DE102016216519A1 - Determining a clutch state of a coupled to a clutch to an internal combustion engine drive train of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Kupplungszustands (128a bis 138a) eines mit einer Kupplung (4) an eine Brennkraftmaschine (112) gekoppelten Antriebstrangs (2) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend die Schritte: Erfassen des zeitlichen Verlaufs einer mit der Drehzahl (nBKM) der Brennkraftmaschine (112) korrelierten Drehzahl (n), Erfassen zumindest eines durch die Brennkraftmaschine (112) bewirkten Drehzahlmusters (128 bis 138) aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl (nBKM), das eine dem zeitlichen Verlauf des Mittelwerts (DMD) der Drehzahl (nBKM) überlagerte Oszillation (O) mit zumindest einer Amplitude (A) aufweist, wobei dann auf einen Kupplungszustand (128a bis 138a) geschlossen wird, wenn innerhalb eines Zeitintervalls (Δt) eine charakteristische Veränderung der Drehzahl (nBKM) und ein charakteristisches Verhalten der Amplituden (A) erkannt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Recheneinheit 118, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist, eine die Recheneinheit aufweisende elektrische Maschine, sowie ein entsprechendes Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a clutch state (128a to 138a) of a drive train (2) of a motor vehicle (1) coupled to a clutch (4) to an internal combustion engine (112), comprising the steps of: detecting the time profile of one with the rotational speed (nBKM) of the internal combustion engine (112) correlated speed (n), detecting at least one of the internal combustion engine (112) caused speed pattern (128 to 138) from the time course of the speed (nBKM), one of the time course of the mean (DMD) the rotational speed (nBKM) superimposed oscillation (O) having at least one amplitude (A), then to a clutch state (128a to 138a) is closed, if within a time interval (.DELTA.t) a characteristic change in the rotational speed (nBKM) and a characteristic Behavior of the amplitudes (A) is detected. Furthermore, the invention relates to a corresponding arithmetic unit 118, which is set up to carry out the method, to an electrical machine having the arithmetic unit, and to a corresponding computer program for carrying out the method.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Kupplungszustands eines mit einer Kupplung an eine Brennkraftmaschine gekoppelten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Computerprogramm und eine Recheneinheit zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for determining a clutch state of a coupled to a clutch to an internal combustion engine drive train of a motor vehicle, and a computer program and a computing unit for its implementation.
Stand der TechnikState of the art
Zur Regelung der Bordnetzspannung in Fahrzeugen, können elektrische Maschinen, insbesondere fremderregte elektrische Maschinen, verwendet werden. Diese weisen einen Regler auf, der in Abhängigkeit von der Bordnetzspannung den Erregerstrom der elektrischen Maschine regelt. Eine derartige Maschine ist aus der
Zudem ist es bekannt, Betriebszustände einer Brennkraftmaschine innerhalb eines Motorsteuergeräts zu erfassen, das die Betriebszustände auf Basis der eigenen Regelvorgaben erkennt und mittels geeigneter Schnittstellen entsprechende Vorgaben bezüglich des jeweiligen Betriebszustands der Brennkraftmaschine an den Regler der elektrischen Maschine macht. Eine dezentrale Erkennung eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kupplungszustands der Kupplung, die die Brennkraftmaschine mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindet, kann zudem auch durch die Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung und Betätigung der Kupplung erkannt werden. Eine derartige Kupplungserkennung ist beispielsweise aus der
Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwendig, da die jeweiligen Kupplungszustände erst extern erkannt oder ermittelt werden müssen, die ermittelten Kupplungszustände an den Regler der elektrischen Maschine übermittelt werden, und anschließend, sofern erforderlich, der Regler die für den jeweiligen Kupplungszustand entsprechende Regelvorgaben an die elektrische Maschine ausführt. However, these methods are very expensive, since the respective coupling states must first be detected or detected externally, the determined coupling states are transmitted to the controller of the electric machine, and then, if necessary, the controller the corresponding default conditions for the respective coupling state to the electric machine performs.
Darüber hinaus muss stets eine Kommunikationsverbindung zwischen Regler und Motorsteuergerät vorhanden und aufrechterhalten werden, um eine entsprechende Regelung der elektrischen Maschine zu ermöglichen. Es wäre daher wünschenswert, dass die Betriebszustandserkennung, insbesondere die Erkennung eines Kupplungszustands der Brennkraftmaschine nicht auf Regelvorgaben des Motorsteuergeräts oder auf Regelvorgaben einer Steuer- und Regeleinrichtung der Kupplung, sondern auf objektiven Zustandsgrößen bzw. direkt daraus basierenden Messgrößen der elektrischen Maschine beruhen, die den jeweiligen Kupplungszustand wiedergeben. In addition, always a communication link between the controller and the engine control unit must be present and maintained in order to enable a corresponding control of the electric machine. It would therefore be desirable that the operating state detection, in particular the detection of a clutch state of the internal combustion engine is not based on control specifications of the engine control unit or on control specifications of a control and regulating device of the clutch, but on objective state variables or directly based thereon measured variables of the electric machine, the respective Play coupling condition.
Bei einem Kupplungszustand handelt es sich grundsätzlich um einen Zustand, bei dem die Brennkraftmaschine mittels der Kupplung vom Antriebsstrang getrennt und/oder an diesen gekoppelt wird. Diese Zustände sind in der Regel Übergangszustände, bei denen in einem ausgekuppelten Zustand ein Hoch- bzw. Herunterschalten im Getriebe vorgenommen werden kann und nach einem entsprechenden Schaltvorgang der Motor mit dem Antriebsstrang durch erneutes Einkuppeln wieder verbunden wird. Unter Hochschalten versteht man gemeinhin den Gangwechsel innerhalb eines Getriebes von einer kleineren zu einer größeren Übersetzung, wohingegen unter einem Herunterschalten der Wechsel von einem Gang mit einer großen Übersetzung hin zu einem Gang mit einer kleineren Übersetzung zu verstehen ist. In principle, a clutch state is a state in which the internal combustion engine is separated from the drive train by means of the clutch and / or coupled thereto. These conditions are usually transient conditions in which in an uncoupled state, an upshift or downshift in the transmission can be made and after a corresponding switching operation of the engine with the drive train is reconnected by re-engagement. Upshifting is commonly understood to mean gearshifting within a transmission from a smaller to a larger gearbox, whereas a downshifting is understood to mean shifting from a gearbox with a large gearbox to a gearbox with a smaller gearbox.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Kupplungszustands, eines mit einer Kupplung an eine Brennkraftmaschine gekoppelten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, sowie der nachfolgenden Beschreibung.A method for determining a clutch state, a drive train of a motor vehicle coupled to a clutch to an internal combustion engine, and a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, as well as the following description.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das Verfahren dient zum Ermitteln eines Kupplungszustands eines mit einer Kupplung an eine Brennkraftmaschine gekoppelten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren vorzugsweise durch eine Recheneinheit, insbesondere durch einen Regler für eine elektrische Maschine, die an die Brennkraftmaschine gekoppelt ist, ausgeführt wird.The method is used to determine a clutch state of a coupled to a clutch to an internal combustion engine drive train of a motor vehicle, the method preferably by a computing unit, in particular by a controller for an electric machine, which is coupled to the internal combustion engine is executed.
Zur Umsetzung des Verfahrens wird in einem ersten Verfahrensschritt ein zeitlicher Verlaufs einer mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine korrelierten Drehzahl erfasst. Hierbei kann es sich um die Drehzahl der Brennkraftmaschine als solche oder um eine direkt mit dieser korrelierten Drehzahl, z.B. die Drehzahl einer an die Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine, handeln.To implement the method, a time profile of a speed correlated with the rotational speed of the internal combustion engine is detected in a first method step. This may be the speed of the internal combustion engine as such or a speed correlated directly with it, e.g. the speed of an electric machine coupled to the internal combustion engine.
Das Erfassen der Drehzahl bzw. des zeitlichen Verlaufs der Drehzahl der Brennkraftmaschine, kann beispielweise durch einen Drehzahlsensor, der das Drehzahlsignal an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abnimmt, gewährleistet werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus seiner Drehzahl einer mit der Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine ermittelt wird. Die elektrische Maschine kann durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden, wobei die elektrische Maschine mit der Brennkraftmaschine fest verbunden, und an deren Kurbelwelle, beispielsweise mittels eines Riementriebs, gekoppelt sein kann. Somit steht die Drehzahl der elektrischen Maschine zur Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem festen Verhältnis. Demnach kann der erste Verfahrensschritt der Ermittlung eines zeitlichen Verlaufs der Drehzahl innerhalb der elektrischen Maschine durchgeführt werden, wobei vorzugsweise die Drehzahl der elektrischen Maschine aus dem zeitlichen Verlauf zumindest eines Phasensignals der elektrischen Maschine ermittelt wird. Bei einem Phasensignal handelt es sich vorliegend um zumindest eine der Phasenspannungen und/oder einen der Phasenströme, zumindest einer der ständerseitigen Phasenwicklungen der elektrischen Maschine, insbesondere gegen ein festes Bezugspotential, wie z. B. Masse, gemessen. Es versteht sich zudem, dass alternativ oder kumulativ, der Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine mittels eines Drehzahlsensors, der entweder an der Brennkraftmaschine zur direkten Messung des Drehzahlverlaufs der Drehzahl, oder mittelbar mit der elektrischen Maschine wirkverbunden ist, vorgesehen sein kann.The detection of the rotational speed or the chronological progression of the rotational speed of the internal combustion engine can be ensured, for example, by a rotational speed sensor which decreases the rotational speed signal at the crankshaft of the internal combustion engine. However, it is preferred that the rotational speed of the internal combustion engine is determined from its rotational speed of an electric machine coupled to the internal combustion engine. The electric machine can be driven by the internal combustion engine, wherein the electric machine with the internal combustion engine firmly connected, and may be coupled to the crankshaft, for example by means of a belt drive. Thus, the speed of the electric machine to the speed of the internal combustion engine in a fixed ratio. Accordingly, the first method step of determining a time profile of the rotational speed within the electrical machine can be carried out, wherein preferably the rotational speed of the electrical machine is determined from the time profile of at least one phase signal of the electrical machine. In the present case, a phase signal is at least one of the phase voltages and / or one of the phase currents, at least one of the stator-side phase windings of the electrical machine, in particular against a fixed reference potential, such. B. mass, measured. It is also understood that alternatively or cumulatively, the course of the rotational speed of the electric machine by means of a speed sensor, which is either on the internal combustion engine for direct measurement of the speed curve of the rotational speed, or indirectly operatively connected to the electric machine, may be provided.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird zumindest ein durch die Brennkraftmaschine bewirktes Drehzahlmuster aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst, das eine den zeitlichen Verlauf des Mittelwerts der Drehzahl überlagerte Oszillation mit zumindest einer Amplitude aufweist. Der Mittelwert der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird hierbei ebenfalls aus dem zeitlichen Verlauf der Drehzahl innerhalb eines festlegbaren Zeitintervalls ermittelt, das typischerweise mehrere Perioden der Oszillation umfasst. Das festlegbare Zeitintervall kann sich aus einer bestimmten Anzahl von Schwingungsperioden der Momentandrehzahl ergeben, sollte jedoch zumindest eine Schwingungsperiode, verursacht durch Kompressionen und Dekompressionen und/oder einen Arbeitstakt des Zylinders der Brennkraftmaschine, aufweisen.In a further method step, at least one speed pattern caused by the internal combustion engine is detected from the time profile of the rotational speed of the internal combustion engine, which has an oscillation with at least one amplitude superimposed on the time profile of the mean value of the rotational speed. The mean value of the rotational speed of the internal combustion engine is in this case also determined from the time profile of the rotational speed within a definable time interval, which typically comprises several periods of the oscillation. The determinable time interval can result from a certain number of oscillation periods of the instantaneous speed, but should have at least one oscillation period caused by compressions and decompressions and / or a working stroke of the cylinder of the internal combustion engine.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann auf einen Kupplungszustand geschlossen, wenn innerhalb eines weiteren Zeitinterveralls eine charakteristische Veränderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und ein charakteristisches Verhalten der Amplituden erkannt wird. Es wurde erkannt, dass Kupplungsvorgänge, insbesondere Kupplungsvorgänge bei Einfachkupplungen, daran erkennbar sind, dass sich innerhalb eines charakteristischen Betrachtungszeitraums, der den entsprechenden Kupplungsvorgang zeitlich einschließt, sowohl die Amplituden der Drehzahloszillationen, als auch der Gradient der Drehzahländerung messbar ändern. Bei einer entsprechenden Kupplungsbetätigung kommt es zur Zugkraftunterbrechung infolge eines nicht betätigten Gaspedals, was zur Folge hat, dass die Motordrehzahl typischerweise mit einem recht steilen Gradienten hin zur Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine abfällt. Innerhalb dieses Zustands gibt es keine Drehmomentanforderung an die Brennkraftmaschine, weswegen typischerweise im Zeitbereich der abfallenden Drehzahl hin zum Drehzahlband der Leerlaufregelung die Zündung und Einspritzung der Brennkraftmaschine deaktiviert wird. Die Last der Brennkraftmaschine wird in diesem Zustand lediglich durch das Motorreibmoment, das insbesondere durch die Kompression und Dekompression der Zylinder verursacht wird, bestimmt. Da innerhalb eines Kupplungsvorgangs entsprechend die Abgabe von Drehmoment durch die Brennkraftmaschinen im Regelfall ausbleibt, ist zum einen ein deutlicher Rückgang der Amplituden der Drehzahloszillation zu erkennen, da die Amplitudenhöhe in der Regel proportional zum abgegebenen Drehmoment der Brennkraftmaschine ist.In a further method step, a clutch state is then concluded when, within a further time interval, a characteristic change in the rotational speed of the internal combustion engine and a characteristic behavior of the amplitudes are detected. It has been recognized that clutch operations, particularly single clutch engagement operations, can be recognized by measurably changing both the amplitudes of the rotational oscillations and the gradient of the speed change within a characteristic period of time that includes the corresponding clutch operation. With a corresponding clutch actuation, traction interruption occurs as a result of a non-actuated accelerator pedal, with the result that the engine speed typically drops at a rather steep gradient towards the idling speed of the internal combustion engine. Within this state, there is no torque request to the internal combustion engine, which is why the ignition and injection of the internal combustion engine is typically deactivated in the time range of the falling speed toward the speed band of the idle control. The load of the internal combustion engine is determined in this state only by the engine friction torque, which is caused in particular by the compression and decompression of the cylinder. Since the output of torque by the internal combustion engine as a rule does not occur within a coupling process, on the one hand a clear decrease in the amplitudes of the rotational speed oscillation can be recognized, since the amplitude height is generally proportional to the output torque of the internal combustion engine.
Zudem ist durch den stark abfallenden Gradienten der Drehzahl hin in Richtung Leerlaufband, ein weiteres Kriterium gegeben, dass in Kombination mit einer charakteristischen Veränderung der Amplitudenhöhe eine sichere Erkennung eines Kupplungszustands erlaubt. Als charakteristisches Verhalten der Drehzahl bzw. der Amplituden in Bezug zu einem Kupplungszustand, sind die zuvor beschriebenen Veränderungen der Drehzahl bzw. des Gradienten der Drehzahl und oder der Veränderung des Mittelwerts der Drehzahl, und die Abnahme der Amplitudenhöhe im Vergleich zum Mittelwert der Drehzahl zu verstehen, die mit einem derartigen Kupplungszustand einhergehen. Neben dem Mittelwert der Drehzahl kann für die Bestimmung der Amplitude auch ein anderer geeigneter Referenzwert herangezogen werden.In addition, given the steeply sloping gradient of the rotational speed in the direction of the idling belt, another criterion is that, in combination with a characteristic change in the amplitude height, a reliable detection of a clutch state is permitted. The characteristic behavior of the rotational speed or amplitudes in relation to a clutch state is to be understood as the above-described changes in the rotational speed or gradient of the rotational speed and / or the change in the mean value of the rotational speed, and the decrease in the amplitude height in comparison to the mean value of the rotational speed associated with such a coupling state. In addition to the mean value of the rotational speed, another suitable reference value can also be used to determine the amplitude.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wird zum Ermitteln des Kupplungszustands zudem ein charakteristischen Verhalten der Drehzahl und/oder ein charakteristisches Verhalten der Amplitude vor und/oder nach dem Zeitintervall, insbesondere durch Vergleich der Drehzahl und/oder Amplituden, vor und nach dem Zeitintervall, beim Ermitteln des Kupplungszustands berücksichtigt. Durch eine Einbeziehung des Drehzahlverhaltens vor und/oder nach einem vermeintlich charakteristischen Ereignis, das sich innerhalb des Zeitintervalls abspielt, kann ein entsprechender Kupplungszustand noch besser erkannt werden. Da das Ein- oder Auskuppeln typischerweise für einen Gangwechsel verwendet wird, lässt sich dies durch einen Vergleich der charakteristischen Drehzahlverläufe vor und nach dem jeweiligen Zeitinterfall sicher erkennen. Folglich lässt sich beim Vergleich der beiden Drehzahlverläufe vor und nach dem Zeitintervall, und dem Erkennen eines Sprungs hin zu höheren Drehzahlen, ein Herunterschalten und bei einem Sprung hin zu niedrigeren Drehzahlen, ein Hochschalten innerhalb des an die Brennkraftmaschine gekoppelten Getriebes erkennen, was wiederum Rückschlüsse auf einen entsprechenden Kupplungszustands zulässt. Auch kann aufgrund der Dauer des Kupplungszustands, bspw. im Vergleich zu einem typischen Schaltvorgang, auf weitere Betriebszustände der Brennkraftmaschine, wie z.B. auf das sog. Segeln geschlossen werden, bei dem sich das Fahrzeug bei offener Kupplung über längere Zeit (länger als ein typischer Schaltvorgang andauert) bewegt. Hierbei kann als weiteres Erkennungskriterium herangezogen werden, dass die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand ist bzw. die Brennkraftmaschine zur Kraftstoffreduktion deaktiviert wurde. In a preferred embodiment of the invention, a characteristic behavior of the rotational speed and / or a characteristic behavior of the amplitude before and / or after the time interval, in particular by comparison of the rotational speed and / or amplitudes, before and after the time interval, is also used to determine the coupling state. taken into account when determining the coupling state. By including the rotational speed behavior before and / or after a supposedly characteristic event that takes place within the time interval, a corresponding clutch state can be detected even better. Since the engagement or disengagement is typically used for a gear change, this can be reliably detected by comparing the characteristic speed curves before and after each time interaction. Consequently, when comparing the two speed curves before and after the time interval, and the detection of a jump to higher speeds, a downshift and jump to lower speeds, an upshift within the coupled to the engine transmission can be seen, which in turn draw conclusions allows a corresponding coupling state. Also, due to the duration of the clutch state, for example, compared to a typical switching operation, on further operating conditions of the internal combustion engine, such as the so-called. Sailing be concluded in which the vehicle with an open clutch for a long time (longer than a typical shift lasts) moves. In this case, it can be used as a further recognition criterion that the internal combustion engine is in the idling state or the internal combustion engine has been deactivated for fuel reduction.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wird die charakteristische Veränderung der Drehzahl dann erkannt, wenn der Gradient der Drehzahl einen Schwellenwert überschreitet. Da im Zustand des Auskoppelns der Brennkraftmaschine die Drehzahl hin zum Leerlaufband abfällt und die Bremswirkung in diesem Zustand im Wesentlichen durch das Reibmoment der Brennkraftmaschine und somit durch die Kompression und Dekompression der freilaufenden Zylinder bestimmt wird, kann ein charakteristischer Gradient eines Drehzahlabfalls ermittelt werden, der zur Festlegung eines Schwellenwerts dienen kann. Wird somit ein derartiger Schwellenwert eines Gradienten der Drehzahl überschritten, ist eine notwendige Bedingung für ein Vorliegen eines Kupplungszustands erfüllt. In a further preferred embodiment, the characteristic change of the rotational speed is detected when the gradient of the rotational speed exceeds a threshold value. Since, in the state of decoupling of the internal combustion engine, the rotational speed drops towards the idling belt and the braking effect in this state is determined essentially by the friction torque of the internal combustion engine and thus by the compression and decompression of the free-running cylinders, a characteristic gradient of a speed drop can be determined Setting a threshold can serve. Thus, if such a threshold value of a gradient of the rotational speed is exceeded, a necessary condition for the presence of a clutch state is met.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, kann das charakteristische Verhalten der Amplitude bzw. der Amplituden dadurch erkannt, werden, dass ein weiterer Schwellenwert unterschritten wird. Ein weiteres hinreichendes Kriterium, zur Ermittlung des Kupplungszustands, ist die Abnahme der Amplitude, die durch das Fehlen eines abgegebenen Drehmoments durch die Brennkraftmaschine bewirkt wird. Unterschreitet somit die Amplitude in einem charakteristischen Zeitbereich einen weiteren Schwellenwert, kann dies als hinreichendes Kriterium, zur Ermittlung eines Kupplungszustands dienen. Aus einer Kombination des zuvor beschriebenen notwendigen oder hinreichenden Kriteriums, zur Ermittlung eines Kupplungszustands, kann sehr sicher auf das Vorlegen eines derartigen Kupplungszustands geschlossen werden. Durch eine weitere Kombination des zuvor beschriebenen charakteristischen Verhaltens der Drehzahl sowie der Amplituden vor oder nach dem charakteristischen Zeitintervall, kann eine Erkennung des Kupplungszustands darüber hinaus noch weiter verbessert werden.In a further preferred embodiment of the invention, the characteristic behavior of the amplitude or of the amplitudes can be recognized by the fact that a further threshold value is undershot. Another sufficient criterion for determining the clutch state is the decrease in amplitude caused by the lack of torque output by the engine. If the amplitude thus falls below a further threshold value in a characteristic time range, this can serve as a sufficient criterion for determining a coupling state. From a combination of the necessary or sufficient criterion described above, for determining a coupling state, can be concluded very reliably on the presentation of such a coupling state. By further combining the above described characteristic behavior of the rotational speed and the amplitudes before or after the characteristic time interval, detection of the clutch state can be further improved beyond that.
Demnach ist es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass ein Kupplungszustand zum Gangwechsel insbesondere unter der Voraussetzung ermittelt wird, dass eine jeweils konstante Leistung oder zunehmende Leistung oder abnehmende Leistung der Brennkraftmaschine vorliegt. Da die abgegebene Leistung unmittelbar mit dem abgegebenen Drehmoment und der Drehzahl der Brennkraftmasche korreliert ist, und das abgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine wiederum mit der Amplitude der dem Drehzahlsignal überlagerten Oszillationen verbunden ist, kann neben dem Erkennen eines Kupplungszustands auch erkannt werden, ob beim Hoch- bzw. Herunterschalten des Getriebes durch die Brennkraftmaschine eine konstante Leistung, eine zunehmende bzw. eine abnehmende Leistung auf den Antriebsstrang übertragen wird.Accordingly, it is preferred in a further embodiment of the invention that a clutch state for gear change is determined in particular on the condition that there is a respectively constant power or increasing power or decreasing power of the internal combustion engine. Since the output power is directly correlated with the output torque and the speed of Brennkraftmasche, and the output torque of the internal combustion engine is in turn connected to the amplitude of the speed signal superimposed oscillations, in addition to the detection of a clutch state can also be recognized whether the high or Downshifting of the transmission by the internal combustion engine, a constant power, an increasing or a decreasing power is transmitted to the drive train.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Erregerstrom der elektrischen Maschine in einem jeweiligen Kupplungszustand und/oder in Folge auf einen jeweiligen Kupplungszustand derart geregelt, dass das Schleppmoment der elektrischen Maschine auf den jeweiligen Kupplungszustand angepasst wird. In a further embodiment of the invention, in a further method step, the exciter current of the electric machine is regulated in a respective clutch state and / or in sequence to a respective clutch state such that the drag torque of the electric machine is adapted to the respective clutch state.
Eine derartige Erkennung und entsprechende Regelung des Schleppmoments der elektrischen Maschine ist vorteilhaft, da hierdurch die Generatorlast durch eine entsprechende Reduzierung der Generatorerregung bei einem Erkennen des Schließens einer Kupplung bzw. des Öffnens einer Kupplung entsprechend auf den jeweiligen Zustand der Brennkraftmaschine angepasst werden kann. Dies ist sowohl während eines Kupplungszustands aber auch noch nach einem jeweiligen Kupplungszustand möglich.Such recognition and appropriate control of the drag torque of the electric machine is advantageous, as a result, the generator load can be adjusted by a corresponding reduction of the generator excitation upon detection of the closing of a clutch or the opening of a clutch according to the respective state of the internal combustion engine. This is possible both during a clutch state but also after a respective clutch state.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es innerhalb eines Kupplungszustands nicht gewünscht ist, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu stark reduziert wird. Zudem kann für einen Zustand bei dem aufgrund eines Fahrerwunsches ein erhöhtes Drehmoment durch die Brennkraftmaschine übertragen werden soll und damit eine hohe Leistung umgesetzt wird, in vorteilhafterweise die Generatorlast reduziert werden, so dass nach einem Ein- bzw. Auskuppeln und Schalten des Getriebes das gesamte mögliche Drehmoment der Brennkraftmaschine für den Vortrieb zur Verfügung steht. Zudem ist es bevorzugt, dass der Erregerstrom unter Vorgabe einer Sollspannung und/oder eines Sollstroms des Kraftfahrzeugbordnetzes, oder unter Vorgabe einer Maximalstromabgabe, wobei die Maximalstromabgabe und/oder der maximale Erregerstrom, vorzugsweise nach Betriebszuständen, insbesondere den entsprechenden Kupplungszuständen parametrisiert wird, geregelt wird.This is particularly advantageous when it is not desired within a clutch state that the speed of the internal combustion engine is reduced too much. In addition, for a Condition in which due to a driver's request, an increased torque to be transmitted by the internal combustion engine and thus a high performance is implemented, advantageously the generator load can be reduced, so that after engaging or disengaging and switching the transmission, the entire possible torque of the internal combustion engine for the propulsion is available. In addition, it is preferred that the excitation current is controlled by specifying a setpoint voltage and / or a nominal current of the motor vehicle electrical system, or by specifying a maximum current output, wherein the maximum current output and / or the maximum exciter current, preferably according to operating conditions, in particular the corresponding coupling states is parameterized.
Durch eine derartige Erregerstromeregelung, die auf einer Vorgabe der Sollspannung bzw. des Sollstroms des sogenannten Kraftfahrzeugbordnetzes beruht, kann eine entsprechende Regelung der elektrischen Maschine, insbesondere ein nahezu schleppmomentfreies Mitlaufen der elektrischen Maschine, insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen der Brennkraftmaschine, oder eine entsprechende Reduzierung der Bremsmomentbeaufschlagung der elektrischen Maschine, beispielweise im Leerlaufbetrieb, oder während eines Kupplungszustands umgesetzt werden. Alternativ kann eine derartige Regelung auch über eine Regelung eines in das Kraftfahrzeugbordnetz abzugebenden Maximalstrom geregelt werden, wobei dieser Maximalstrom wiederum abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, insbesondere den Kupplungszuständen parametrisiert werden kann. Eine derartige Parametrisierung kann entweder numerisch erfolgen, oder durch Abfrage der in einem hinterlegten Kennfeld gespeicherten Parameter umgesetzt werden.By such excitation current control, which is based on a specification of the target voltage or the nominal current of the so-called motor vehicle electrical system, a corresponding control of the electric machine, in particular a virtually schleppmomentfreies running the electric machine, especially during acceleration processes of the internal combustion engine, or a corresponding reduction of Bremsmomentbeaufschlagung the electric machine, for example, in idle mode, or be implemented during a clutch state. Alternatively, such a control can also be regulated by regulating a maximum current to be delivered to the motor vehicle electrical system, wherein this maximum current in turn can be parameterized depending on the respective operating states of the internal combustion engine, in particular the clutch states. Such a parameterization can be done either numerically, or be implemented by querying the stored parameters in a stored map.
Die Verwendung einer Recheneinheit, insbesondere eines Reglers für eine elektrische Maschine, der vorzugsweise in der elektrischen Maschine angeordnet ist, aber auch extern zur elektrischen Maschine anordenbar sein kann, ist für die Ermittlung der Kupplungszustände und für eine etwaige sich daraus ergebende Regelung des Schleppmoments bzw. des Bremsmoments der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft, da hierdurch auf besonderes einfache Art und Weise das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. The use of a computing unit, in particular a controller for an electrical machine, which is preferably arranged in the electric machine, but can also be arranged externally to the electric machine, is for the determination of the coupling states and for any resulting control of the drag torque or the braking torque of the electric machine particularly advantageous, since this method in a particularly simple manner, the inventive method is feasible.
Die Recheneinheit ist daher entsprechend eingerichtet das Verfahren auszuführen, was bedeutet, dass die Recheneinheit einen entsprechenden Rechenprozessor und/oder einen entsprechenden Datenspeicher mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm aufweist, und/oder durch eine entsprechende integrierte Schaltung dazu eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die integrierte Schaltung kann hierbei insbesondere als ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ausgeführt sein. Das Ausführen des Verfahrens in einem Regler der elektrischen Maschine ist überdies vorteilhaft, da sowohl die Auswertung der Signale, das Ermitteln der jeweiligen Kupplungszustände und das Einregeln der elektrischen Maschine auf Basis der ermittelten Kupplungszustände, ohne zusätzliche externe Kommunikationsverbindungen und unabhängig von einer externen Rechen-, Speicher-, und/oder Regelarchitektur erfolgen kann.The arithmetic unit is therefore configured to execute the method, which means that the arithmetic unit has a corresponding arithmetic processor and / or a corresponding data memory with a computer program stored thereon, and / or is set up by a corresponding integrated circuit to execute the method according to the invention. The integrated circuit can in this case be designed in particular as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The execution of the method in a controller of the electric machine is also advantageous because both the evaluation of the signals, the determination of the respective clutch states and adjusting the electrical machine based on the determined clutch states, without additional external communication connections and independent of an external computational, Memory, and / or rule architecture can be done.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms, das vorzugsweise auf einem Datenträger, insbesondere einem Speicher, in der Recheneinheit zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung steht, ist vorteilhaft, da dies besonders geringer Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird, und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und/oder elektrische Speicher, wie sie vielfach aus dem Stand der Technik bekannt sind.The implementation of the method in the form of a computer program, which is preferably available on a data carrier, in particular a memory, in the arithmetic unit for executing the method, is advantageous, since this causes particularly low costs, especially if an executing controller still for other tasks is used, and therefore exists anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and / or electrical memories, as are frequently known from the prior art.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In
Um die Regelung bzw. das Einspeisen der elektrischen Energie in das Fahrzeugbordnetz
In
Diese ungleichförmige Drehmomentabgabe erzeugt ein entsprechendes Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine
Diese Oszillationen sind infolge der festen Kopplung zwischen der elektrischen Maschine
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Recheneinheit
Der zeitliche Verlauf der Drehzahl
Darüber hinaus weisen die Drehzahlmuster
Somit kann der Gradient der Drehzahl bzw. die sich stark verändernde Steigung der Drehzahl
Der Mittelwert DMD der Drehzahl
In einem ausgekoppelten Zustand, in dem die Brennkraftmaschine
Weiter kann für die Amplituden A ein weiterer Schwellenwert S2 vorgesehen sein, wobei bei Unterschreiten des Schwellenwerts S2 entsprechend auf das Vorliegen eines Kupplungszustands geschlossen werden kann. Die Schwellenwerte S1 bzw. S2 können anhand von Maschinenparametern der Brennkraftmaschine
In
Hierdurch ergibt sich eine alternative Bezugsquelle der Drehzahl
In
Die Recheneinheit
Hierbei kann der Erregerstrom unter Vorgabe einer Sollspannung USoll bzw. eines ISoll des Kraftfahrzeugbordnetzes
Durch eine derartige Regelung des Erregerstroms IErr, die auf einer Vorgabe der Sollspannung USoll bzw. des Sollstroms ISoll des Kraftfahrzeugbordnetzes
Die Ermittlung des Drehzahlsignals
Die Phasenspannung
Die Drehzahl kann vorzugsweise digital ermittelt werden. Mittels einer Messung der zeitlichen Abstände TPhase der Amplituden in dem Phasensignal
Die Differenz zwischen diesen Drehzahlen ist ein Maß für das durch die Brennkraftmaschine
Um darzustellen, dass die Abtastrate des Generators ausreichend ist, um die Drehzahl
In Kombination mit der Gleichung für fmoment ergibt sich
Damit ergibt sich beispielsweise für Üb = 3, PPZ = 6, Zylinderzahl = 4, dass der Quotient fel/fmoment = 9 ist. Selbst bei sehr großen hochzylindrigen Motoren, beispielsweise eines 12-Zylinder-Motors, beträgt das Verhältnis fel/fmoment = 3, wobei auch hier das Nyquist-Abtastkriterium stets erfüllt ist. Thus, for example, for U n = 3, PP Z = 6, number of cylinders = 4, the quotient f el / f moment = 9 results. Even with very large high-cylinder engines, for example, a 12-cylinder engine, the ratio f el / f moment = 3, where also the Nyquist sampling criterion is always met.
In den
Durch eine Betätigung der Kupplung
In der Regel wird innerhalb dieses Abfalls im Zeitintervalls Δt die Zündung und die Einspritzung der Brennkraftmaschine
In
Innerhalb des Kupplungsvorgangs
In
In
In
In
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |