussen, können Tankinhalt, noch zurückzulegende Wegstrecke, gewünschte Geschwindigkeit/Beschleunigung, Akkumulatorkapazität und Akkumulatorladezustand sowie der Leistungsbedarf weiterer Verbraucher, beispielsweise der Scheinwerfer, sein.The Operating conditions in which the internal combustion engine with the coupled electrical machine, or the operating conditions, in which the electric machine and the internal combustion engine from each other can be separated from the driving behavior and the power requirement result. With regard to the inventive concept is between Operating states divided, the first time intervals define where the combustion engine with the electric machine is coupled. Operating conditions in which the electrical Engine is disconnected from the internal combustion engine, enter second Time intervals. The coupling or decoupling is due to the handling conditional, may be regular or irregular, and is also dependent on the power requirement. Further Sizes that indicate the timing of the coupling or decoupling can affect tank contents, still remaining Distance, desired speed / acceleration, Accumulator capacity and accumulator state of charge and the Power requirements of other consumers, such as the headlamp, be.
In dieser Anmeldung soll „mechanische Kopplung" der Übertrag einer Rotationsbewegung bedeuten, beispielsweise die Rotationsbewegung der Antriebswelle der elektrischen Maschine bzw. die Rotationsbewegung der Antriebswelle des Verbrennungsmotors. Als Kupplung mit festem Drehzahlverhältnis werden Kombinationen von Kupplungen und Getrieben bezeichnet, wobei die Getriebe ein festes Drehzahlverhältnis zwischen Eingang und Ausgang aufweisen und die Kupplungen ebenfalls ein festes Verhältnis zwischen Eingangsdrehzahl und Ausgangsdrehzahl aufweisen, beispielsweise elastische Kupplungen oder Kupplungen mit konstantem Schlupf. Als drehzahlfeste Kopplung wird hier im Allgemeinen eine Kupplung bezeichnet, deren Ausgangsleistung im festen Verhältnis zur Eingangsleistung steht.In This application is intended to "mechanical coupling" the carry a rotational movement, for example, the rotational movement of the Drive shaft of the electric machine or the rotational movement the drive shaft of the internal combustion engine. As a clutch with fixed Speed ratio are combinations of clutches and gears designated, the gearbox a fixed speed ratio between input and output and the couplings also a fixed ratio between input speed and output speed have, for example, elastic couplings or couplings with constant slip. As speed-proof coupling is here in Generally referred to a clutch whose output power in fixed relation to the input power.
Hierzu zu unterscheiden sind trennbare Kupplungen, die auch in Kombination mit Getrieben mit festen Drehzahlverhältnis vorgesehen werden können. Trennbare Kupplungen sind schaltbare Kupplungen, deren mechanischer Übertrag zwischen Eingang und Ausgang von außen beeinflusst werden kann. Beispiele für schaltbare Kupplungen sind fremdgeschaltete Kupplungen, beispielsweise Scheibenkupplung, Magnetkupplung, Kegelkupplung oder Klauenkupplung bzw. Zahnkupplung. Der Bewegungsübertrag zwischen Eingang und Ausgang einer Kupplung kann ferner selbstschaltend sein und somit nur bedingt von außen beeinflussbar sein. Beispiele hierfür sind Fliehkraftkupplung, deren Bewegungsübertragsverhältnis von der Drehzahl abhängt, die Freilaufkupplung, deren Bewegungsübertrag vom Drehzahlunterschied zwischen Eingang und Ausgang abhängt, und die Rutschkupplung, deren Bewegungsübertrag abhängig vom Drehmomentunterschied zwischen Eingang und Ausgang ist.For this Distinguishable are separable couplings, which are also in combination provided with gearboxes with fixed speed ratio can be. Separable couplings are switchable couplings, their mechanical transfer between input and output can be influenced from the outside. examples for Switchable clutches are externally switched clutches, for example Disc clutch, magnetic clutch, cone clutch or dog clutch or gear coupling. The motion transfer between input and output of a clutch may also be self-switching and thus be influenced only conditionally from the outside. Examples of this are centrifugal clutch whose movement transfer ratio depends on the speed, the one-way clutch whose motion transfer depends on the speed difference between input and output, and the slip clutch whose motion transfer depends of the torque difference between input and output.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Die
Ausführungsformenembodiments
Der
in
Die
in
In
der in
Die
Positionserkennungsvorrichtung
Die
Positionserkennungsvorrichtung
Der
in
Gemäß einer
Ausführung der Erfindung ist die elektrische Maschine
Vorzugsweise
ist die elektrische Maschine
Die
kombinierte Antriebsleistung der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors
wird mittels einer Antriebwelle
Obwohl
in der
Die
Ferner
umfasst der in
Im
Gegensatz zur in
Beispielsweise
in einem Betriebsmodus, in dem der Verbrennungsmotor ausgeschaltet
ist und nur die elektrische Maschine Antriebsleistung erzeugt, wird
die erste Antriebswelle von der zweiten Antriebswelle abgekoppelt.
In diesem Fall ist die Abtriebswelle
Die
zweite Antriebswelle
Die
gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung
Statt
oder in Kombination mit einer gemeinsamen Positionserkennungsvorrichtung
Ferner können Signale einer sensorlosen Regelung der elektrischen Maschine zur Positionsbestimmung und somit als gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung verwendet werden, wobei die Steuerung eingerichtet ist, Algorithmen auszuführen, die aus Signalen der sensorlosen Regelung Positionssignale berechnen.Further can signals a sensorless regulation of the electrical Machine for position determination and thus as a common position detection device where the controller is set up, algorithms to carry out, which consists of signals of the sensorless control Calculate position signals.
Als
schaltbare Kupplung
Ferner
können fremdflüssige und fremdgestaltete Kupplungen
verwendet werden, die wiederum von der Steuerung
Als gemeinsame Positionserkennungsvorrichtung kann ein Shunt-Widerstand, ein Sense-MOSFET und/oder ein Hall-Sensor verwendet werden. Der Shunt-Widerstand bzw. der Sense-MOSFET können mit einer oder mehreren Ständerwicklungen und/oder mit der Erregerwicklung gekoppelt sein. Ferner können derartige Stromsensoren in dem Stromkreis der Erregerwicklung sowie in dem Stromkreis der Ständerwicklungen vorgesehen sein. Zudem können Steuersignale der Steuerung, die einen Winkel-Sollwert vorgeben, zur Positionserkennung verwendet werden. Der Hall-Sensor kann zur Messung des Magnetfelds der Zuleitung zur Erregerwicklung und/oder des Magnetfelds der Zuleitung zu den Ständerwicklungen verwendet werden. Ferner kann der Hall-Sensor auch bei den Ständerwicklungen und/oder bei der Erregerwicklung vorgesehen sein, um das jeweilige von den Wicklungen erzeugte Feld zu erfassen. Statt eines Hall-Sensors kann auch eine Induktionsspule verwendet werden, um von dem in der Spule induzierten Spannung auf den Winkelverlauf schließen zu können. Ferner können auch als Generator betriebene elektrische Motoren (beispielsweise Gleichstrommotoren mit geringer Leistung) zur Positionserkennung verwendet werden, deren Welle mit der elektrischen Maschine, dem Verbrennungsmotor, der ersten Antriebswelle, der zweiten Antriebswelle oder der Abtriebswelle verbunden ist, beispielsweise über ein Getriebe oder indirekter Weise. In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfasst die Steuerung ferner die Zündzeitpunkte über geeignete Signale, beispielsweise durch Erfassung der Zündspannung oder der Zünd-Steuerspannung.When common position detection device may be a shunt resistor, a sense MOSFET and / or a Hall sensor can be used. Of the Shunt resistor or the sense MOSFET can with a or a plurality of stator windings and / or with the field winding be coupled. Furthermore, such current sensors in the circuit of the exciter winding and in the circuit of the stator windings be provided. In addition, control signals of the controller, the specify an angle setpoint, used for position detection become. The Hall sensor can be used to measure the magnetic field of the supply line to the excitation winding and / or the magnetic field of the supply line to the Stator windings are used. Furthermore, the Hall sensor also in the stator windings and / or in the field winding be provided to the respective field generated by the windings capture. Instead of a Hall sensor can also be an induction coil be used to from the voltage induced in the coil to be able to close the angle course. Further can also be used as a generator powered electric motors (For example, low-power DC motors) for position detection be used, whose shaft with the electric machine, the Internal combustion engine, the first drive shaft, the second drive shaft or the output shaft is connected, for example via a gearbox or indirect way. In a further embodiment According to the invention, the controller further detects the ignition timing suitable signals, for example by detecting the ignition voltage or the ignition control voltage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10303392 A1 [0002] - DE 10303392 A1 [0002]
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