DE102016215787A1 - Method for adapting torque coordination when restarting an internal combustion engine in a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren, umfassend ein Bewerten wenigstens eines kompensierten Wiederstarts einer Verbrennungskraftmaschine (1) durch Erkennen des Zeitverhaltens zwischen dem Kupplungsmoment (MK0) einer Trennkupplung (5) und dem von einer elektrischen Maschine (2) bereitgestellten Kompensationsmoment (MKomp) durch Auswertung der Antriebsdrehzahl (ωEM) und/oder des Drehzahlgradienten (ω. EM) der elektrischen Maschine (2) während des Aufbaus des Kompensationsmoments (MKomp) und/oder des Kupplungsmomentes (MKup).Method comprising evaluating at least one compensated restart of an internal combustion engine (1) by detecting the time behavior between the clutch torque (MK0) of a separating clutch (5) and the compensating torque (MKomp) provided by an electric machine (2) by evaluating the drive rotational speed (ωEM) and / or the speed gradient (ω, EM) of the electric machine (2) during the construction of the compensation torque (MKomp) and / or the clutch torque (MKup).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges, insbesondere zur Adaption der Momentenkoordination beim Wiederstart einer Verbrennungskraftmaschine in einem Hybridfahrzeug.The invention relates to a method for operating a hybrid vehicle, in particular for the adaptation of torque coordination when restarting an internal combustion engine in a hybrid vehicle.
Der Start der Verbrennungskraftmaschine erfolgt während des elektrischen Fahrbetriebes eines Hybridfahrzeuges durch Ankoppeln der Verbrennungskraftmaschine an den Antriebsstrang, welcher von einem Elektromotor angetrieben wird. Eine Notwendigkeit zum Start der Verbrennungskraftmaschine ergibt sich beispielsweise, wenn der Fahrer mehr Drehmoment anfordert als vom Elektromotor als Antriebsmoment bereitgestellt werden kann, oder wenn der Energieinhalt eines Energiespeichers, welcher den Elektromotor mit Energie versorgt, zu stark abgefallen ist.The start of the internal combustion engine takes place during the electric driving operation of a hybrid vehicle by coupling the internal combustion engine to the drive train, which is driven by an electric motor. A necessity for starting the internal combustion engine results, for example, when the driver requests more torque than can be provided by the electric motor as the drive torque, or when the energy content of an energy store, which supplies the electric motor with energy, has dropped too much.
Aus der internationalen Patentanmeldung
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Während des Wiederstartes der Verbrennungskraftmaschine sollte möglichst die Momentenbilanz, die sich aus einem Freischnitt des Elektromotors ergibt, jederzeit erfüllt sein, d. h. die Momente um den Elektromotor sollten sich in der Summe aufheben. Dazu sollte das tatsächlich von der Trennkupplung übertragene Drehmoment bekannt sein. Hierfür existieren Verfahren zur Adaption einer Kupplung/Kupplungskennlinie, wie beispielsweise das in der Offenlegungsschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges bereitzustellen, das die oben genannten Probleme wenigstens teilweise überwindet.The object of the present invention is to provide a method for operating a hybrid vehicle which at least partially overcomes the above-mentioned problems.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.This object is achieved by the method according to
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Bewerten wenigstens eines kompensierten Wiederstarts einer Verbrennungskraftmaschine durch Erkennen des Zeitverhaltens zwischen dem Kupplungsmoment einer Trennkupplung und dem von einer elektrischen Maschine bereitgestellten Kompensationsmoment durch Auswertung der Antriebsdrehzahl und/oder des Drehzahlgradienten der elektrischen Maschine während des Aufbaus des Kompensationsmoments und/oder des Kupplungsmomentes.The method according to the invention comprises evaluating at least one compensated restart of an internal combustion engine by detecting the time behavior between the clutch torque of a disconnect clutch and the compensation torque provided by an electrical machine by evaluating the drive speed and / or the rotational speed gradient of the electric machine during the construction of the compensation torque and / or clutch torque.
Ein schlechtes Zeitverhalten (Timing) kann auf diese Weise beispielsweise einen Drehzahleinbruch der elektrischen Maschine oder ein Herausdrehen der Drehzahl der elektrischen Maschine während eines Wiederstarts verursachen. Das vorliegende Verfahren kann ein gutes oder schlechtes Zeitverhalten erkennen. Insbesondere werden Veränderungen im Verhalten der Kupplung hinsichtlich des zeitlichen Verhaltens zur Umsetzung von Soll- zu Istmoment während des kompensierten Schlupfstartes erkannt und können nachgelernt werden. Auch ein unzureichendes Timing, welches zu Komforteinbußen führt, ausgelöst durch unterschiedliches Verhalten zwischen den Kupplungen in unterschiedlichen Getrieben, kann langfristig gemindert werden.In this way, a bad timing can cause, for example, a fall in the rotational speed of the electric machine or a turning out of the rotational speed of the electric machine during a restart. The present method can detect good or bad timing. In particular, changes in the behavior of the clutch with respect to the temporal behavior for the conversion of desired to actual torque during the compensated slip start are detected and can be learned again. Also, insufficient timing, which leads to loss of comfort, triggered by different behavior between the clutches in different transmissions, can be reduced in the long term.
Das Verfahren ist beispielsweise für Plug-In-Hybridfahrzeuge mit Doppelkupplungsgetriebe geeignet, welche eine regelbare Trennkupplung enthalten und zum Starten der Verbrennungskraftmaschine kompensierte Schlupfstarts durchführen. Das Fahrzeug kann beispielsweise eine elektro-hydraulisch-betätigte Lamellenkupplung (Nasskupplung) oder auch eine trockene Trennkupplung einsetzen.The method is suitable for example for plug-in hybrid vehicles with dual-clutch transmission, which contain a controllable disconnect clutch and to start the internal combustion engine perform compensated slip starts. The vehicle can use, for example, an electro-hydraulically actuated multi-plate clutch (wet clutch) or a dry disconnect clutch.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Drehzahl der elektrischen Maschine als Offset zur Drehzahl einer aktiven Getriebeeingangswelle beobachtet und ausgewertet. Setzt man die Drehzahl der elektrischen Maschine zur Drehzahl der aktiven Getriebeeingangswelle in Bezug, kann dadurch insbesondere erkannt werden, wenn die Drehzahl der elektrischen Maschine unter die Eingangsdrehzahl des Getriebes fällt, da das überschüssige Moment der Trennkupplung dem Abtrieb nicht mehr zur Verfügung steht. Dies gilt es zu vermeiden, da es in diesem Fall zu einem sogenannten Zug-Schub Wechsel kommt und somit zu einem spürbaren Rucken im Triebstrang.In a preferred embodiment of the method, the rotational speed of the electric machine is observed and evaluated as an offset to the rotational speed of an active transmission input shaft. If the speed of the electric machine is related to the speed of the active transmission input shaft, it can be recognized in particular if the speed of the electric machine falls below the input speed of the transmission, since the excess torque of the separating clutch is no longer available to the output. This should be avoided, as it comes in this case to a so-called train-thrust change and thus to a noticeable jerk in the drive train.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Adaptieren des Zeitverhaltens zwischen dem Kupplungsmoment und dem Kompensationsmoment. Das Adaptieren des Zeitverhaltens zwischen Kupplungsmoment und Kompensationsmoment kann beispielsweise auf einer Bewertungsfunktion beruhen.In a further preferred embodiment, the method comprises adapting the time behavior between the clutch torque and the compensation torque. The adaptation of the time behavior between the clutch torque and the compensation torque can be based, for example, on a weighting function.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Nachadaptieren der Zeitkonstanten des kompensierten Wiederstarts. Die Zeitkonstanten können beispielsweise als Funktion von Getriebetemperatur und Solldruck definiert sein. Das Nachadaptieren (Nachlernen) der Zeitkonstanten kann beispielsweise durch eine Anpassung von Zeitkonstanten erfolgen. Die Zeitkonstanten sind üblicherweise in Kennfeldern (z. B. PT1- und/oder PT2-Kennfeldern) der Getriebesteuerung appliziert und gespeichert und können durch das erfindungsgemäße Verfahren adaptiert werden. Vorteilhaft daran ist beispielsweise, dass eine Einheitsbedatung hinsichtlich des Timings ausgeliefert werden könnte und sich das Timing durch Nachlernen optimal einstellt. Dies ist besonders vorteilhaft gegenüber fest applizierten Lösungen, die nicht auf Lebensdauereinflüsse reagieren können.In a further preferred embodiment, the method comprises postadapting the time constant of the compensated restart. The time constants may be defined, for example, as a function of transmission temperature and setpoint pressure. The Nachadaptieren (re-learning) of the time constant can be done for example by adjusting time constants. The time constants are usually applied and stored in characteristic diagrams (eg PT1 and / or PT2 characteristic diagrams) of the transmission control and can be adapted by the method according to the invention. An advantage of this is, for example, that a standard specification could be delivered with regard to the timing and the timing optimally adjusted by learning. This is particularly advantageous over firmly applied solutions that can not respond to lifetime effects.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden über einen Zähler auffällige Wiederstarts erfasst und erst nach einer bestimmten Anzahl an auffälligen Wiederstarts wird nachadaptiert. Der Zähler zählt beispielsweise hoch, wenn die Qualitätsbewertung eines Wiederstarts schlechter als ein vordefinierter Qualitätswert ist. Somit kann vermieden werden, dass kurzfristige Effekte direkt nachgelernt werden und spätere Wiederstarts negativ beeinflussen. Vielmehr werden dauerhafte und reproduzierbare Systemveränderungen über Laufleistung ausgeglichen und adaptiert.In a further preferred embodiment, noticeable re-starts are detected via a counter, and post-adaptation is performed only after a certain number of noticeable re-starts. For example, the counter counts up if the quality rating of a restart is worse than a predefined quality value. Thus it can be avoided that short-term effects are directly re-learned and negatively influence later re-starts. Rather, permanent and reproducible system changes over mileage are compensated and adapted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Auswerten der Fahrsituation anhand von Randbedingungen (Umfeldbedingungen) und/oder einer aktuellen Triebstrangsituation, wobei auf Grundlage dieser Auswertung ein Übergang zwischen aktivem und passivem Zustand einer Wederstartbewertung erfolgt.In a further preferred embodiment, the method comprises evaluating the driving situation on the basis of boundary conditions (ambient conditions) and / or a current drive train situation, a transition between active and passive state of a zero-start evaluation taking place on the basis of this evaluation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Erkennen von definierten Phasen eines Wiederstarts. Das Erkennen der definierten Phasen eines Wiederstarts kann beispielsweise über einen internen Funktionsstatus erfolgen. Das Erkennen von definierten Phasen eines Wiederstarts ist beispielsweise relevant für die o. g. Identifikation von Einflüssen, die nicht auf das Zeitverhalten zwischen dem Kupplungsmoment einer Trennkupplung und dem von einer elektrischen Maschine bereitgestellten Kompensationsmoment zurückgehen.In a further preferred embodiment, the method comprises recognizing defined phases of a restart. The recognition of the defined phases of a restart can, for example, take place via an internal functional status. The recognition of defined phases of a restart, for example, relevant to the o. G. Identification of influences that are not due to the time behavior between the clutch torque of a separating clutch and the compensating torque provided by an electric machine.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Erkennen des Drehzahlgradienten der Verbrennungskraftmaschine.In a further preferred embodiment, the method comprises detecting the speed gradient of the internal combustion engine.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Berechnen des übertragenen Kupplungsdrehmoments über den Drehzahlgradienten der Verbrennungskraftmaschine und eine Plausibilisierung der Kupplungskennlinie. Damit ist das Verfahren in der Lage, weitere Ursachen für einen Einbruch oder Herausdrehen der Antriebsdrehzahl zu identifizieren und gegebenenfalls auszuschließen oder aber ein schlechtes Timing als Ursache auszuschließen.In a further preferred embodiment, the method comprises calculating the transmitted clutch torque via the speed gradient of the internal combustion engine and a plausibility check of the clutch characteristic curve. Thus, the method is able to identify other causes for a break-in or unscrewing the drive speed and possibly exclude or exclude a bad timing as a cause.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Auswerten der Änderung des Fahrerwunschmoments und weiterer Umfeldbedingungen während eines Wiederstarts.In a further preferred embodiment, the method comprises evaluating the change in the driver's desired torque and other environmental conditions during a restart.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann als computerimplementiertes Verfahren in beispielsweise einem Getriebesteuerungsmodul implementiert werden, das einen Prozessor, Speicher und Kommunikationsschnittstellen aufweist. Insbesondere kann das Verfahren in Form von Software-Programmbefehlen implementiert werden, die auf einem Prozessor, z. B. eines Getriebesteuerungsmoduls, ausgeführt werden. Die Erfindung ist somit auch auf einen Prozessor gerichtet, der so eingerichtet ist, das er das beschriebene Verfahren implementiert, bzw. auf Steuerungen, die einen derart eingerichteten Prozessor umfassen. Auch ist ein Kraftfahrzeug Gegenstand dieser Erfindung, das eine derartige Steuerung umfasst.The method according to the invention can be implemented as a computer-implemented method in, for example, a transmission control module having a processor, memory and communication interfaces. In particular, the method may be in the form of software program instructions implemented on a processor, e.g. B. a transmission control module, running. The invention is therefore also directed to a processor adapted to implement the method described, or to controllers comprising a processor arranged in this way. Also, a motor vehicle is subject of this invention, which includes such control.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
PARALLELHYBRID-ANTRIEBSKONZEPTPARALLEL HYBRID DRIVE CONCEPT
In dem Antriebsstrang wird die Verbrennungskraftmaschine
Damit die Momentenbilanz (Summe aller Momente innerhalb der Bilanzhülle um die EM = 0 Nm) Bestand hat, sollten das tatsächlich von der Trennkupplung
Beim Drehzahleinbruch der elektrischen Maschine wird das K0-Istmoment von der Trennkupplung früher gestellt/schneller aufgebaut als das EM-Kompensationsmoment. Dadurch nimmt die Trennkupplung mehr Moment ab, als von der elektrischen Maschine kompensiert wird. In Summe nehmen daher alle aktiven Kupplungen (K0 und Fahrkupplungen) mehr Moment ab als die elektrische Maschine zur Verfügung stellt. Die Momentenbilanz über der elektrischen Maschine stimmt nicht mehr. Folglich bricht die EM-Drehzahl ein und fällt unter die Eingangsdrehzahl des Getriebes. Es kommt zu einem sogenannten Zug-Schub Wechsel und somit einem spürbaren Rucken im Triebstrang. When breaking the speed of the electric machine, the K0 actual torque is set earlier by the disconnecting clutch / built up faster than the EM compensating torque. As a result, the separating clutch takes more momentum than is compensated by the electric machine. In sum, therefore, all active clutches (K0 and clutches) take more momentum than the electric machine provides. The torque balance over the electric machine is no longer correct. As a result, the EM speed breaks and falls below the input speed of the transmission. It comes to a so-called train-thrust change and thus a noticeable jerk in the drive train.
Beim Herausdrehen der Drehzahl der elektrischen Maschine wird das K0-Istmoment von der Trennkupplung später gestellt als das EM-Kompensationsmoment. In Summe nehmen alle aktiven Kupplungen (K0 und Fahrkupplungen) weniger Moment ab als die elektrische Maschine zur Verfügung stellt. Folglich dreht die elektrische Maschine immer weiter über die Abtriebsdrehzahl heraus. Dieser Fall ist akustisch auffällig.When unscrewing the speed of the electric machine, the K0 actual torque is provided by the clutch later than the EM compensation torque. In sum, all active clutches (K0 and clutches) take less torque than the electric machine provides. Consequently, the electric machine continues to rotate beyond the output speed. This case is acoustically noticeable.
Diese beschriebenen Timing-Probleme können beispielsweise über eine Veränderung des Kupplungsverhaltens über Lebensdauer/Laufleistung auftreten.These described timing problems can occur, for example, via a change in the clutch behavior over life / mileage.
Das im Folgenden beschriebene Verfahren sieht vor, dass eine konstante Abweichung von Istmoment der Trennkupplung zum Sollmoment der Trennkupplung, z. B. aufgrund nicht vollkommen korrekter Kupplungskennlinie, identifiziert wird und nicht fälschlicherweise dem Timing-Problem zugeordnet wird. D. h. eine Drehzahlreaktion des Antriebes aufgrund einer Abweichung zwischen Sollmoment und Istmoment führt nicht zum Nachadaptieren. Dazu wird der Wiederstart in unterschiedliche Phasen eingeteilt und der Drehzahlgradient der VKM beobachtet und ausgewertet.The method described below provides that a constant deviation from the actual torque of the clutch to the desired torque of the clutch, z. B. due to not completely correct clutch characteristic, is identified and is not mistakenly assigned to the timing problem. Ie. a speed response of the drive due to a deviation between the desired torque and actual torque does not lead to Nachadaptieren. For this purpose, the restart is divided into different phases and the speed gradient of the VKM is monitored and evaluated.
MOMENTENBILANZ (PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN)MOMENT BALANCE (PHYSICAL BASICS)
Die physikalische Grundlage des Verfahrens ist durch die Momentenbilanz ΣMEM um die elektrische Maschine (EM) gegeben:
Hierbei bezeichnet MEM das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Moment, MK0 bezeichnet das von der Trennkupplung aufgenommene Moment, MKomp bezeichnet das Kompensationsmoment, MEingriffe bezeichnet den Momenteneingriff an die elektrische Maschine, MK12 bezeichnet das Moment der aktiven Fahrkupplung, MFahrerwunsch bezeichnet das vom Fahrer angeforderte Drehmoment und ωEM bezeichnet die Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine und ϑ die reduzierte Massenträgheit der elektrischen Maschine, K0-Sekundärseite und K12-Primärseite.Here, M EM denotes the torque provided by the electric machine, M K0 denotes the torque absorbed by the separating clutch, M Komp denotes the compensation torque, M interventions denotes the torque engagement with the electric machine, M K12 denotes the torque of the active driving clutch, M denotes driver's intention the torque requested by the driver and ω EM denotes the drive speed of the electric machine and θ the reduced inertia of the electric machine, K0 secondary side and K12 primary side.
Daraus resultiert der Drehzahlgradient der elektrischen Maschine gemäß
Dies gilt, wenn die Trennkupplung K0 und die aktive Fahrkupplung K12 während des Wiederstarts schlupfend betrieben werden. Dadurch übertragen beide aktiven Kupplungen ihre Kupplungskapazität gemäß
Mit
Damit stellt sich das wirkende Kupplungsmoment gemäß
Das übertragene K0-Kupplungsmoment lässt sich anhand einer VKM-seitigen Momentenbilanz ΣMVKM plausibilisieren. Für den unbefeuerten Schlupfstart gilt hier gemäß unter Vernachlässigung des Zweimassenschwungrades auf der VKM-Seite.The transmitted K0 clutch torque can be plausibilized on the basis of a VKM-side torque balance ΣM VKM . For the unfired slip start applies here according to neglecting the dual-mass flywheel on the VKM side.
Hierbei bezeichnet MVKM,Verlust das Verlustmoment der Verbrennungskraftmaschine, MK0 bezeichnet das von der Trennkupplung übertragene Moment und ω .VKM bezeichnet den Drehzahlgradienten der Verbrennungskraftmaschine und ϑVKM die Massenträgheiten der Verbrennungskraftmaschine.Here, M VKM denotes loss, the loss torque of the internal combustion engine, M K0 denotes the torque transmitted by the separating clutch, and ω. VKM denotes the speed gradient of the internal combustion engine and θ VKM the inertia of the internal combustion engine.
Daraus folgt, dass sich das K0-Istmoment MK0 mittels Verlustmoment MVKM,Verlust und VKM-Drehzahlgradienten ω .VKM berechnen und mit dem Sollwert vergleichen lässt. Die VKM-seitige Momentenbilanz dient hier nur zur Plausibilierung des K0-Istmomentes und grenzt die Ursache eines schlechten Starts ein.It follows that the actual K0 moment M K0 by loss torque M VKM, loss and VKM speed gradient ω. Calculate VKM and compare with the setpoint. The VKM-side torque balance is used here only for plausibility of the K0 actual torque and limits the cause of a poor start.
BEOBACHTUNG DER ANTRIEBSDREHZAHLOBSERVATION OF THE DRIVE SPEED
Das im Folgenden dargelegte Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, während des Wiederstartes die Antriebsdrehzahl zu beobachten. Diese Drehzahl ändert sich nach der oben genannten physikalischen Grundlage, d. h. analog dem Fehlermoment in der Bilanzhülle der elektrischen Maschine.The embodiment of the invention set forth below provides for monitoring the drive speed during the restart. This speed changes according to the above physical basis, i. H. analogous to the error moment in the balance envelope of the electrical machine.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die absolute EM-Drehzahl ωEM als Offset Δω zur Drehzahl der aktiven Getriebeeingangswelle (GEW) ωGEW beobachtet und ausgewertet:
Der Sollwert Δωsoll wird in diesem Ausführungsbeispiel als Δωsoll = 200 min–1 gewählt. Die Bewertung eines Wiederstarts erfolgt im folgenden Ausführungsbeispiel durch Vergleich des gemessenen Offsets Δωist mit dem Sollwert Δωsoll. In diesem Ausführungsbeispiel wird der ermittelte Bewertungsfaktor BAbs auf einer Skala von –10 bis +10 eingeteilt, indem applizierbare Drehzahlschwellen abgelegt werden. Beispielhafte Drehzahlschwellen seien für den Sollwert Δωsoll = 200 min–1 in folgender Tabelle gegeben:
Auf dem Fachmann bekannte Weise kann eine Schwellwertauswertung oder eine Interpolation auf Basis der abgelegten Werte erfolgen.In a manner known to those skilled in the art, threshold value evaluation or interpolation can be performed on the basis of the stored values.
Die Bewertungsgröße BAbs ist in diesem Beispiel so ausgelegt, dass die Bewertungsgröße BAbs = 0 beträgt, wenn der Offset Δω dem Sollwert Δωsoll entspricht. Bricht die EM-Drehzahl dagegen so stark ein, dass sie unter die Eingangsdrehzahl des Getriebes fällt (Δωist < 0), so resultiert eine Bewertungsgröße von –10. Eine Bewertungsgröße von –10 zeigt folglich an, dass es somit zu einem „Zug-Schub-Wechsel” kommt.In this example, the evaluation quantity B Abs is designed so that the evaluation quantity B Abs = 0 if the offset Δω corresponds to the setpoint value Δω soll . On the other hand, if the EM speed breaks down so much that it falls below the input speed of the transmission (Δω is <0), the result is a rating of -10. Thus, a rating of -10 indicates that there is thus a "train-push change".
In der oben dargestellten Ausführungsform wurde die Bewertungsgröße BAbs als Funktion des gemessenen Offsets Δωist und des Sollwerts Δωsoll vorgegeben. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass die Bewertungsgröße BAbs alternativ auch direkt als Funktion BAbs(ωEM, ωGEW) der absoluten EM-Drehzahl ωEM und der Drehzahl der aktiven Getriebeeingangswelle ωGEW vorgegeben werden kann, z. B. in Form einer im Speicher der Steuerung abgelegten Tabelle mit entsprechend vorgegeben Werten. Alternativ könnten zur Ermittlung der Bewertungsgröße auch andere Verfahren angewandt werden, z. B. die Minimierung eines Kostenfunktionals, oder dergleichen. In the illustrated embodiment, the above evaluation parameter was Abs B as a function of the measured offsets Δω and the target value Δω to specified. It is obvious to the person skilled in the art that the evaluation quantity B Abs can alternatively also be specified directly as function B Abs (ω EM , ω GEW ) of the absolute EM rotational speed ω EM and the rotational speed of the active transmission input shaft ω GEW , e.g. B. in the form of a stored in the memory of the controller table with correspondingly predetermined values. Alternatively, other methods could be used to determine the rating size, e.g. The minimization of a cost functional, or the like.
Alternativ oder zusätzlich kann zur Bewertung eines Wiederstarts auch der Drehzahlgradient ω .EM der elektrischen Maschine beobachtet und ausgewertet werden. Der Drehzahlgradient ω .EM gibt die Höhe des Fehlermomentes in der EM-Bilanzhülle an. Gemäß eines Ausführungsbeispiels wird dazu eine Bewertungsformel genutzt, die jeweils die EM-Drehzahl ωEM und den EM-Drehzahlgradient ω .EM mit einem Faktor gewichtet, gemäß Alternatively or additionally, the speed gradient ω. EM of the electrical machine are observed and evaluated. The speed gradient ω. EM indicates the amount of the fault torque in the EM balance envelope. According to one embodiment, an evaluation formula is used for this purpose, in each case the EM rotational speed ω EM and the EM rotational speed gradient ω. EM weighted with a factor, according to
Die Faktoren Faktorabs und FaktorGrad können appliziert werden. Die in diesem Ausführungsbeispiel ermittelte Bewertungsgröße BGes wird wiederum auf einer Skala von –10 bis +10 eingeteilt, indem applizierbare Drehzahl- und Gradientenschwellen abgelegt werden.The factors factor abs and factor degree can be applied. The evaluation variable B Ges determined in this exemplary embodiment is again divided on a scale of -10 to +10 by depositing applicable speed and gradient thresholds.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Bewertung nur anhand des Drehzahlgradienten ω .EM vorgenommen, indem applizierbare Gradientenschwellen abgelegt werden.According to another embodiment, the evaluation is based only on the speed gradient ω. EM performed by applying applicable gradient thresholds.
Gemäß weiterer Ausführungsformen kann die Bewertung aber auch mittels theoretischer Werkzeuge der multivariate Analysemethoden erfolgen.According to further embodiments, however, the evaluation can also be carried out by means of theoretical tools of multivariate analysis methods.
Die absolute EM-Drehzahl ωEM, den EM-Drehzahlgradienten ω .EM und die Drehzahl der aktiven Getriebeeingangswelle ωGEW, die in den obigen Ausführungsformen als Ausgangspunkt der Bewertung dienen, erlangt die Steuerung beispielsweise aus der Motorsteuerung bzw. der Getriebesteuerung des Fahrzeugs. Sie werden dort auf dem Fachmann bekannte Weise ermittelt.The absolute EM speed ω EM , the EM speed gradient ω. EM and the rotational speed of the active transmission input shaft ω GEW , which serve as the starting point of the evaluation in the above embodiments, obtain the control from, for example, the engine control and the transmission control of the vehicle, respectively. They are determined there in a manner known to the person skilled in the art.
AKTIVIERUNGSBEDINGUNGEN DER BEWERTUNGSFUNKTIONACTIVATION CONDITIONS OF THE EVALUATION FUNCTION
Gemäß einer Ausführungsvariante wird die Bewertungsfunktion über applizierbare Werte einiger Umfeldbedingungen aktivert/deaktiviert. Grund dafür ist die Vermeidung von ungewollten Einflüssen, die die Ergebnisse beeinflussen. Die bewerteten Starts werden möglichst auf stationäre und reproduzierbare Situationen beschränkt. Somit wird die Streuung der Ergebnisse reduziert.According to one embodiment variant, the evaluation function is activated / deactivated via applicable values of some environmental conditions. The reason for this is the avoidance of unwanted influences that influence the results. The assessed starts are limited as far as possible to stationary and reproducible situations. Thus, the dispersion of the results is reduced.
Applizierbare Aktivierungsbedingungen sind u. a. die aktive Gangstufe, die Getriebetemperatur, die aktuelle Triebstrangsituation, das absolute Fahrerwunschmoment und die Änderung des Fahrerwunschmomentes während des Wiederstarts, die absolute Antriebsdrehzahl, oder dergleichen. Beispielsweise ist bei niedrigen Öltemperaturen die Ölviskosität größer, so dass als Aktivierungsbedingung festgelegt werden kann, dass eine Bewertung von Wiederstarts erst ab einer Öltemperatur von 30°C erfolgen soll. Bei niedrigen Gängen ist die Dynamik oft groß, so dass es ferner vorteilhaft sein kann, eine Bewertung von Wiederstarts nur in hohen Gängen, z. B. in den Gängen 3 bis 6 bzw. 7 vorzunehmen. Ferner kann als weitere Aktivierungsbedingung auch festgelegt werden, dass auf eine Bewertung von Wiederstarts während Schaltvorgängen verzichtet werden soll.Applicable activation conditions are u. a. the active gear, the transmission temperature, the current driveline situation, the absolute driver's desired torque and the change of the driver's desired torque during the restart, the absolute drive speed, or the like. For example, at low oil temperatures, the oil viscosity is greater, so that it can be established as an activation condition that an assessment of restarting should be made only from an oil temperature of 30 ° C. At low speeds, the dynamics are often large, so it may be further advantageous to only allow a re-start rating in high gears, e.g. B. in the
ERKENNUNG DER WIEDERSTARTPHASEN UND EINFLUSSANALYSERECOGNITION OF REPEAT PHASE AND INFLUENCE ANALYSIS
Die oben beschriebene Veränderung der beobachteten Antriebsdrehzahl kann unterschiedliche Ursachen haben. Je nach Phase des Wiederstartes können mehrere Einflüsse ursächlich sein. Aus diesem Grund wird der Wiederstart der VKM in unterschiedliche Phasen unterteilt.The above-described change in the observed input speed may have different causes. Depending on the phase of the restart, several influences may be the cause. For this reason, the restart of the VKM is divided into different phases.
Vorteilhaft für die Bewertungsfunktion ist die Erkennung, wann sich die EM-Drehzahl im Wiederstart verändert. Um zu erkennen, in welcher Phase sich die EM-Drehzahl verändert und welcher Einfluss dieses Verhalten hervorruft, werden die drei folgende Wiederstartphasen definiert: Phase 1: Kupplungsbefüllung, Phase 2: Anreißen der VKM und Momentenaufbau, und Phase 3: Hochschleppen der VKM.
Die Bewertung eines Wiederstarts erfolgt in Phase 2. Phase 1 und 3 dienen u. a. zur Identifizierung der Phase 2. Zur Erkennung der Phasen werden die Momentengradienten betrachtet, wie sie beispielsweise in
In der betrachteten Phase 2 kann ein Timing-Problem zwischen K0-Moment und EM-Kompensationsmoment Ursache für einen ungewollten Drehzahlverlauf der elektrischen Maschine sein. Außerdem kann die K0-Kennlinie einen Fehler aufweisen, oder die Trennkupplung K0 kann ein hardwareseitiges Fehlermoment (Ventilklemmer etc.) aufweisen. Aus diesem Grund wird in Phase 2 das K0-Moment zusätzlich über die oben beschriebene VKM-seitige Momentenbilanz plausibilisiert, indem der VKM-Drehzahlgradient beobachtet und ausgewertet wird.In the considered
Aus der VKM-seitigen Momentenbilanz ergibt sich (vgl. Abschnitt „Momentenbilanz” oben): From the VKM-side torque balance results (see section "moment balance" above):
Daraus folgt, dass sich das K0-Istmoment MK0 mittels Verlustmoment MVKM,Verlust und VKM-Drehzahlgradienten ω .VKM berechnen und mit einem Sollwert MK0,soll vergleichen lässt. Über diese Bilanz kann ein K0-Momentenfehler ΔMK0 = MK0 – MK0,soll ermittelt werden. Der Sollwert MK0,soll wird dabei beispielsweise von einer Getriebesteuerung geliefert. Liegt das tatsächlich von der Trennkupplung übertragene Moment ΔMK0 höher/niedriger als eine applizierte (vorgegebene) Schwelle (|ΔMK0| > Schwelle) und somit nennenswert über oder unter dem Sollmoment (MK0,soll), wird das Timing als alleinige Ursache ausgeschlossen.It follows that the actual K0 moment M K0 by loss torque M VKM, loss and VKM speed gradient ω. Calculate VKM and compare with a setpoint M K0 . This balance can be used to determine a K0 torque error ΔM K0 = M K0 - M K0, soll . The setpoint M K0, soll is delivered, for example, by a transmission control. If the torque ΔM K0 actually transmitted by the separating clutch is higher / lower than an applied (predetermined) threshold (| ΔM K0 |> threshold) and thus appreciably above or below the desired torque (M K0, soll ), the timing is excluded as the sole cause ,
Zusammenfassend wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Wiederstart zur Analyse des korrekten Einflussfaktors in Phasen eingeteilt (von denen zur Bewertung nur eine Phase betrachtet wird) und zusätzlich wird das tatsächlich wirkende K0-Moment über die VKM-seitige Momentenbilanz plausibilisiert.In summary, according to this embodiment, the re-start for the analysis of the correct influencing factor is divided into phases (of which only one phase is considered for the evaluation) and additionally the actually acting K0-moment is plausibilized via the VKM-side moment balance.
AUSWERTUNGEVALUATION
In der entscheidenden Phase 2 wird die VKM angerissen. Für die Bildung eines Qualitätskriteriums wird in dieser Phase sowohl das absolute Drehzahloffset von EM-Drehzahl zu Getriebeeingangsdrehzahl als auch der EM-Drehzahlgradient beobachtet, wie dies in Abschnitt „Beobachtung der Antriebsdrehzahl” oben beschrieben wurde.In the
Das Verfahren kann auch den Einfluss der aktiven Fahrkupplung auf die Bilanzhülle der elektrischen Maschine identifizieren und berücksichtigen. Um auch den Einfluss der aktiven Fahrkupplung auf die Bilanzhülle der elektrischen Maschine zu identifizieren, kann in einer Referenzphase bei noch vollständig geöffneter Trennkupplung K0 das Fehlermoment der K12 messtechnisch ermittelt werden.The method may also identify and account for the influence of the active drive clutch on the accounting envelope of the electrical machine. In order to also identify the influence of the active drive clutch on the balance shell of the electrical machine, the error torque of K12 can be determined metrologically in a reference phase with the clutch K0 still fully open.
ANPASSUNGEN/NACHLERNENADJUSTMENTS / relearning
Ist das Timing der Momente als Ursache für den unzureichenden Wiederstartkomfort identifiziert, kann dieses nachgelernt (angepasst) werden. Bricht der Schlupf ein, stellt die elektrische Maschine hinsichtlich des K0-Moments eine zu späte Kompensation bereit. Das Kompensationsmoment sollte folglich früher gestellt werden. Dreht die elektrische Maschine über die Abtriebsdrehzahl heraus, sollte die Kompensation verzögert werden.If the timing of the moments is identified as the cause for the insufficient re-start comfort, this can be readjusted (adapted). If slippage ceases, the electric machine provides too late compensation for the K0 torque. The compensation moment should therefore be set earlier. If the electric machine turns over the output speed, the compensation should be delayed.
Die Momentenkoordination zwischen Trennkupplung und elektrischer Maschine kann beispielsweise erfolgen, indem die elektrische Maschine so beeinflusst wird, dass sie ihr elektrisches Moment zeitverzögert stellt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Getriebesteuerung den Befehl zum Aufbau des EM-Kompensationsmomentes verzögert sendet. Die Zeitverzögerung kann mittels Kennfeldern realisiert werden, die Zeitkonstanten für PT1-Glieder liefern. Beispielsweise können die Zeitkonstanten in Kennfeldern als Funktion von Getriebetemperatur und Solldruck definiert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Zeitkonstanten ferner dynamisch nachgelernt und nachadaptiert. Das Nachlernen und Nachadaptieren der Adaption kann mittels entsprechender Kennfelder zum Timing und zur Formung des Kompensationsmomentes als PT2-Glied (in Anlehnung an das physikalische Verhalten des K0-Istmomentes) erfolgen. Das PT2-Glied kann beispielsweise durch zwei hintereinander geschaltete PT1-Glieder umgesetzt werden. Statt fest applizierten Zeitkonstanten der beiden PT1-Kennfelder werden erfindungsgemäß also variable Zeitkonstanten verwendet. Denkbar ist auch der Aufbau als lineare Funktion, Exponentialfunktion, oder als PT1-Glied.The torque coordination between separating clutch and electric machine can be done, for example, by the electric machine is influenced so that it provides a time delay on their electrical torque. This can be done, for example, by the transmission control sending the command to build up the EM compensation torque delayed. The time delay can be realized by means of maps which provide time constants for PT1 elements. For example, the time constants in maps can be defined as a function of transmission temperature and setpoint pressure. According to the method of the invention, the time constants are also dynamically re-learned and post-adapted. The Nachlernen and Nachadaptieren the adaptation can by means of appropriate maps for timing and shaping of the Compensation torque as PT2 element (based on the physical behavior of the K0 actual torque). The PT2 element can be implemented, for example, by two PT1 links connected in series. Instead of permanently applied time constants of the two PT1 characteristic maps, therefore, variable time constants are used according to the invention. Also conceivable is the structure as a linear function, exponential function, or as a PT1 element.
Gemäß einer Ausführungsform wird zum Nachlernen des korrekten Timings die Kompensation beispielsweise um einen fest definierten Faktor (etwa 1 ... 10 ms) verschoben. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird zum Nachlernen des korrekten Timings die Kompensation in Abhängigkeit der Qualität des Starts (bzw. der letzten Starts) verschoben. Die Qualität des Starts wird beispielsweise bewertet, wie es in Abschnitt „Beobachtung der Antriebsdrehzahl” oben dargelegt wurde, also beispielsweise auf Grundlage der Bewertungsgrößen BGes, BAbs, BGrad, oder dergleichen.According to one embodiment, to compensate for the correct timing, the compensation is shifted, for example, by a fixed factor (about 1 ... 10 ms). According to an alternative embodiment, to compensate for the correct timing, the compensation is shifted depending on the quality of the start (or the last start). The quality of the start is evaluated, for example, as set forth in the section "Monitoring the input speed" above, that is, for example, based on the evaluation quantities B Ges , B Abs , B degrees , or the like.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bewertungsfunktion dazu ausgelegt, bei möglichst vielen vollkompensierten Starts beobachtend aktiv zu sein und eine signifikante Änderung der Wiederstartqualität zu detektieren. Gemäß dieser Ausführungsform wird nicht im Sinne einer schnellen Bewertungsfunktion nach jedem Wiederstart bereits nachgelernt, sondern über einen Zähler die „beanstandeten” Wiederstarts erfasst und erst nach einer bestimmten Anzahl (applikativ) nachgelernt. Der Zähler zählt hoch, wenn die Qualitätsbewertung eines Starts schlechter als ein applizierter (vordefinierter) Qualitätswert ist.According to a preferred embodiment, the evaluation function is designed to be observationally active with as many fully compensated starts as possible and to detect a significant change in the restarting quality. According to this embodiment, it is not readjusted in the sense of a rapid evaluation function after each restart, but is detected via a counter, the "objected" restart and read only after a certain number (applicative). The counter counts up if the quality rating of a startup is worse than an applied (predefined) quality value.
Somit kann vermieden werden, dass kurzfristige Effekte direkt nachgelernt werden und spätere Wiederstarts negativ beeinflussen. Es sollen vielmehr dauerhafte und reproduzierbare Systemveränderungen über Laufleistung ausgeglichen und adaptiert werden. Die Bewertungsfunktion soll keine kurzfristigen Änderungen umsetzen, sondern die Einflüsse über Laufleistung sukzessiv nachlernen. Konkret soll ein Lernvorgang beispielsweise nicht anhand eines einzelnen Starts stattfinden. So wird die Bewertungsfunktion darauf ausgelegt, dass mindestens Y-Wiederstarts (Variable Y) mit einer Bewertung von mindestens X (Variable X) notwendig sind, bevor diese als reproduzierbare Einbrüche erkannt werden und eine Adaption stattfindet. In diesem Zusammenhang wird auch sichergestellt, dass unterschiedliche Arten von Auffälligkeiten im Wechsel keine Adaption bedingen.Thus it can be avoided that short-term effects are directly re-learned and negatively influence later re-starts. Rather, permanent and reproducible system changes over mileage should be compensated and adapted. The evaluation function is not intended to implement any short-term changes, but to successively re-learn the influences on mileage. Specifically, a learning process, for example, should not take place on the basis of a single start. Thus, the evaluation function is designed so that at least Y re-starts (variable Y) with a rating of at least X (variable X) are necessary before they are recognized as reproducible burglaries and an adaptation takes place. In this context, it is also ensured that different types of abnormalities in alternation do not require adaptation.
In alternativen Ausführungsformen kann zusätzlich eine Filterung der Antriebsdrehzahl und der Nachlernfaktoren/Verstellfaktoren vorgesehen werden.In alternative embodiments, an additional filtering of the drive speed and the Nachlernfaktoren / Verstellfaktoren can be provided.
AUFBAU UND STRUKTUR DER BEWERTUNGSFUNKTION CONSTRUCTION AND STRUCTURE OF THE EVALUATION FUNCTION
In einem ersten Schritt
STAT5 in den Schritten
Bei der Fallkonstellation des Schrittes
Bei der Fallkonstellation des Schrittes
Die Bewertungsfunktion gliedert sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel in folgende interne Phasen (nicht zu verwechseln mit den oben in Zusammenhang mit
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verbrennungskraftmaschine (VKM)Internal combustion engine (VKM)
- 22
- elektrische Maschine (EM)electric machine (EM)
- 33
- Getriebetransmission
- 44
- Differentialdifferential
- 55
- Trennkupplung (K0)Disconnect coupling (K0)
- 66
- HochvoltbatterieHigh-voltage battery
- 77
- Leistungselektronikpower electronics
- 8 8th
- ZweimassenschwungradDual Mass Flywheel
- ω .EM ω. EM
- Drehzahlgradient der elektrischen MaschineSpeed gradient of the electric machine
- ωEM ω EM
- Drehzahl der elektrischen MaschineSpeed of the electric machine
- ωGEW ω GEW
- Drehzahl der aktiven GetriebeeingangswelleSpeed of the active transmission input shaft
- ω .VKM ω. VKM
- Drehzahlgradient der VerbrennungskraftmaschineSpeed gradient of the internal combustion engine
- BAbs B Abs
- Bewertungsgröße bzgl. AntriebsdrehzahlEvaluation variable regarding drive speed
- BGrad B degrees
- Bewertungsgröße bzgl. DrehzahlgradientEvaluation variable regarding speed gradient
- BGes B Ges
- gesamte Bewertungsgrößetotal evaluation size
- Faktorabs Factor abs
- Gewichtungsfaktor DrehzahlWeighting factor speed
- FaktorGrad Factor degrees
- Gewichtungsfaktor GradientWeighting factor gradient
- Δsoll Δ should
- vordefinierter Sollwertpredefined setpoint
- MK0 M K0
- K0-IstmomentK0 actual torque
- MEM M EM
- von elektrischer Maschine bereitgestelltes MomentMoment provided by electrical machine
- MVKM,Verlust M VKM, loss
- Verlustmoment der VerbrennungskraftmaschineLoss moment of the internal combustion engine
- MKomp M comp
- Kompensationsmoment EMCompensation torque EM
- MFahrerwunsch M driver's request
- angefordertes Drehmoment (Fahrerwunschmoment)requested torque (driver request torque)
- μμ
- KupplungsreibwertKupplungsreibwert
- rm m
- mittlerer Reibradius (Kupplung)average friction radius (coupling)
- zz
- Anzahl der Reibflächen (Kupplung)Number of friction surfaces (clutch)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008004366 A1 [0004, 0005] DE 102008004366 A1 [0004, 0005]
- DE 102011084844 A1 [0004] DE 102011084844 A1 [0004]
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DE102016215787.6A DE102016215787A1 (en) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | Method for adapting torque coordination when restarting an internal combustion engine in a hybrid vehicle |
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