DE102015104134A1

DE102015104134A1 - Kupplungskalibrierung für einen Hybridelektroantriebsstrang

Info

Publication number: DE102015104134A1
Application number: DE102015104134.0A
Authority: DE
Inventors: Wei Liang; Dan Colvin; Rajit Johri; Ryan Abraham McGee; XiaoYong Wang; Barney D. Nefcy; Mark Steven Yamazaki; Ming Lang Kuang; Marvin Paul Kraska
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2015-10-08
Also published as: US9415760B2; CN104973048B; US20150283989A1; CN104973048A

Abstract

Kalibrieren einer Kraftmaschinentrennkupplung für einen Hybridelektroantriebsstrang. Die Kupplung wird in einen Vorhubzustand versetzt, während eine Kraftmaschine und eine Maschine angehalten sind. Ein Maschinendrehmoment wird erhöht, bis die Maschine zu drehen beginnt. Ein Druck der Kupplung wird als Funktion eines Drehmoments eingestellt, das durch die Maschine erzeugt wird, wenn die Maschine zu drehen beginnt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridelektrokraftfahrzeugantriebsstrangs und insbesondere ein Verfahren zur Kalibrierung einer Kupplung des Kraftfahrzeugantriebsstrangs.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann eine Trennkupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und anderen Antriebsstrangkomponenten enthalten. In der Regel ist die Kupplung druckgesteuert. Die Kupplung kann in einen Vorhubzustand platziert werden. Im Vorhubzustand platziert ein Hubdruck Kupplungsplatten nahe Kontakt, ohne Drehmoment zu übertragen. Im Vorhubzustand wird eine geringe Druckerhöhung vom Hubdruck damit beginnen, Drehmoment zwischen den Platten zu übertragen. Durch Versetzen der Kupplung in den Vorhubzustand kann die Kupplung schneller in einen eingerückten Drehmomentübertragungszustand platziert werden.
Die Kupplung kann kalibriert werden, um den Hubdruck einzustellen. Wenn der Hubdruck zu hoch ist, ist die Hubverstellung der Kupplung zu stark. Eine zu starke Hubverstellung der Kupplung erzeugt eine Widerstandskraft am Antriebsstrang. Die Widerstandskraft reduziert den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs und erhöht Verschleiß an der Kupplung. Wenn die Hubverstellung der Kupplung zu stark ist, werden die Kupplungsplatten im Vorhubzustand zu eng aneinander gebracht, und Drehmoment wird übertragen, bevor Drehmomentübertragung erwünscht ist.
Einige Verfahren zum Kalibrieren der Kupplung verwenden direkte Überwachung der Kupplung, oftmals über Sensoren, die ansonsten nicht erforderlich sind. Andere Kalibrierungsverfahren führen gemeinhin dazu, dass die Hubverstellung der Kupplung zu stark ist, wodurch Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit erzeugt werden, was für einen Insassen des Fahrzeugs unangenehm ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum Kalibrieren einer Kraftmaschinentrennkupplung in einem Fahrzeug in Betracht, umfassend: Erhöhen des Drehmoments einer angehaltenen elektrischen Antriebsmaschine, die mit der Kupplung verbunden ist, wenn ein Antriebsstrang das Fahrzeug nicht antreibt; und Einstellen der Kupplung als Funktion einer Drehmomentgröße, wenn die angehaltene Maschine anfangs zu drehen beginnt.
Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die Kupplung ohne Geräusche, Schwingungen oder Rauigkeit, die für einen Fahrzeuginsassen störend sind, kalibriert wird. Dadurch kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert werden. Darüber hinaus kann die Kupplung ohne das Erfordernis eines Sensors, der die Kupplungsstellung direkt überwacht, kalibriert werden, was Kosten reduzieren und das Packaging von Kupplungskomponenten verbessern kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines Hybridelektroantriebsstrangs.
2 ist ein Flussdiagramm einer Kalibrierungsroutine für eine Kraftmaschinentrennkupplung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt schematisch einen Hybridelektroantriebsstrang 10 für ein Kraftfahrzeug 12. Der Antriebsstrang 10 ist rein beispielhaft und kann andere Formen annehmen, die Vorderradantriebs-, Hinterradantriebs- und Allradantriebsarten von Antriebssträngen sein können. Wie beschrieben, handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um einen parallelen Hybridelektroantriebsstrang, er kann aber auch ein anderer Antriebsstrang sein, der dem Fachmann bekannt ist, wie zum Beispiel ein Reihen- oder leistungsverzweigter Hybridelektroantriebsstrang.
Der Antriebsstrang 10 enthält eine Brennkraftmaschine 14, die eine Kurbelwelle 16 antreibt. Zwischen der Kraftmaschine 14 und einer elektrischen Maschine 22, bei der es sich um einen Elektromotor oder Motor/Generator handeln kann, ist eine Kraftmaschinentrennkupplung 18 angeordnet. Im eingerückten Zustand verbindet die Kupplung 18 die Kurbelwelle 16 mit einem Eingang 20 der elektrischen Maschine und überträgt Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 14 und der Maschine 22. Die Maschine 22 überträgt wiederum Drehmoment durch einen Drehmomentwandlereingang 24 zu einem Drehmomentwandler 26, und der Drehmomentwandler 26 überträgt Drehmoment durch einen Getriebeeingang 28 zu einem Getriebe 30. Das Getriebe 30 dreht eine Antriebswelle 32, die wiederum ein Differenzial 34 antreibt. Das Differenzial 34 überträgt Drehmoment zu einer ersten und einer zweiten Achse 36 bzw. 38, die ein erstes bzw. zweites Rad 40 und 42 antreiben.
Eine Steuerung 44 verwaltet den Betrieb des Antriebsstrangs 10, einschließlich der Kupplung 18 und der Maschine 22.
Wie besprochen, ist die Kupplung 18 eine druckgesteuerte Kupplung, aber es können andere Arten von Kupplungen verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind. Die Kupplung 18 wird durch Ändern eines Drucks eines Hydraulikfluids in einem hydraulischen System 43 betätigt. Durch Erhöhen des Fluiddrucks werden die Kupplungsplatten der Kupplung 18 zur Übertragung von Drehmoment eingerückt. Durch Verringern des Fluiddrucks werden die Kupplungsplatten ausgerückt und getrennt gehalten. Hydraulische Systeme 43 zur Betätigung von Kupplungen sind dem Fachmann bekannt und werden somit hierin nicht ausführlicher besprochen.
Es wird nunmehr 2 unter Bezugnahme auf 1 besprochen. 2 stellt eine Kalibrierungsroutine 100 für die Kraftmaschinentrennkupplung 18 dar.
In einem Schritt 102 verifiziert die Steuerung 44, dass das Fahrzeug 12 angehalten ist. Die Steuerung 44 kann durch Bestimmen, dass Bremsen das Fahrzeug 12 halten oder dass eine Getriebegangstellung Parken oder Neutral ist, verifizieren, dass das Fahrzeug 12 angehalten ist. Die Steuerung 44 verifiziert in einem Schritt 104, dass die Kraftmaschine 14 angehalten ist, und in einem Schritt 106, dass die Maschine 22 angehalten ist.
In einem Schritt 108 platziert die Steuerung 44 die Kupplung 18 in einen anfänglichen Vorhubzustand, indem sie einen anfänglichen Hubdruck an die Kupplung 18 anlegt. Die Kupplung 18 befindet sich in einem Vorhubzustand, wenn die Platten der Kupplung 18 enger aneinander bewegt werden als ohne irgendwelches Anlegen von Druck und sich somit nahe Kontakt befinden, aber kein Drehmoment übertragen.
In einem Schritt 110 setzt die Steuerung 44 ein Drehzahlziel für die Maschine 22. Das Drehzahlziel ist eine geringere Maschinendrehzahl. Das geringe Maschinendrehzahlziel gestattet eine derartige Durchführung der Kalibrierungsroutine 100, dass Geräusche, Schwingungen oder Rauigkeit einen Insassen des Fahrzeugs 12 während der Routine 100 nicht stören. Zum Beispiel kann das Drehzahlziel 20 RPM betragen. In einem Schritt 112 erhöht die Steuerung 44 das durch die Maschine 22 erzeugte Drehmoment.
Die Steuerung 44 bestimmt in einem Schritt 114, ob die Maschine 22 nach Erhöhung von durch die Maschine erzeugtem Drehmoment in Schritt 112 damit begonnen hat, sich zu bewegen. Hat die Maschine 22 nicht damit begonnen, sich zu bewegen, dann kehrt die Kalibrierungsroutine 100 zu Schritt 112 zurück, wo das durch die Maschine 22 erzeugte Drehmoment wieder erhöht wird. Hat die Maschine 22 damit begonnen, sich zu bewegen, dann zeichnet die Steuerung 44 in einem Schritt 116 das durch die Maschine 22 in Schritt 112 erzeugte Drehmoment als eine Widerstandskraft beim anfänglichen Hubdruck auf.
In einem Schritt 118 stellt die Steuerung 44 nach Aufzeichnung der Widerstandskraft den anfänglichen Hubdruck ein. Der anfängliche Hubdruck wird dazu eingestellt, Spiel zwischen den Kupplungsplatten auf ein Minimum zu reduzieren, während eine Drehmomentübertragung immer noch verhindert wird. Durch Verhindern von Drehmomentübertragung wird Widerstand an der Maschine 22 von der Kupplung 18 und/oder der Kraftmaschine 14 über die Kupplung 18 reduziert. Wenn die Widerstandskraft zu groß ist, reduziert die Steuerung 44 den anfänglichen Hubdruck. Wenn die Widerstandskraft null ist, erhöht die Steuerung 44 alternativ den anfänglichen Hubdruck. Der erhöhte oder verringerte Hubdruck wird als ein eingestellter Hubdruck aufgezeichnet.
In einem Schritt 120 bewertet die Steuerung 44 die Widerstandskraft. Ist die Widerstandskraft akzeptabel, dann nimmt die Steuerung 44 in einem Schritt 122 unter Verwendung des eingestellten Hubdrucks für die Kupplung 18 Normalbetrieb des Antriebsstrangs 10 auf. Zum Beispiel kann der eingestellte Hubdruck dazu verwendet werden, die Kupplung 18 in einen Vorhubzustand zu platzieren, wenn die Kraftmaschine 14 gestartet ist oder wenn die Maschine 22 das Fahrzeug 12 bei angehaltener Kraftmaschine 14 antreibt.
Wenn andernfalls die Widerstandskraft inakzeptabel ist, kehrt die Kalibrierungsroutine 100 unter Verwendung des eingestellten Hubdrucks als den anfänglichen Hubdruck zu Schritt 102 zurück. Ob die Widerstandskraft akzeptabel ist, ist eine Funktion eines gewünschten Wirkungsgrads der Maschine 22 und/oder des Antriebsstrangs 10.
Die Kalibrierungsroutine 100 ist bei jedem Stopp des Fahrzeugs 12 wiederholbar. Das Wiederholen der Kalibrierungswerte 100 trägt Veränderungen, wie zum Beispiel Verschleiß an der Kupplung 18, Rechnung. Sind durch die Kalibrierungsroutine 100 bestimmte Hubdrücke ausreichend einheitlich, dann kann die Frequenz der Routine 100 verringert werden.
Obgleich bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausübung der Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Kalibrieren einer Kraftmaschinentrennkupplung in einem Fahrzeug, umfassend: Erhöhen von Drehmoment einer angehaltenen elektrischen Antriebsmaschine, die mit der Kupplung verbunden ist, wenn ein Antriebsstrang das Fahrzeug nicht antreibt; Einstellen der Kupplung als Funktion einer Drehmomentgröße, wenn die angehaltene Maschine anfangs zu drehen beginnt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplung durch Ändern eines Kupplungsdrucks eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kupplungsdruck erhöht wird, wenn die aufgezeichnete Drehmomentgröße null ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kupplungsdruck verringert wird, wenn die aufgezeichnete Drehmomentgröße größer als null ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der geänderte Kupplungsdruck verwendet wird, wenn eine Kraftmaschine gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der geänderte Kupplungsdruck verwendet wird, wenn die Maschine das Fahrzeug bei angehaltener Kraftmaschine antreibt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ändern des Kupplungsdrucks Ändern eines hydraulischen Drucks umfasst, der an die Kupplung angelegt ist, um die Kupplung zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplung zur Minimierung von Widerstand an der Maschine von der Kupplung, wenn die Kupplung nicht vollständig zwischen der Maschine und einer angehaltenen Kraftmaschine ausgerückt ist, während sich die Maschine dreht, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplung zur Minimierung von Spiel zwischen Kupplungsplatten, während zwischen den Platten kein Drehmoment übertragen wird, eingestellt wird.
Verfahren zum Kalibrieren einer Kraftmaschinentrennkupplung in einem Fahrzeug, umfassend: Erhöhen von Drehmoment einer angehaltenen elektrischen Antriebsmaschine, die mit der Kupplung verbunden ist, wenn ein Antriebsstrang das Fahrzeug nicht antreibt; Einstellen der Kupplung durch Ändern eines Kupplungsdrucks als Funktion einer Drehmomentgröße, wenn die angehaltene Maschine anfangs zu drehen beginnt, wobei der Kupplungsdruck, wenn die Drehmomentgröße null ist, erhöht wird und der Kupplungsdruck, wenn die Drehmomentgröße größer als null ist, verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der geänderte Kupplungsdruck verwendet wird, wenn eine Kraftmaschine gestartet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der geänderte Kupplungsdruck verwendet wird, wenn die Maschine das Fahrzeug bei angehaltener Kraftmaschine antreibt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Ändern des Kupplungsdrucks Ändern eines hydraulischen Drucks umfasst, der an die Kupplung angelegt ist, um die Kupplung zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kupplung zur Minimierung von Widerstand an der Maschine von der Kupplung, wenn die Kupplung nicht vollständig zwischen der Maschine und einer angehaltenen Kraftmaschine ausgerückt ist, während sich die Maschine dreht, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kupplung zur Minimierung von Spiel zwischen Kupplungsplatten, während zwischen den Platten kein Drehmoment übertragen wird, eingestellt wird.