DE102021123838A1 - Method for adjusting a slip on a friction clutch, control unit, computer program product and hybrid module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Schlupfes an einer Reibkupplung (1) in einem mit einer elektrischen Maschine (2) betreibbaren Antriebsstrang (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend wenigstens eine mit dem Antriebsstrang (3) über die Reibkupplung (1) koppelbare und das Kraftfahrzeug (4) antreibende elektrische Maschine (2), einen die Reibkupplung (1) aktuierenden Kupplungsaktor (5) sowie eine Steuereinheit (14), welche mit der elektrischen Maschine (2) und dem Kupplungsaktor (5) verbunden und eingerichtet ist, den Antriebsstrang (3) des Kraftfahrzeugs (4) mittels einer Schlupfregelung (6) zu betreiben, wobei die Schlupfregelung (6) einen P-Regler (7) und einen I-Regler (8) aufweist, welcher jeweils mit einer Schlupfdifferenz (9) gebildet aus der Differenz von Soll-Schlupf (10) und Ist-Schlupf (11) beaufschlagt wird, wobei der Ausgang (12) des P-Reglers (7) zur Ansteuerung der elektrischen Maschine (2) auf diese einwirkt und der Ausgang (13) des I-Reglers (8) zur Ansteuerung des Kupplungsaktors (5) auf diesen einwirkt. The invention relates to a method for adjusting slip on a friction clutch (1) in a drive train (3) of a motor vehicle (4) that can be operated with an electric machine (2), comprising at least one an electric machine (2) that can be coupled and drives the motor vehicle (4), a clutch actuator (5) that actuates the friction clutch (1), and a control unit (14) that is connected and set up with the electric machine (2) and the clutch actuator (5). to operate the drive train (3) of the motor vehicle (4) by means of a slip controller (6), the slip controller (6) having a P controller (7) and an I controller (8), which are each set to a slip difference (9 ) formed from the difference between the setpoint slip (10) and the actual slip (11), the output (12) of the P controller (7) acting on the electrical machine (2) to control it and the output ( 13) of the I controller (8) e.g acts on the clutch actuator (5) to control it.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Schlupfes an einer Reibkupplung in einem mit einer elektrischen Maschine betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens eine mit dem Antriebsstrang über die Reibkupplung koppelbare und das Kraftfahrzeug antreibende elektrische Maschine, einen die Reibkupplung aktuierenden Kupplungsaktor sowie eine Steuereinheit, welche mit der elektrischen Maschine und dem Kupplungsaktor verbunden und eingerichtet ist, den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mittels einer Schlupfregelung zu betreiben, wobei die Schlupfregelung einen P-Regler und einen I-Regler aufweist, welcher jeweils mit einer Schlupfdifferenz gebildet aus der Differenz von Soll-Schlupf und Ist-Schlupf beaufschlagt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinheit, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Hybridmodul.The present invention relates to a method for adjusting slippage on a friction clutch in a drive train of a motor vehicle that can be operated with an electric machine, comprising at least one electric machine that can be coupled to the drive train via the friction clutch and drives the motor vehicle, a clutch actuator that actuates the friction clutch, and a control unit, which is connected to the electric machine and the clutch actuator and is set up to operate the drive train of the motor vehicle by means of a slip controller, the slip controller having a P controller and an I controller, each of which is formed with a slip difference from the difference between the setpoint slip and actual slip is applied. The invention also relates to a control unit, a computer program product and a hybrid module.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to internal combustion engines that require fossil fuels. Significant efforts have already been made to improve the suitability for everyday use of electric drives and also to be able to offer users the driving comfort they are accustomed to.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article in the ATZ magazine, volume 113, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrative and flexible electric drive unit for electric Vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged concentrically and coaxially with a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set being arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also is positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential. The drive unit is very compact and allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption due to the switchable 2-speed planetary gear set. Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operable drive train.
Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.In addition to purely electrically operated drive trains, hybrid drive trains are also known. Such drive trains of a hybrid vehicle usually include a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and allow - for example in urban areas - a purely electric mode of operation with simultaneous sufficient range and availability, especially for cross-country trips. In addition, there is the possibility, in certain operating situations, to be driven simultaneously by the internal combustion engine and the electric motor.
Wie beispielsweise aus der
Eine derartige Kupplungsanordnung kann üblicherweise unterschiedliche Zustände, wie geöffnet, schlupfend oder haftend annehmen. Dabei sind die Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangwelle der Kupplungsanordnung - bis auf den Fall haftend - unterschiedlich. Beim Anfahren des Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor muss die Kupplungsanordnung von einem geöffneten Zustand, über einen schlupfenden Zustand in einen haftenden Zustand gebracht werden. Häufig bedienen sich automatisierte Kupplungen hierbei zudem einer Schlupfregelung, um eine bessere Isolation von Schwingungen im Antriebstrang zu erreichen.Such a clutch arrangement can usually assume different states, such as open, slipping or sticking. The speeds of the input and output shafts of the clutch arrangement are different - except for this case. When starting the motor vehicle with an internal combustion engine, the clutch arrangement has to be brought from an open state, via a slipping state, into a sticking state. Automated clutches often also use slip control to achieve better isolation from vibrations in the drive train.
Die Schlupfregelung wird durch ein Nachführen der Kupplungsanordnung erreicht. Hierbei kann das übertragene Moment dynamisch vergrößert oder reduziert werden, um die Drehzahldifferenz der Ausgangswelle bezogen auf die Eingangswelle der Kupplungsanordnung zu beeinflussen. Bei der Schlupfregelung wird versucht, einen definierten Schlupf in den Drehzahlen zu erreichen, dies bedeutet, dass versucht wird, eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle der Kupplungsanordnung einzustellen.
Die Antriebseinheit mit der elektrischen Maschine stellt dabei so genau wie möglich das Fahrerwunschmoment ein. Der Schlupfregelalgorithmus überlagert diesem Fahrerwunschmoment durch gezielte Kupplungsaktorbewegungen mit einer Momentendifferenz, um den Schlupf wie gewünscht einzustellen. Der Schlupfregelalgorithmus bedient sich eines Proportionalregelanteils und eines Integrationsregelanteils um die gewünschte Momentendifferenz einzustellen. Proportionalregelanteile sind dabei oft schnell veränderlich, wohingegen der Integrationsregelanteil eher langsam nachführend verändert wird. Zum Einstellen des gewünschten Schlupfes an der Kupplungsanordnung wird durch ein möglichst schnelles Ansteuern des Kupplungsaktors eine Momentendifferenz dem Sollmoment überlagert. Aufgrund der konstruktiven Ausführung kann jedoch ein Kupplugsaktor üblicherweise dieser Momentendifferenz in der Regel nur bis zu einer bestimmten Änderungsrate dem Sollsignal folgen, man spricht hier auch von einem Tiefpassverhalten des entsprechenden Aktorsystems. Kleinere Frequenzen können gut gestellt werden, wohingegen höhere Frequenzen nicht mehr gestellt werden können, da der Aktor dazu zu langsam/träge ist.The slip control is achieved by tracking the clutch assembly. Here, the transmitted torque can be dynamically increased or reduced in order to influence the speed difference of the output shaft in relation to the input shaft of the clutch arrangement. In the case of slip control, an attempt is made to achieve a defined slip in the speeds, which means that an attempt is made to set a specified speed difference between the input shaft and the output shaft of the clutch arrangement.
The drive unit with the electric machine adjusts the torque desired by the driver as precisely as possible. The slip control algorithm superimposes a torque difference on this driver's desired torque through targeted clutch actuator movements in order to adjust the slip as desired. The slip control algorithm uses a proportional control component and an integration control component to set the desired torque difference. Proportional control components are often changing quickly, whereas the integration control component is changed in a more slowly tracking manner. To set the desired slip on the Clutch arrangement, a torque difference is superimposed on the target torque by driving the clutch actuator as quickly as possible. Due to the structural design, however, a clutch actuator can usually only follow this torque difference up to a specific rate of change of the setpoint signal; this is also referred to as a low-pass behavior of the corresponding actuator system. Smaller frequencies can be set well, whereas higher frequencies can no longer be set because the actuator is too slow/sluggish for this.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Einstellung eines Schlupfes an einer Reibkupplung in einem mit einer elektrischen Maschine betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, dass hinsichtlich ihrer Reglungsdynamik verbessert ist.It is therefore the object of the present invention to provide a method for adjusting slippage on a friction clutch in a drive train of a motor vehicle that can be operated with an electric machine, which method is improved in terms of its control dynamics.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung eines Schlupfes an einer Reibkupplung in einem mit einer elektrischen Maschine betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens eine mit dem Antriebsstrang über die Reibkupplung koppelbare und das Kraftfahrzeug antreibende elektrische Maschine, einen die Reibkupplung aktuierenden Kupplungsaktor sowie eine Steuereinheit, welche mit der elektrischen Maschine und dem Kupplungsaktor verbunden und eingerichtet ist, den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mittels einer Schlupfregelung zu betreiben, wobei die Schlupfregelung einen P-Regler und einen I-Regler aufweist, welcher jeweils mit einer Schlupfdifferenz gebildet aus der Differenz von Soll-Schlupf und Ist-Schlupf beaufschlagt wird, wobei der Ausgang des P-Reglers zur Ansteuerung der elektrischen Maschine auf diese einwirkt und der Ausgang des I-Reglers zur Ansteuerung des Kupplungsaktors auf diesen einwirkt.This object is achieved by a method for adjusting slippage on a friction clutch in a drive train of a motor vehicle that can be operated with an electric machine, comprising at least one electric machine that can be coupled to the drive train via the friction clutch and drives the motor vehicle, a clutch actuator that actuates the friction clutch, and a control unit , which is connected to the electrical machine and the clutch actuator and set up to operate the drive train of the motor vehicle by means of a slip control system, the slip control system having a P controller and an I controller, each of which is formed with a slip difference from the difference between the setpoint Slip and actual slip is applied, with the output of the P controller for controlling the electrical machine acting on this and the output of the I controller for controlling the clutch actuator acting on it.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Schlupfreglung ein wesentlich verbessertes dynamisches Regelverhalten aufweist. Die benötigte Momentendifferenz zur Einstellung des Sollschlupfes wird hierbei durch eine Kombination von Kupplungsaktor und elektrischer Maschine bereitgestellt. Die Momentendifferenz durch den schnell wirkenden Proportionalregelanteil wird dabei von der elektrischen Maschine bereitgestellt, während die Momentendifferenz durch den eher trägen Integrationsanteil des Schlupfreglers durch den Kupplungsaktor bereitgestellt wird. Der Integralanteil der Schlupfregelung wirkt hierbei nur noch auf den Kupplungsaktor ein und nicht auf die elektrische Maschine. Der P-Regleranteil der Schlupfregelung wirkt jedoch zusammen mit dem Fahrerwunschmoment auf die elektrische Maschine ein, welche die Wunschgrößen schnell und sehr genau umsetzen kann. Die Anordnung der elektrischen Maschine im Antriebstrang kann dabei frei gewählt sein, es muss lediglich sichergestellt werden, dass das Moment an der Reibkupplung direkt von der elektrischen Maschine beeinflusst werden kann.This achieves the advantage that the slip control has a significantly improved dynamic control behavior. The required torque difference for setting the target slip is provided by a combination of clutch actuator and electric machine. The torque difference due to the fast-acting proportional control component is provided by the electrical machine, while the torque difference is provided by the clutch actuator due to the rather sluggish integration component of the slip controller. The integral part of the slip control only acts on the clutch actuator and not on the electric machine. However, the P controller component of the slip control acts together with the driver's desired torque on the electric machine, which can implement the desired variables quickly and very precisely. The arrangement of the electrical machine in the drive train can be chosen freely, it only has to be ensured that the torque on the friction clutch can be influenced directly by the electrical machine.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass der Kupplungsaktor weniger Lastzyklen bestehen muss, da die Verlagerung in die elektrische Maschine die hochfrequenten Positionsänderungen, die in der Summe viel aufsummierten Kupplungsweg bedeuten, übernimmt. Dies kann die Standzeit des Kupplungsaktors signifikant erhöhen.A further significant advantage of the method according to the invention is that the clutch actuator has to withstand fewer load cycles, since the relocation into the electric machine takes over the high-frequency position changes, which in total mean a large amount of clutch travel added up. This can significantly increase the service life of the clutch actuator.
Ferner sin die verfahrensbedingten Modulationen an der elektrischen Maschine im Fahrzeug üblicherweise nicht spürbar, wohingegen die entsprechenden Modulationen an einem Kupplungsaktor bzw. Reibkupplung im Fahrzeug üblicherweise spürbar sind.Furthermore, the process-related modulations on the electric machine in the vehicle are usually not noticeable, whereas the corresponding modulations on a clutch actuator or friction clutch in the vehicle are usually noticeable.
Zunächst werden nachfolgend die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained below in the order in which they are mentioned in the set of claims, and particularly preferred configurations of the subject matter of the invention are described below.
Besonders bevorzugt ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem hybriden oder vollelektrisch betriebenen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.The use of the method according to the invention in a hybrid or fully electrically operated drive train of a motor vehicle is particularly preferred.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.For the purposes of this application, the drive train of a motor vehicle is understood to mean all components that generate the power for driving the motor vehicle in the motor vehicle and transmit it to the road via the vehicle wheels.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle can be selected, for example, from the group of passenger cars (cars), trucks (lorries), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (COM) or tractors. A hybrid electric vehicle, also referred to as a hybrid electric vehicle (HEV), is an electric vehicle that is powered by at least one electric motor and another energy converter and draws energy from both its electrical storage (battery) and additional fuel that is carried.
Eine Steuereinheit, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dient der insbesondere elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann eine Steuereinheit zur Steuerung und/oder Reglung einer oder mehrerer Reibkupplungen und/oder elektrischer Maschinen vorgesehen sein.A control unit, as used in the present invention, is used, in particular, for the electronic control and/or regulation of one or more technical systems of the motor vehicle. In particular, a control unit for Control and / or regulation of one or more friction clutches and / or electrical machines may be provided.
Eine Steuereinheit weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinheit ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren oder elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs.A control unit has in particular a wired or wireless signal input for receiving electrical signals, in particular, such as sensor signals. Furthermore, a control unit likewise preferably has a wired or wireless signal output for the transmission of, in particular, electrical signals, for example to electrical actuators or electrical consumers of the motor vehicle.
Innerhalb der Steuereinheit können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinheit eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinheit wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen.Control operations and/or regulation operations can be carried out within the control unit. It is particularly preferred that the control unit includes hardware that is designed to run software. The control unit preferably comprises at least one electronic processor for executing program sequences defined in software.
Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinheit übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinheit einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.The control unit can also have one or more electronic memories in which the data contained in the signals transmitted to the control unit can be stored and read out again. Furthermore, the control unit can have one or more electronic memories in which data can be stored in a changeable and/or unchangeable manner.
Eine Steuereinheit kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.A control unit can include a plurality of control devices, which are arranged in particular spatially separated from one another in the motor vehicle. Control units are also referred to as electronic control units (ECU) or electronic control modules (ECM) and preferably have electronic microcontrollers for carrying out computing operations for processing data, particularly preferably using software. The control devices can preferably be networked with one another, so that a wired and/or wireless data exchange between control devices is made possible. In particular, it is also possible to network the control units with one another via bus systems present in the motor vehicle, such as a CAN bus or LIN bus.
Ganz besonders bevorzugt ist die eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Hybridmodul vorgesehen. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer als Reibkupplung ausgebildeten Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.One use of the method according to the invention is very particularly preferably provided in a hybrid module. In a hybrid module, structural and functional elements of a hybridized drive train can be spatially and/or structurally combined and preconfigured, so that a hybrid module can be integrated in a particularly simple manner into a drive train of a motor vehicle. In particular, an electric motor and a clutch system, in particular with a separating clutch designed as a friction clutch for coupling the electric motor into and/or decoupling the electric motor from the drive train, can be present in a hybrid module.
Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:
- P0: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
- P1: der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
- P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als K0 bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
- P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
- P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
- P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.
- P0: the electric motor is arranged in front of the internal combustion engine and is coupled to the internal combustion engine via a belt, for example. With this arrangement of the electric motor, it is also sometimes referred to as a belt starter generator (RSG),
- P1: the electric motor is located directly behind the internal combustion engine. The electric motor can be arranged, for example, on the crankshaft in front of the starting clutch,
- P2: the electric motor is located between a separating clutch, often referred to as K0, and the starting clutch, but in front of the vehicle transmission in the drive train,
- P3: the electric motor is arranged in the vehicle transmission and/or the transmission output shaft,
- P4: the electric motor is arranged on an existing or separate vehicle axle and
- P5: the electric motor is arranged on or in the vehicle wheel, for example as a wheel hub motor.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Hybridmodul als P1- oder P2-Hybridmodul konfiguriert ist.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the hybrid module is configured as a P1 or P2 hybrid module.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Ausgang des P-Reglers auf den Kupplungsaktor und die elektrische Maschine einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the output of the P controller acts on the clutch actuator and the electrical machine.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Ausgang des P-Reglers über einen Faktor f, welcher zwischen 0<=f<=1 gewählt ist, auf den Kupplungsaktor und die elektrische Maschine einwirkt. Es kann hierdurch erreicht werden, dass durch eine geeignete Wahl des Faktors f die Schlupfregelstruktur weiter optimiert eingestellt werden kann.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the output of the P controller acts on the clutch actuator and the electric machine via a factor f, which is selected between 0<=f<=1. In this way, it can be achieved that the slip control structure can be adjusted further in an optimized manner by a suitable choice of the factor f.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Ausgangs des P-Reglers über einen Faktor kEM auf die elektrische Maschine einwirkt und/oder über einen Faktor kKU auf den Kupplungsaktor einwirkt. Die Wirkketten eines Drehzahlfehlers sind deutlich unterschiedlich, wenn der Drehzahlfehler auf die elektrische Maschine oder den Kupplungsaktor wirkt. Über die eine geeignete Auswahl der Parameter können ggf. nötige physikalische Anpassung dieser Wirkketten abgebildet werden.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the output of the P controller acts on the electric machine via a factor k EM and/or acts on the clutch actuator via a factor k KU . The effect chains of a speed error are clearly different if the Speed error affects the electric machine or the clutch actuator. Any necessary physical adjustments to these effect chains can be mapped by selecting a suitable parameter.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der P-Regler als PD-Regler ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass über den PD-Regler die Phasenreserve der Regelung erhöht werden kann und sich der PD-Regler so stabilisierend auf den Regelkreis auswirkt.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, provision can be made for the P controller to be in the form of a PD controller. In this way, the effect can be achieved in particular that the phase reserve of the control can be increased via the PD controller and the PD controller thus has a stabilizing effect on the control loop.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.The object of the invention is further achieved by a computer program product that is stored on a machine-readable carrier, or computer data signal, embodied by an electromagnetic wave, with computer program code that is suitable for carrying out the method according to one of
Auch kann die Aufgabe der Erfindung gelöst werden durch eine Steuereinheit zur Einstellung eines Schlupfes an einer Reibkupplung in einem mit einer elektrischen Maschine betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinheit mit der elektrischen Maschine und dem Kupplungsaktor koppelbar und eingerichtet ist, den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mittels einer Schlupfregelung zu betreiben, wobei die Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher umfasst, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zu veranlassen.The object of the invention can also be achieved by a control unit for setting a slip on a friction clutch in a drive train of a motor vehicle that can be operated with an electric machine, wherein the control unit can be coupled to the electric machine and the clutch actuator and is set up to control the drive train of the motor vehicle by means of a To operate slip control, wherein the control unit comprises a processor and a memory containing a computer program code, wherein the memory and the computer program code are configured with the processor to cause the control unit to perform a method according to any one of
Schließlich ist die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine elektrische Maschine und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Reibkupplung zum Einkuppeln der elektrischen Maschine in und/oder Auskuppeln der elektrischen Maschine aus dem Antriebsstrang, ferner umfassend eine Steuereinheit nach Anspruch 7.Finally, the object of the invention is also achieved by a hybrid module for a drive train of a motor vehicle comprising an electric machine and a clutch system, in particular with a friction clutch for coupling the electric machine into and/or decoupling the electric machine from the drive train, further comprising a
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.
Es zeigt:
-
1a ein in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Hybridmodul in einer schematischen Blockschaltdarstellung, -
1b ein in vollelektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung, -
2 Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Regelungsstrecke in einer Blockschaltansicht, -
3 Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Regelungsstrecke in einer Blockschaltansicht.
-
1a a hybrid module arranged in a drive train of a motor vehicle in a schematic block diagram, -
1b a fully electrically operable axle drive train of a motor vehicle in a schematic block diagram, -
2 Representation of a first embodiment of a controlled system in a block diagram, -
3 Representation of a second embodiment of a controlled system in a block diagram.
Die
Die
Die Steuereinheit 14, wie sie beispielsweise in den Ausführungsformen eines Antriebsstrangs 3 nach
Das entsprechende Verfahren hierzu wird nachfolgend näher erläutert. Hierzu zeigt
Man erkennt die über die Reibkupplung 1 koppelbare und das Kraftfahrzeug 4 antreibende elektrische Maschine 2, sowie einen die Reibkupplung 1 aktuierenden Kupplungsaktor 5. Durch die Strichlinien ist die Steuereinheit 14 angedeutet, welche mit der elektrischen Maschine 2 und dem Kupplungsaktor 5 verbunden und eingerichtet ist, den Antriebsstrang 3 des Kraftfahrzeugs 4 mittels einer Schlupfregelung 6 zu betreiben.One can see the
Die Schlupfregelung 6 weist einen P-Regler 7 und einen I-Regler 8 auf, welcher jeweils mit einer Schlupfdifferenz 9 gebildet aus der Differenz von Soll-Schlupf 10 und Ist-Schlupf 11 beaufschlagt wird. Der Ausgang 12 des P-Reglers 7 zur Ansteuerung der elektrischen Maschine 2 wirkt auf diese ein, während der Ausgang 13 des I-Reglers 8 zur Ansteuerung des Kupplungsaktors 5 auf diesen einwirkt. Aus der
Wie in der
Das von einem Fahrer des Fahrzeugs gewählte Fahrerwunschmoment kann insbesondere auch am der Reibkupplung 1 bzw. dem Kupplungsaktor 5 anliegen. Dies ist in den
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Reibkupplungfriction clutch
- 22
- elektrische Maschineelectric machine
- 33
- Antriebsstrangpowertrain
- 44
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 55
- Kupplungsaktorclutch actuator
- 66
- Schlupfregelungslip control
- 77
- P-ReglerP controller
- 88th
- I-ReglerI controller
- 99
- Schlupfdifferenzslip difference
- 1010
- Soll-Schlupftarget slip
- 1111
- Ist-Schlupfactual slip
- 1212
- AusgangExit
- 1313
- AusgangExit
- 1414
- Steuereinheitcontrol unit
- 1515
- Prozessorprocessor
- 1616
- SpeicherStorage
- 1717
- Hybridmodulhybrid module
- 1818
- Kupplungssystemclutch system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 0773127 A1 [0005]EP 0773127 A1 [0005]
- DE 10018926 A1 [0005]DE 10018926 A1 [0005]
- US 20070175726 A1 [0005]US20070175726A1 [0005]
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
EP0773127A2 (en) | 1995-11-13 | 1997-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle drive system with clutch for controlling engine driven planetary gear connected to motor/generator |
DE10018926A1 (en) | 1999-04-26 | 2000-11-02 | Luk Lamellen & Kupplungsbau | Drive train, especially for motor vehicle, has at least one gearbox component that implements transmission function mounted radially within rotor |
US20070175726A1 (en) | 2004-06-03 | 2007-08-02 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Hydraulic clutch transmission element for a hybrid traction chain of a motor vechicle, and motor vehicle comprising one such element |
-
2021
- 2021-09-15 DE DE102021123838.2A patent/DE102021123838A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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