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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus
DE 10 2016 218 289 A1 bekannt. Darin wird ein Wiederstart einer Brennkraftmaschine am Ende eines Segelvorgangs des Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei eine Drehzahl der Brennkraftmaschine und eine Getriebeeingangswellendrehzahl einander angeglichen werden und ein Kupplungsmoment der Trennkupplung durch Verfahren der Kupplung mit maximaler Geschwindigkeit von einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand eingestellt wird.
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Auch aus
DE 10 2007 045 365 A1 ist ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem zum Starten der Brennkraftmaschine die zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor angeordnete Kupplung gesteuert geschlossen und geöffnet wird, wenn der Elektromotor ohne Zugkraftunterbrechung an den Abtrieb gekoppelt ist und die Drehzahl des Elektromotors größer als eine Startdrehzahl der Brennkraftmaschine ist. Die Kupplung wird durch teilweises Schließen in Schlupf gebracht, um die Brennkraftmaschine zu starten und anschließend wieder vollständig geöffnet und zwar vor Erreichen einer Synchrondrehzahl zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor.
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Auch ist bekannt, bei einem Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine eine Stellposition der Kupplungsbetätigungsvorrichtung der Trennkupplung zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zu ermitteln und diese Ist-Position als Grundlage für eine Regelung der Kupplungsbetätigung zur Beeinflussung des von der Trennkupplung übertragenen Drehmoments zu verwenden. Dabei kann durch die Ermittlung der Ist-Position jedoch nur eine ungenaue Abschätzung des von der Trennkupplung tatsächlich übertragenen Drehmoments erfolgen. Diese Abschätzung erfolgt anhand einer für jede Trennkupplung individuell ermittelten Kupplungskennlinie, die nach Produktion der Kupplung gemessen wird. Allerdings kann sich die Kupplungskennlinie im Betrieb des Kraftfahrzeugs ändern und muss in regelmäßigen Abständen immer wieder angepasst werden.
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Die Ermittlung und Anpassung der Kupplungskennlinie ist aufwendig und mit zusätzlichen Kosten verbunden. Außerdem kann durch ein solches Verfahren eine nur ungenaue Ermittlung des von der Trennkupplung übertragenen Drehmoments erfolgen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine zu verbessern. Im Speziellen soll die Genauigkeit des einzustellenden Übertragungsdrehmoments verbessert werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem die Brennkraftmaschine ein erstes Drehmoment zur Übertragung an ein Getriebe bereitstellt und eine erste Kupplung die Brennkraftmaschine mit dem Getriebe wahlweise koppelt und abhängig von einem Betätigungszustand der ersten Kupplung ein Übertragungsdrehmoment überträgt, wobei eine Steuerungseinheit das Übertragungsdrehmoment steuern kann und ein Ist-Übertragungsdrehmoment ermittelt wird und die Steuerungseinheit das Ist-Übertragungsdrehmoment abhängig von einer Drehmomentdifferenz aus dem Ist-Übertragungsdrehmoment und einem Soll-Übertragungsdrehmoment adaptiv regelt.
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Dadurch kann die Genauigkeit des einzustellenden Übertragungsdrehmoments und das Verfahren zum Wiederstart der Brennkraftmaschine verbessert werden. Weiterhin kann das Verfahren schneller und günstiger erfolgen und angewendet werden. Weiterhin kann das Fahrvergnügen und das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs verbessert werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, die Ermittlung einer Kupplungskennlinie der ersten Kupplung entbehrlich werden zu lassen. Weiterhin kann eine erforderliche Anpassung der Kupplungskennlinie im Betrieb des Kraftfahrzeugs entfallen.
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Der Betätigungszustand entspricht einer Position einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung der ersten Kupplung. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung umfasst einen Kupplungsaktor, beispielsweise einen Hydraulic Clutch Actuator (HCA). Auch kann der Kupplungsaktor als Electric Clutch Actuator (ECA) ausgebildet sein.
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Das Soll-Übertragungsdrehmoment wird abhängig von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Das Soll-Übertragungsdrehmoment wird abhängig von dem Drehmoment eines Elektromotors, der ein zweites Drehmoment auf das Getriebe überträgt, vorgegeben.
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Der Antriebsstrang ist ein Hybridantriebsstrang, bei dem die Brennkraftmaschine und/oder der Elektromotor als Antrieb wirken. Der Hybridantriebsstrang kann ein P2-Hybridantriebsstrang sein. Die erste Kupplung ist dann beispielsweise eine K0-Kupplung.
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Das Verfahren wird in einem Hybridmodul, beispielsweise in einem P2-Hybridmodul, angewendet. Das Hybridmodul umfasst die erste Kupplung mit der Kupplungsbetätigungsvorrichtung und die Steuerungseinheit.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird das Ist-Übertragungsdrehmoment mittelbar, insbesondere über einen Drehzahlsensor, abgeschätzt oder unmittelbar über einen Drehmomentsensor erfasst.
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In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung wird das Ist-Übertragungsmoment abhängig von wenigstens einem ersten Regelparameter, der insbesondere ein Proportionalfaktor Kp ist und/oder abhängig von einem zweiten Regelparameter, der insbesondere ein Integralfaktor Ki ist, gesteuert.
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Die Steuerungseinheit umfasst einen Positionsregler und ein adaptives Steuerungsmodul mit einem Drehmomentregler. Der Eingabewert des Drehmomentreglers ist eine Drehmomentdifferenz aus dem Ist-Übertragungsdrehmoment und dem Soll-Übertragungsdrehmoment. Der Ausgabewert des Drehmomentreglers ist eine Soll-Position an den Positionsregler.
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Die Festlegung der Soll-Position erfolgt über die Berücksichtigung einer Kupplungskennlinie der ersten Kupplung. Die Kupplungskennlinie gibt den Zusammenhang aus Übertragungsdrehmoment und Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung wieder.
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Die Soll-Position wird abhängig von der Drehmomentdifferenz und dem ersten und zweiten Regelparameter festgelegt und an den Positionsregler ausgegeben. Die Soll-Position entspricht einer vorgegebenen Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung der ersten Kupplung.
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Außerdem wird eine Ist-Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung ermittelt. Der Eingabewert des Positionsreglers ist eine Positionsdifferenz aus der Soll-Position und der Ist-Position.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der erste und/oder zweite Regelparameter adaptiv in Abhängigkeit eines Zustands der ersten Kupplung angepasst.
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Der Proportionalfaktor und der Integralfaktor werden während des Betriebs angepasst, wodurch eine adaptive Regelung bewirkt wird. Die Anpassung erfolgt abhängig von dem Soll-Übertragungsdrehmoment. Die Anpassung erfolgt abhängig von der Positionsdifferenz. Abhängig von der Positionsdifferenz erfolgt eine Kalibrierung des ersten und/oder zweiten Regelparameters.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik.
- 2: Ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik.
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Das Verfahren 10 wird zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angewendet. Die Brennkraftmaschine 12 stellt ein erstes Drehmoment 14 zur Übertragung an ein Getriebe 16 bereit.
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Eine erste Kupplung 20 koppelt die Brennkraftmaschine 12 mit dem Getriebe 16. Abhängig von einem Betätigungszustand der ersten Kupplung 20 überträgt die erste Kupplung 20 ein Ist-Übertragungsdrehmoment 22 zum Getriebe 16. Die erste Kupplung 20 umfasst eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 mit einem Kupplungsaktor 26, welcher einen Betätigungszustand der ersten Kupplung 20 einstellen kann. Der Kupplungsaktor 26 kann hierzu eine Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 einstellen, wodurch das Übertragungsdrehmoment der ersten Kupplung 20 verändert und vorgegeben werden kann.
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Der Kupplungsaktor 26 wird durch eine Steuerungseinheit 18, beispielsweise eine ACU, gesteuert. Die Steuerungseinheit 18 berechnet in Abhängigkeit von einem Soll-Übertragungsdrehmoment 28 und einer Kupplungskennlinie 30 eine Soll-Position 32, die als Stellwert 34 an die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 ausgegeben wird und durch welche das Übertragungsdrehmoment gesteuert wird. Die Kupplungskennlinie 30 gibt dabei den Zusammenhang zwischen dem Übertragungsdrehmoment und der Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 wieder und wird für die erste Kupplung 20 beispielsweise nach deren Fertigung individuell ermittelt und in der Steuerungseinheit 18 hinterlegt.
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Zur Steuerung der Soll-Position 32 und damit des Stellwerts 34 an den Kupplungsaktor 26 wird die Ist-Position 36 ermittelt und an die Steuerungseinheit 18 weitergegeben. Die Steuerungseinheit 18 empfängt den Wert der Ist-Position 36. Es wird eine Positionsdifferenz 38 aus der Ist-Position 36 und der Soll-Position 32 gebildet und einem Positionsregler 40 übergeben, der davon abhängig den Stellwert 34 an die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 ausgibt.
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Eine Rückkopplung an die Steuerungseinheit 18 erfolgt ausschließlich über die Ist-Position 36 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24. Eine Änderung der Soll-Position 32 führt oftmals nicht zu der gewünschten Änderung des Ist-Übertragungsdrehmoments 22, da sich beispielsweise die tatsächliche Kupplungskennlinie der ersten Kupplung 20 im Betrieb durch die dabei vorherrschenden Umgebungsbedingungen gegenüber der vorab festgelegten Kupplungskennlinie verändert hat.
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Dadurch kann eine genaue Steuerung des Ist-Übertragungsdrehmoments 22 nicht ermöglicht werden. Eine wiederkehrende und aufwendige Anpassung der Kupplungskennlinie 30 ist erforderlich, die noch dazu fehleranfällig ist.
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In 2 ist ein Blockschaltbild eines Verfahrens 10 zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Das Verfahren 10 zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine 12 wird in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angewendet. Die Brennkraftmaschine 12 stellt ein erstes Drehmoment 14 zur Übertragung an ein Getriebe 16 bereit. Der Antriebsstrang ist ein Hybridantriebsstrang, beispielsweise ein P2-Hybridantriebsstrang, bei dem die Brennkraftmaschine 12 und ein weiterer, hier nicht gezeigter Elektromotor als Antrieb wirken.
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Eine erste Kupplung 20 koppelt die Brennkraftmaschine 12 mit dem Getriebe 16 wahlweise und überträgt abhängig von einem Betätigungszustand der ersten Kupplung 20 ein Übertragungsdrehmoment zwischen Brennkraftmaschine 12 und Getriebe 16. Das Verfahren kann in einem Hybridmodul angewendet werden. Das Hybridmodul kann dabei die erste Kupplung 20 umfassen.
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Die erste Kupplung 20 wird durch eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 betätigt, wobei der Betätigungszustand der ersten Kupplung 20 einer Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 entspricht. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 umfasst einen Kupplungsaktor 26, beispielsweise einen Hydraulic Clutch Actuator (HCA). Auch kann der Kupplungsaktor 26 als Electric Clutch Actuator (ECA) ausgebildet sein. Der Kupplungsaktor 26 kann eine Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 einstellen, wodurch das Übertragungsdrehmoment verändert und vorgegeben werden kann.
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Der Kupplungsaktor 26 wird durch eine Steuerungseinheit 18, beispielsweise eine ACU, gesteuert. Die Steuerungseinheit 18 umfasst einen Positionsregler 40 und ein adaptives Steuerungsmodul 46 mit einem Drehmomentregler 42. Das an der ersten Kupplung 20 anliegende Ist-Übertragungsdrehmoment 22 wird ermittelt und dem Drehmomentregler 42 übergeben. Das Ist-Übertragungsdrehmoment 22 kann mittelbar, insbesondere über einen Drehzahlsensor an der ersten Kupplung 20 oder an dem Getriebe 16, abgeschätzt oder unmittelbar über einen Drehmomentsensor an der ersten Kupplung 20 oder an dem Getriebe 16 erfasst werden.
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Die Steuerungseinheit 18 regelt das Ist-Übertragungsdrehmoment 22 abhängig von einer Drehmomentdifferenz 44 aus dem Ist-Übertragungsdrehmoment 22 und dem Soll-Übertragungsdrehmoment 28. Die Regelung erfolgt adaptiv durch das adaptive Steuerungsmodul 46.
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Der Eingabewert des Drehmomentreglers 42 ist eine Drehmomentdifferenz 44 aus dem Ist-Übertragungsdrehmoment 22 und dem Soll-Übertragungsdrehmoment 28. Der Ausgabewert des Drehmomentreglers 42 ist die Soll-Position 32 an den Positionsregler 40. Die Soll-Position 32 wird dem Positionsregler 40 übergeben.
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Die Festlegung der Soll-Position 32 erfolgt beispielsweise zusätzlich über die Berücksichtigung einer Kupplungskennlinie 30 der ersten Kupplung 20. Die Kupplungskennlinie 30 gibt den Zusammenhang aus Übertragungsdrehmoment und Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 wieder.
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Weiterhin wird eine Ist-Position 36 der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24 ermittelt. Eine Positionsdifferenz 38 aus Ist-Position 36 und Soll-Position 32 wird dem Positionsregler 40 als Eingabewert übergeben, der davon abhängig den Stellwert 34 ausgibt.
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Die Soll-Position 32 entspricht einer vorgegebenen Position der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 24. Der Drehmomentregler 42 legt die Soll-Position 32 abhängig von der Drehmomentdifferenz 44 und einem ersten und zweiten Regelparameter fest und gibt die Soll-Position 32 an den Positionsregler 40 aus.
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Die Soll-Position 32, die über die Funktion M in Abhängigkeit von der Drehmomentdifferenz 44, die durch die Funktion M beschrieben wird, wird beispielsweise über folgenden Zusammenhang festgelegt
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Der erste Regelparameter ist der Proportionalfaktor Kp und der zweite Regelparameter ist der Integralfaktor Ki. Der Proportionalfaktor Kp und der Integralfaktor Ki werden während des Betriebs angepasst, wodurch eine adaptive Regelung bewirkt wird. Die Anpassung des ersten und zweiten Regelparameters erfolgt adaptiv beispielsweise in Abhängigkeit eines Zustands der ersten Kupplung 20. Die Anpassung erfolgt insbesondere abhängig von der Positionsdifferenz 38. Abhängig von der Positionsdifferenz 38 kann eine Kalibrierung des ersten und zweiten Regelparameters bewirkt werden. Dadurch kann eine schnelle und auch umfangreichere Anpassung an Abweichungen zwischen dem Ist-Übertragungsdrehmoment 22 und dem Soll-Übertragungsdrehmoment 28 erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verfahren
- 12
- Brennkraftmaschine
- 14
- Drehmoment
- 16
- Getriebe
- 18
- Steuerungseinheit
- 20
- Kupplung
- 22
- Ist-Übertragungsdrehmoment
- 24
- Kupplungsbetätigungsvorrichtung
- 26
- Kupplungsaktor
- 28
- Soll-Übertragungsdrehmoment
- 30
- Kupplungskennlinie
- 32
- Soll-Position
- 34
- Stellwert
- 36
- Ist-Position
- 38
- Positionsdifferenz
- 40
- Positionsregler
- 42
- Drehmomentregler
- 44
- Drehmomentdifferenz
- 46
- adaptives Steuerungsmodul
- Kp
- Proportionalfaktor
- Ki
- Integralfaktor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016218289 A1 [0002]
- DE 102007045365 A1 [0003]
