DE102016222466A1 - Verfahren und Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung (16) eines Hybridantriebs (10) für ein Kraftfahrzeug, der neben der Trennkupplung einen Verbrennungsmotor (12) und eine elektrische Maschine (14) aufweist, wobei die Trennkupplung (16) zwischen den Verbrennungsmotor (12) und die elektrische Maschine (14) zwischengeschaltet ist. Es ist vorgesehen, dass der Hybridantrieb (10) zur Überprüfung des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung (16) gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung (16) versetzt wird, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors (12) über die elektrische Maschine (14) in elektrische Energie gewandelt wird, wobei das Auftreten eines messbaren Schlupfes bei diesem Betriebszustand analysiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung (26) zum Betreiben eines derartigen Hybridantriebs (10) für ein Kraftfahrzeug sowie den entsprechenden Hybridantrieb (10).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, der neben der Trennkupplung einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweist, wobei die Trennkupplung zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine zwischengeschaltet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen entsprechenden Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug.
- Die Druckschrift
WO 2015/090307 A2 - Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung eines Hybridantriebs sowie einen entsprechenden Hybridantrieb anzugeben, bei denen die Trennkupplung beim Betrieb des Hybridantriebs effektiv in ihrer Funktion überwachbar ist bzw. überwacht wird.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
- Bei dem Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Hybridantrieb zur Überprüfung des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung versetzt wird, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine in elektrische Energie gewandelt wird, wobei das Auftreten eines Schlupfes bei diesem Betriebszustand analysiert wird. In diesem Zusammenhang ist unter der „überschüssigen Leistung des Verbrennungsmotors“ eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug solche Leistung des Verbrennungsmotors zu verstehen, die für die primäre Aufgabe eines solchen Antriebssystems, nämlich den Antrieb des Kraftfahrzeugs, nicht benötigt wird bzw. auch nicht vorgesehen ist. Unter einer geschlossenen Trennkupplung ist in diesem Zusammenhang eine vollständig geschlossene Trennkupplung zu verstehen. Eine Trennkupplung, die im Hybridantrieb zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine angeordnet ist, wird im Allgemeinen als Hybridtrennkupplung bezeichnet.
- Die aus dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierende Motorstrategie erzwingt durch das gezielte Anfahren des Betriebszustands mit geschlossener Trennkupplung, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine in elektrische Energie gewandelt wird, dass der Verbrennungsmotor sein maximales Moment abgeben muss. In diesem Zustand kann das Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung dann über die Analyse des Auftretens von Schlupf zuverlässig erfolgen.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass die (Hybrid-)Trennkupplung eine im unbetätigten Zustand geschlossenen Trennkupplung ist.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Analyse des Auftretens des Schlupfes aufaddiert wird, wie oft ein solcher Schlupf, bezogen auf die Gesamtzahl der entsprechenden Messungen, bei diesem Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung gemessen wird.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hybridantrieb zur Funktionsüberwachung der Trennkupplung regelmäßig gezielt in den besagten Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung versetzt wird.
- Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt bei einer Messung kein messbarer Schlupf vor, wenn das maximale Motormoment des Verbrennungsmotors für eine bestimmte Zeit über die Trennkupplung übertragen wird. Über eine solche Messung wird also ermittelt, ob Schlupf vorliegt oder nicht, wobei das Kriterium der sogenannten „Gut“-Prüfung das Nicht-Vorliegen eines messbaren Schlupfes definiert. Die „Gut“-Prüfung fordert dabei, dass das maximale Motormoment für eine bestimmte Zeit über die Trennkupplung übertragen wird.
- Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Wandlung der überschüssigen Leistung des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine in elektrische Energie Teil eines Rekuperationsprozesses, bei der die elektrische Energie in einem elektrischen Energiespeicher, vorzugsweise einen Akkumulator, gespeichert wird. Mit Vorteil erfolgt die Rekuperation über eine Ladevorrichtung, die zwischen die elektrische Maschine und den elektrischen Energiespeicher zwischengeschaltet ist.
- Generell kann die elektrische Maschine einen Elektromotor und einen Generator umfassen. Bevorzugt ist die elektrische Maschine jedoch als Motorgenerator ausgebildet. Ein solcher Motorgenerator kann als Elektromotor wie auch als Generator genutzt werden.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betreiben des Hybridantriebs mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung erfolgt.
- Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug ergeben sich analog auch für die entsprechende Steuer- und/oder Regeleinrichtung und den entsprechenden Hybridantrieb.
- Bei der erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung eines neben dieser Trennkupplung auch einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweisenden Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, bei dem die Trennkupplung zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine zwischengeschaltet ist, ist vorgesehen, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung eingerichtet ist, (i) den Hybridantrieb zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung zu versetzen, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine in elektrische Energie gewandelt wird, und (ii) weiterhin eingerichtet ist, das Auftreten eines messbaren Schlupfes bei diesem Betriebszustand zu analysieren. Dazu ist die Steuerund/oder Regeleinrichtung mit den genannten Komponenten signaltechnisch verbunden.
- Der erfindungsgemäße Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine und einer zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine zwischengeschalteten Trennkupplung zeichnet sich durch eine vorstehend genannte Steuer- und/oder Regeleinrichtung aus.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
-
1 ein Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. - Der in
1 dargestellte Hybridantrieb10 umfasst einen Verbrennungsmotor12 und eine elektrische Maschine14 . - In dem in
1 dargestellten Beispiel ist der Verbrennungsmotor12 über eine schaltbare Trennkupplung16 mit der elektrischen Maschine14 gekoppelt. Die elektrische Maschine14 ist über eine Getriebeeinrichtung18 mit einem Abtriebsanschluss20 verbunden. Der Abtriebsanschluss20 ist dafür vorgesehen, mit Rädern eines Fahrzeugs verbunden zu werden, um diese anzutreiben. Der Verbrennungsmotor12 erhält Kraftstoff aus einem nicht gezeigten Tank. - Die elektrische Maschine
14 ist über eine Ladevorrichtung22 mit einem elektrischen Energiespeicher24 verbunden, der als Akkumulator (wiederaufladbare Batterie) ausgebildet ist. - Bei der Hybridtrennkupplung
16 wird beispielsweise ein einzelner hydraulischer Kupplungsaktor (HCA) als Kupplungsaktor in Kombination mit einer unbetätigt geschlossenen Kupplungseinheit, wie sie standardmäßig im Handschalter eingesetzt wird, verwendet (nicht gezeigt). Die Kupplungseinheit der Trennkupplung16 wird dabei über eine hydrostatische Strecke betätigt. Der Kolben im Geberzylinder wird elektromotorisch verstellt, über die Flüssigkeit im System wird dadurch der Kolben im Nehmerzylinder betätigt. Der Kolben des Nehmerzylinders wirkt dabei auf die Hebelfederspitzen, die dann bei Betätigung die Kupplungsplatte von der Kupplungsscheibe abhebt und damit die Übertragung von Moment über die Trennkupplung16 unterbricht. Unbetätigt schließt die vorgespannte Hebelfeder die Trennkupplung16 . - Das gesamte System des Hybridantriebs
10 wird von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung26 gesteuert bzw. geregelt. Hierzu sind im Beispiel der Verbrennungsmotor12 , die Trennkupplung16 , die elektrische Maschine14 , da Getriebe18 und die Ladevorrichtung22 mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung26 über jeweilige Signalleitungen28 signaltechnisch verbunden. Über diese Signalleitungen werden Steuersignale und/oder Messsignale ausgetauscht. - Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung
26 ist dabei eingerichtet, den Hybridantrieb10 zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung16 gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung16 zu versetzen, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors12 über die elektrische Maschine14 in elektrische Energie gewandelt wird, und ist weiterhin eingerichtet, das Auftreten eines Schlupfes bei diesem Betriebszustand zu analysieren. - Es ergibt sich folgende Funktion:
Mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung26 wird zur Überprüfung des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung16 der Hybridantrieb10 gezielt in einen entsprechenden Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung16 versetzt, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors12 über die elektrische Maschine14 in elektrische Energie gewandelt wird, wobei das Auftreten eines Schlupfes bei diesem Betriebszustand analysiert wird. Dabei ist die Wandlung der überschüssigen Leistung des Verbrennungsmotors12 über die elektrische Maschine14 in elektrische Energie Teil eines Rekuperationsprozesses, bei der die elektrische Energie in einem elektrischen Energiespeicher24 gespeichert wird. - Es ergibt sich die Diagnosefunktion „Langer Schlupf“. Diese Diagnosefunktion "Langer Schlupf" soll die Fehlfunktion der Trennkupplung
16 aufzeigen, bei der Schlupf bei einer vollständig geschlossenen Kupplung16 aufgetreten ist ("Schlecht"-Prüfung). Die bestehende „Gut“-Prüfung fordert, dass das maximale Motormoment für eine bestimmte Zeit über die Trennkupplung16 übertragen wird. - Bei Diagnosefunktionen werden üblicherweise ein Pfad für die „Gut“ und ein Pfad für die „Schlecht“-Prüfung definiert. Bei der „Schlecht“-Prüfungen wird ein Fehlerzähler erhöht. Im Gegenzug wird eine „Gut“-Prüfung durchgeführt um eine Möglichkeit zu haben den Fehler wieder zu heilen. Übersteigt der Fehlerzähler einen definierten Schwellwert, dann wird der Fehler bestätigt und kann so im Fehlerspeicher abgelegt werden. Gegebenenfalls kann während der Anfilterung oder später bei der Bestätigung des Fehlers eine Reaktion auf den Fehler erfolgen.
- Durch das vorstehend beschriebene Vorgehen wird es ermöglicht, die „Gut“-Prüfung unabhängig vom Fahrer über eine überlagerte Motorstrategie zu koordinieren und durchzuführen.
- Während der Fahrt des entsprechenden Kraftfahrzeugs kann die elektrische Maschine
14 negatives oder positives Moment erzeugen. Bei der sogenannten Rekuperation wird negatives Moment erzeugt, da der Akkumulator (die wiederaufladbare Batterie)24 geladen wird. Hilft die elektrische Maschine14 mit das Fahrzeug zu beschleunigen ist das Moment positiv. Üblicherweise wird die elektrische Maschine14 dazu benutzt im Hybridmodus, wenn der Verbrennungsmotor12 auch an ist, diesen in einem optimalen Betriebspunkt zu halten. Es gibt Strategien, das Motormoment z.B. möglichst konstant auf einem Wert unter dem maximalen Moment zu halten. Speziell ein defensiver Betrieb erlaubt es die optimalen Betriebspunkte zu halten und so das Motormoment des Verbrennungsmotors12 konstant zu halten, was damit die „Gut“-Prüfung deutlich erschwert, wenn nicht unmöglich macht. - Die hier vorgestellte Motorstrategie kann durch eine regelmäßige gezielte Rekuperation erzwingen, dass der Verbrennungsmotor
12 sein maximales Moment abgeben muss. Damit ist die Bedingung für eine „Gut“-Prüfung erfüllt und das Risiko einer Fehldetektion kann deutlich verringert werden. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Hybridantrieb
- 12
- Verbrennungsmotor
- 14
- Maschine, elektrische
- 16
- Trennkupplung
- 18
- Getriebe
- 20
- Abtriebsanschluss
- 22
- Ladevorrichtung
- 24
- Energiespeicher, elektrischer
- 26
- Steuer- und/oder Regeleinrichtung
- 28
- Signalleitung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2015/090307 A2 [0002]
Claims (10)
- Verfahren zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung (
16 ) eines Hybridantriebs (10 ) für ein Kraftfahrzeug, der neben der Trennkupplung einen Verbrennungsmotor (12 ) und eine elektrische Maschine (14 ) aufweist, wobei die Trennkupplung (16 ) zwischen den Verbrennungsmotor (12 ) und die elektrische Maschine (14 ) zwischengeschaltet ist, wobei der Hybridantrieb (10 ) zur Überprüfung des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung (16 ) gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung (16 ) versetzt wird, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors (12 ) über die elektrische Maschine (14 ) in elektrische Energie gewandelt wird, wobei das Auftreten eines messbaren Schlupfes bei diesem Betriebszustand analysiert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Analyse des Auftretens des Schlupfes aufaddiert wird, wie oft ein solcher messbarer Schlupf – bezogen auf die Gesamtzahl der entsprechenden Messungen- bei diesem Betriebszustand gemessen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantrieb (
10 ) zur Funktionsüberwachung der Trennkupplung (16 ) regelmäßig gezielt in den besagten Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung (16 ) versetzt wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Messung kein messbarer Schlupf vorliegt, wenn das maximale Motormoment des Verbrennungsmotors (
12 ) für eine bestimmte Zeit über die Trennkupplung (16 ) übertragen wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlung der überschüssigen Leistung des Verbrennungsmotors (
12 ) über die elektrische Maschine (14 ) in elektrische Energie Teil eines Rekuperationsprozesses ist, bei der die elektrische Energie in einem elektrischen Energiespeicher (24 ) gespeichert wird. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekuperation über eine Ladevorrichtung (
22 ) erfolgt, die zwischen die elektrische Maschine (14 ) und den elektrischen Energiespeicher (24 ) zwischengeschaltet ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (
14 ) als Motorgenerator ausgebildet ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betreiben des Hybridantriebs (
10 ) mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (26 ) erfolgt. - Steuer- und/oder Regeleinrichtung (
26 ) zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens einer Trennkupplung (16 ) eines Hybridantriebs (10 ) für ein Kraftfahrzeug, der neben der Trennkupplung (16 ) einen Verbrennungsmotor (12 ) und eine elektrische Maschine (14 ) aufweist, wobei die Trennkupplung (16 ) zwischen den Verbrennungsmotor (12 ) und die elektrische Maschine (14 ) zwischengeschaltet ist, und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (26 ) eingerichtet ist, – den Hybridantrieb (10 ) zum Überprüfen des Momentübertragungsverhaltens der Trennkupplung (16 ) gezielt in einen Betriebszustand mit geschlossener Trennkupplung (16 ) zu versetzen, bei dem überschüssige Leistung des Verbrennungsmotors (12 ) über die elektrische Maschine (14 ) in elektrische Energie gewandelt wird, und – das Auftreten eines messbaren Schlupfes bei diesem Betriebszustand zu analysieren. - Hybridantrieb (
10 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (12 ), einer elektrischen Maschine (14 ) und einer zwischen den Verbrennungsmotor (12 ) und die elektrische Maschine (14 ) zwischengeschalteten Trennkupplung (16 ), gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (26 ) nach Anspruch 9.
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-
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