WO2008064633A1 - Verfahren und vorrichtung zum adaptieren einer trennkupplung in einem fahrzeughybridantriebsstrang - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum adaptieren einer trennkupplung in einem fahrzeughybridantriebsstrang Download PDF

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WO2008064633A1
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Martin Dilzer
Michael Reuschel
Thomas Eggert
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for adapting a separating clutch arranged in a vehicle hybrid drive train between an internal combustion engine and an electric machine that can be connected to at least one driven vehicle wheel.
  • the separating clutch should not transfer any residual drag torque, so that no unnecessary drag losses occur.
  • the separating clutch should not be opened any further than the point of separation, as any overrun will adversely affect the time-critical closing process for restarting the internal combustion engine.
  • an adaptation routine in which the electric machine is brought to a speed of, for example, 500 rpm in standstill phases of the vehicle and then the clutch is slowly closed against the stationary internal combustion engine.
  • the electric machine is brought to a speed of, for example, 500 rpm in standstill phases of the vehicle and then the clutch is slowly closed against the stationary internal combustion engine.
  • DE 40 11 850 A1 discloses a method for adapting an automated friction clutch which is effective between a drive machine and a transmission in a conventional friction clutch.
  • the invention has for its object to provide a way as the torque curve of a arranged in a vehicle hybrid powertrain between an internal combustion engine and an electric motor connected to at least one driven vehicle separating clutch can be adapted in particular in the range of small moments in an energetically favorable manner and without compromising comfort.
  • the torque characteristic curve of the separating clutch can always be adapted when the internal combustion engine is not required for propulsion of the vehicle and is put out of operation. Such operating phases occur relatively often.
  • the adaptation of the torque characteristic in overrun operation of the internal combustion engine has the advantage that the updated torque characteristic is available for a subsequent traction operation or the starting of the internal combustion engine.
  • An adaptation of the clutch characteristic in the train operation for the low-torque range is rarely possible.
  • adaptations based on the torque signal of the internal combustion engine in its tractive range at low torque are possible only with limited accuracy.
  • a method for adapting the torque characteristic of a separating clutch arranged in a vehicle hybrid drive train between an internal combustion engine and an electric machine connectable to at least one driven vehicle wheel comprises the following steps:
  • Partial closing of the separating clutch as soon as the speed of the internal combustion engine falls below a predetermined value and detecting the temporal gradient of the rotational speed of the combustion engine. engine with partially closed clutch,
  • the predetermined value of the engine speed is about 500 rpm, i. is well below the idling speed and the clutch torque of the partially-closed clutch is about 10 Nm, i. would possibly lead to a crawl of the vehicle.
  • the clutch is advantageously fully opened after the partial closing, so that the rotational speed of the internal combustion engine drops to zero.
  • An apparatus for adapting the torque characteristic of a separating clutch arranged in a vehicle hybrid drivetrain between an internal combustion engine and an electric machine connectable to at least one driven vehicle wheel includes a speed sensor for determining the rotational speed of the internal combustion engine, a clutch actuator for actuating the separating clutch, an electronic control device for controlling the Operating the internal combustion engine, the electric machine and the clutch actuator depending on operating parameters of the vehicle hybrid powertrain and at least one, stored in the electronic control program containing a clutch characteristic according to which the clutch actuator for transmitting predetermined clutch torque is controlled by the disconnect clutch, wherein the electronic control device is an adaptation program contains, according to the clutch characteristic according to a method according to one of the preceding claims is adapted.
  • the electric machine may for example be arranged between the separating clutch and a torque converter, which is connected to at least one vehicle wheel via a transmission with variable transmission.
  • the invention which can be used advantageously for all hybrid powertrains, in which the internal combustion engine is temporarily put out of operation by opening a separating clutch and is turned on or started by closing the separating clutch in the following with reference to schematic drawings, for example, and explained in more detail.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle hybrid powertrain with elements for its control
  • Fig. 2 characteristic curves for explaining the method according to the invention in the transition to the recovery of braking energy
  • Fig. 3 characteristic curves for explaining the method according to the invention in the transition to stop-start operation.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an exemplary vehicle hybrid powertrain having elements for its control:
  • An internal combustion engine 10 is connected via a separating clutch 12 with an electric machine 14 which is operable both as a generator and as a drive motor.
  • the electric machine 14 is connected via a torque converter 16, for example a hydraulic torque converter, to an automatic transmission 18, which in turn is connected to at least one vehicle drive wheel 19.
  • the electric machine 14 is connected via a control unit 20 to an energy store 21, for example a rechargeable battery.
  • an electronic control device 22 with a microprocessor and memory devices in which programs are stored, according to which actuators are controlled in dependence on operating parameters.
  • a speed sensor 26 for detecting the rotational speed of the internal combustion engine 10 a position sensor 28 for detecting the position of an accelerator pedal 30, a position sensor 32 for detecting the position of a driving program selection device 34 are sensors connected to inputs 24 of the control device 22 for detecting operating parameters of the drive train and further, not shown sensors.
  • Outputs 36 of the electronic control device 22 are connected to a power actuator 38 and an actuator for its operation, a clutch actuator 40 for actuating the clutch, a gear actuator 42 for actuating the transmission 18, the control unit 20 for controlling the regenerative or motor operation of the electric machine 14 and optionally connected to other actuators.
  • the transducer 16 may be a fully disclosed starting clutch, the transmission 18 may be a continuously variable transmission, etc.
  • the internal combustion engine 10 In operating conditions in which the internal combustion engine 10 is not required for propulsion of the vehicle, for example, in low load operation is sufficiently filled with sufficient filling of the energy storage 21, or in braking or coasting operation and in stop and go traffic, the internal combustion engine 10 be switched off at the same time opening the disconnect clutch 12 in a conventional manner.
  • a precise control of the separating clutch 12 is important.
  • the characteristic curve of the clutch which indicates the position of an actuating member actuated by the clutch actuator 40 as a function of the torque which can be transmitted by the clutch, is adapted or updated according to the invention as follows:
  • a method for adapting the clutch characteristic is explained with reference to FIG. 2, in which a transition from a normal driving operation with a closed separating clutch into a driving operation in which the internal combustion engine is switched off and is electrically braked, i. kinetic energy of the vehicle is converted by the electric machine 14 into electrical energy, which is stored in the energy storage 21.
  • the curve marked MK indicates the torque which can be transmitted by the disconnect clutch 12 in Nm
  • the characteristic MM indicates the torque in Nm acting on the crankshaft of the internal combustion engine 10
  • the curve denoted NE indicates the rotational speed of the electric motor 14
  • that with N M designated curve indicates the speed of the internal combustion engine 10 in 10 3 U / min, each depending on the time.
  • the diagram is divided into five operating ranges I to V.
  • the clutch 12 is partially applied in the direction of closing, with a clutch torque of about 10 Nm is sufficient to a to achieve a clearly measurable change in the speed gradient of the rotary machine.
  • This disorder is small enough to have no negative impact on comfort.
  • the applied clutch torque can be accurately estimated based on the change in the gradient of the speed of the internal combustion engine:
  • J is "p r r moderate the primary side inertia torque of the clutch.
  • the operating range I could also be an operating phase in which the internal combustion engine does not run in overrun mode, but at idle speed of the vehicle at idling speed, that is to say emits only a very small positive torque.
  • the separating clutch is slightly closed, so that it can be concluded from the change in the gradient of the speed drop of the internal combustion engine to the torque transmitted by the separating clutch.
  • An adaptation routine as described with reference to FIGS. 2 and 3 may be performed each time the internal combustion engine, but not the vehicle, is turned off, or may be stopped only at predetermined intervals with respect to the operating time of the vehicle, the number of clutch operations, etc . respectively.
  • the clutch disconnect line can each be in known per se be adapted that a point (application point) is currently determined with the associated operating division and the characteristic can be moved accordingly.

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Abstract

Ein Verfahren zum Adaptieren der Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridantriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad verbindbaren Elektromaschine angeordneten Trennkupplung, enthält folgende Schritte: - Entscheiden, dass die Brennkraftmaschine abgeworfen werden kann, - Abschalten der Brennkraftmaschine und Öffnen der Trennkupplung, - Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und geöffneter Trennkupplung, - Teilschließen der Trennkupplung, sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abfällt und Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei teilgeschlossener Kupplung, - Ermitteln des von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments durch - Auswerten der erfassten zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine und Adaptieren der Kennlinie der Trennkupplung anhand des ermittelten von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Adaptieren einer Trennkupplung in einem Fahrzeuq- hybridantriebsstrang
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Adaptieren einer in einem Fahr- zeughybridantriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad verbindbaren Elektromaschine angeordneten Trennkupplung.
Die Ansteuerung einer solchen Trennkupplung erfordert eine hohe Genauigkeit, um einen komfortablen Wiederstart der Brennkraftmaschine mit Hilfe der Elektromaschine zu gewährleisten. Dafür ist eine genaue Kenntnis beispielsweise des Trennpunktes der Kupplung vorteilhaft.
Für das Abkoppeln bzw. das Abwerfen der Brennkraftmaschine in denjenigen Betriebsphasen, in denen die Brennkraftmaschine abgestellt werden kann, ist folgender Zielkonflikt zu lösen:
- Die Trennkupplung sollte kein Restschleppmoment übertragen, damit keine unnötigen Schleppverluste entstehen.
- Die Trennkupplung sollte nicht weiter als bis zum Trennpunkt geöffnet werden, da ein eventueller Überweg den zeitkritischen Schliefivorgang zum Wiederanlassen der Brennkraftmaschine negativ beeinflusst.
Zur Bestimmung des Trennpunktes der Kupplung ist eine Adaptionsroutine bekannt, bei der die Elektromaschine in Stillstandsphasen des Fahrzeugs auf eine Drehzahl von beispielsweise 500 U/min gebracht wird und dann die Kupplung langsam gegen die stillstehende Brennkraftmaschine geschlossen wird. Während dieses Vorgangs entstehen insbesondere in Antriebssträngen, bei denen die Elektromaschine über einen Wandler und ein Getriebe mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, erhebliche Verlustleistungen, die von der Elektromaschine bzw. deren Energiespeicher aufgebracht werden müssen. Neben diesen negativen Einflüssen auf die Energiebilanz ergibt sich durch entstehende Geräusche und Vibrationen zusätzlich eine Komfortbeeinträchtigung.
Aus der DE 40 11 850 A1 ist ein Verfahren zum Adaptieren einer zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe wirksamen automatisierten Reibungskupplung in einem konventi- onellen, nicht hybridischen Antriebsstrang bekannt, bei dem bei mit Leerlaufdrehzahl drehender Antriebsmaschine und im Nullgang befindlichem Getriebe die Kupplung aus ihrer ausgerückten bzw. voll geöffneten Stellung mit einer definierten Geschwindigkeit bis zu einer Stellung geschlossen wird, in der die Getriebeeingangswelle zwar angetrieben wird, jedoch mit einer Drehzahl unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine dreht und ein bestimmter Gradient der Drehzahlantriebswelle festgestellt wird. Aufgrund dieses Gradienten kann der Einrückweg der Kupplung adaptiert werden, um einen Regeleingriffspunkt zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, wie die Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridantriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad verbundenen Elektromaschine angeordneten Trennkupplung insbesondere im Bereich kleiner Momente in energetisch günstiger Weise und ohne Komfortbeeinträchtigung adaptiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Momentenkennlinie der Trennkupplung immer dann adaptiert werden kann, wenn die Brennkraftmaschine zum Vortrieb des Fahrzeugs nicht erforderlich ist und außer Betrieb gesetzt wird. Solche Betriebsphasen treten verhältnismäßig oft auf. Die Adaption der Momentenkennlinie im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass für einen nachfolgenden Zugbetrieb bzw. das Anlassen der Brennkraftmaschine die aktualisierte Momentenkennlinie zur Verfügung steht. Eine Adaption der Kupplungskennlinie im Zugbetrieb für den Bereich niedriger Momente ist nur selten möglich. Des Weiteren sind Adaptionen basierend auf dem Momentensignal des Verbrennungsmotors in dessen Zugbereich bei niedrigen Momenten nur mit eingeschränkter Genauigkeit möglich.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Adaptieren der Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridantriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad verbindbaren Elektromaschine angeordneten Trennkupplung, enthält folgende Schritte:
- Entscheiden, dass die Brennkraftmaschine abgeworfen werden kann,
- Abschalten der Brennkraftmaschine und Öffnen der Trennkupplung,
- Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und geöffneter Trennkupplung,
- Teilschließen der Trennkupplung, sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abfällt und Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brenn- kraftmaschine bei teilgeschlossener Kupplung,
- Ermitteln des von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments durch Auswerten der erfassten zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine und
- Adaptieren der Kennlinie der Trennkupplung anhand des ermittelten von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments.
Vorteilhafterweise beträgt der vorbestimmte Wert der Drehzahl der Brennkraftmaschine etwa 500 U/min, d.h. liegt deutlich unter der Leerlaufdrehzahl und beträgt das Kupplungsmoment der teilgeschlossenen Kupplung etwa 10 Nm, d.h. würde allenfalls zu einem Kriechen des Fahrzeugs führen.
Die Kupplung wird nach dem Teilschließen vorteilhafterweise vollständig geöffnet, so dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf Null abfällt.
Eine Vorrichtung zum Adaptieren der Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridan- triebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad verbindbaren Elektromaschine angeordneten Trennkupplung, enthält einen Drehzahlsensor zum Ermitteln der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen Kupplungsaktor zum Betätigen der Trennkupplung, eine elektronische Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine, der Elektromaschine und des Kupplungsaktors abhängig von Betriebsparametern des Fahrzeughybridantriebsstrangs und wenigstens einem, in der elektronischen Steuereinrichtung abgelegten Programm, welches eine Kupplungskennlinie enthält, entsprechend der der Kupplungsaktor zur Übertragung vorbestimmter Kupplungsmomente durch die Trennkupplung gesteuert wird, wobei die elektronische Steuereinrichtung ein Adaptionsprogramm enthält, entsprechend dem die Kupplungskennlinie entsprechend einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche adaptiert wird.
Die Elektromaschine kann beispielsweise zwischen der Trennkupplung und einem Drehmomentwandler angeordnet sein, der mit wenigstens einem Fahrzeugrad über ein Getriebe mit veränderbarer Übersetzung verbunden ist.
Die Erfindung, die vorteilhafterweise für alle Hybridantriebsstränge verwendet werden kann, bei denen die Brennkraftmaschine durch Öffnen einer Trennkupplung zeitweilig außer Betrieb gesetzt wird und durch Schließen der Trennkupplung angedreht bzw. angelassen wird, wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Fahrzeughybridantriebsstrangs mit Elementen zu seiner Steuerung,
Fig. 2 Kennlinien zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Übergang zur Rückgewinnung von Bremsenergie und
Fig. 3 Kennlinien zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Übergang in Stopp-Start-Betrieb.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines beispielhaften Fahrzeughybridantriebsstrangs mit Elementen zu dessen Steuerung:
Eine Brennkraftmaschine 10 ist über eine Trennkupplung 12 mit einer Elektromaschine 14 verbunden, die sowohl als Generator als auch als Antriebsmotor betreibbar ist. Die Elektromaschine 14 ist über einen Drehmomentwandler 16, beispielsweise einen hydraulischen Drehmomentwandler, mit einem automatischen Getriebe 18 verbunden, das wiederum mit wenigstens einem Fahrzeugantriebsrad 19 verbunden ist.
Die Elektromaschine 14 ist über ein Steuergerät 20 mit einem Energiespeicher 21 beispielsweise einer aufladbaren Batterie, verbunden.
Zur Steuerung des Antriebsstrangs dient eine elektronische Steuereinrichtung 22 mit einem Mikroprozessor und Speichereinrichtungen, in der Programme abgelegt sind, entsprechend denen Aktoren in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuert werden.
Mit Eingängen 24 der Steuereinrichtung 22 verbundene Sensoren zur Erfassung von Betriebsparametern des Antriebsstrangs sind beispielsweise ein Drehzahlsensor 26 zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, ein Stellungssensor 28 zur Erfassung der Stellung eines Fahrpedals 30, ein Stellungssensor 32 zur Erfassung der Stellung einer Fahrprogrammwähl- einrichtung 34 sowie weitere, nicht dargestellte Sensoren. Ausgänge 36 der elektronischen Steuereinrichtung 22 sind mit einem Leistungsstellglied 38 bzw. einem Aktor zu dessen Betätigung, einem Kupplungsaktor 40 zum Betätigen der Kupplung, einem Getriebeaktor 42 zum Betätigen des Getriebes 18, dem Steuergerät 20 zur Steuerung des generatorischen oder motorischen Betriebs der Elektromaschine 14 sowie gegebenenfalls weiteren Aktoren verbunden.
Aufbau und Funktion der bisher beschriebenen Anordnung sind an sich bekannt. Dabei kann die beschriebene Anordnung in vielfältiger weise abgeändert werden. Der Wandler 16 kann eine voll offenbare Anfahrkupplung sein, das Getriebe 18 kann ein Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung sein usw.
In Betriebszuständen, in denen die Brennkraftmaschine 10 für einen Vortrieb des Fahrzeugs nicht benötigt wird, beispielsweise im Schwachlastbetrieb bei ausreichender Füllung des Energiespeichers 21 ausreichend gefüllt ist, oder im Brems- bzw. Schubbetrieb sowie im Stopp- and Go-Verkehr, kann die Brennkraftmaschine 10 bei gleichzeitiger Öffnung der Trennkupplung 12 in an sich bekannter Weise abgeschaltet werden. Für ein möglichst ruckfreies Wiederzuschalten der Brennkraftmaschine, die vorteilhafterweise mit kleinem Trägheitsmoment konstruiert ist, indem der Rotor der Elektromaschine 14 zumindest einen Teil der Schwungmasse bildet, ist eine genaue Steuerung der Trennkupplung 12 wichtig. Dazu wird die Kennlinie der Kupplung, die die Stellung eines von dem Kupplungsaktor 40 betätigten Betätigungsgliedes in Abhängigkeit vom von der Kupplung übertragbaren Drehmoment angibt, erfindungsgemäß wie folgt adaptiert bzw. aktualisiert:
Anhand der Fig. 2 wird ein Verfahren zum Adaptieren der Kupplungskennlinie erläutert, bei dem aus einem normalen Fahrbetrieb mit geschlossener Trennkupplung in einen Fahrbetrieb übergegangen wird, bei dem die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist und elektrisch gebremst wird, d.h. kinetische Energie des Fahrzeugs von der Elektromaschine 14 in elektrische Energie umgewandelt wird, die im Energiespeicher 21 gespeichert wird.
Die mit MK bezeichnete Kennlinie gibt das von der Trennkupplung 12 übertragbare Drehmoment in Nm, die mit MM bezeichnete Kennlinie gibt das an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 wirksame Drehmoment in Nm, die mit NE bezeichnete Kurve gibt die Drehzahl der Elektromaschine 14 und die mit NM bezeichnete Kurve gibt die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 in 103 U/min, jeweils abhängig von der Zeit an. Durch senkrechte punktierte Linien ist das Diagramm in fünf Betriebsbereiche I bis V eingeteilt.
Es sei angenommen, dass im Bereich I noch hybridisch gefahren wird, d.h. aus einem Fahrzustand heraus, in dem die Brennkraftmaschine 10 das Fahrzeug antreibt, wird in den Betriebsbereich I übergegangen, in dem die Brennkraftmaschine 10 im Schubbetrieb läuft, d.h. das Fahrzeug mit einem Drehmoment von etwas unter 30 Nm abbremst. Von der Steuereinrichtung 22 wird dann entschieden, dass in Rekuperationsbetrieb übergegangen wird, in dem das Fahrzeug von der Elektromaschine 14 abgebremst wird und die Brennkraftmaschine 10 durch Öffnen der Trennkupplung 12 abgetrennt bzw. abgeworfen wird. Die Elektromaschine wird dabei zur Rückspeicherung von Bremsenergie in den Energiespeicher 21 generatorisch betrieben, wobei die Bremsleistung über das Steuergerät 20 gesteuert wird. Zum Zeitpunkt von etwa 3,0 Sekunden erfolgt der Übergang in den Betriebsbereich II, in dem die Trennkupplung 12 geöffnet wird und deren übertragbares Moment auf Null absinkt. Dabei ändert sich zunächst das Schleppmoment der Brennkraftmaschine 10 nicht merklich. Das Schleppmoment der Brennkraftmaschine ändert sich erst, wenn deren Drehzahl im Betriebsbereich III infolge der voll geöffneten Kupplung abnimmt (die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine wird während des Betriebsbereiches Il abgeschaltet).
Während des Betriebsbereiches III erfolgt eine Gradientenbestimmung der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Da sich das Schleppmoment der Brennkraftmaschine stetig mit deren Drehzahl ändert (es gilt: dMM/dNM - 10 Nm / 1000 U/min) lässt sich der Gradient der Motordrehzahl relativ genau bestimmen. Ein Einfluss infolge einer Zuschaltung/Abschaltung von Verbrauchern ist nicht zu erwarten, da diese bei einem Hybridfahrzeug in der Regel elektrisch, d.h. nicht unmittelbar von der Brennkraftmaschine, angetrieben werden.
Sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine am Ende des Betriebsbereiches III auf eine vorbestimmte Drehzahl abgefallen ist (zum Beispiel 500 U/min), wird in dem Betriebsbereich IV die Trennkupplung 12 in Richtung Schließen teilangelegt, wobei ein Kupplungsmoment von etwa 10 Nm ausreichend ist, um eine deutlich messbare Änderung des Drehzahlgradienten der Drehkraftmaschine zu erzielen. Diese Störung ist klein genug, um keinen negativen Einfluss auf den Komfort zu haben. Durch die einsetzende Abflachung des Drehzahlgradienten der Brennkraftmaschine in dem Betriebsbereich IV ist es möglich, den Anlegepunkt der Kupplung relativ genau zu bestimmen. Während der Haltephase des Teilschließens der Kupplung in dem Betriebsbereich IV, die beispielsweise zwischen 150 ms und 200 ms dauert, kann das angelegte Kupplungsmoment anhand der Änderung des Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine genau abgeschätzt werden:
Es gilt:
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wobei:
JKW das an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine wirksames Trägheitsmoment und
J«prmär das primärseitige Trägheitsmoment der Kupplung ist.
Nachdem in dem Betriebsbereich IV der Anlegepunkt der Kupplung bzw. das für die gemessene Änderung des Drehzahlgradienten der Brennkraftmaschine erforderliche Kupplungsmoment genau bestimmt wurde und dadurch die Kupplungskennlinie adaptiert werden kann, wird in der Betriebsbereich V die Kupplung wiederum voll geöffnet, so dass die Motordrehzahl NM auf Null abfällt und in an sich bekannter Weise elektrisch gebremst werden kann.
Die Darstellung der Fig. 3 entspricht der der Fig. 2 und zeigt das Abwerfen der Brennkraftmaschine im Start-Stopp-Betrieb, in dem die Brennkraftmaschine in dem Betriebsbereich I lediglich mit ihrer Leerlaufdrehzahl NM etwa 900 U/min läuft und sich das Fahrzeug im Schubbetrieb befindet (MM = -18 Nm). Der Betriebsbereich I könnte auch eine Betriebsphase sein, in der die Brennkraftmaschine nicht im Schubbetrieb, sondern im Stillstand des Fahrzeugs mit Leerlaufdrehzahl läuft, also nur ein sehr geringes positives Drehmoment abgibt.
Wiederum wird in dem Betriebsbereich IV die Trennkupplung geringfügig geschlossen, sodass aus der Änderung des Gradienten des Drehzahlabfalls der Brennkraftmaschine auf das von der Trennkupplung übertragene Drehmoment geschlossen werden kann.
Eine Adaptionsroutine, wie sie anhand der Fig. 2 und 3 beschreiben wurde, kann jedes Mal durchgeführt werden, wenn die Brennkraftmaschine, nicht jedoch das Fahrzeug, abgestellt wird, oder kann nur in vorbestimmten Abständen bezüglich der Betriebsdauer des Fahrzeugs, der Anzahl der Kupplungsbetätigungen usw. erfolgen. Die Kupplungstrennlinie kann jeweils in an sich bekannter Weise dadurch adaptiert werden, dass ein Punkt (Anlegepunkt) mit der zugehörigen Betätigungssteilung aktuell ermittelt wird und die Kennlinie entsprechend verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste
Brennkraftmaschine
Trennkupplung
Elektromaschine
Drehmomentwandler
Getriebe
Fahrzeugantriebsrad
Steuergerät
Energiespeicher elektronische Steuereinrichtung
Eingänge
Drehzahlsensor
Stellungssensor
Fahrpedal
Stellungssensor
Fahrprogrammwähleinrichtung
Ausgänge
Leistungsstellglied
Kupplungsaktor
Getriebeaktor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Adaptieren der Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridan- triebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine (10) und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad (19) verbindbaren Elektromaschine (14) angeordneten Trennkupplung (12), enthaltend folgende Schritte:
Entscheiden, dass die Brennkraftmaschine abgeworfen werden kann, Abschalten der Brennkraftmaschine und Öffnen der Trennkupplung, Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und geöffneter Trennkupplung, Teilschließen der Trennkupplung, sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abfällt und Erfassen des zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine bei teilgeschlossener Kupplung,
Ermitteln des von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments durch Auswerten der erfassten zeitlichen Gradienten der Drehzahl der Brennkraftmaschine und
Adaptieren der Kennlinie der Trennkupplung anhand des ermittelten von der teilgeschlossenen Trennkupplung übertragenen Kupplungsmoments.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der vorbestimmte Wert der Drehzahl der Brennkraftmaschine etwa 500 U/min beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die teilgeschlossene Trennkupplung (12) ein Kupplungsmoment von etwa 10 Nm überträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kupplung nach dem Teilschließen vollständig geöffnet wird, so dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf Null abfällt.
5. Vorrichtung zum Adaptieren der Momentenkennlinie einer in einem Fahrzeughybridan- triebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine (10) und einer mit wenigstens einem angetriebenen Fahrzeugrad (19) verbindbaren Elektromaschine (14) angeordneten Trennkupplung (12), enthaltend einen Drehzahlsensor (26) zum Ermitteln der Drehzahl der Brennkraftmaschine, einen Kupplungsaktor (40) zum Betätigen der Trennkupplung, eine elektronische Steuereinrichtung (22) zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine, der Elektromaschine und des Kupplungsaktors abhängig von Betriebsparame- tern des Fahrzeughybridantriebsstrangs und wenigstens einem, in der elektronischen Steuereinrichtung abgelegten Programm, welches eine Kupplungskennlinie enthält, entsprechend der der Kupplungsaktor zur Übertragung vorbestimmter Kupplungsmomente durch die Trennkupplung gesteuert wird, wobei die elektronische Steuereinrichtung ein Adaptionsprogramm enthält, entsprechend dem die Kupplungskennlinie entsprechend einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 adaptiert wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Elektromaschine (14) zwischen der Trennkupplung (12) und einem Drehmomentwandler (16) angeordnet ist, der mit wenigstens einem Fahrzeugrad (19) über ein Getriebe (18) mit veränderbarer Übersetzung verbunden ist.
PCT/DE2007/002010 2006-11-27 2007-11-08 Verfahren und vorrichtung zum adaptieren einer trennkupplung in einem fahrzeughybridantriebsstrang WO2008064633A1 (de)

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