DE102010023505A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Adaptieren einer Trennkupplung - Google Patents
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- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Adaptieren einer Kennlinie einer Trennkupplung in einem Fahrzeughybridantriebsstrang, die zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine angeordnet ist, umfassend die Schritte Entscheiden, dass Brennkraftmaschine gestoppt ist, Öffnen der Trennkupplung, Abschalten der Elektromaschine, Auslaufen einer damit zumindest mittelbar verbundene Antriebsstrangkomponente, Temporäres Teilschließen der Trennkupplung in einem vorgegebenen Drehzahlbereich der Antriebsstrangkomponente, Ermitteln eines Abfalls einer Drehzahl der Antriebsstrangkomponente über eine vorgegebene Zeitspanne, Ermitteln eines Kupplungsmoments anhand des ermittelten Abfalls der Drehzahl der Antriebsstrangkomponente über die vorgegebene Zeitspanne, Adaptieren der Kennlinie der Trennkupplung anhand des ermittelten Kupplungsmoments sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Adaptieren einer Trennkupplung in einem Fahrzeughybridantriebsstrang, die zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine angeordnet ist sowie eine entsprechende Vorrichtung.
- Um eine Brennkraftmaschine nach deren Stillstand mit der Hilfe der Elektromaschine wieder schnell und komfortabel zu starten, muss die Trennkupplung zwischen Brennkraftmaschine und Elektromaschine entsprechend genau angesteuert werden, das heißt insbesondere ein Trennpunkt der Trennkupplung muss möglichst genau bekannt sein: Üblicherweise ist ein Aktor zur Betätigung der Trennkupplung vorgesehen, an dem ein bestimmter Wert, zum Beispiel im Falle eines Spindelaktors, ein bestimmter Weg, eingestellt wird, um ein entsprechendes Moment an der Trennkupplung einzustellen. Da aber der Wert respektive das Moment von Umgebungsbedingungen abhängig sind, unter anderem beispielsweise von einer Umgebungstemperatur, ist eine Adaption der Trennkupplung erforderlich.
- Aus der
WO 2008/064633 A1 - Allerdings weist eine ungefeuerte Brennkraftmaschine hohe Wechselmomente aufgrund von Kompressionen und Expansionen in Zylindern der Brennkraftmaschine auf, was bedeutet, dass hohe Drehungsungleichförmigkeiten auftreten, die eine Adaption der Trennkupplung beziehungsweise die Ermittlung des Trennpunktes erschweren.
- Weiterhin ist es bekannt, das Kupplungsmoment einer laufenden Elektromaschine zum Adaptieren einer Kennlinie einer Trennkupplung zu nutzen. Dabei wird eine Kupplung bei konstant drehender Elektromaschine langsam geschlossen, bis das Elektromaschinenmoment ansteigt. Das von der Trennkupplung übertragene Kupplungsmoment kann dann mit dem Elektromaschinenmoment entsprechend verglichen werden und die Kennlinie der Trennkupplung, insbesondere ein Trennpunkt der Trennkupplung angepasst werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 und die entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 4 weisen den Vorteil auf, dass kein aktives Moment für eine Antriebsstrangkomponente zur Adaption der Kennlinie der Trennkupplung nötig ist. Somit wird nicht nur Energie gespart, sondern auch ein Verschleiß der Trennkupplung sowie der Maschine, die das Moment für die Antriebsstrangkomponente zur Verfügung stellt, wird reduziert. Gleichzeitig ist auch eine verbesserte Adaption der Kennlinie einer Trennkupplung möglich, da ein wesentlich gleichförmigerer Lauf der Antriebsstrangkomponente genutzt werden kann, wenn diese nicht mit einer ungefeuerten Brennkraftmaschine verbunden ist.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebsstrangkomponente die Elektromaschine. Der Vorteil dabei ist, dass unmittelbar der Drehzahlabfall an der Elektromaschine gemessen werden kann und so keine zusätzlichen Drehzahlsensoren, etc. an weiteren Antriebsstrangkomponenten vorgesehen werden müssen.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Antriebsstrangkomponente eine Getriebeeingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes. Der Vorteil dabei ist, dass damit zusätzlich oder alternativ auch beispielsweise an einfach zugänglicheren Stellen eine Drehzahl indirekt für die Adaption einer Trennkupplung gemessen werden kann, sodass eine Wartung der Trennkupplung oder der Vorrichtung insgesamt vereinfacht wird.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Es zeigt:
-
1 ein Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Anhand der
1 wird ein Verfahren zum Adaptieren einer Trennkupplung näher erläutert. Dabei ist mit Bezugszeichen1 ,1a ,1b ,1c ,1d ,1e der Verlauf eines von der Trennkupplung T auf eine Elektromaschine E übertragenen Moments gezeigt. Bezugszeichen2 ,2a ,2c bezeichnen einen zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Elektromaschine E ohne dass eine Adaption vorgenommen wird, wohingegen der zeitliche Verlauf der Drehzahl der Elektromaschine E bei Adaption mit den Bezugszeichen2d ,2e bezeichnet ist. Bezugszeichen3 bezeichnet schließlich den Verlauf einer Drehzahl der Brennkraftmaschine B in Abhängigkeit von der Zeit. Insgesamt stellt1 ein X-Y-Diagramm dar, wobei auf der senkrechten Achse10 eine Drehzahl aufgetragen ist und über der X-Achse11 die Zeit. - Ein Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung läuft nun wie folgt ab: Zunächst ist die Brennkraftmaschine B befeuert, das heißt die Brennkraftmaschine B weist eine bestimmte Drehzahl
3a auf und die Trennkupplung T ist geschlossen, das heißt die Elektromaschine E weist hier in1 die gleiche Drehzahl2a wie die Brennungskraftmaschine B auf. Das Moment an der Trennkupplung T weist dabei eine bestimmte konstante Größe1a auf. Zu einem Zeitpunkt t0 stoppt nun die Brennkraftmaschine B und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine fällt dann im weiteren zeitlichen Verlauf3b bis auf Null ab (Stillstand). Das von der Trennkupplung T übertragene Drehmoment1a fällt entsprechend von seinem konstanten Wert1a linear (Verlauf1b ) bis auf Null ab. Die Drehzahl2a der Elektromaschine E bleibt zunächst weiter unverändert (Verlauf2a ). Dies entspricht einem rein elektrischen Betrieb eines Hybridfahrzeugs. - Für einen Zeitpunkt t1 > t0 wird nun ebenfalls die Elektromaschine E abgeschaltet und deren Drehzahl fällt linear (Verlauf
2c ) bis auf Null ab und diese erreicht ihren Stillstand zum Zeitpunkt t5 > t1 > t0. - Um nun eine Adaption einer Kennlinie der Trennkupplung T vorzunehmen, wird die Elektromaschine E während des linearen Abfalls
2c der Drehzahl der Elektromaschine E zum Zeitpunkt t2 > t1 mit einem konstanten Moment1d mittels der Trennkupplung T beaufschlagt. Die Drehzahl der Elektromaschine E fällt nun während des Beaufschlagens der Elektromaschine E mit dem Moment über die Trennkupplung T weiterhin linear ab, jedoch ist der abfallende Verlauf2d der Drehzahl steiler als der Verlauf2c . Zu dem späteren Zeitpunkt t3 > t2 wird die Elektromaschine E dann nicht mehr mit dem konstanten Moment1d mittels der Trennkupplung T beaufschlagt, das heißt der Verlauf2e der Drehzahl der Elektromaschine E ist nun parallel zum Verlauf2c . Die Drehzahl der Elektromaschine E erreicht jedoch zu einem Zeitpunkt t4 < t5 früher ihren Stillstand. - Anhand eines bereits bekannten Trägheitsmoments der insgesamt rotierenden Masse, die zum unveränderten Verlauf
2c der Drehzahl der Elektromaschine E beiträgt, ist es mittels der Veränderung des Drehzahlgradienten möglich, das Kupplungsmoment in bereits bekannter Weise anzupassen, sodass ein Trennpunkt beziehungsweise eine Kennlinie der Trennkupplung T optimal angepasst werden können. -
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines beispielhaften Fahrzeughybridantriebstranges mit Elementen für dessen Steuerung. - Der Aufbau ist dabei wie folgt:
Eine Brennkraftmaschine B ist über eine Trennkupplung T mit einer Elektromaschine E verbunden. Die Elektromaschine E dient dabei sowohl als Antrieb zumindest eines über einen Wandler W verbundenen Fahrzeugrades R als auch als Generator, um einen über eine Steuereinrichtung S1 mit der Elektromaschine E verbundenen Energiespeicher ES aufzuladen. - Weiterhin ist eine Steuerungseinrichtung
30 vorgesehen, die mit mehreren Sensoren und/oder Aktoren verbunden ist, um den Fahrzeugshybridantriebsstrang zu steuern. In2 ist die Steuerungseinrichtung30 mit einem Drehzahlsensor20 für die Brennkraftmaschine B, einem Trennkupplungsaktor21 zur Betätigung der Trennkupplung T, einem Drezahlsensor22 zur Ermittlung der Drehzahl der Elektromaschine E, einem Sensor23 zur Erfassung der Stellung eines Fahrpedals sowie einem Stellungssensor24 zur Erfassung der Stellung einer Fahrprogrammwähleinrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Die Steuerungseinrichtung30 steuert nun Brennkraftmaschine B, Trennkupplung T und Elektromaschine E entsprechend dem Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1–3 und hinterlegt beispielsweise eine adaptierte Kennlinie in einem internen Speicher so, dass diese Kennlinie für die zukünftige verbesserte Steuerung der Trennkupplung T mittels des Trennkupplungsaktors21 zur Verfügung steht. - Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, wird sie nicht darauf beschränkt, sondern ist auf vielfältige Weise modifizierbar.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/064633 A1 [0003]
Claims (4)
- Verfahren zum Adaptieren einer Kennlinie einer Trennkupplung (T) in einem Fahrzeughybridantriebsstrang, die zwischen einer Brennkraftmaschine (B) und einer Elektromaschine (E) angeordnet ist, umfassend die Schritte: Entscheiden, dass Brennkraftmaschine (B) gestoppt ist, Öffnen der Trennkupplung (T) und insbesondere Einschalten der Elektromaschine (E), Abschalten der Elektromaschine (E), Auslaufen einer damit zumindest mittelbar verbundenen Antriebsstrangkomponente (E), Temporäres Teilschließen (t2; t3) der Trennkupplung (T) in einem vorgegebenen Drehzahlbereich der Antriebsstrangkomponente (E), Ermitteln eines Abfalls (
2d ) einer Drehzahl der Antriebsstrangkomponente (E) über eine vorgegebene Zeitspanne (t2; t3), Ermitteln eines Kupplungsmoments anhand des ermittelten Abfalls der Drehzahl der Antriebsstrangkomponente über die vorgegebene Zeitspanne (t2; t3), Adaptieren der Kennlinie der Trennkupplung (T) anhand des ermittelten Kupplungsmoments. - Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Antriebsstrangkomponente die Elektromaschine (E) ist.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Antriebsstrangkomponente (E) eine Getriebeeingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes ist.
- Vorrichtung zum Adaptieren einer Trennkupplung (T) in einem Fahrzeughybridantriebsstrang, die zwischen einer Brennkraftmaschine (B) und Elektromaschine (E) angeordnet ist, insbesondere geeignet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß zumindest einem der Ansprüche 1–3, umfassend: einen Drehzahlsensor (
20 ) zum Ermitteln der Drehzahl einer Antriebsstrangkomponente (E), einen Trennkupplungsaktor (21 ) zum Betätigen der Trennkupplung (T), eine Steuereinrichtung (30 ) zum Steuern der Brennkraftmaschine (B), der Elektromaschine (E) und des Trennungskupplungsaktors (21 ) in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebszustands derart, dass ein temporäres Teilschließen der Trennkupplung (T) in einem vorgegebenen Drehzahlbereich der Antriebsstrangkomponente bei einem Auslaufen einer Antriebsstrangkomponente (E) erfolgt, wobei der Drehzahlsensor (22 ) einen Abfall einer Drehzahl der Antriebsstrangkomponente (E) über eine vorgegebene Zeitspanne (t2; t3) ermittelt, und wobei eine Auswerteeinrichtung (30 ) ein Kupplungsmoment anhand des gemessenen Abfalls der Drehzahl der Antriebsstrangkomponente (E) über die vorgegebene Zeitspanne (t2; t3) ermittelt und auswertet sowie Adaptionsmittel (30 ), die mit der Auswerteeinrichtung (30 ) und der Steuerungseinrichtung (30 ) zur Adaption einer Kennlinie der Trennkupplung (T) derart zusammenwirken, indem anhand des ermittelten Kupplungsmoments die Kennlinie der Trennkupplung adaptiert wird.
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