DE102012208881A1

DE102012208881A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102012208881A1
Application number: DE201210208881
Authority: DE
Inventors: Martin Streib; Stefan Gottlieb; Alexander Carsten Ulrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-11-28
Also published as: CN103419791B; KR20130132315A; CN103419791A; KR101991137B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors (2), mit folgenden Schritten: – Anschleppen des Verbrennungsmotors (2) mithilfe eines mit dem Verbrennungsmotor (2) gekoppelten Elektromotors (3, 12), wobei dem Verbrennungsmotor (2) kein Kraftstoff zugeführt wird; – Ermitteln einer Angabe über eine Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) bei Anschleppen des Verbrennungsmotors (2); – Adaptieren des Verlustdrehmoments (MVKM) abhängig von der bestimmten Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren in Motorsystemen zum Betreiben von Kraftfahrzeugen, insbesondere Verfahren zur Adaption eines Verlustdrehmoments bzw. eines Schleppmoments von Verbrennungsmotoren.
Stand der Technik
Zum Betreiben von Motorsystemen ist es notwendig, ein Schleppmoment des Antriebsmotors, das maßgeblich durch die innere Reibung des Antriebsmotors bestimmt ist, bzw. Verlustdrehmomente von Nebenaggregaten zu bestimmen. Dies erfolgt bisher mithilfe von geeigneten Modellfunktionen, beispielsweise in Form von Kennlinien bzw. Kennfeldern, die betriebspunktabhängig bzw. abhängig von Zustandsgrößen des Antriebsmotors das Schleppmoment bzw. das Verlustdrehmoment bestimmen.
Um über die Lebensdauer des Motorsystems oder über fertigungsbedingte Bauteilstreuung auftretende Abweichungen der in den Kennlinien bzw. Kennfeldern angegebenen Verlustdrehmomente zu kompensieren, werden diese in der Regel permanent, kontinuierlich oder regelmäßig adaptiert.
Eine Verlustdrehmomentadaption wird bislang bei Verbrennungsmotoren als Antriebsmotoren unter sehr beschränkten Betriebsbedingungen durchgeführt, die beispielsweise Leerlaufphasen voraussetzen. Im Leerlaufbetrieb des Antriebsmotors, insbesondere bei einem Verbrennungsmotor, wird die Drehzahl auf eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl bei abgekoppelter externer Last eingestellt. Die Leerlaufregelung umfasst einen PID-Regler, dessen Integrator einen Integrationsanteil ermittelt. Ist der Integrationsanteil während eines Leerlaufbetriebs eingeschwungen, so kann der Wert des Integrationsanteils für die Ermittlung eines Korrekturwerts zur Adaption des aus der Modellfunktion ermittelten Verlustdrehmoments verwendet werden. Bei neueren mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Fahrzeugen wird jedoch versucht, die Betriebszeiten, in denen der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben wird, durch Anwendung von Start-/Stopp-Strategien zu reduzieren.
In der Druckschrift DE 10 2008 054 757 A1 wird zum Ausgleich von temperaturabhängigen Schwankungen des Verlustdrehmoments ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Korrekturwert abhängig von einem momentanen Betriebspunkt des Antriebsmotors bereitgestellt und ein Verlustdrehmoment entsprechend einer Referenzfunktion an dem momentanen Betriebspunkt mit dem Korrekturwert beaufschlagt wird.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Antriebsmotors gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung, ein Motorsystem, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors vorgesehen, mit folgenden Schritten:

– Anschleppen des Verbrennungsmotors mithilfe eines mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Elektromotors, wobei dem Verbrennungsmotor kein Kraftstoff zugeführt wird;
– Ermitteln einer Angabe über eine Leistungsaufnahme des Elektromotors bei Anschleppen des Verbrennungsmotors;
– Adaptieren des Verlustdrehmoments abhängig von der bestimmten Leistungsaufnahme des Elektromotors.

Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, dass bei Systemen, in denen der Verbrennungsmotor mithilfe eines Elektromotors, wie beispielsweise mithilfe eines Startermotors, oder bei einem Hybridmotorsystem geschleppt werden kann, ein zum Schleppen des Verbrennungsmotors im nicht befeuerten Zustand benötigtes Schleppmoment ermittelt werden kann. Durch Schleppen des nicht aktiv betriebenen Verbrennungsmotors kann mithilfe der Stromaufnahme des angekoppelten Elektromotors über die zum Schleppen des Verbrennungsmotors benötigte elektrische Leistung eine Korrekturgröße für ein Verlustdrehmoment adaptiert bzw. bestimmt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei Startvorgängen bei Motorsystemen mit einem Elektromotor als Startermotor bzw. bei Hybridmotorsystemen mit abgekoppeltem Abtriebsstrang und angekoppelten Elektromotor eine Adaption des Verlustdrehmoments vorgenommen werden kann. Diese Betriebszustände sind häufig bzw. lassen sich mit ausreichender Häufigkeit herbeiführen. Dies ermöglicht eine alternative Adaption des Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors, auch bei Motorsystemen, in denen eine Leerlaufbetriebsart, die bisher zur Adaption des Verlustdrehmoments verwendet wird, nur selten eingenommen wird.
Die Bestimmung des Verlustdrehmoments ist insbesondere zur Ermittlung des gesamten zur Verfügung stehenden Kupplungsdrehmoments sowie des Reibmoments für einen Verbrennungsmotor notwendig.
Weiterhin kann das Verlustdrehmoment durch Beaufschlagen eines vorgegebenen Initial-Verlustdrehmoments, das ein Verlustdrehmoment des Verbrennungsmotors in einem Initialzustand angibt, mit einer Korrekturgröße adaptiert werden, wobei die Korrekturgröße abhängig von einer Abweichung zwischen einem zuvor ermittelten adaptierten Verlustdrehmoment und einem durch die ermittelte Angabe über die Leistungsaufnahme des Elektromotors bestimmten Anschleppdrehmoment des Elektromotors angepasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Korrekturgröße nur dann angepasst werden, wenn die betragsmäßige Abweichung einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Die Korrekturgröße kann inkrementell oder dekrementell angepasst werden, abhängig von der Höhe der Abweichung zwischen dem zuvor ermittelten adaptierten Verlustdrehmoment und dem Anschleppdrehmoment des Elektromotors.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Elektromotor mit einer bestimmten ersten Drehzahl und einer bestimmten ersten Leistungsaufnahme in einem ausgekoppelten Zustand und mit einer bestimmten zweiten Drehzahl und einer bestimmten zweiten Leistungsaufnahme in einem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Zustand betrieben werden, wobei abhängig von der ersten und zweiten Drehzahl und abhängig von der ersten und zweiten Leistungsaufnahme eine Angabe über das momentane Verlustdrehmoment bestimmt wird, wobei abhängig von der Angabe über das momentane Verlustdrehmoment ein adaptiertes Verlustdrehmoment angepasst wird.
Insbesondere kann die Angabe über das momentane Verlustdrehmoment bei konstanter erster und zweiter Drehzahl oder bei konstanter erster und zweiter Leistungsaufnahme bestimmt werden.
Die Angabe über die Leistungsaufnahme des Elektromotors kann einer Angabe über einen Motorstrom des Elektromotors entsprechen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Recheneinheit, zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:

– den Verbrennungsmotor mithilfe eines mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten Elektromotors anzuschleppen, wobei dem Verbrennungsmotor kein Kraftstoff zugeführt wird;
– eine Angabe über eine Leistungsaufnahme des Elektromotors bei Anschleppen des Verbrennungsmotors zu ermitteln;
– das Verlustdrehmoment abhängig von der bestimmten Leistungsaufnahme des Elektromotors zu adaptieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen, umfassend:

– einen Verbrennungsmotor;
– einen Elektromotor, insbesondere einen Startermotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors oder einen Antriebsmotor in einem Hybridmotorsystem, der mit dem Verbrennungsmotor koppelbar ist; und
– die obige Vorrichtung.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln vorgesehen, um alle Schritte des obigen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder der obigen Vorrichtung ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und einem Startermotor;
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors des Motorsystems der 1;
3 ein Hybridmotorsystem mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor; und
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors in dem Hybridmotorsystem der 3.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Motorsystem 1 mit einem Verbrennungsmotor 2. Der Verbrennungsmotor 2 kann einem Ottomotor, Dieselmotor oder einer sonstigen Art einer Brennkraftmaschine entsprechen.
Der Verbrennungsmotor 2 kann mithilfe eines Startermotors 3, der in geeigneter Weise mit einer Kurbelwelle 4 des Verbrennungsmotors 2 koppelbar ist, gestartet werden. Dazu wird der Startermotor 3 bestromt und übt dadurch ein Anschleppmoment auf den Verbrennungsmotor 2 aus.
Der Verbrennungsmotor 2 wird mithilfe eines Motorsteuergeräts 5 in bekannter Weise betrieben, beispielsweise mit Ansteuersignalen AS zum Einstellen einer Stellung einer Drosselklappe zum Vorgeben einer zugeführten Luftmenge, zum Festlegen eines Einspritzzeitpunkts von Kraftstoff in Zylinder des Verbrennungsmotors 2 und Einspritzdauern zum Bestimmen der Menge von einzuspritzendem Kraftstoff, zum Vorgeben von Zündzeitpunkten von Zündeinrichtungen zum Zünden eines Kraftstoff-/Luftgemischs in Zylindern des Verbrennungsmotors 2 und dergleichen. Das Motorsteuergerät 5 empfängt dazu von extern eine Angabe über eine vorgegebene Momentenanforderung M und setzt diese in bekannter Weise in die entsprechenden Ansteuersignale AS um, um den Verbrennungsmotor 2 anzusteuern.
Die Ansteuersignale AS für den Verbrennungsmotor 2 werden betriebspunktabhängig in dem Motorsteuergerät 5 ermittelt, wozu das Motorsteuergerät 5 Betriebsgrößen BG von dem Verbrennungsmotor 2 empfängt. Die Betriebsgrößen können beispielsweise Sensorgrößen, wie z. B. ein Drehzahlsignal der Drehzahl der Kurbelwelle 4, eine Angabe über einen dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftmassenstrom in einem Luftzuführungsabschnitt des Verbrennungsmotors 2, einen Lambdawert und sonstige Sensorgrößen umfassen.
Eine Abtriebswelle 6 des Verbrennungsmotors 2 ist über eine Kupplung 7 mit einem Abtriebsstrang 8 koppelbar, um ein Abtriebsdrehmoment zum Antreiben eines mit dem Motorsystem 1 betriebenen Kraftfahrzeugs oder dergleichen bereitzustellen. Zum Betreiben des Motorsystems 1 und insbesondere zur Ermittlung des zur Verfügung stehenden Kupplungsdrehmoments, was insbesondere in automatischen Getrieben benötigt wird, bzw. zur Bestimmung von Reibmomenten in dem Verbrennungsmotor 2 ist eine Kenntnis des momentanen Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors 2 notwendig. Dieses Verlustdrehmoment entspricht einem Moment, das durch Reibung und sonstige Einflüsse des Verbrennungsmotors 2 bestimmt ist und einem vom Verbrennungsmotor 2 bereitgestellten Antriebsmoment entgegenwirkt. Das tatsächliche Verlustdrehmoment hängt von vielen Faktoren ab und kann sich über die Lebensdauer des Verbrennungsmotors 2 und abhängig von Umgebungsbedingungen ändern.
Es ist daher vorgesehen, eine Möglichkeit zur Adaption des Verlustdrehmoments zur Verfügung zu stellen. Adaption bedeutet in diesem Zusammenhang ein Angleichen bzw. Anpassen eines Wertes wie z.B. einer Korrekturgröße an die tatsächlichen physikalischen Bedingungen, um ein Systemverhalten an die physikalischen Bedingungen anzugleichen.
Im Folgenden wird in Verbindung mit dem Flussdiagramm der 2 das Verfahren zum Adaptieren des Verlustdrehmoments basierend auf einem Startvorgang des Verbrennungsmotors 2 ausführlicher beschrieben.
Wird in einem Abfrageschritt S1 festgestellt, dass der Verbrennungsmotor 2 gestartet werden soll (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt. Ansonsten (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
In Schritt S2 wird eine elektrische Spannung, in der Regel die Bordnetzspannung, an den Startermotor 3 angelegt, um den Verbrennungsmotor 2 anzuschleppen. Das Starten des Startermotors 3 erfolgt in der Regel durch Anlegen der Batteriespannung durch Schalten eines elektromechanischen Schalters, wie beispielsweise ein Relais oder Schütz, an den Startermotor 3. Der Startermotor 3 schleppt den Verbrennungsmotor 2 bei ausgekoppelter Kupplung 7 an, so dass als das zu adaptierende Verlustdrehmoment lediglich ein einem von dem Startermotor bereitgestellten Anschleppdrehmoment entgegenwirkendes Moment bestimmt wird.
In einem nachfolgenden Schritt S3 wird nun die Stromaufnahme des Startermotors 3 während einer Phase bestimmt, in der dem Verbrennungsmotor 2 kein Kraftstoff zugeführt wird und der Startermotor 3 den Verbrennungsmotor 2 mit einer konstanten Drehzahl bewegt, insbesondere durch Messen des Motorstroms. Aus der ermittelten Stromaufnahme des Startermotors 3 kann in Schritt S4 das Anschleppmoment gemäß einer Modellfunktion berechnet werden. Weiterhin kann ein betriebspunktabhängiger Wirkungsgrad des Startermotors 3, beispielsweise abhängig von der tatsächlichen Bordnetzspannung, der Temperatur des Startermotors 3 und weiteren Faktoren, berücksichtigt werden, um das von dem Startermotor 3 bereitgestellte Anschleppmoment zu präzisieren. Das resultierende Anschleppmoment kann alternativ abhängig von den obigen Größen entsprechend einem vorgegebenen Kennfeld bestimmt werden.
Zur Adaption des Verlustdrehmoments wird in der Regel ein Korrekturwert bestimmt, der eine Abweichung zwischen einem vorgegebenen Initial-Verlustdrehmoment, das beispielsweise an einem Prüfstand vor Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors 2 bestimmt wird, und einem momentanen Verlustdrehmoment im Realbetrieb darstellt. Es kann in Schritt S5 vorgesehen sein, dass der Korrekturwert das vorgegebene Initial-Verlustdrehmoment additiv, multiplikativ oder in anderer geeigneter Weise beaufschlagt, um ein adaptiertes Verlustdrehmoment zu erhalten.
In Schritt S6 wird das momentan von dem Startermotor 3 bereitgestellte Anschleppmoment mit dem momentanen adaptierten Verlustdrehmoment verglichen und wenn festgestellt wird, dass eine betragsmäßige Abweichung zwischen dem adaptierten Verlustdrehmoment und dem von dem Startermotor 3 bereitgestellten Anschleppdrehmoment einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt (Alternative: Ja), so erfolgt eine Anpassung bzw. Adaption des Korrekturwerts in Schritt S7 und es wird anschließend zu Schritt S5 zurückgesprungen, um dort ein neues adaptiertes Verlustdrehmoment zu errechnen. Ist die betragsmäßige Abweichung zwischen dem adaptierten Verlustdrehmoment und dem von dem Startermotor 3 bereitgestellten Anschleppdrehmoment geringer als der vorgegebene Schwellenwert (Alternative: Nein), so erfolgt keine Anpassung des Korrekturwerts und das Verfahren ist beendet und es wird für weitere Motorfunktionen von dem zuletzt errechneten adaptierten Verlustdrehmoment ausgegangen.
Die Adaption des Korrekturwerts in Schritt S7 kann durch eine Neuberechnung des Korrekturwerts abhängig von einer Temperatur, einer Viskosität des verwendeten Schmiermittels und anderen Parametern durchgeführt werden. Weiterhin kann die Adaption des Korrekturwerts durch eine schrittweise Anpassung des zuletzt gültigen Korrekturwerts erfolgen, d. h. wenn eine positive Abweichung zwischen dem Anschleppdrehmoment und dem adaptierten Verlustdrehmoment besteht, wird der Korrekturwert erhöht; ist die Abweichung negativ, so wird der Korrekturwert um einen vorbestimmten Betrag verringert (dekrementiert). Alternativ kann der Korrekturwert durch einen direkten Eintrag der Abweichung zwischen dem Anschleppdrehmoment und dem adaptierten Verlustdrehmoment gedämpft werden, so dass bei sehr großen Abweichungen die Adaption an dem Korrekturwert begrenzt wird.
Weiterhin kann eine Adaption basierend auf der Leistungsaufnahme des Startermotors 3 durchgeführt werden. Dazu wird die in einem alternativen Schritt S6 ermittelte momentane Leistungsaufnahme in einer bestimmten Phase des Startvorgangs des Verbrennungsmotors 2 mit einer bisher bekannten bzw. zu erwartenden Leistungsaufnahme während der bestimmten Phase von Startvorgängen in dem momentanen Betriebsbereich verglichen. Die zu erwartende Leistungsaufnahme in dem Betriebsbereich bestimmt sich aus einem vorgegebenen weiteren Kennfeld, das ein mit dem Korrekturwert beaufschlagtes Initial-Verlustdrehmoment einer entsprechenden Leistungsaufnahme des Startermotors 3 zuordnet.
Wird eine betragsmäßige Abweichung zwischen der ermittelten momentanen Leistungsaufnahme und der zu erwartenden Leistungsaufnahme des Startermotors 3 über einem vorgegebenen Schwellenwert festgestellt, so wird der Korrekturwert in Schritt S7 erneut berechnet, beispielsweise abhängig von Betriebspunktgrößen oder, wie zuvor beschrieben, schrittweise angepasst, d. h. inkrementiert oder dekrementiert, entsprechend dem Vorzeichen der Abweichung zwischen der ermittelten momentanen Leistungsaufnahme des Startermotors 3 und der sich aus dem weiteren Kennfeld ergebenden zu erwartenden Leistungsaufnahme.
Alternativ kann die Höhe der Anpassung des Korrekturwerts in Schritt S7 auch direkt aus der Leistungsdifferenz, d. h. der Differenz zwischen der vom Startermotor 3 aufgenommenen elektrischen Leistung und der sich aus dem weiteren Kennfeld ergebenden Leistung des Startermotors 3, bestimmt werden, so dass bei sehr hohen Abweichungen die Korrekturschritte des Korrekturwerts begrenzt werden, um eine Schwingung des Korrekturwerts zu vermeiden.
In 3 ist ein Hybridmotorsystem 10 dargestellt, das einen Verbrennungsmotor 11 und einen Elektromotor 12 umfasst, die an einer gemeinsamen Abtriebswelle 13 angeordnet sind. Zwischen dem Verbrennungsmotor 11 und dem Elektromotor 12 ist eine erste Kupplungseinrichtung 14 vorgesehen, um den Abtriebsstrang 13 zu unterbrechen, so dass der Verbrennungsmotor 11 mit dem Elektromotor 12 koppelbar ist.
Das Motorsystem 10 wird über ein Motorsteuergerät 15 in bekannter Weise betrieben, beispielsweise mit Ansteuersignalen AS zum Einstellen einer Stellung einer Drosselklappe zum Vorgeben einer zugeführten Luftmenge, zum Festlegen eines Einspritzzeitpunkts von Kraftstoff in Zylinder des Verbrennungsmotors 11 und Einspritzdauern zum Bestimmen der Menge von einzuspritzendem Kraftstoff, zum Vorgeben von Zündzeitpunkten von Zündeinrichtungen zum Zünden eines Kraftstoff-/Luftgemischs in Zylindern des Verbrennungsmotors 11 und dergleichen. Das Motorsteuergerät 15 empfängt dazu von extern eine Angabe über eine vorgegebene Momentenanforderung M und setzt diese in bekannter Weise in die entsprechenden Ansteuersignale AS um, um den Verbrennungsmotor 2 anzusteuern.
Die Ansteuersignale AS für den Verbrennungsmotor 11 werden betriebspunktabhängig in dem Motorsteuergerät 15 ermittelt, wozu das Motorsteuergerät 15 Betriebsgrößen BG von dem Verbrennungsmotor 11 empfängt. Die Betriebsgrößen können beispielsweise Sensorgrößen, wie z. B. ein Drehzahlsignal der Drehzahl der Kurbelwelle, eine Angabe über einen dem Verbrennungsmotor 11 zugeführten Luftmassenstrom in einem Luftzuführungsabschnitt des Verbrennungsmotors 11, einen Lambdawert und sonstige Sensorgrößen umfassen.
Abtriebsseitig des Elektromotors 12 ist eine zweite Kupplungseinrichtung 16 vorgesehen, um den Elektromotor 12 von dem Abtriebsstrang 13 so abzukoppeln, dass kein Drehmoment zum Antrieb des mit dem Motorsystem 10 betriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird.
Das Motorsteuergerät 15 führt neben den Funktionen zum Betrieb des Verbrennungsmotors 11 auch eine Antriebsstrategie aus, durch die Anteile von dem Verbrennungsmotor 11 und dem Elektromotor 12 bereitzustellenden Teilantriebsmomenten eingestellt werden. So kann das zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendete Gesamtdrehmoment sowohl ausschließlich durch den Elektromotor 12 (bei geöffneter erster Kupplungseinrichtung 14 und geschlossener zweiter Kupplungseinrichtung 16) als auch ausschließlich durch den Verbrennungsmotor 11 (bei geschlossenen Kupplungseinrichtungen 14, 16 und nicht angesteuertem (nicht bestromtem) Elektromotor 12) und gemeinsam sowohl von dem Verbrennungsmotor 11 als auch dem Elektromotor 12 (bei geschlossenen Kupplungseinrichtungen 14, 16 und angesteuertem Elektromotor 12) betrieben werden.
Auch bei dem oben beschriebenen Hybridmotorsystem 10 ist eine Kenntnis des momentanen Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors 11 erforderlich. Die Adaption des Verlustdrehmoments des Verbrennungsmotors 11 wird in Verbindung mit dem Flussdiagramm zur Darstellung des Verfahrensablaufs der Adaption des Verlustdrehmoments gemäß 4 ausführlicher beschrieben.
Dazu wird, wenn in dem Schritt S11 festgestellt wird, dass eine Adaption des Verlustdrehmoments durchgeführt werden soll (Alternative: Ja), das Verfahren mit Schritt S12 fortgesetzt. Ansonsten (Alternative: Nein) wird zu Schritt S11 zurückgesprungen.
In Schritt S12 wird bei geöffneten Kupplungseinrichtungen 14, 16 der Elektromotor 12 mit einer vorgegebenen Drehzahl n₁ betrieben, so dass dieser lastfrei dreht. Die Leistungsaufnahme des Elektromotors 12 bei der bestimmten vorgegebenen Drehzahl n₁ wird entweder gemessen (z. B. durch eine Strommessung bei bekannter angelegter Spannung oder durch eine Strom- und Spannungsmessung) oder kann durch ein vorgegebenes Elektromotor-Kennfeld bzw. durch eine geeignete Motorfunktion bestimmt werden. Anhand der vorgegebenen Drehzahl n₁ des Elektromotors 12 ist damit die Leistungsaufnahme, die der Verlustleistung des Elektromotors 12 entspricht, im quasi unbelasteten Betrieb des Elektromotors 12 bekannt.
Hat der Elektromotor 12 die vorgegebene Drehzahl n₁ erreicht, so wird in Schritt S13 die erste Kupplungseinrichtung 14 geschlossen und dadurch der Verbrennungsmotor 11 angeschleppt. Dabei wird der Verbrennungsmotor 11 nicht befeuert, so dass dieser passiv, lediglich angetrieben durch den Elektromotor 12, mitläuft.
In Schritt S14 wird das momentane Verlustdrehmoment berechnet. Gemäß einer ersten Alternative kann die Leistungsaufnahme des Elektromotors 12 beim Einkuppeln der ersten Kupplungseinrichtung 14 konstant gehalten werden, wodurch sich beim Einkuppeln der Kupplungseinrichtung 14 ein Drehzahlunterschied zwischen der Drehzahl n₁ des Elektromotors 12 vor dem Einkuppeln und der Drehzahl n₂ des Elektromotors 12 nach dem Einkuppeln ergibt. Durch die Drehzahldifferenz kann das Verlustdrehmoment des Verbrennungsmotors 11 berechnet werden.
Es gilt: P₁ = M_E·n₁ P₂ = (M_VKM + M_E)·n₂ wobei M_E dem Schleppmoment des Elektromotors, M_VKM dem Verlustmoment des Verbrennungsmotors, P₁ der Leistungsaufnahme des Elektromotors vor dem Einkuppeln der ersten Kupplungseinrichtung 14 und P₂ der Leistungsaufnahme des Elektromotors nach dem Einkuppeln der ersten Kupplungseinrichtung 14 entsprechen.
Bei P₁ = P₂ = const. gilt:
für das Verlustdrehmoment bei der Drehzahl n₂.
Gemäß einer zweiten Alternative kann die Drehzahl des Elektromotors 12 konstant geregelt werden, so dass nach dem Einkuppeln der Kupplungseinrichtung 14 das Verlustdrehmoment aus der Differenz der Leistungsaufnahme P₁ vor dem Einkuppeln und der Leistungsaufnahme P₂ nach dem Einkuppeln der Kupplungseinrichtung 14 berechnet werden kann.
Bei n₁ = n₂ = n gilt:
Das so ermittelte Verlustdrehmoment M_VKM wird in Schritt S15 mit dem zuvor ermittelten Verlustdrehmoment verglichen. Wird in Schritt S16 eine Abweichung festgestellt, die betragsmäßig größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert (Alternative: Ja), so kann das zuvor ermittelte Verlustdrehmoment entsprechend mit einem Korrekturwert in Schritt S17 korrigiert werden, beispielsweise durch eine schrittweise Anpassung eines zuvor bestimmten Verlustdrehmoments in Richtung des zuletzt bestimmten Verlustdrehmoments, wie oben beschrieben. Alternativ kann das in Schritt S14 ermittelte Verlustdrehmoment als das für die Ausführung von Motorfunktionen benötigte Verlustdrehmoment angenommen werden.
Um eine Alterung des Elektromotors 12 und dessen Verhalten zu berücksichtigen, kann vorgesehen sein, dass ein Drehzahl-/Stromverbrauch-Verhältnis des Elektromotors 12 mithilfe eines weiteren Korrekturwerts korrigiert wird, sobald sich bei einer vorgegebenen elektrischen Ansteuerung zum Einstellen einer vorbestimmten Drehzahl eine Abweichung zwischen der Stromaufnahme und der durch ein Kennfeld vorgegebenen Stromaufnahme ergibt, die über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Ist dies der Fall, so kann der weitere Korrekturwert adaptiert werden, der zur Einstellung der Drehzahl des Elektromotors 12 dient.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008054757 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors (2), mit folgenden Schritten: – Anschleppen des Verbrennungsmotors (2) mithilfe eines mit dem Verbrennungsmotor (2) gekoppelten Elektromotors (3, 12), wobei dem Verbrennungsmotor (2) kein Kraftstoff zugeführt wird; – Ermitteln einer Angabe über eine Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) bei Anschleppen des Verbrennungsmotors (2); – Adaptieren des Verlustdrehmoments (M_VKM) abhängig von der bestimmten Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verlustdrehmoment (M_VKM) durch Beaufschlagen eines vorgegebenen Initial-Verlustdrehmoments mit einer Korrekturgröße adaptiert wird, wobei die Korrekturgröße abhängig von einer Abweichung zwischen einem zuvor ermittelten adaptierten Verlustdrehmoment (M_VKM) und einem durch die ermittelte Angabe über die Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) bestimmten Anschleppdrehmoment des Elektromotors (3, 12) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Korrekturgröße nur dann angepasst wird, wenn die betragsmäßige Abweichung einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Korrekturgröße inkrementell oder dekrementell angepasst wird, abhängig von der Höhe der Abweichung zwischen dem zuvor ermittelten adaptierten Verlustdrehmoment (M_VKM) und dem Anschleppdrehmoment des Elektromotors (3, 12).
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, wobei der Elektromotor (3, 12) mit einer bestimmten ersten Drehzahl und einer bestimmten ersten Leistungsaufnahme in einem ausgekoppelten Zustand und mit einer bestimmten zweiten Drehzahl und einer bestimmten zweiten Leistungsaufnahme in einem mit dem Verbrennungsmotor (2) gekoppelten Zustand betrieben wird, wobei abhängig von der ersten und zweiten Drehzahl (n₁, n₂) und abhängig von der ersten und zweiten Leistungsaufnahme (P₁, P₂) eine Angabe über das momentane Verlustdrehmoment bestimmt wird, wobei abhängig von der Angabe über das momentane Verlustdrehmoment (M_VKM) ein adaptiertes Verlustdrehmoment angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Angabe über das momentane Verlustdrehmoment bei konstanter erster und zweiter Drehzahl oder bei konstanter erster und zweiter Leistungsaufnahme bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, wobei die Angabe über die Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) einer Angabe über einen Motorstroms des Elektromotors (3, 12) entspricht.
Vorrichtung, insbesondere eine Recheneinheit, zum Adaptieren eines Verlustdrehmoments eines Verbrennungsmotors (2), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: – den Verbrennungsmotor mithilfe eines mit dem Verbrennungsmotor (2) gekoppelten Elektromotors (3, 12) anzuschleppen, wobei dem Verbrennungsmotor (2) kein Kraftstoff zugeführt wird; – eine Angabe über eine Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) bei Anschleppen des Verbrennungsmotors (2) zu ermitteln; – das Verlustdrehmoment abhängig von der bestimmten Leistungsaufnahme des Elektromotors (3, 12) zu adaptieren.
Motorsystem (1) umfassend: – einen Verbrennungsmotor (2); – einen Elektromotor (3, 12), insbesondere einen Startermotor (3) zum Anlassen des Verbrennungsmotors (2) oder einen Antriebsmotor (12) in einem Hybridmotorsystem (10), der mit dem Verbrennungsmotor (2) koppelbar ist; und – eine Vorrichtung nach Anspruch 8.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer Vorrichtung gemäß Anspruch 8, ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.