DE102008064536A1

DE102008064536A1 - Messverfahren

Info

Publication number: DE102008064536A1
Application number: DE102008064536A
Authority: DE
Inventors: Florian Grüner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zum Erfassen der Wirkung von mindestens einer Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebs, der neben der Brennkraftmaschine eine Elektromaschine umfasst, wobei in einem Hybridbetrieb sowohl das von der Brennkraftmaschine als auch das von der Elektromaschine abgegebene Drehmoment erfasst wird. Um das Messverfahren zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Anzahl der benötigten Bauteile oder Messwertaufnehmer, wird eine von der Hybridfahrzeugeinrichtung bewirkte Veränderung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments durch eine komplementäre Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments ausgeglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zum Erfassen der Wirkung von mindestens einer Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebs, der neben der Brennkraftmaschine eine Elektromaschine umfasst, wobei in einem Hybridbetrieb sowohl das von der Brennkraftmaschine als auch das von der Elektromaschine abgegebene Drehmoment erfasst wird.
Die Funktion der Brennkraftmaschine kann durch ein fahrzeuginternes oder externes Motorsteuerungssystem beziehungsweise Motormanagementsystem oder Diagnosesystem überwacht, gesteuert und/oder geregelt werden. Die Betriebsdaten, die zur Steuerung und/oder Regelung erforderlich sind, können mit Hilfe von Sensoren erfasst werden. Eine wesentliche Größe dabei ist das Drehmoment, das die Brennkraftmaschine abgibt. Dieses Drehmoment wird von einer ganzen Reihe von Faktoren beeinflusst. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 743 794 B1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistungsverteilung in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb bekannt, bei dem die Antriebsleistung einer Verbrennungskraftmaschine und wenigstens eines Elektromotors gemeinsam zum Aufbringen eines Sollmoments eines Kraftfahrzeugs genutzt wird. Die bei der Verbrennungskraftmaschine auftretenden Verzögerungen bei der Umsetzung von neuen Sollmomenten in die entsprechenden Istmomente werden aufgrund deren Verlaufsvorberechnung im Steuergerät durch den Elektromotor ausgeglichen. Dabei wird der Elektromotor durch das Steuergerät derart angesteuert, dass bis zum Erreichen des Sollmoments der Verbrennungskraftmaschine die durch die Verbrennungskraftmaschine verursachte Drehmomentdifferenz ausgeglichen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Messverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Anzahl der benötigten Bauteile oder Messwertaufnehmer zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einem Messverfahren zum Erfassen der Wirkung von mindestens einer Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebs, der neben der Brennkraftmaschine eine Elektromaschine umfasst, wobei in einem Hybridbetrieb sowohl das von der Brennkraftmaschine als auch das von der Elektromaschine abgegebene Drehmoment erfasst wird, dadurch gelöst, dass eine von der Hybridfahrzeugeinrichtung bewirkte Veränderung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments durch eine komplementäre Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments ausgeglichen wird. Komplementäre Veränderung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das von dem Hybridantrieb abgegebene Drehmoment konstant gehalten wird, indem die Elektromaschine ein größeres/kleineres Drehmoment abgibt, wenn die Brennkraftmaschine ein kleineres/größeres Drehmoment abgibt. Daraus ergibt sich ein relativ einfaches Messverfahren, um die Wirkung der Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine zu messen. Zusätzliche Bauteile oder Messwertaufnehmer sind nicht erforderlich. Bei der Hybridfahrzeugeinrichtung handelt es sich um ein momentenbeeinflussendes Bauelement oder Bauteil oder um eine momentenbeeinflussende Komponente, zum Beispiel um einen Sensor oder einen Aktuator. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Verbrennungsmotor. Bei der Elektromaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Größe, die Dauer und/oder der Verlauf der komplementären Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments gemessen werden beziehungsweise wird, um die Wirkung der Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine zu erfassen. Die Elektromaschine ist wesentlich leichter und schneller als die Brennkraftmaschine regelbar und wird sozusagen als Messgerät zur Prüfung beziehungsweise Diagnose der momentenbeeinflussenden Hybridfahrzeugeinrichtung oder Komponente verwendet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung einen Aktuator und/oder einen Sensor umfasst, die beziehungsweise der die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine beeinflussen beziehungsweise beeinflusst. Durch die erfindungsgemäße Auswertung der komplementären Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments ergibt sich auf einfache Art und Weise eine Plausibilitätsdiagnose beziehungsweise Funktionsprüfung oder Messung der momentenbeeinflussenden Aktuatoren beziehungsweise Sensoren. Dabei ist sowohl ein einfaches Öffnungen beziehungsweise Verstellen der momentenbeeinflussenden Aktuatoren beziehungsweise Sensoren möglich, als auch beispielsweise sinus- oder impulsförmige Öffnungs- und Schließsequenzen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung ein Tankentlüftungsventil umfasst. Beim Öffnen des Tankentlüftungsventils können in einem Aktivkohlefilter gespeicherte Kohlenwasserstoffdämpfe einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine umfasst. Die Drosselklappe dient dazu, eine der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemischmenge und damit die Leistung und die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verändern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung ein Ladedrucksteuerelement einer aufgeladenen Brennkraftmaschine umfasst. Bei dem Ladedrucksteuerelement handelt es sich zum Beispiel um eine Bypassklappe, ein Ventil, insbesondere ein Wastgate-Ventil, oder um eine variable Turbinengeometrie eines Turboladers.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung einmalig betätigt wird, wobei die Auswirkung dieser Betätigung auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Ansteuerung der Elektromaschine ausgeglichen wird. Bei der Betätigung wird die Hybridfahrzeugeinrichtung aktiviert, zum Beispiel geöffnet oder geschlossen, oder definiert verstellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Messverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung in einer Sequenz betätigt wird, wobei die Auswirkung dieser Betätigungssequenz auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Ansteuerung der Elektromaschine ausgeglichen wird. Die Betätigungssequenz kann zum Beispiel eine Reihe von Betätigungsimpulsen oder einen sinusförmigen Betätigungsverlauf umfassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben sind.
Die Erfindung betrifft ein Messverfahren für ein Hybridfahrzeug, also ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, der mindestens einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor umfasst. In einem Hybridbetrieb geben sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor ein Drehmoment ab. Die Größe des von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Drehmoments variiert, wenn Einrichtungen oder Komponenten des Hybridfahrzeugs, wie Aktuatoren beziehungsweise Sensoren, betätigt beziehungsweise verstellt werden.
Bei einer weiteren Einrichtung, welche die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors beeinflusst, handelt es sich um ein Tankentlüftungsventil eines Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystems. Das Hybridfahrzeug umfasst einen Kraftstoffbehälter mit Kraftstoff, der sich, zum Beispiel durch Erwärmung von außen und durch mitgeführte Wärme über einen Kraftstoffrücklauf, erwärmt. Durch die Erwärmung bildet sich in dem Kraftstoffbehälter Kraftstoffdampf, was mit einem entsprechenden Druckanstieg verbunden ist.
Das Kraftstoffverdunstungs-Rückhaltesystem umfasst einen Aktivkohlefilterbehälter, der dazu dient, den Kraftstoffdampf aufzunehmen. Der in dem Aktivkohlefilterbehälter gespeicherte Kohlenwasserstoffdampf kann zur Verbrennung dem Verbrennungsmotor zugeführt werden, was sich auf das abgegebene Drehmoment auswirkt. Diese Veränderung des von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Drehmoments wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung nicht von dem Verbrennungsmotor sondern von dem Elektromotor kompensiert. Das zur Kompensation aufgebrachte Drehmoment des Elektromotors beim Öffnen des Tankentlüftungsventils wird gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung gemessen, um das Tankentlüftungsventil zu diagnostizieren.
Der Elektromotor oder die Elektromaschine kann während des hybridischen Fahrens, also im Hybridbetrieb, als Schwingungsdämpfer verwendet werden, um von dem Verbrennungsmotor oder der Brennkraftmaschine verursachte Schwingungen zu dämpfen. Somit wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, beim Öffnen des Tankentlüftungsventils die Regelung dieser Dämpfung als Maß für die Güte des Tankentlüftungsventils zu verwenden.
Das Öffnen des Tankentlüftungsventils kann einfach oder einmalig erfolgen. Das Tankentlüftungsventil kann alternativ oder zusätzlich aber auch mit einer Öffnungs- und/oder Schließsequenz angesteuert werden. Die Sequenz kann einen sinusförmigen Verlauf aufweisen. Es ist aber auch möglich, das Tankentlüftungsventil mit einer Reihe von kurzen Öffnungs-Impulsen anzusteuern. Die sequenzielle Ansteuerung hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die Auswertung der Dämpfungsregelung als besonders vorteilhaft erwiesen, da hiermit zusätzliche Schwingungen des Verbrennungsmotors erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Diagnosestrategie ist auch auf andere momentenbeeinflussende Aktuatoren und/oder Sensoren des Verbrennungsmotors übertragbar.
Weitere Ausführungsbeispiele betreffen die Ladedrucksteuerung eines aufgeladenen Motors, zum Beispiel die Bypassklappen eines Kompressormotors, Wastgate-Ventile oder eine variable Turbinengeometrie eines Turboladers. Durch eine leichte Erhöhung oder Verringerung des Ladedrucks wird ein zusätzliches Moment erzeugt, das gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung von der Elektromaschine beziehungsweise dem Elektromotor ausgeglichen wird. Auch hier ist es möglich, wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel eine Schwingung zu erzeugen, die von der Dämpfungsregelung ausgeglichen wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft Füllungssensoren beziehungsweise Füllungsaktuatoren, wie die Drosselklappe oder Ladedrucksteuerungen. Bei einer Ansteuerung der Füllungsaktuatoren ergibt sich eine Änderung im Signal der Füllungssensoren und des von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Drehmoments.
Diese Drehmomentänderung wird durch den Elektromotor beziehungsweise die Elektromaschine ausgeglichen. Aus der Änderung des Füllungssensors wird eine Momentenänderung berechnet und diese mit dem Drehmoment verglichen, das die Elektromaschine beziehungsweise der Elektromotor aufwenden musste, um die Änderung auszugleichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1743794 B1 [0002]

Claims

Messverfahren zum Erfassen der Wirkung von mindestens einer Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebs, der neben der Brennkraftmaschine eine Elektromaschine umfasst, wobei in einem Hybridbetrieb sowohl das von der Brennkraftmaschine als auch das von der Elektromaschine abgegebene Drehmoment erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Hybridfahrzeugeinrichtung bewirkte Veränderung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments durch eine komplementäre Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments ausgeglichen wird.
Messverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe, die Dauer und/oder der Verlauf der komplementären Veränderung des von der Elektromaschine abgegebenen Drehmoments gemessen werden beziehungsweise wird, um die Wirkung der Hybridfahrzeugeinrichtung auf die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine zu erfassen.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung einen Aktuator und/oder einen Sensor umfasst, die beziehungsweise der die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine beeinflussen beziehungsweise beeinflusst.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung ein Tankentlüftungsventil umfasst.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung eine Drosselklappe der Brennkraftmaschine umfasst.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung ein Ladedrucksteuerelement einer aufgeladenen Brennkraftmaschine umfasst.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung einmalig betätigt wird, wobei die Auswirkung dieser Betätigung auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Ansteuerung der Elektromaschine ausgeglichen wird.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridfahrzeugeinrichtung in einer Sequenz betätigt wird, wobei die Auswirkung dieser Betätigungssequenz auf das Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Ansteuerung der Elektromaschine ausgeglichen wird.