DE102009038251B4

DE102009038251B4 - Verfahren zum Bewerten von Permanentmagnetmotoren nach der Herstellung und während der Wartung

Info

Publication number: DE102009038251B4
Application number: DE102009038251.8A
Authority: DE
Inventors: William R. Cawthorne; Sean E. Gleason
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2020-07-23
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: CN101661084B; DE102009038251A1; US7649378B1; CN101661084A

Abstract

Verfahren (400) zum Bewerten einer Motoranordnung bei einer Bewertung am Ende der Produktion, die einen ersten Permanentmagnetmotor (56) in einem Getriebe (10) eines Kraftfahrzeugantriebssystems umfasst, wobei der erste Motor (56) einen ersten Rotor (204) mit einer ersten Vielzahl daran montierter Magnete (208) und einen ersten Stator (210) mit einer ersten Vielzahl von Wicklungen (216) in der Nähe des ersten Rotors (204) umfasst, wobei die ersten Wicklungen (216) mit einem ersten Wechselrichter (300) gekoppelt sind, wobei das Verfahren (400) umfasst, dass:der erste Motor (56) mit einer Motorprüfstandsmaschine (82), die mit einem Eingangselement (12) des Getriebes (10) verbunden ist, auf eine vorbestimmte Drehzahl derart gedreht wird, dass der erste Rotor (204) des ersten Motors (56) eine erste Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) induziert;die erste Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) gemessen wird;eine erste Spannungskonstante des ersten Motors (56) aus der ersten Spannung berechnet wird;die erste Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird; undder erste Motor (56) als nicht akzeptabel identifiziert wird, wenn die erste Spannungskonstante außerhalb eines Bereichs des Satzes akzeptierter Spannungskonstanten liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Permanentmagnetmotoren, und sie betrifft insbesondere Verfahren zum Bewerten von Permanentmagnetmotoren.
HINTERGRUND
Hybridfahrzeugsysteme verwenden typischerweise einen oder mehrere elektrische Permanentmagnetmotoren als Teil eines Getriebesystems, das eine Antriebsquelle zur Ergänzung der Maschine bereitstellt. Für den konsistenten und effizienten Betrieb des Fahrzeugs sind die Herstellgenauigkeit, die Wartung und der Betrieb dieser Motoren wichtig, um spezifizierte Drehmomentprofile zu erzeugen.
Bei der Herstellung, dem Zusammenbau, dem Transport, der Wartung und der Verwendung der Motoren können verschiedene Probleme auftreten, welche die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen können. Zum Beispiel kann die Stärke des Magnetflusses der Motoren aufgrund von Faktoren, wie etwa den speziellen Eigenschaften der Magnete, welche die Feldstärke und Auswirkungen von Wärme und Vibration umfassen, vermindert werden. Auf ähnliche Weise kann die Leistungsfähigkeit beeinträchtigt werden, wenn die Statoren der Motoren nicht korrekt mit der angegebenen Windungszahl je Spule gewickelt sind. Ein weiterer Faktor, der zu der Leistungsfähigkeit der Motoren beiträgt, ist das Material, das zum Herstellen der Statoren der Motoren benutzt wurde. Typischerweise bildet Stahl oder ein ähnliches Material einen Teil des magnetischen Kreises, durch welchen der Magnetfluss des Motors fließt. Beispielsweise kann die magnetische Permeabilität des Stahls mit den Materialtypen variieren, die zum Herstellen der Motoren verwendet werden, und diese Variation kann die Leistungsfähigkeit des Motors beeinträchtigen.
Eine Vorrichtung zum Bewerten eines Motors umfasst die Berechnung und Bewertung einer Spannungskonstante, welche eine Funktion der Wicklungszahl des Stators, der Permeabilität des Flusspfads, und der Feldstärke der Rotormagnete ist. Herkömmliche Verfahren berechnen die Spannungskonstante des Motors auf der Grundlage von Spannungsmessungen des Motors selbst. Typischerweise sind diese Verfahren jedoch nicht verfügbar, wenn der Motor in dem Getriebe installiert ist.
Die DE 102 43 219 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlererkennung bei Entmagnetisierung für einen Elektromotor, bei denen ein Spannungsmonitor mit dem Elektromotor direkt gekoppelt ist, um eine induzierte Spannung im Motor bei einer vorgegebenen Drehzahl im belastungslosen Zustand zu detektieren.
In der US 2002 / 0 097 066 A1 ist ein Verfahren zur Beurteilung der magnetischen Induktion eines Rotors eines Elektromotors offenbart, bei dem eine vom Rotor induzierte Spannung mit Hilfe einer Induktionsspule gemessen wird.
Die US 4 422 040 A offenbart ein Verfahren zum Testen von Schrittmotoren, bei dem die Phasen des Schrittmotors in Reihe geschaltet und mit einem konstanten Strom bestromt werden. Ein Rotor des Schrittmotors wird mit konstanter Drehzahl gedreht und der Spannungsabfall an jeder Phase mit einer Messschaltung gemessen.
Folglich ist es wünschenswert, Verfahren zum Bewerten von Permanentmagnetmotoren in Getrieben bei einer Vielzahl von Situationen bereitzustellen, wie etwa nach der Herstellung oder während der Wartung des Fahrzeugs. Zudem ist es wünschenswert, derartige Verfahren auf wirtschaftliche und gut anwendbare Weise bereitzustellen. Darüber hinaus ergeben sich weitere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zur Bewertung einer Motoranordnung für eine Bewertung am Ende der Produktion bereitgestellt, die einen ersten Permanentmagnetmotor in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugantriebssystems aufweist. Der erste Motor umfasst einen ersten Rotor mit einer ersten Vielzahl daran montierter Magnete, und einen ersten Stator mit einer ersten Vielzahl von Wicklungen, die sich in der Nähe des ersten Rotors befinden und mit einem ersten Wechselrichter gekoppelt sind. Das Verfahren umfasst, dass der erste Motor mit einer Eingangsmotorprüfstandsmaschine auf eine vorbestimmte Drehzahl derart gedreht wird, dass der erste Rotor des ersten Motors eine erste Spannung an dem ersten Wechselrichter induziert; die erste Spannung an dem ersten Wechselrichter gemessen wird; eine erste Spannungskonstante des ersten Motors aus der ersten Spannung berechnet wird; die erste Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird; und der Motor als nicht akzeptabel identifiziert wird, wenn die erste Spannungskonstante außerhalb eines Bereichs der akzeptierten Spannungskonstanten liegt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, um Permanentmagnetmotoren in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugantriebssystems in einer Wartungsumgebung zu bewerten. Die Motoren umfassen erste und zweite Motoren, von denen jeder einen Rotor mit einer Vielzahl daran montierter Magnete und einen Stator mit einer Vielzahl von Wicklungen in der Nähe des Rotors umfasst, wobei die Wicklungen des ersten und zweiten Motors mit ersten bzw. zweiten Wechselrichtern gekoppelt sind. Das Verfahren umfasst, dass der erste Motor auf eine vorbestimmte Drehzahl gedreht wird, um den zweiten Motor derart zu drehen, dass der Rotor des zweiten Motors eine Spannung an dem zweiten Wechselrichter induziert; die Spannung an dem zweiten Wechselrichter gemessen wird; eine Spannungskonstante des zweiten Motors aus der Spannung berechnet wird; und die Spannungskonstante des zweiten Motors mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird.
Gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Kraftfahrzeugantriebssystem eine Brennkraftmaschine; und ein elektromechanisches Verbundverzweigungsgetriebe mit zwei Modi, das mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Das Getriebe umfasst ein Eingangselement zum Empfang von Leistung von der Brennkraftmaschine; ein Ausgangselement zum Liefern von Leistung aus dem Getriebe; den ersten Motor und einen zweiten Motor, die koaxial ausgerichtet sind; erste, zweite und dritte koaxial ausgerichtete Planetenradanordnungen, wobei jede Planetenradanordnung erste, zweite und dritte Zahnradelemente verwendet, wobei die ersten und zweiten Motoren mit den drei Planetenradanordnungen koaxial ausgerichtet sind, mindestens eines der ersten, zweiten und dritten Zahnradelemente in der ersten oder zweiten Planetenradanordnung mit dem ersten Motor verbunden ist und ein anderes der ersten, zweiten und dritten Zahnradelemente in den zweiten und dritten Planetenradanordnungen mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei eines der Zahnradelemente der ersten Planetenradanordnung mit dem Eingangselement kontinuierlich verbunden ist; eine erste Kupplung, um eines der Zahnradelemente des dritten Planetenradsatzes selektiv mit Masse zu verbinden; eine zweite Kupplung, um eines der Zahnradelemente, die jeder der Planetenradanordnungen zugeordnet sind, miteinander und mit dem Ausgangselement selektiv zu verbinden; eine dritte Kupplung, um eines der Zahnradelemente des zweiten Planetenradsatzes mit einem weiteren der Zahnradelemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv zu verbinden; eine vierte Kupplung, um eines der Zahnradelemente des zweiten Planetenradsatzes selektiv mit Masse zu verbinden; ein erstes Verbindungselement, das eines der Elemente des ersten Planetenradsatzes mit einem der Elemente des zweiten Planetenradsatzes kontinuierlich verbindet; und ein zweites Verbindungselement, das eines der Elemente des zweiten Planetenradsatzes mit einem der Elemente des dritten Planetenradsatzes kontinuierlich verbindet. Das System umfasst ferner einen Wechselrichter, der mit den ersten und zweiten Motoren gekoppelt ist; und einen Prozessor, der so ausgestaltet ist, dass er eine erste Spannung misst, die von dem ersten Motor an dem Wechselrichter induziert wird, wenn der erste Motor auf eine vorbestimmte Drehzahl gedreht wird; dass er eine erste Spannungskonstante aus der ersten Spannung berechnet; dass er die erste Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten vergleicht; dass er eine zweite Spannung misst, die von dem zweiten Motor an dem zweiten Wechselrichter induziert wird, wenn der zweite Motor auf die vorbestimmte Drehzahl gedreht wird; dass er eine zweite Spannungskonstante des zweiten Motors aus der zweiten Spannung berechnet; und dass er die zweite Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten vergleicht.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird hier nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein Blockdiagramm eines hybriden elektromechanischen Verbundverzweigungsgetriebes mit zwei Modi gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
2 eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Elektromotors ist;
3 eine schematische Darstellung eines Bewertungssystems für den Elektromotor von 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
4 ein beispielhaftes Verfahren zum Bewerten eines Motors bei einem Test am Ende der Produktion veranschaulicht; und
5 ein beispielhaftes Verfahren zum Bewerten eines Motors während der Wartung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung zu beschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem vorstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen Beschreibung dargestellt ist.
Hier beschriebene beispielhafte Ausführungsformen stellen ein Verfahren zum Bewerten von Permanentmagnetmotoren in einem hybriden elektromechanischen Verbundverzweigungsgetriebe mit zwei Modi bereit. Speziell werden Bewertungsverfahren für die Zeit nach der Produktion oder während der Wartung des Getriebes bereitgestellt, indem eine Spannungskonstante berechnet wird, die auf Spannungsmessungen beruht, die an dem Wechselrichter durchgeführt werden, der mit den Motoren gekoppelt ist, und die Spannungskonstante mit vorbestimmten Werten verglichen wird. Wenn die berechnete Spannungskonstante innerhalb eines akzeptablen Schwellenwertbereichs der vorbestimmten Werte liegt, dann kann bestimmt werden, dass die Motoren korrekt gefertigt, installiert und/oder gewartet wurden.
Bei der nachstehenden Beschreibung werden zuerst die strukturellen und funktionalen Komponenten des Getriebes und der Motoren einschließlich einer Erläuterung der Beziehung zwischen den von dem Motor im Getriebe erzeugten Spannungen und den bei den Wechselrichtern gemessenen Spannungen beschrieben. Dann werden die Bedingungen und Verfahren zum Bewerten der Motoren genauer bereitgestellt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist in 1 ein hybrides elektromechanisches Verbundverzweigungsgetriebe 10 mit zwei Modi dargestellt. Das Hybridgetriebe 10 weist ein Eingangselement 12 auf, wie etwa eine Welle, das von einer Maschine 14 direkt angetrieben sein kann. Ein (nicht gezeigter) Dämpfer für transientes Drehmoment kann zwischen die Maschine 14 und das Eingangselement 12 des Getriebes 10 eingebaut sein.
Die Maschine 14 kann eine Maschine mit fossilem Kraftstoff sein, wie etwa eine Dieselmaschine. Bei der beispielhaften Ausführungsform arbeitet die Maschine 14 nach dem Starten und während des größten Teils seiner Eingabe in einem Drehzahlbereich von etwa 600 bis etwa 6000 U/min (RPM). Obwohl die spezielle Drehzahl- und PS-Ausgabe der Maschine 14 variieren kann, wird zum Zweck eines klaren Verständnisses des Hybridgetriebes 10 eine verfügbare Ausgabe von etwa 220 kW (300 PS) aus der Maschine 14 für die Beschreibung einer beispielhaften Installation angenommen.
Das Getriebe 10 umfasst drei Planetenradsätze 24, 26 und 28. Der erste Planetenradsatz 24 ist mit dem Eingangselement 12 verbunden und weist ein Hohlradelement (oder „äußeres“ Element) 30 auf, das ein Sonnenradelement (oder „inneres“ Element) 32 umgibt. Eine beliebige Anzahl von Planetenradelementen 34 ist an einem Träger 36 derart drehbar montiert, dass sich jedes Planetenradelement 34 drehen kann und sowohl mit dem äußeren Zahnradelement 30 als auch dem Sonnenradelement 32 kämmen kann.
Der zweite Planetenradsatz 26 weist auch ein Hohlradelement 38 auf, das ein Sonnenradelement 40 umgibt. Eine Anzahl von Planetenradelementen 42 ist an einem Träger 44 derart drehbar montiert, dass jedes Planetenrad 42 sowohl in das Hohlradelement 38 als auch das Sonnenradelement 40 eingreift.
Der dritte Planetenradsatz 28 weist auch ein Hohlradelement 46 auf, das ein Sonnenradelement 48 umgibt. Eine Anzahl von Planetenradelementen 50 ist an einem Träger 52 derart drehbar montiert, dass jedes Planetenrad 50 sowohl in das Hohlradelement 46 als auch das Sonnenradelement 48 eingreift.
Die ersten und zweiten Planetenradsätze 24 und 26 sind insofern verbunden, als das Sonnenradelement 32 des ersten Planetenradsatzes 24, etwa durch ein Nabenscheibenzahnrad (oder ein erstes Verbindungselement) 54, mit dem Hohlradelement 38 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbunden ist. Das verbundene Sonnenradelement 32 des ersten Planetenradsatzes 24 und das Hohlradelement 38 des zweiten Planetenradsatzes 26 sind mit einem ersten Motor 56 kontinuierlich gekoppelt. Der Ausdruck „Motor“ kann bei der Verwendung hier einen Generator umfassen. Der erste Motor 56 ist nachstehend genauer beschrieben.
Die ersten und zweiten Planetenradsätze 24 und 26 sind ferner insofern verbunden, als der Träger 36 des ersten Planetenradsatzes 24, etwa durch eine Welle 60, mit dem Träger 44 des zweiten Planetenradsatzes 26 verbunden ist. Folglich sind die Träger 36 und 44 des ersten bzw. zweiten Planetenradsatzes 24 bzw. 26 verbunden. Die Welle 60 ist durch eine Kupplung (oder eine „zweite Kupplung“ CL2) 62 mit dem Träger 52 des dritten Planetenradsatzes 28 selektiv verbunden, welche die Auswahl der Betriebsmodi des Hybridgetriebes 10 unterstützt. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck „Kupplung“ eine beliebige Einrichtung, die zum Übertragen einer Drehung in der Lage ist, welche in Eingriff gestellt und außer Eingriff gestellt werden kann, wie zum Beispiel eine Reibungskupplung, eine Mehrscheiben-Nasskupplung, eine Kupplung mit einem magnetorheologischen Fluid (MR-Fluid), oder eine Motor-Generator-Kupplung.
Der Träger 52 des dritten Planetenradsatzes 28 ist mit dem Getriebeausgangselement 64 direkt gekoppelt. Wenn das Hybridgetriebe 10 bei einem Bodenfahrzeug verwendet wird, kann das Ausgangselement 64 mit den (nicht gezeigten) Fahrzeugachsen verbunden sein, die wiederum in den (auch nicht gezeigten) Antriebselementen enden können. Die Antriebselemente können entweder Vorder- oder Hinterräder des Fahrzeugs sein, an welchem sie verwendet werden, oder sie können die Antriebsräder eines Schienenfahrzeugs sein.
Das Hohlradelement 46 des dritten Planetenradsatzes 28 wird durch eine Kupplung (oder „eine erste Kupplung“ CL1) 70 selektiv mit Masse gekoppelt, die durch das Getriebegehäuse 68 dargestellt ist. Die erste Kupplung 70 hilft unterstützt auch die Auswahl der Betriebsmodi des Hybridgetriebes 10, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Das Sonnenrad 48 ist mit einem zweiten Motor 72 kontinuierlich gekoppelt. Alle Planetenradsätze 24, 26 und 28 sowie die zwei Motoren 56 und 72 sind koaxial ausgerichtet gezeigt, etwa um die axial angeordnete Welle 60 herum. Beide Motoren 56 und 72 sind in dieser Ausführungsform so gezeigt, dass sie eine ringförmige Konfiguration aufweisen, die es ihnen ermöglicht, die drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 derart zu umgeben, dass die Planetenradsätze 24, 26 und 28 radial innerhalb der Motoren 56 und 72 angeordnet sind. Diese Konfiguration stellt sicher, dass die Gesamtumhüllende, d. h. die Umfangsdimension des Getriebes 10, minimiert ist.
Eine Kupplung (oder eine „dritte Kupplung“ CL3) 73 koppelt das Sonnenrad 40 selektiv mit Masse (d. h. mit dem Getriebegehäuse 68). Eine Kupplung (oder eine „vierte Kupplung“ CL4) 75 dient als eine Verriegelungskupplung, welche die Planetenradsätze 24, 26, den Motor 56 und den Eingang 12 so verriegelt, dass sie sich als eine Gruppe drehen, in dem das Sonnenrad 40 mit dem Träger 44 selektiv gekoppelt wird. Das Sonnenrad 40 ist auch mit dem Sonnenrad 48 gekoppelt. Obwohl eine beispielhafte Getriebeanordnung in 2 dargestellt ist, können die hier offenbarten Systeme und Verfahren für eine beliebige Zahnrad- und Kupplungskonfiguration bereitgestellt sein.
Das Getriebe 10 arbeitet als elektromechanisches Verbundverzweigungsfahrzeuggetriebe mit zwei Modi. Betriebs-„Modi“ bezeichnen Umstände, bei welchen die Getriebefunktionen von einer Kupplung (z. B. der Kupplung 62 oder der Kupplung 70) und der gesteuerten Drehzahl und dem gesteuerten Drehmoment der Motoren 56 und 72 gesteuert werden, wobei ein Beispiel im U.S. Patent mit der Nr. 5,009,301 beschrieben ist, das am 23. April 1991 an General Motors Corporation erteilt wurde. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird ein erster Modus gewählt, wenn die erste Kupplung 70 betätigt wird, um das Hohlradelement 46 des dritten Planetenradsatzes 28 „mit Masse zu verbinden“. Ein zweiter Modus wird gewählt, wenn die erste Kupplung 70 gelöst wird und gleichzeitig die zweite Kupplung 62 betätigt wird, um die Welle 60 mit dem Träger 52 des dritten Planetenradsatzes 128 zu verbinden.
Zudem können einige Betriebs-„Bereiche“ erreicht werden, indem eine zusätzliche Kupplung angewendet wird (z. B. die Kupplung 62, 73 oder 75). Wenn die zusätzliche Kupplung angewendet wird (d. h. wenn zwei Kupplungsvorrichtungen angewendet werden), wird ein festes Drehzahlverhältnis von Eingang zu Ausgang (d. h. ein festes Übersetzungsverhältnis oder eine feste Getriebestufe) erreicht. Die Umdrehungen der Motoren 56 und 72 hängen dann von einer inneren Rotation der Vorrichtung ab, die durch das Kuppeln definiert ist, und sind proportional zu der Eingangsdrehzahl. Bei einer Ausführungsform fällt der erste Bereich in den ersten Betriebsmodus, wenn die erste und vierte Kupplung 70 und 75 in Eingriff stehen, und der zweite Bereich fällt in den ersten Betriebsmodus, wenn die erste und zweite Kupplung 62 und 70 in Eingriff stehen. Während des zweiten Betriebsmodus ist ein dritter Bereich mit fester Übersetzung verfügbar, wenn die zweite und vierte Kupplung 62 und 75 in Eingriff stehen, und während des zweiten Betriebsmodus ist ein vierter Bereich mit fester Übersetzung verfügbar, wenn die zweite und dritte Kupplung 62 und 73 in Eingriff stehen.
Das Getriebe 10 empfängt selektiv Leistung von der Maschine 14. Das Getriebe 10 empfängt auch Leistung von einer elektrischen Speichereinrichtung 74. Die elektrische Speichereinrichtung 74 kann eine oder mehrere Batterien oder andere Typen von Speichereinrichtungen umfassen. Die elektrische Speichereinrichtung 74 kommuniziert über Übertragungsleitungen 78A und 78B mit einer elektrischen Steuerungseinheit (ECU) 76. Die ECU 76 kommuniziert über Übertragungsleitungen 78C und 78D mit dem ersten Motor 56 und sie kommuniziert auf ähnliche Weise über Übertragungsleitungen 78E und 78F mit dem zweiten Motor 72.
Die ECU 76 beschafft Informationen von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Motor 56 bzw. 72, der Maschine 14 und der elektrischen Speichereinrichtung 74. In Ansprechen auf eine Aktion eines Bedieners oder eine „Bedieneranforderung“ (z. B. von einem Fahrbereichswahlhebel, einem Gaspedal und/oder einem Bremspedal) ermittelt die ECU 76, was erforderlich ist, und manipuliert dann die selektiv betätigten Komponenten des Hybridgetriebes 10 auf geeignete Weise, um auf die Bedieneranforderung zu reagieren.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des Motors 56, der in dem vorstehend beschriebenen Getriebe 10 verwendet wird. Der Motor 56 wird beschrieben, um ein besseres Verständnis der nachstehend beschriebenen beispielhaften Motorbewertungsverfahren bereitzustellen. Der in 2 dargestellte Motor ist als der erste Motor 56 bezeichnet, obwohl er auch den zweiten Motor 72 darstellen kann.
Der Motor 56 kann eine zweipolige, dreiphasige bürstenlose Permanentmagnetmaschine sein, obwohl die nachstehende Beschreibung auf eine beliebige Anzahl von Polen angewendet werden kann. Der Motor 56 umfasst eine Welle 202, um einen Eingang an den Motor 56 bereitzustellen und einen Ausgang von dem Motor 56 zu empfangen. Ein Rotor 204 ist mit der Welle 202 gekoppelt und umfasst einen Rotorkern 206 mit daran montierten Permanentmagneten 208. Durch einen Luftspalt 212 ist ein Stator 210, der einen Statorkern 214 mit daran angeordneten Ankerwicklungen 216 umfasst, von dem Rotor 204 getrennt.
Wenn sich der Rotor 204 bezüglich der Wicklungen 214 an dem Stator 210 dreht, wird nach dem Gesetz von Faraday eine Spannung in den Wicklungen 216 induziert, welche nachstehend als Gleichung (1) ausgedrückt ist. $e_{i n d} = - \frac{d λ}{d t}$
wobei A die gesamte Flusskopplung der Statorwicklung ist und e_ind die an der Spule induzierte Spannung ist.
Unter der Annahme, dass die Magnete 208 um den Rotor 204 herum gleichmäßig verteilt sind, kann die Flusskopplung als Gleichung (2) geschrieben werden. $λ = K_{v} sin (ω t)$
wobei K_v die Spannungskonstante des Motors ist und ω die Rotationsfrequenz des Motors ist.
Die Spannungskonstante K_v ist eine Funktion verschiedener Parameter des Motorentwurfs, die umfassen: die Windungszahl der Wicklung 216 des Stators 210; die Magnetfeldstärke des Rotors 204; und die Permeabilität des Flusspfads in dem Motor 56. Ein Einsetzen von Gleichung (2) in Gleichung (1) führt zu Gleichung (3). $\begin{matrix} e_{i n d} = - \frac{d λ}{d t} \\ = - \frac{d (K_{v} sin (ω t))}{d t} \\ = - K_{v} ω cos (ω t) \end{matrix}$
Gleichung (3) zeigt, dass die Größe der an einer Phase einer Wicklung 216 des Stators 210 induzierten Spannung proportional zu der Spannungskonstante K_v und der Drehzahl des Motors 56 ist.
Gleichung (4) veranschaulicht, dass die Spannungskonstante K_v eine Funktion der Windungszahl der Wicklungen 216, der Permeabilität des Flusspfads und der Stärke der Magnete 208 ist, wie nachstehend gezeigt ist. $K_{v} = f (N, μ, Φ)$
wobei N die Wicklungszahl in den Statorwicklungen ist, µ die Permeabilität des Flusspfads ist und Φ die Feldstärke der Rotormagnete ist.
Folglich kann Gleichung (3) für die induzierte Spannung als Gleichung (5) geschrieben werden, wie nachstehend gezeigt ist. $e_{i n d} = - f (N, μ, Φ) ω cos (ω t)$
Wie in Gleichung (5) gezeigt ist, ist die Größe der induzierten Spannung das Produkt der Winkelgeschwindigkeit des Rotors 204 und einer Funktion der Windungszahl der Wicklungen 216, der Permeabilität des Stahls des Stators 210 und der Stärke der Magnete 208. Wenn beliebige dieser Parameter nicht mit den Entwurfskriterien übereinstimmen, wird die induzierte Spannung an dem Motor 56 bei einer gegebenen Drehzahl nicht mit den Werten übereinstimmen, die auf der Grundlage der Entwurfswerte berechnet wurden.
Mit Bezug auf 3 umfasst der Motor 56 einen Wechselrichter 300 oder kann mit diesem gekoppelt sein, um einen Leistungsfluss zu und von dem Motor 300 zu ermöglichen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform misst eine Messeinrichtung 302 Spannungen an dem Wechselrichter 300. Wie nachstehend beschrieben wird, entsprechen die an dem Wechselrichter 300 gemessenen Spannungen unter gewissen Bedingungen den Spannungen, die an den Wicklungen 216 des Stators 210 des Motors 56 induziert werden. Folglich können die an dem Wechselrichter 300 gemessenen Spannungen bei einer Bewertung des Motors 56 verwendet werden.
Der Wechselrichter 300 ist eine Dreiphasenschaltung, die mit dem Motor gekoppelt ist (der als der erste Motor 56 dargestellt ist, obwohl es auch der zweite Motor 72 sein kann). Der Wechselrichter 300 umfasst drei serielle Schalterpaare 302, 304 und 306, die mit der Batterie 74 und dem Motor 56 gekoppelt sind. Das erste Schalterpaar 302 ist mit der ersten Phase 314 des Motors 56 bei einem ersten Anschluss 308 gekoppelt. Das zweite Schalterpaar 304 ist mit der zweiten Phase 316 des Motors 56 bei dem zweiten Anschluss 310 gekoppelt. Das dritte Schalterpaar 306 ist mit der dritten Phase 318 des Motors 56 bei dem dritten Anschluss 312 gekoppelt.
Im Betrieb erzeugt der Wechselrichter 300 eine dreiphasige Spannung an den Anschlüssen 308, 310 und 312, indem er die Zustände der drei Schalterpaare 302, 304 und 306 verändert. Als Beispiel wird die Spannung an dem Wechselrichter 300 (unter der Annahme, dass ein aus dem Wechselrichter herausfließender Strom positiv ist) zwischen zwei Phasen (A und B) durch Gleichung (6) dargestellt. $V a b = L a \frac{d I a}{d t} + R a I a + E a + E b - R b I b - L b \frac{d I b}{d t}$
Typischerweise betätigt der Wechselrichter 300 die Schalter 302, 304 und 306, um den Strom zu regeln, der in jeden Anschluss 308, 310 und 312 hinein und aus diesem heraus fließt. Wenn, wie vorstehend angegeben ist, dem Wechselrichter 300 befohlen wird, einen Nullstrom in den Phasenanschlüssen beispielsweise unter Verwendung von Stromreglern mit geschlossenem Regelkreis zu steuern, wobei Ia = Ib = dIa/dt = dIb/dt = 0, dann verringert sich die Wechselrichterspannungsgleichung zu Gleichung (7). $V a b = E a - E b$
Da angenommen wird, dass die Ströme null sind, kann die induzierte Spannung von Gleichung (3) der in Gleichung (7) gegebenen Anschlussspannung gleichgesetzt werden, was zu Gleichung (8) führt. $V a b = - K_{v} ω cos (ω t)$
Die Beziehung zwischen in dem physikalischen Referenzrahmen gemessenen Größen und einem mathematischen dq-Rahmen ist in Gleichung (9) veranschaulicht. $[\begin{array}{l} f_{d} \\ f_{q} \end{array}] = [\begin{array}{l} 1 & - \frac{1}{2} & - \frac{1}{2} \\ 0 & \frac{\sqrt{3}}{2} & - \frac{\sqrt{3}}{2} \end{array}] [\begin{array}{l} f_{a} \\ f_{b} \\ f_{c} \end{array}]$
wobei f durch eine geeignete physikalische Größe, z. B. eine Spannung, einen Strom oder einen Fluss ersetzt werden kann.
Auf der Grundlage der vorstehenden Transformation in Gleichung (9) können Stromregler, welche die Schalter 302, 304 und 306 steuern, in der Form von Gleichungen (10) ausgedrückt werden. $\begin{array}{l} V d = P I_{r e g u l a t o r} (I_{d c o m m a n d e d} - I_{d m e a s u r e d}) \\ V q = P I_{r e g u l a t o r} (I_{q c o m m a n d e d} - I_{q m e a s u r e d}) \end{array}$
Die Stromregler arbeiten mit dem gemessenen Strom im Vergleich mit dem befohlenen Strom. Wie vorstehend angemerkt, werden die befohlenen Ströme von dem Wechselrichter 300 als null bezeichnet. Daher sind alle von null verschiedenen Ausdrücke auf der rechten Seite von Gleichung (10) messbar und die Spannung, die zum Halten der Nullströme benötigt wird, wird berechnet, wenn die Stromregler den gemessenen Strom auf den Sollstrom regeln. Die Größe der entwickelten Spannung kann berechnet werden, wie in Gleichung (11) gezeigt ist. $V r e f = \sqrt{V_{d}^{2} + V_{q}^{2}}$
Die Spannung sollte unter einer Basisdrehzahl gemessen werden, d. h., wenn die Wechselrichterausgangsspannung maximal ist. Mit anderen Worten ist die Basisdrehzahl der Punkt, bei dem die an dem Motor 56 oder 72 induzierte Spannung mit der Versorgungsspannung übereinstimmt, die für den Wechselrichter 300 zur Verfügung steht. Wenn man Vref von Gleichung (11) mit Gleichung (8) vergleicht und die Motordrehzahl aus einer Messung kennt, kann die Spannungskonstante Kv von jedem der Motoren 56 und 72 berechnet werden und mit einem Satz akzeptierter Werte verglichen werden, um dadurch den Motor 56 oder 72 zu bewerten.
Nachdem nun das Getriebe 10, die Motoren 56 und 72 und der Wechselrichter 300 beschrieben worden sind, werden nun Bedingungen und Verfahren zum Bewerten der Motoren 56 und 62 unter Verwendung des Wechselrichters 300 erörtert. Wieder mit Bezug auf 1 wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Bewerten des ersten und zweiten Motors 56 und 72 des Getriebes 10 am Ende einer Fertigungslinie zum Beispiel bei dem Hersteller oder OEM bereitgestellt. Die Bedingungen für das beispielhafte Verfahren werden zuerst beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird das Getriebe 10 mit dem Eingangselement 12 an einer Eingangsmotorprüfstandsmaschine 82 und mit dem Ausgangselement 64 an einer Ausgangsmotorprüfstandsmaschine 84 angebracht. Die Eingangs- und Ausgangsmaschinen 82 und 84 können die Eingangs- und Ausgangselemente 10 bzw. 64 des Getriebes 10 mit vorgeschriebenen Drehzahlen und/oder Drehmomenten drehen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen können beliebige der Modi und/oder Zahnradkonfigurationen des Getriebes 10 für die abschließende Getriebebewertung verwendet werden. Bei einer Ausführungsform wird der erste Modus verwendet, um die erste feste Getriebestufe zu simulieren, bei dem die erste Kupplung 70 und die vierte Kupplung 75 geschlossen sind und die zweite Kupplung 62 und die dritte Kupplung 73 offen sind. Bei der ersten festen Getriebestufe sind die Drehzahlen des Eingangsmotorprüfstands 82, des ersten Motors 56 und des zweiten Motors 72 gleich, und die Drehzahl des Ausgangsmotorprüfstands 84 unterscheidet sich um die Übersetzung des ersten Zahnradsatzes 24. Der erste Modus simuliert die erste feste Getriebestufe, indem eine Eingangsdrehzahl und eine Ausgangsdrehzahl derart gewählt wird, dass die Eingangsdrehzahl gleich der Ausgangsdrehzahl mal dem ersten Übersetzungsverhältnis ist. Dies führt dazu, dass die Schlupfdrehzahl der vierten Kupplung 62 null sein wird, ohne dass die Kupplung tatsächlich in Eingriff steht.
Der erste Modus wird verwendet, um die erste feste Getriebestufe zu simulieren, weil die zwei Motorprüfstände 82 und 84 gegeneinander arbeiten werden, wenn sowohl der Eingangsmotorprüfstand 82 als auch der Ausgangsmotorprüfstand 84 die Drehzahl steuern, während sie durch eine feste Getriebestufe verbunden sind.
Bei dieser Ausführungsform kann es auch von Vorteil sein, die Schütze zu dem Wechselrichter 300 (3) zu öffnen, welcher mit dem Getriebe 10 verbunden ist, oder die Phasenwicklungen 216 (2) von dem Wechselrichter 300 zu trennen, um zu verhindern, dass eine Gleichrichtung in dem Wechselrichter 300 ein Fließen von Strom während des Tests ermöglicht. Alternativ ist eine DC-Spannung des Wechselrichter 300 (3) größer als die erwartete maximale Spitze der von dem Motor 56 oder 72 erzeugten Spannung, um einen Gleichrichtungsstrom zu vermeiden.
Da nun die Bedingungen für eine Bewertung am Ende der Produktion beschrieben wurden, werden nun die Schritte eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Bewerten der Motoren nach der Produktion erörtert. Mit Bezug auf 4 wird bei einem ersten Schritt 410 des Verfahrens 400 die Eingangsmotorprüfstandsmaschine 82 auf eine für den Test akzeptable Drehzahl gedreht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die akzeptable Drehzahl beispielsweise etwa 2000 U/min betragen. Allgemein sollte die Drehzahl der Eingangsmotorprüfstandsmaschine 82 direkt unter der Flussschwächungsdrehzahl oder der Basisdrehzahl des Motors 56 oder 72 liegen, die aus den Entwurfsparametern ermittelt wird. Darüber hinaus sollte die Drehzahl allgemein so sein, dass die erzeugte Spannung kleiner als die DC-Spannung des Wechselrichters ist, und dass sie ausreicht, dass eine Hauptpumpe in dem Getriebe 10 einen ausreichenden Hydraulikdruck bereitstellt, um ein Einrücken der ersten Kupplung 70 zu ermöglichen.
Bei einem zweiten Schritt 420 wird die Ausgangsmotorprüfstandsmaschine 84 so eingestellt, dass eine Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung 70 auf null gehalten wird. Wenn sich der Eingangsmotorprüfstand 82 dreht, dreht sich der Motor 56 oder der Motor 72 durch die Planetenradsätze 24 und 26. Wenn sich der Motor 72 dreht, gibt es nur eine Ausgangsdrehzahl, die das Hohlrad 46 des dritten Planetenradsatzes 28 bei einer Nulldrehzahl halten wird. Da eine Seite der ersten Kupplung 70 mit dem Getriebegehäuse 68 verbunden ist, um eine Drehzahl mit Nullschlupf über die Kupplung 70 zu erreichen, d. h. beide Seiten der Kupplung 70 drehen sich mit der gleichen Drehzahl, sollte das Hohlrad 48 des Zahnradsatzes 28 bei einer Nulldrehzahl gehalten werden.
Bei einem dritten Schritt 430 wird die erste Kupplung 70 in Eingriff gebracht und bei einem vierten Schritt 440 wird die Ausgangsmotorprüfstandsmaschine 84 mit der geeigneten Drehzahl gedreht, um die vierte Kupplung 75 zu synchronisieren und die Drehzahlen des ersten und zweiten Motors 56 und 72 anzugleichen. Als Folge dieses Drehens wird eine Spannung an den Wicklungen jedes Motors 56 und 72 induziert, welche, wie oben angemerkt, durch Gleichung (5) dargestellt ist. Bei einem fünften Schritt 450 wird die generierte Spannung an jeder Phase für jeden der ersten und zweiten Motoren 56 und 72 mit der Messeinrichtung 302 (3) gemessen. Bei einem sechsten Schritt 460 wird die Größe der gemessenen Spannung jedes Motors 56 und 72 durch die Drehzahl jedes Motors 56 und 72 dividiert, um die Spannungskonstante für jeden Motor 56 und 72 zu erhalten. Bei einem siebten Schritt 470 können die Spannungskonstanten des ersten und zweiten Motors 56 und 72 mit Entwurfsspezifikationswerten verglichen werden, um zu bestimmen, ob der erste und zweite Motor 56 und 72 korrekt produziert und installiert wurden. Wenn die Spannungskonstanten außerhalb eines akzeptablen Toleranzbereichs liegen, kann gefolgert werden, dass der getestete Motor 56 und 72 die Entwurfskriterien nicht erfüllt und nicht verwendet werden sollte.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Bewerten des Getriebes 10 in einer Wartungsumgebung bereitgestellt. Während einer Wartung kann es sein, dass die Eingangs- und Ausgangsmotorprüfstandsmaschinen 82 und 84 nicht verfügbar sind und somit kann es sein, dass der Getriebetest am Ende der Produktion nicht durchführbar ist. Aufgrund der Zahnradkonfiguration des Getriebes 10 kann jedoch eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Bewerten der Motoren 56 und 72 in einer Wartungsumgebung bereitgestellt werden.
Zwischen der Eingangsdrehzahl des Eingangselements 12 und den Drehzahlen der ersten und zweiten Motoren 56 und 72 existiert eine konsistente Beziehung, wie nachstehend in Gleichung (12) gezeigt ist: $N i = K_{1} N a + K_{2} N b$
Bei einer Neutralbedingung sind Drehmomentgleichungen, welche das Eingangsdrehmoment des Eingangselements 12 und die Drehmomente für die ersten und zweiten Motoren 56 und 72 in Beziehung setzen, nachstehend in Gleichung (13) gezeigt: $[\begin{array}{l} T b \\ T i \end{array}] = [\begin{matrix} K_{T 1} \\ - K_{T 2} \end{matrix}] T a$
Die Gleichung (13) kann nach dem Drehmoment des ersten Motors 56 (Ta) und dem Drehmoment von dem Eingangselement 12 (Ti) als eine Funktion des Drehmoments des zweiten Motors 72 (Tb) aufgelöst werden, wie nachstehend in Gleichung (14) gezeigt ist. $[\begin{array}{l} T a \\ T i \end{array}] = [\begin{matrix} K_{T 3} \\ - K_{T 4} \end{matrix}] T b$
Folglich führt das Befehlen einer Drehzahlregelung für den ersten Motor 56 zu einem Drehmomentbefehl für den ersten Motor 56 mit einer Größe, die notwendig ist, um die Solldrehzahl aufrechtzuerhalten. Da bei dieser Testumgebung keine Last an dem ersten Motor 56 vorhanden ist, wird das zum Aufrechterhalten der Solldrehzahl benötigte Drehmoment nur das Drehmoment umfassen, das benötigt wird, um eine Reibung in dem Getriebe 10 zu überwinden, d. h. das „Losbrechmoment“. Da das Losbrechmoment der Maschine 14 wesentlich größer als das Losbrechmoment des Getriebes 10 ist, wird das bei dem Getriebeeingang 12 erzeugte Drehmoment nicht zum Drehen der Maschine 14 ausreichen.
Wenn folglich die Drehzahl der Maschine 14 bei null gehalten wird und die Maschine 14 nicht mit mehr als einem Losbrechmoment belastet wird, führt Gleichung (14) zu Gleichung (15) wie nachstehend gezeigt ist. $0 = K_{1} N a + K_{2} N b$
Gleichung (15) kann wie nachstehend in Gleichung (16) gezeigt aufgelöst werden. $N a = - \frac{K_{2}}{K_{1}} N b$
Aufgrund der Zahnradkoeffizienten des Getriebes 10 kann die Gleichung (16) als Gleichung (17) umgeschrieben werden, wie nachstehend gezeigt ist. $N a \approx - N b$
Gleichung (17) gibt an, dass sich der erste Motor 56 unbelastet in die entgegengesetzte Richtung und mit der gleichen Drehzahl wie der zweite Motor 72 dreht, oder zumindest eine lineare Beziehung aufweist. Folglich kann der erste Motor 56 zum Drehen des zweiten Motors 72 verwendet werden und die Phasenspannungen des zweiten Motors 72 können dann gemessen werden, um die zugehörige Spannungskonstante zu ermitteln. Auf ähnliche Weise kann der zweite Motor 72 zum Drehen des ersten Motors 56 verwendet werden und die Phasenspannungen des ersten Motors 56 können gemessen werden, um die zugehörige Spannungskonstante zu ermitteln.
Mit Bezug auf 5 wird bei einem ersten Schritt 510 des Verfahrens 500 eine Einrichtungssteuerungsbotschaft von der ECU 76 verwendet, um dem ersten Motor 56 eine Drehzahl zu befehlen. Wie vorstehend angemerkt führt dies auch dazu, dass sich der zweite Motor 72 in die entgegengesetzte Richtung, aber mit der gleichen Drehzahl dreht.
Bei einem zweiten Schritt 520 wird die an jeder Phase des zweiten Motors 72 erzeugte Spannung gemessen. Die Spannung wird bei dem Wechselrichter 302 gemessen, der mit dem zweiten Motor 72 gekoppelt ist (3).
Bei einem dritten Schritt 530 wird die Größe der gemessenen Spannung durch die Drehzahl des zweiten Motors 72 dividiert, was zu der Spannungskonstante des zweiten Motors 72 führt.
Bei einem vierten Schritt 540 wird die Spannungskonstante des zweiten Motors 72 mit dem Entwurfsspezifikationswert verglichen. Die vorstehend beschriebenen Schritte werden dann wiederholt, mit der Ausnahme, dass der zweite Motor 72 auf eine Drehzahl gesteuert wird, die den ersten Motor 56 derart dreht, dass der erste Motor 56 auf ähnliche Weise bewertet werden kann. Folglich wird bei einem fünften Schritt 550 eine Drehzahl für den zweiten Motor 72 befohlen, welche dazu führt, dass sich der erste Motor 56 dreht. Folglich wird bei einem sechsten Schritt 560 die an jeder Phase des ersten Motors 56 erzeugte Spannung gemessen.
Bei einem siebten Schritt 570 wird die Größe der gemessenen Spannung durch die Drehzahl des ersten Motors 56 dividiert, was zu der Spannungskonstante führt.
Bei einem achten Schritt 580 wird die Spannungskonstante des ersten Motors 56 mit den vorbestimmten Werten in der Entwurfsspezifikation verglichen, um den ersten Motor 56 zu bewerten. Wenn die aus den Spannungsmessungen des ersten und zweiten Motors 56, 72 abgeleiteten Spannungskonstanten innerhalb eines akzeptablen Schwellenwerts der vorbestimmten Werte liegen, dann werden die Motoren 56, 72 als korrekt gefertigt, installiert und gewartet angesehen. Wenn die Spannungskonstanten außerhalb des Schwellenwerts liegen, kann dies umgekehrt ein Problem mit den Motoren 56, 72 anzeigen.
Folglich wurden beispielhafte Verfahren zum Bewerten erster und zweiter Motoren in einem elektromechanischen Verbundverzweigungsgetriebe mit zwei Modi bereitgestellt. Bei speziellen beispielhaften Ausführungsformen können die Motoren bei einem Getriebetest am Ende der Produktion und während einer Wartung bewertet werden.
Obwohl mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Stattdessen wird die vorstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es versteht sich, dass in der Funktion und Anordnung von Elementen verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten offengelegt ist.

Claims

Verfahren (400) zum Bewerten einer Motoranordnung bei einer Bewertung am Ende der Produktion, die einen ersten Permanentmagnetmotor (56) in einem Getriebe (10) eines Kraftfahrzeugantriebssystems umfasst, wobei der erste Motor (56) einen ersten Rotor (204) mit einer ersten Vielzahl daran montierter Magnete (208) und einen ersten Stator (210) mit einer ersten Vielzahl von Wicklungen (216) in der Nähe des ersten Rotors (204) umfasst, wobei die ersten Wicklungen (216) mit einem ersten Wechselrichter (300) gekoppelt sind, wobei das Verfahren (400) umfasst, dass: der erste Motor (56) mit einer Motorprüfstandsmaschine (82), die mit einem Eingangselement (12) des Getriebes (10) verbunden ist, auf eine vorbestimmte Drehzahl derart gedreht wird, dass der erste Rotor (204) des ersten Motors (56) eine erste Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) induziert; die erste Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) gemessen wird; eine erste Spannungskonstante des ersten Motors (56) aus der ersten Spannung berechnet wird; die erste Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird; und der erste Motor (56) als nicht akzeptabel identifiziert wird, wenn die erste Spannungskonstante außerhalb eines Bereichs des Satzes akzeptierter Spannungskonstanten liegt.
Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei die Motoranordnung ferner einen zweiten Motor (72) umfasst, wobei der zweite Motor (72) einen zweiten Rotor mit einer zweiten Vielzahl daran montierter Magnete und einen zweiten Stator mit einer zweiten Vielzahl von Wicklungen in der Nähe des Rotors umfasst, wobei die zweiten Wicklungen mit einem zweiten Wechselrichter gekoppelt sind, wobei das Verfahren (400) ferner umfasst, dass: der zweite Motor (72) mit einer Motorprüfstandsmaschine (84), die mit einem Ausgangselement (64) des Getriebes (10) verbunden ist, so gedreht wird, dass er auf die vorbestimmte Drehzahl des ersten Motors (56) derart synchronisiert wird, dass der zweite Rotor eine zweite Spannung an dem zweiten Wechselrichter induziert; die zweite Spannung an dem zweiten Wechselrichter gemessen wird; eine zweite Spannungskonstante des zweiten Motors aus der zweiten Spannung berechnet wird; die zweite Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird; und der zweite Motor (72) als nicht akzeptabel identifiziert wird, wenn die zweite Spannungskonstante außerhalb eines Bereichs des Satzes akzeptierter Spannungskonstanten liegt.
Verfahren (400) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Getriebe (10) vor dem Schritt des Drehens in eine derartige Bedingung versetzt wird, dass eine Drehzahl des Eingangsmotorprüfstands (82) in etwa der Drehzahl des ersten Motors (56) gleicht.
Verfahren (400) nach Anspruch 3, wobei das Getriebe (10) ferner einen zweiten Motor (72) mit einem zweiten Rotor umfasst, der eine zweite Vielzahl daran montierter Magnete und einen zweiten Stator mit einer zweiten Vielzahl von Wicklungen in der Nähe des Rotors aufweist, wobei die zweiten Wicklungen mit einem zweiten Wechselrichter gekoppelt sind, wobei das Verfahren (400) ferner umfasst, dass: der zweite Motor (72) mit einer Motorprüfstandsmaschine (84), die mit einem Ausgangselement (64) des Getriebes (10) verbunden ist, so gedreht wird, dass er auf die vorbestimmte Drehzahl des ersten Motors (56) derart synchronisiert wird, dass der zweite Rotor eine zweite Spannung an dem zweiten Wechselrichter induziert; eine zweite Spannung an dem zweiten Wechselrichter gemessen wird; eine zweite Spannungskonstante des zweiten Motors (72) aus der zweiten Spannung berechnet wird; und die zweite Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass die Motorprüfstandsmaschine (84), die mit dem Ausgangselement (64) des Getriebes (10) verbunden ist, so eingestellt wird, dass eine Schlupfdrehzahl einer ersten Kupplung (70) des Getriebes (10) bei null gehalten wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 4, wobei das Messen einer ersten Spannung umfasst, dass die erste Spannung an drei Phasen des ersten Motors (56) gemessen wird.
Verfahren (400) nach Anspruch 4, wobei das Messen der zweiten Spannung umfasst, dass die zweite Spannung an drei Phasen des zweiten Motors (72) gemessen wird.
Verfahren (500) zum Bewerten von Permanentmagnetmotoren (56, 72) in einem Getriebe (10) eines Kraftfahrzeugantriebssystems in einer Wartungsumgebung, wobei die Motoren erste (56) und zweite (72) Motoren umfassen, die jeweils einen Rotor (204) mit einer Vielzahl daran montierter Magnete (208) und einen Stator (210) mit einer Vielzahl von Wicklungen (216) in der Nähe des Rotors (204) umfassen, wobei die Wicklungen (216) des ersten (56) und zweiten (72) Motors jeweils mit ersten (300) und zweiten Wechselrichtern gekoppelt sind und die Motoren (56, 72) in dem Getriebe (10) miteinander gekoppelt sind, wobei das Verfahren (500) umfasst, dass: der erste Motor (56) mit Hilfe des ersten Wechselrichters (300) auf eine vorbestimmte Drehzahl gedreht wird, um den zweiten Motor (72) derart zu drehen, dass der Rotor (204) des zweiten Motors (72) eine Spannung an dem zweiten Wechselrichter induziert; die Spannung an dem zweiten Wechselrichter gemessen wird; eine Spannungskonstante des zweiten Motors (72) aus der Spannung berechnet wird; und die Spannungskonstante des zweiten Motors (72) mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird.
Verfahren (500) nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass: der zweite Motor (72) mit Hilfe des zweiten Wechselrichters auf eine vorbestimmte Drehzahl gedreht wird, um den ersten Motor (56) derart zu drehen, dass der Rotor (204) des ersten Motors (56) eine zweite Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) induziert; die zweite Spannung an dem ersten Wechselrichter (300) gemessen wird; eine Spannungskonstante des ersten Motors (56) aus der zweiten Spannung berechnet wird; und die Spannungskonstante des ersten Motors (56) mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten verglichen wird.
Verfahren (500) nach Anspruch 8, wobei das Verfahren (500) ferner umfasst, dass das Getriebe (10) in einen Neutralgang versetzt wird, bei dem das Getriebe (10) kein Drehmoment ausgibt.
Verfahren (500) nach Anspruch 8, wobei die ersten (56) und zweiten (72) Motoren in dem Getriebe (10) miteinander und mit einer Kraftmaschine (14) gekoppelt sind, und wobei das Verfahren (500) ferner umfasst, dass die Kraftmaschine (14) beim Bewerten der Motoren (56, 72) ausgeschaltet ist.
Verfahren (500) nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Drehens umfasst, dass der erste Motor (56) mit Hilfe des ersten Wechselrichters (300) derart gedreht wird, dass sich der zweite Motor (72) aufgrund seiner Kopplung mit dem ersten Motor (56) durch das Getriebe (10) unbelastet von Lastmomenten in einer zu dem ersten Motor (65) entgegengesetzten Richtung dreht.
Kraftfahrzeugantriebssystem, umfassend: eine Brennkraftmaschine (14); ein Getriebe (10), das mit der Brennkraftmaschine (14) gekoppelt ist, wobei das Getriebe (10) umfasst: ein Eingangselement (12) zum Empfangen von Leistung von der Brennkraftmaschine (14); ein Ausgangselement (64) zum Liefern von Leistung aus dem Getriebe (10); einen ersten Motor (56) und einen zweiten Motor (72), die koaxial ausgerichtet sind; einen ersten (300) und zweiten Wechselrichter, die mit dem ersten (56) bzw. zweiten (72) Motor gekoppelt sind; und einen Prozessor, der ausgestaltet ist, um: eine erste Spannung zu messen, die von dem ersten Motor (56) an dem ersten Wechselrichter (300) induziert wird, wenn der erste Motor (56) auf eine vorbestimmten Drehzahl gedreht wird; eine erste Spannungskonstante aus der ersten Spannung zu berechnen; die erste Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten zu vergleichen; eine zweite Spannung zu messen, die von dem zweiten Motor (72) an dem zweiten Wechselrichter induziert wird, wenn der zweite Motor (72) auf die vorbestimmte Drehzahl gedreht wird; eine zweite Spannungskonstante des zweiten Motors (72) aus der zweiten Spannung zu berechnen; und die zweite Spannungskonstante mit einem Satz akzeptierter Spannungskonstanten zu vergleichen.
System nach Anspruch 13, wobei der erste Motor (56) zum Messen der ersten Spannung von einem Eingangsmotorprüfstand (82) gedreht wird, und der zweite Motor (72) zum Messen der zweiten Spannung von einem Ausgangsmotorprüfstand (84) gedreht wird.
System nach Anspruch 13, wobei der zweite Motor (72) zum Messen der zweiten Spannung von dem ersten Motor (56) gedreht wird.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor so ausgestaltet ist, dass er erste Spannungen an drei Phasen des ersten Motors (56) misst.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor so ausgestaltet ist, dass er zweite Spannungen an drei Phasen des zweiten Motors (72) misst.
System nach Anspruch 13, wobei der Prozessor ausgestaltet ist, um ein Wartungssignal zu erzeugen, wenn die erste oder zweite Spannungskonstante nicht in einem Bereich akzeptierter Spannungskonstanten liegen.