WO2009053200A1 - Drive train arrangement of a vehicle and method for controlling the operation thereof - Google Patents

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WO2009053200A1
WO2009053200A1 PCT/EP2008/062784 EP2008062784W WO2009053200A1 WO 2009053200 A1 WO2009053200 A1 WO 2009053200A1 EP 2008062784 W EP2008062784 W EP 2008062784W WO 2009053200 A1 WO2009053200 A1 WO 2009053200A1
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electric machine
drive train
torque
train arrangement
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Jens-Werner Falkenstein
Rene Schenk
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a drive train arrangement of a vehicle with the in
  • the preamble of claim 1 features mentioned on the one hand and an associated method for controlling the operation of a drive train arrangement of a vehicle with the features mentioned in the preamble of claim 6 on the other hand.
  • a drive train arrangement of a vehicle and a method for controlling the operation of a drive train arrangement of a vehicle of the type mentioned are known from the published patent application DE 100 06 861 A1.
  • the drive train arrangement described therein for a motor vehicle or the method disclosed therein comprises successively an internal combustion engine, a starter clutch, an electric machine, a drive clutch and an automatic transmission, preferably an automated manual transmission. It is envisaged that the starter clutch and the
  • a change in the switching position of the clutches is usually during a driving operation of the vehicle.
  • engagement or disengagement takes place automatically.
  • the automatic closing or the automatic opening of the relevant clutch during driving presupposes a precise knowledge of the coupling properties. Otherwise exact control of the corresponding coupling is excluded.
  • a not precisely controllable and thus not exactly working clutch not only leads to premature wear of the same, but affects the entire driving operation to a considerable extent.
  • the inventive drive train arrangement of a vehicle having at least one internal combustion engine and an engageable by means of a switchable clutch electric machine with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that accurate data and information of the clutch behavior can be determined, whereby only an exact control of the clutch possible is.
  • at least one coupling load point can be determined on the basis of a speed change of the electric machine.
  • the coupling load point forms a clutch setting at which the clutch begins or stops transmitting torque.
  • the coupling load point is representative of a coupling position which can be reached after a clutch travel has been completed and on which a coupling process or a decoupling process is subsequently initiated.
  • the coupling load point thus represents a reference point for a clutch characteristic.
  • both the Kuppentastrios when opening the clutch and the Kuppentastrios when closing the clutch can be determined. Based on the determined Kuppentast. is a detection or a
  • the coupling hysteresis is understood to mean a travel difference of a clutch actuator between the two coupling key points in the case of coupling plates approaching one another or being removed again from one another.
  • the knowledge of the course of the clutch hysteresis serves in connection with the course of the
  • Coupling characteristic to consider transition areas when opening and closing the coupling. The more accurately the clutch is measured and recorded, the more accurate it can be controlled.
  • the respective Kuppentast Vietnamese is repeatedly determined to form an average value.
  • measuring inaccuracies can be relativized and a reliable statement made about the coupling behavior and the coupling properties.
  • This procedure also causes, apart from the first opening operation of a plurality of opening and closing operations of the clutch comprehensive series of measurements, in the opening operations of the clutch only a so-called sliding friction instead of static friction comes into play.
  • a distinction is made between the static friction and the sliding friction, because a friction occurring between two bodies, in particular coupling elements or coupling plates, has different values. If the two bodies, if necessary with a contact force on each other, prevails static friction. However, if at least one of the two bodies moves, then the static friction is transferred into the sliding friction. Stiction is usually greater than - A -
  • the electric machine is in an operative connection with an energy store, in particular a rechargeable battery.
  • the electrical machine is powered on the one hand in its function as a drive unit of the battery with energy and on the other hand loads them in their function as a generator. In the latter function, the electric machine is driven by the internal combustion engine.
  • Figure 1 shows a complete drive train arrangement with a unit for
  • FIG. 2 shows a function diagram for detecting a first dome load point and a second dome load point on the basis of a speed change and at a constant torque of an electric machine
  • FIG. 3 shows a further function diagram for detecting in each case a plurality of values of a first coupling load point and of a second coupling load point on the basis of a speed change and with a constant torque of an electrical machine.
  • FIG. 1 shows a drive train arrangement 10 as part of a drive train 11.
  • the drive train arrangement 10 has an internal combustion engine 12 and an electric machine 13, which can be coupled via a common drive shaft 14 by means of a clutch 15.
  • the electric machine 13 is further coupled to the common drive shaft 14 with a gear 16 via an additional clutch 17. If both clutches 15, 17 are closed, thereby also the internal combustion engine 12 is coupled to the transmission 16.
  • the transmission 16 is preferably embodied as a so-called automatic transmission, that ultimately via the drive shaft 14 with a torque transmission unit 18, in particular wheel drive, is in a mechanical operative connection 19.
  • An electrical operative connection 20 is also between the electric machine 13 - also called electric machine - and an energy storage 21, in particular rechargeable battery, given.
  • Such a construction of the drive train 11 is referred to as a fuel / electric hybrid drive or as a parallel hybrid type P2, in which typically the electric machine 13 is installed after the clutch 15 and before the transmission 16.
  • Other variants among the parallel hybrids are the P1, the P3 and the P4 hybrid.
  • the electric machine 13 In the hybrid P1, the electric machine 13 is seated on the drive shaft 14, in particular crankshaft, directly behind the internal combustion engine 12, ie before the clutch 15 and the transmission 16.
  • the electric machine 13 is seated at one to the clutch
  • the electric machine 13 does not act on the same drive shaft 14 as the internal combustion engine 12, but is arranged on a separate shaft.
  • the P2 configuration of the drive train 11 permits an electric driving operation with the electric machine 13 when the clutch 15 is open. If an increased power requirement exists or the energy store 21 is too heavily emptied, the internal combustion engine 12 is switched on via the clutch 15. The connection of the internal combustion engine 12 is done while driving. In order to control this process exactly, the behavior of the clutch 15 and its clutch characteristic must be known.
  • An essential aspect here is the determination of a first Kuppentastzis 22.1 when closing the clutch 15 and a second Kuppentastainss 22.2 when opening the clutch 15 according to Figures 2 and 3.
  • a small measuring torque 24 is predetermined with the electric machine 13 and only its rotational speed is detected.
  • the clutch 15 is first closed so far that associated coupling elements 15.1; 15.2 or even coupling plates initiate a torque transmission until the first coupling load point 22.1 is safely exceeded.
  • the measuring torque is applied to the clutch 15 via the drive shaft 14 with the electric machine 13.
  • the clutch 15 is opened slowly in the sequence until the electric machine 13 starts to rotate at a certain speed 25.
  • the clutch 15 is immediately closed again slowly until the speed 25 of the electric machine 13 drops again.
  • the electric machine 13 is turned off. Once the electric machine 13 has come to a standstill, the clutch 15 is opened again.
  • a function diagram 23 for detecting the first dome load point 22. 1 and the second dome load point 22. 2 is based on the speed change of FIG electric machine 13 and shown at constant torque thereof.
  • the function diagram 23 in this case comprises three flow diagrams 23.1, 23.2, 23.3, of which the first flow diagram 23.1 the course of the torque M EM of the electric machine 13 over the time t and the second flow diagram 23.2 the course of the speed ⁇ EM of the electric machine 13 over time t shows.
  • the third flow diagram 23.3 additionally represents coupling paths S K of the clutch 15 or of the clutch elements 15.1, 15.2 according to FIG. 1 or an actuator for actuating the clutch elements 15.1, 15.2 over the time t.
  • the coupling 15 is closed so far via a coupling path up to a coupling position 22 that, taking into account all component tolerances, the measuring torque 24 does not lead to a slip on the two coupling elements 15.1, 15.2 according to FIG.
  • the electric machine 13 is supplied with the measuring torque 24. This does not yet result in a rotation of the electric machine 13, since its clutch torque or a contact force applied via the clutch 15 between its clutch elements 15.1, 15.2 is higher than the measured torque 24.
  • a so-called friction and breakaway torque of the internal combustion engine 12 is much higher so that it stops.
  • the clutch 15 is slowly opened until the electric machine 13 starts to rotate. In this case, it is sufficient to detect a first rotational movement 25.1 of the electric machine 13.
  • the detection of the first rotary motion 25.1 corresponds to the detection of the first coupling load point 22.1 during the opening process of the clutch 15.
  • the clutch 15 is slowly closed again over a period of time.
  • hysteresis a characteristic of the clutch 15, referred to as hysteresis, this does not directly lead to a higher clutch torque.
  • the electric machine 13 is therefore slowly further accelerated during the period.
  • the acceleration is very low, since only the moment is available as the drive torque, after deduction of an actual clutch torque from the moment the electric machine 13 is still available. Therefore, the clutch position could also be held first and a moment difference calculated from the acceleration of the electric machine 13 in order to compensate for the determined touch point. This would result in a touch point upon the occurrence of an actual slip effect.
  • the tactile point determined under the influence of a static friction could then be disregarded.
  • the measurement method allows the clutch 15 to be applied or closed without torque being present or the internal combustion engine 12 to be in operation. This prevents that with a stiff toothing of a drive plate of the clutch 15, a self-locking effect occurs, which leads to the determination of incorrect values for the first coupling load point 22.1. Since the process takes place at very low speeds, the energy requirement and the load, in particular energy input, the clutch 15 is very low. Furthermore, the measurement process is not dependent on the stability of a speed controller. No waiting times are needed until the speed controller settles. The electric machine 13 is given only the constant torque 24 during the entire measurement. Due to the low speed 25, the torque required by a torque converter hardly matters. It is therefore not necessary to detect a torque change compared to a large basic value.
  • a further function diagram 26 for detecting the first coupling load point 22. 1 and the second coupling load point 22. 2 is illustrated on the basis of the speed change of the electric machine 13 and at a constant torque thereof.
  • the further function diagram 26, like the functional diagram according to FIG. 2, comprises three flow diagrams 26.1, 26.2, 26.3, of which the first flow diagram 26.1 shows the profile of the torque M EM of the electric motor
  • the third flowchart 26.3 additionally represents coupling paths S K of the clutch 15 or of the clutch elements 15.1, 15.2 according to FIG. 1 or an actuator for actuating the clutch elements 15.1, 15.2 over the time t.
  • the sequence of a method associated with the further function diagram 26 for detecting or measuring the two coupling key points 22.1, 22.2 is shown in detail as follows: First, the clutch 15 is closed via a coupling path up to the coupling position 22 such that, taking into account all component tolerances, the measuring torque 24 does not lead to a slip on the two coupling elements 15.1, 15.2 according to FIG. Thereafter, the constant torque 24 of the electric machine 13 is adjusted. Then, in each case below a lower speed threshold 27.1, the clutch 15 is slowly opened until the speed 25 begins to rise again. Again, the first rotary motion 25.1 is decisive for the first coupling load point 22.1. If an upper speed threshold 27.2 is reached, there is a slow closing of the clutch 15 until the speed 25 begins to fall.
  • the speed reduction 25.2 corresponds to the second coupling load point 22.2.
  • the speed 25 fluctuates in the manner of a two-point controller between two low speed values.
  • a plurality of measured values and thus a plurality of coupling positions for the respective coupling load point 22.1, 22.2 during the opening or closing of the clutch 15 can be detected metrologically.
  • averaging is possible.
  • the value recorded in each case can be corrected for each point via the speed change and the mass inertia.
  • each further coupling opening now takes place under the influence of the sliding friction and not under the influence of the static friction.
  • the determination of the respective coupling load points 22, 22.2 is based on the speed change, in particular on the basis of a speed control, and constant torque 24 of the electric machine 13, so that only the speed 25 of the electric machine 13 must be detected or tracked.
  • the measured values obtained in the measurement methods are generally supplied to a control unit which serves for signal processing, in particular processing of measurement signals and measurement information.
  • the control unit in turn can together with the drive train arrangement 10 or the drive train 11 part of a vehicle, in particular motor vehicle be.
  • the measuring methods can also be used with slight limitations of the adaptation quality when the internal combustion engine is in operation and is idling.
  • the additional clutch 17 is opened according to Figure 1, so that no torque is forwarded to the transmission 16.
  • the Kuppentast Vietnamese is then determined based on a speed change of the electric machine relative to the idle speed of the internal combustion engine.
  • a first application or closing of the clutch 15 at the beginning of the measurement process is preferably carried out at the same speed of rotation of the internal combustion engine and the electric machine, so that no torque via the clutch 15 is present or arises. This prevents self-locking effects that can lead to the determination of incorrect values for the coupling point.
  • the electric machine with the clutch 15 open and the auxiliary clutch 17 open generate a compensation torque to compensate for existing friction moments.
  • the measuring torque 24 can be specified very precisely.

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Abstract

The invention relates to a drive train arrangement (10) of a vehicle and a related method for controlling the operation thereof, having at least one internal combustion engine (12) and an electric motor (13) that can be coupled thereto by means of a clutch (15). The invention proposes that at least one coupling contact point (22.1; 22.2) can be determined based on a rotational speed change of the electric motor (13).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Triebstranganordnung eines Fahrzeugs und Verfahren zur Steuerung des Betriebes derselbenDrive train arrangement of a vehicle and method for controlling the operation of the same
Die Erfindung betrifft eine Triebstranganordnung eines Fahrzeugs mit den imThe invention relates to a drive train arrangement of a vehicle with the in
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen einerseits und ein zugehöriges Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Triebstranganordnung eines Fahrzeugs mit den im Oberbegriff des Anspruchs 6 genannten Merkmalen andererseits.The preamble of claim 1 features mentioned on the one hand and an associated method for controlling the operation of a drive train arrangement of a vehicle with the features mentioned in the preamble of claim 6 on the other hand.
Stand der TechnikState of the art
Eine Triebstranganordnung eines Fahrzeugs und ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Triebstranganordnung eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art sind aus der Offenlegungsschrift DE 100 06 861 A1 bekannt. Die darin beschriebene Triebstranganordnung für ein Kraftfahrzeug beziehungsweise das darin offenbarte Verfahren umfassen aufeinander folgend eine Verbrennungskraftmaschine, eine Starterkupplung, eine elektrische Maschine, eine Fahrkupplung und ein automatisches Getriebe, vorzugsweise automatisiertes Schaltgetriebe. Dabei ist vorgesehen, dass der Starterkupplung und derA drive train arrangement of a vehicle and a method for controlling the operation of a drive train arrangement of a vehicle of the type mentioned are known from the published patent application DE 100 06 861 A1. The drive train arrangement described therein for a motor vehicle or the method disclosed therein comprises successively an internal combustion engine, a starter clutch, an electric machine, a drive clutch and an automatic transmission, preferably an automated manual transmission. It is envisaged that the starter clutch and the
Fahrkupplung ein gemeinsamer Doppelkupplungssteller zugeordnet ist, der eine wahlweise Einstellung des jeweiligen Status, nämlich geöffnet oder geschlossen, der Kupplungen durch Einnahme einer entsprechenden Schaltstellung ermöglicht.Driving a common dual clutch actuator is associated, which allows an optional setting of the respective status, namely open or closed, the couplings by taking a corresponding switching position.
Eine Veränderung der Schaltstellung der Kupplungen erfolgt in der Regel während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs. Insbesondere bei der Starterkupplung oder einer vergleichbaren Vorrichtung zur Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine findet ein Einkuppeln oder ein Auskuppeln automatisch statt. Das automatische Schließen beziehungsweise das automatische Öffnen der relevanten Kupplung während des Fahrbetriebs setzt eine genaue Kenntnis der Kupplungseigenschaften voraus. Andernfalls ist eine exakte Steuerung der entsprechenden Kupplung ausgeschlossen. Eine nicht präzise ansteuerbare und damit nicht exakt arbeitende Kupplung führt nicht nur zu einem frühzeitigen Verschleiß derselben, sondern beeinträchtigt den gesamten Fahrbetrieb in einem erheblichen Maß.A change in the switching position of the clutches is usually during a driving operation of the vehicle. In particular, in the starter clutch or a comparable device for transmitting torque between the internal combustion engine and the electric machine, engagement or disengagement takes place automatically. The automatic closing or the automatic opening of the relevant clutch during driving presupposes a precise knowledge of the coupling properties. Otherwise exact control of the corresponding coupling is excluded. A not precisely controllable and thus not exactly working clutch not only leads to premature wear of the same, but affects the entire driving operation to a considerable extent.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Triebstranganordnung eines Fahrzeugs aufweisend zumindest eine Verbrennungskraftmaschine und eine daran mittels einer schaltbaren Kupplung kuppelbare elektrische Maschine mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass genaue Daten und Informationen des Kupplungsverhaltens bestimmt werden können, wodurch erst eine exakte Steuerung der Kupplung möglich ist. Dabei kann zumindest ein Kuppeltastpunkt anhand einer Drehzahländerung der elektrischen Maschine ermittelt werden. Der Kuppeltastpunkt bildet eine Kupplungseinstellung ab, bei der die Kupplung beginnt oder aufhört, ein Drehmoment zu übertragen. Mit anderen Worten steht der Kuppeltastpunkt stellvertretend für eine Kupplungsposition, die nach einem zurückgelegten Kupplungsweg erreichbar ist und an dem im Anschluss daran ein Kupplungsvorgang beziehungsweise ein Entkupplungsvorgang eingeleitet wird. Der Kuppeltastpunkt stellt somit einen Bezugspunkt für eine Kupplungskennlinie dar.The inventive drive train arrangement of a vehicle having at least one internal combustion engine and an engageable by means of a switchable clutch electric machine with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that accurate data and information of the clutch behavior can be determined, whereby only an exact control of the clutch possible is. In this case, at least one coupling load point can be determined on the basis of a speed change of the electric machine. The coupling load point forms a clutch setting at which the clutch begins or stops transmitting torque. In other words, the coupling load point is representative of a coupling position which can be reached after a clutch travel has been completed and on which a coupling process or a decoupling process is subsequently initiated. The coupling load point thus represents a reference point for a clutch characteristic.
Auf Grund des ermittelten und dadurch bekannten Kuppeltastpunkts kann ein planmäßiger und damit sanfter und effizienter Kupplungsvorgang respektive Entkupplungsvorgang automatisiert durchgeführt werden. Neben einer Verschleißreduzierung der Kupplung kann auch ein verbesserter Fahrkomfort aus Sicht eines das Fahrzeug steuernden Fahrers erwirkt werden. Ferner läßt sich anhand der datengestützten Kenntnisse über das Ansprechverhalten der Kupplung ein äußert agiles Triebstrangverhalten realisieren. Eine rasche Zuschaltung der Verbrennungskraftmaschine zu der elektrischen Maschine oder auch eine zügige Abtrennung der beiden Maschinen voneinander ist hierbei mit einer hohen Präzision durchführbar. Gleiches gilt in analoger Weise für das Verfahren zur Steuerung des Betriebes der Triebstranganordnung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 6.Due to the determined and thus known Kuppentastpunkts a scheduled and therefore gentle and efficient coupling process or uncoupling process can be carried out automatically. In addition to a reduction in wear of the clutch, improved ride comfort can also be obtained from the perspective of a driver controlling the vehicle. Furthermore, an extremely agile drivetrain behavior can be realized on the basis of the data-based knowledge about the response of the clutch. A rapid connection of the internal combustion engine to the electric machine or a rapid separation of the two machines from each other here is feasible with high precision. The same applies analogously to the method for controlling the Operation of the drive train arrangement of a vehicle with the features of claim 6.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments emerge from the features of the dependent claims.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass anhand der Drehzahländerung sowohl der Kuppeltastpunkt beim Öffnen der Kupplung als auch der Kuppeltastpunkt beim Schließen der Kupplung ermittelbar sind. Anhand der ermittelten Kuppeltastpunkte ist eine Erfassung beziehungsweise eineIn an advantageous embodiment of the invention, it is provided that based on the speed change both the Kuppentastpunkt when opening the clutch and the Kuppentastpunkt when closing the clutch can be determined. Based on the determined Kuppentastpunkte is a detection or a
Vermessung einer Kupplungshysterese möglich. Unter der Kupplungshysterese wird in diesem Zusammenhang eine Wegdifferenz eines Kupplungsaktors zwischen den beiden Kuppeltastpunkten bei sich zueinander annähernden oder wieder voneinander entfernenden Kupplungsplatten verstanden. Die Kenntnis über den Verlauf der Kupplungshysterese dient in Verbindung mit dem Verlauf derMeasurement of a clutch hysteresis possible. In this context, the coupling hysteresis is understood to mean a travel difference of a clutch actuator between the two coupling key points in the case of coupling plates approaching one another or being removed again from one another. The knowledge of the course of the clutch hysteresis serves in connection with the course of the
Kupplungskennlinie dazu, Übergangsbereiche beim Öffnen und Schließen der Kupplung zu berücksichtigen. Je genauer die Kupplung vermessen und erfasst ist, desto genauer kann eine Ansteuerung derselben erfolgen.Coupling characteristic to consider transition areas when opening and closing the coupling. The more accurately the clutch is measured and recorded, the more accurate it can be controlled.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der jeweilige Kuppeltastpunkt zur Bildung eines Mittelwertes mehrfach ermittelbar ist. Dadurch können Meßungenauigkeiten relativiert und eine zuverlässige Aussage über das Kupplungsverhalten und die Kupplungseigenschaften gemacht werden. Diese Vorgehensweise bewirkt zudem, dass, abgesehen von dem ersten Öffnungsvorgang einer mehrere Öffnungs- und Schließvorgänge der Kupplung umfassende Messreihe, bei den Öffnungsvorgängen der Kupplung lediglich eine so genannte Gleitreibung an Stelle einer Haftreibung zum Tragen kommt. Unterschieden wird zwischen der Haftreibung und der Gleitreibung deshalb, weil eine zwischen zwei Körpern, insbesondere Kupplungselemente oder Kupplungsplatten, auftretende Reibung unterschiedliche Werte aufweist. Liegen die beiden Körper, gegebenenfalls mit einer Anpresskraft, aufeinander, herrscht Haftreibung vor. Bewegt sich jedoch mindestens einer der beiden Körper, so geht die Haftreibung in die Gleitreibung über. Die Haftreibung ist üblicherweise größer als - A -According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the respective Kuppentastpunkt is repeatedly determined to form an average value. As a result, measuring inaccuracies can be relativized and a reliable statement made about the coupling behavior and the coupling properties. This procedure also causes, apart from the first opening operation of a plurality of opening and closing operations of the clutch comprehensive series of measurements, in the opening operations of the clutch only a so-called sliding friction instead of static friction comes into play. A distinction is made between the static friction and the sliding friction, because a friction occurring between two bodies, in particular coupling elements or coupling plates, has different values. If the two bodies, if necessary with a contact force on each other, prevails static friction. However, if at least one of the two bodies moves, then the static friction is transferred into the sliding friction. Stiction is usually greater than - A -
die Gleitreibung.the sliding friction.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine und/oder die elektrische Maschine mittels einer weiteren Kupplung mit einem Getriebe, insbesondere automatisiertesIn an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the internal combustion engine and / or the electric machine by means of a further clutch with a transmission, in particular automated
Schaltgetriebe, kuppelbar sind. Hierbei entsteht unter Einbeziehung des an die als Triebstrangabschnitt ausgebildete Triebstranganordnung ankuppelbaren Getriebes ein umfassender Antriebsstrang, der als solcher in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, verbaut werden kann.Manual transmission, can be coupled. This results in the inclusion of the trained as a drive train section drive train arrangement can be coupled gear a comprehensive drive train, which can be installed as such in a vehicle, in particular motor vehicle.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine mit einem Energiespeicher, insbesondere wiederaufladbare Batterie, in einer Wirkverbindung steht. Die elektrische Maschine wird einerseits in ihrer Funktion als Antriebseinheit von der Batterie mit Energie versorgt und lädt diese andererseits in ihrer Funktion als Generator. Bei der letztgenannten Funktion wird die elektrische Maschine von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the electric machine is in an operative connection with an energy store, in particular a rechargeable battery. The electrical machine is powered on the one hand in its function as a drive unit of the battery with energy and on the other hand loads them in their function as a generator. In the latter function, the electric machine is driven by the internal combustion engine.
Die Vorteile der abhängigen Anordnungsansprüche gelten in analoger Weise auch für die Merkmale der abhängigen Verfahrensansprüche.The advantages of the dependent arrangement claims apply analogously to the features of the dependent method claims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; diese umfasst vielmehr alle Abwandlungen, Änderungen und Äquivalente, die im Rahmen der Ansprüche möglich sind. Es zeigen:The invention and advantageous embodiments according to the features of the further claims are explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without limiting the invention so far occurs; rather, it encompasses all modifications, changes and equivalents that are possible within the scope of the claims. Show it:
Figur 1 eine vollständige Triebstranganordnung mit einer Einheit zurFigure 1 shows a complete drive train arrangement with a unit for
Drehmomentübertragung, insbesondere Radantrieb, und mit einem Energiespeicher, insbesondere wiederaufladbare Batterie, in einer schematischen Darstellung; Figur 2 einen Funktionsplan zur Erfassung eines ersten Kuppeltastpunkts und eines zweiten Kuppeltastpunkts anhand einer Drehzahländerung und bei konstantem Drehmoment einer elektrischen Maschine; undTorque transmission, in particular wheel drive, and with an energy storage device, in particular rechargeable battery, in a schematic representation; FIG. 2 shows a function diagram for detecting a first dome load point and a second dome load point on the basis of a speed change and at a constant torque of an electric machine; and
Figur 3 einen weiteren Funktionsplan zur Erfassung jeweils mehrerer Werte eines ersten Kuppeltastpunkts und eines zweiten Kuppeltastpunkts anhand einer Drehzahländerung und bei konstantem Drehmoment einer elektrischen Maschine.FIG. 3 shows a further function diagram for detecting in each case a plurality of values of a first coupling load point and of a second coupling load point on the basis of a speed change and with a constant torque of an electrical machine.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In Figur 1 ist eine Triebstranganordnung 10 als Teil eines Antriebsstrangs 11 gezeigt. Die Triebstranganordnung 10 weist eine Verbrennungskraftmaschine 12 und eine elektrische Maschine 13 auf, die über eine gemeinsame Antriebswelle 14 mittels einer Kupplung 15 kuppelbar sind. Die elektrische Maschine 13 ist weiterhin an der gemeinsamen Antriebswelle 14 mit einem Getriebe 16 über eine Zusatzkupplung 17 kuppelbar. Sofern beide Kupplungen 15;17 geschlossen sind, ist dadurch auch die Verbrennungskraftmaschine 12 mit dem Getriebe 16 gekoppelt. Das Getriebe 16 ist vorzugsweise als so genanntes Automatikgetriebe ausführbar, dass letztlich über die Antriebswelle 14 mit einer Drehmomentübertragungseinheit 18, insbesondere Radantrieb, in einer mechanischen Wirkverbindung 19 steht. Eine elektrische Wirkverbindung 20 ist zudem zwischen der elektrischen Maschine 13 - auch Elektromaschine genannt - und einem Energiespeicher 21 , insbesondere wiederaufladbare Batterie, gegeben.FIG. 1 shows a drive train arrangement 10 as part of a drive train 11. The drive train arrangement 10 has an internal combustion engine 12 and an electric machine 13, which can be coupled via a common drive shaft 14 by means of a clutch 15. The electric machine 13 is further coupled to the common drive shaft 14 with a gear 16 via an additional clutch 17. If both clutches 15, 17 are closed, thereby also the internal combustion engine 12 is coupled to the transmission 16. The transmission 16 is preferably embodied as a so-called automatic transmission, that ultimately via the drive shaft 14 with a torque transmission unit 18, in particular wheel drive, is in a mechanical operative connection 19. An electrical operative connection 20 is also between the electric machine 13 - also called electric machine - and an energy storage 21, in particular rechargeable battery, given.
Ein derartiger Aufbau des Antriebsstrangs 11 wird als Kraftstoff-/Elektro- Hybridantrieb beziehungsweise als Parallelhybrid vom Typ P2 bezeichnet, bei dem typischerweise die elektrische Maschine 13 nach der Kupplung 15 und vor dem Getriebe 16 eingebaut ist. Weitere Varianten unter den Parallelhybriden sind der P1 -, der P3- und der P4-Hybrid. Bei dem P1 -Hybriden sitzt die elektrische Maschine 13 auf der Antriebswelle 14, insbesondere Kurbelwelle, direkt hinter der Verbrennungskraftmaschine 12, also vor der Kupplung 15 und dem Getriebe 16. Bei dem P3-Hybriden sitzt die elektrische Maschine 13 an einem zu der Kupplung 15 abgewandten Ende des Getriebes 16. Bei dem P4-Hybriden schließlich wirkt die elektrische Maschine 13 nicht auf dieselbe Antriebswelle 14 wie die Verbrennungskraftmaschine 12, sondern ist auf einer separaten Welle angeordnet.Such a construction of the drive train 11 is referred to as a fuel / electric hybrid drive or as a parallel hybrid type P2, in which typically the electric machine 13 is installed after the clutch 15 and before the transmission 16. Other variants among the parallel hybrids are the P1, the P3 and the P4 hybrid. In the hybrid P1, the electric machine 13 is seated on the drive shaft 14, in particular crankshaft, directly behind the internal combustion engine 12, ie before the clutch 15 and the transmission 16. In the P3 hybrid, the electric machine 13 is seated at one to the clutch Finally, in the P4 hybrids, the electric machine 13 does not act on the same drive shaft 14 as the internal combustion engine 12, but is arranged on a separate shaft.
Die P2-Konfiguration des Antriebsstrangs 11 erlaubt einen elektrischen Fahrbetrieb mit der elektrischen Maschine 13 bei geöffneter Kupplung 15. Sofern ein erhöhter Leistungsbedarf besteht oder der Energiespeicher 21 zu stark entleert ist, erfolgt eine Zuschaltung der Verbrennungskraftmaschine 12 über die Kupplung 15. Die Zuschaltung der Verbrennungskraftmaschine 12 wird hierbei während des Fahrbetriebs vorgenommen. Um diesen Vorgang exakt steuern zu können, muss das Verhalten der Kupplung 15 und deren Kupplungskennlinie bekannt sein. Ein wesentlicher Aspekt ist hierbei die Ermittlung eines ersten Kuppeltastpunktes 22.1 beim Schließen der Kupplung 15 und eines zweiten Kuppeltastpunktes 22.2 beim Öffnen der Kupplung 15 gemäß den Figuren 2 und 3.The P2 configuration of the drive train 11 permits an electric driving operation with the electric machine 13 when the clutch 15 is open. If an increased power requirement exists or the energy store 21 is too heavily emptied, the internal combustion engine 12 is switched on via the clutch 15. The connection of the internal combustion engine 12 is done while driving. In order to control this process exactly, the behavior of the clutch 15 and its clutch characteristic must be known. An essential aspect here is the determination of a first Kuppentastpunktes 22.1 when closing the clutch 15 and a second Kuppentastpunktes 22.2 when opening the clutch 15 according to Figures 2 and 3.
Zur Bestimmung der beiden Kuppeltastpunkte 22.1 ;22.2 nach den Figuren 2 und 3 wird mit der elektrischen Maschine 13 ein kleines Messdrehmoment 24 vorgegeben und nur deren Drehzahl detektiert. Hierfür wird zunächst die Kupplung 15 so weit geschlossen, dass zugehörige Kupplungselemente 15.1 ; 15.2 oder auch Kupplungsplatten eine Drehmomentenübertragung einleiten, bis der erste Kuppeltastpunkt 22.1 sicher überschritten ist. Dann wird mit der elektrischen Maschine 13 das Messdrehmoment über die Antriebswelle 14 auf die Kupplung 15 aufgebracht. Die Kupplung 15 wird in der Folge langsam geöffnet, bis die elektrische Maschine 13 beginnt sich mit einer gewissen Drehzahl 25 zu drehen. Daraufhin wird die Kupplung 15 sofort wieder langsam geschlossen, bis die Drehzahl 25 der elektrischen Maschine 13 wieder sinkt. Schließlich wird die elektrische Maschine 13 abgeschaltet. Sobald die elektrische Maschine 13 zum Stillstand gekommen ist, wird die Kupplung 15 wieder geöffnet. Somit sind die beiden Kuppeltastpunkte 22.1 ;22.2 beim Schließen beziehungsweise beim Öffnen der Kupplung 15 anhand einer Drehzahländerung der elektrischen Maschine 13 ermittelbar.In order to determine the two coupling load points 22.1, 22.2 according to FIGS. 2 and 3, a small measuring torque 24 is predetermined with the electric machine 13 and only its rotational speed is detected. For this purpose, the clutch 15 is first closed so far that associated coupling elements 15.1; 15.2 or even coupling plates initiate a torque transmission until the first coupling load point 22.1 is safely exceeded. Then, the measuring torque is applied to the clutch 15 via the drive shaft 14 with the electric machine 13. The clutch 15 is opened slowly in the sequence until the electric machine 13 starts to rotate at a certain speed 25. Then, the clutch 15 is immediately closed again slowly until the speed 25 of the electric machine 13 drops again. Finally, the electric machine 13 is turned off. Once the electric machine 13 has come to a standstill, the clutch 15 is opened again. Thus, the two Kuppentastpunkte 22.1, 22.2 when closing or when opening the clutch 15 based on a speed change of the electric machine 13 can be determined.
Gemäß Figur 2 ist ein Funktionsplan 23 zur Erfassung des ersten Kuppeltastpunkts 22.1 und des zweiten Kuppeltastpunkts 22.2 anhand der Drehzahländerung der elektrischen Maschine 13 und bei konstantem Drehmoment derselben dargestellt. Der Funktionsplan 23 umfasst hierbei drei Ablaufdiagramme 23.1 ;23.2;23.3, wovon das erste Ablaufdiagramm 23.1 den Verlauf des Drehmoments MEM der elektrischen Maschine 13 über der Zeit t und das zweite Ablaufdiagramm 23.2 den Verlauf der Drehzahl ΠEM der elektrischen Maschine 13 über der Zeit t zeigt. Das dritte Ablaufdiagramm 23.3 stellt ergänzend hierzu Kuppelwege SK der Kupplung 15 beziehungsweise derer Kupplungselemente 15.1 ;15.2 gemäß Figur 1 oder eines Aktors zum Ansteuern der Kupplungselemente 15.1 ;15.2 über der Zeit t dar.According to FIG. 2, a function diagram 23 for detecting the first dome load point 22. 1 and the second dome load point 22. 2 is based on the speed change of FIG electric machine 13 and shown at constant torque thereof. The function diagram 23 in this case comprises three flow diagrams 23.1, 23.2, 23.3, of which the first flow diagram 23.1 the course of the torque M EM of the electric machine 13 over the time t and the second flow diagram 23.2 the course of the speed Π EM of the electric machine 13 over time t shows. The third flow diagram 23.3 additionally represents coupling paths S K of the clutch 15 or of the clutch elements 15.1, 15.2 according to FIG. 1 or an actuator for actuating the clutch elements 15.1, 15.2 over the time t.
Der Ablauf eines Verfahrens zur Erfassung respektive Messung der beiden Kuppeltastpunkte 22.1 ;22.2 stellt sich im Einzelnen wie folgt dar:The sequence of a method for detecting respectively measuring the two coupling test points 22.1, 22.2 is as follows:
Zuerst wird die Kupplung 15 über einen Kuppelweg bis hin zu einer Kuppelposition 22 so weit geschlossen, dass unter Berücksichtigung aller Bauteiltoleranzen das Messdrehmoment 24 nicht zu einem Schlupf an den beiden Kupplungselementen 15.1 ;15.2 gemäß Figur 1 führt. Dann wird die elektrische Maschine 13 mit dem Messdrehmoment 24 beaufschlagt. Dies führt noch nicht zu einer Drehung der Elektromaschine 13, da deren Kupplungsmoment beziehungsweise eine über die Kupplung 15 aufgebrachte Anpresskraft zwischen deren Kupplungselementen 15.1 ;15.2 höher ist als das Messdrehmoment 24. Ein so genanntes Reib- und Losbrechmoment der Verbrennungskraftmaschine 12 ist demgegenüber noch viel höher, so dass diese stillsteht. Sobald sich das Drehmoment 24 der elektrischen Maschine 13 eingestellt hat, wird die Kupplung 15 langsam geöffnet, bis die elektrische Maschine 13 beginnt sich zu drehen. Hierbei ist es ausreichend, eine erste Drehbewegung 25.1 der elektrischen Maschine 13 zu detektieren. Die Detektion der ersten Drehbewegung 25.1 entspricht der Erfassung des ersten Kuppeltastpunkts 22.1 beim Öffnungsvorgang der Kupplung 15.First, the coupling 15 is closed so far via a coupling path up to a coupling position 22 that, taking into account all component tolerances, the measuring torque 24 does not lead to a slip on the two coupling elements 15.1, 15.2 according to FIG. Then, the electric machine 13 is supplied with the measuring torque 24. This does not yet result in a rotation of the electric machine 13, since its clutch torque or a contact force applied via the clutch 15 between its clutch elements 15.1, 15.2 is higher than the measured torque 24. A so-called friction and breakaway torque of the internal combustion engine 12 is much higher so that it stops. Once the torque 24 of the electric machine 13 has been adjusted, the clutch 15 is slowly opened until the electric machine 13 starts to rotate. In this case, it is sufficient to detect a first rotational movement 25.1 of the electric machine 13. The detection of the first rotary motion 25.1 corresponds to the detection of the first coupling load point 22.1 during the opening process of the clutch 15.
Danach wird die Kupplung 15 wieder langsam über eine Zeitspanne geschlossen. Durch eine als Hysterese bezeichnete Eigenschaft der Kupplung 15 führt dies nicht unmittelbar zu einem höheren Kupplungsmoment. Die Elektromaschine 13 wird daher während der Zeitspanne langsam weiter beschleunigt. Allerdings ist die Beschleunigung sehr gering, da als Antriebsmoment nur das Moment zur Verfügung steht, das nach Abzug eines tatsächlichen Kupplungsmoments von dem Moment der Elektromaschine 13 noch zur Verfügung steht. Daher könnte hierbei auch zuerst die Kupplungsposition gehalten und aus der Beschleunigung der Elektromaschine 13 eine Momentendifferenz berechnet werden, um dadurch den ermittelten Tastpunkt zu kompensieren. Daraus würde sich ein Tastpunkt bei Eintritt eines tatsächlichen Schlupfeffekts ergeben. Der unter Einfluss einer Haftreibung ermittelte Tastpunkt könnte dann unberücksichtigt bleiben.Thereafter, the clutch 15 is slowly closed again over a period of time. By a characteristic of the clutch 15, referred to as hysteresis, this does not directly lead to a higher clutch torque. The electric machine 13 is therefore slowly further accelerated during the period. However, the acceleration is very low, since only the moment is available as the drive torque, after deduction of an actual clutch torque from the moment the electric machine 13 is still available. Therefore, the clutch position could also be held first and a moment difference calculated from the acceleration of the electric machine 13 in order to compensate for the determined touch point. This would result in a touch point upon the occurrence of an actual slip effect. The tactile point determined under the influence of a static friction could then be disregarded.
Sobald das Kupplungsmoment wieder ansteigt, fällt die Drehzahl 25 der Elektromaschine 13 wieder. Sobald festgestellt wird, dass die Drehzahl 25 eine Drehzahlverringerung 25.2 erfährt, also fällt statt steigt, ist der weitereAs soon as the clutch torque rises again, the rotational speed 25 of the electric machine 13 drops again. As soon as it is determined that the speed 25 is experiencing a speed reduction 25.2, ie falls instead of rises, is the other
Kuppeltastpunkt 22.2 für den Schließvorgang der Kupplung 15 gefunden. Die elektrische Maschine 13 wird im Anschluss daran wieder ausgeschaltet. Sobald die Elektromaschine 13 ihren Stillstand erreicht hat, wird die Kupplung 15 wieder geöffnet. Alternativ kann die Kupplung 15 auch sofort geöffnet werden, so dass die elektrische Maschine 13 frei ausläuft. Möglich ist es auch, die Elektromaschine 13 durch ein negatives Moment bis zu ihrem Stillstand abzubremsen.Kuppentastpunkt 22.2 found for the closing operation of the clutch 15. The electric machine 13 is then turned off again. Once the electric machine 13 has reached its standstill, the clutch 15 is opened again. Alternatively, the clutch 15 can be opened immediately, so that the electric machine 13 runs free. It is also possible to decelerate the electric machine 13 by a negative moment to its standstill.
Das Messverfahren erlaubt ein Anlegen oder Schließen der Kupplung 15, ohne dass ein Drehmoment vorhanden, oder dass die Verbrennungskraftmaschine 12 in Betrieb ist. Dadurch wird verhindert, dass bei einer schwergängigen Verzahnung einer Mitnehmerscheibe der Kupplung 15 ein Selbsthemmungseffekt eintritt, der zur Ermittlung falscher Werte für den ersten Kuppeltastpunkt 22.1 führt. Da sich der Vorgang bei sehr niedrigen Drehzahlen abspielt, ist auch der Energiebedarf und die Belastung, insbesondere Energieintrag, der Kupplung 15 sehr niedrig. Ferner ist der Messvorgang nicht von der Stabilität eines Drehzahlreglers abhängig. Es werden keine Wartezeiten benötigt, bis der Drehzahlregler einschwingt. Der elektrischen Maschine 13 wird während der gesamten Messung lediglich das konstante Drehmoment 24 vorgegeben. Auf Grund der niedrigen Drehzahl 25 spielt das Drehmoment, das ein Drehmomentwandler benötigt, so gut wie keine Rolle. Es muss daher nicht eine Drehmomentänderung gegenüber einem großen Grundwert detektiert werden. Dadurch wird es möglich, ein wesentlich geringeres Drehmoment für eine Tastpunktadaption mit guter Genauigkeit zu realisieren. Die eigentliche Schlupfphase ist sehr kurz. Auch dadurch ist der Energieverbrauch und der Energieeintrag minimal. Bei niedrigen Drehzahlen weisen Elektromaschinen häufig eine geringere Momentengenauigkeit als bei hohen Drehzahlen auf. Da für das Messverfahren jedoch ein genaues Moment der Elektromaschine 13 bei niedrigen Drehzahlen benötigt wird, kann eine Verbesserung der Genauigkeit des Moments vorgenommen werden, in dem das Moment vor dem eigentlichen Erfassungsverfahren vermessen wird. Hierfür kann bei geöffneter Kupplung 15 und stehender Elektromaschine 13 das kleine Moment der elektrischen Maschine 13 angesteuert werden. Daraufhin wird die elektrische Maschine 13 langsam beschleunigt. Aus der sehr genauen Trägheit der elektrischen Maschine 13 und einer mit ihr verbundenen Masse sowie einer Anstiegsgeschwindigkeit der Drehzahl 25 kann das tatsächliche Moment dann berechnet werden. Störungen, wie zum Beispiel ein an der Zusatzkupplung 17 auch im geöffneten Zustand vorhandenes Reibmoment, werden dadurch vermieden. Diese Messung muss ebenfalls bei kleinen Drehzahlen stattfinden. Da die so genannte Wiederholgenauigkeit der Elektromaschine 13 sehr viel besser ist als die absolute Genauigkeit, ergibt sich folglich eine präzise Messung. Die Messung kann beispielsweise am Ende der Tastpunktmessung durch Öffnen der Kupplung 15 durchgeführt werden.The measurement method allows the clutch 15 to be applied or closed without torque being present or the internal combustion engine 12 to be in operation. This prevents that with a stiff toothing of a drive plate of the clutch 15, a self-locking effect occurs, which leads to the determination of incorrect values for the first coupling load point 22.1. Since the process takes place at very low speeds, the energy requirement and the load, in particular energy input, the clutch 15 is very low. Furthermore, the measurement process is not dependent on the stability of a speed controller. No waiting times are needed until the speed controller settles. The electric machine 13 is given only the constant torque 24 during the entire measurement. Due to the low speed 25, the torque required by a torque converter hardly matters. It is therefore not necessary to detect a torque change compared to a large basic value. This makes it possible to realize a much lower torque for a Tastpunktadaption with good accuracy. The actual hatching phase is very short. This also minimizes energy consumption and energy input. At low speeds, electric machines often have a lower torque accuracy than at high speeds. However, since the measuring method requires an accurate torque of the electric machine 13 at low speeds, an improvement in the accuracy of the moment can be made by measuring the torque before the actual detection process. For this purpose, the small torque of the electric machine 13 can be controlled with the clutch 15 and the electric machine 13 open. Then the electric machine 13 is slowly accelerated. From the very precise inertia of the electric machine 13 and an associated mass and a rate of increase of the speed 25, the actual torque can then be calculated. Faults, such as a friction torque present on the additional clutch 17 even in the opened state, are thereby avoided. This measurement must also take place at low speeds. Since the so-called repeat accuracy of the electric machine 13 is much better than the absolute accuracy, therefore, results in a precise measurement. The measurement can be performed, for example, at the end of the Tastpunktmessung by opening the clutch 15.
Gemäß Figur 3 ist ein weiterer Funktionsplan 26 zur Erfassung des ersten Kuppeltastpunkts 22.1 und des zweiten Kuppeltastpunkts 22.2 anhand der Drehzahländerung der elektrischen Maschine 13 und bei konstantem Drehmoment derselben dargestellt. Der weitere Funktionsplan 26 umfasst ebenso wie der Funktionsplan nach Figur 2 drei Ablaufdiagramme 26.1 ;26.2;26.3, wovon das erste Ablaufdiagramm 26.1 den Verlauf des Drehmoments MEM der elektrischenAccording to FIG. 3, a further function diagram 26 for detecting the first coupling load point 22. 1 and the second coupling load point 22. 2 is illustrated on the basis of the speed change of the electric machine 13 and at a constant torque thereof. The further function diagram 26, like the functional diagram according to FIG. 2, comprises three flow diagrams 26.1, 26.2, 26.3, of which the first flow diagram 26.1 shows the profile of the torque M EM of the electric motor
Maschine 13 über der Zeit t und das zweite Ablaufdiagramm 26.2 den Verlauf der Drehzahl ΠEM der elektrischen Maschine 13 über der Zeit t zeigt. Das dritte Ablaufdiagramm 26.3 stellt ergänzend hierzu Kuppelwege SK der Kupplung 15 beziehungsweise derer Kupplungselemente 15.1 ;15.2 gemäß Figur 1 oder eines Aktors zum Ansteuern der Kupplungselemente 15.1 ;15.2 über der Zeit t dar.Machine 13 over the time t and the second flowchart 26.2 shows the course of the rotational speed Π EM of the electric machine 13 over the time t. The third flowchart 26.3 additionally represents coupling paths S K of the clutch 15 or of the clutch elements 15.1, 15.2 according to FIG. 1 or an actuator for actuating the clutch elements 15.1, 15.2 over the time t.
Der Ablauf eines dem weiteren Funktionsplan 26 zugeordneten Verfahrens zur Erfassung respektive Messung der beiden Kuppeltastpunkte 22.1 ;22.2 stellt sich hierbei im Einzelnen wie folgt dar: Zunächst wird die Kupplung 15 über einen Kuppelweg bis hin zu der Kuppelposition 22 derart geschlossen, dass unter Berücksichtigung aller Bauteiltoleranzen das Messdrehmoment 24 nicht zu einem Schlupf an den beiden Kupplungselementen 15.1 ;15.2 gemäß Figur 1 führt. Danach wird das konstante Drehmoment 24 der Elektromaschine 13 eingestellt. Dann wird jeweils unterhalb einer unteren Drehzahlschwelle 27.1 die Kupplung 15 langsam geöffnet, bis die Drehzahl 25 wieder zu steigen beginnt. Auch hierbei ist die erste Drehbewegung 25.1 maßgebend für den ersten Kuppeltastpunkt 22.1. Sofern eine obere Drehzahlschwelle 27.2 erreicht wird, erfolgt so lange ein langsames Schließen der Kupplung 15, bis die Drehzahl 25 zu fallen beginnt. Die Drehzahlabsenkung 25.2 entspricht dem zweiten Kuppeltastpunkt 22.2. Auf diese Weise pendelt die Drehzahl 25 in der Art eines Zweipunktreglers zwischen zwei niedrigen Drehzahl werten. Dadurch können mehrere Messwerte und damit mehrere Kupplungspositionen für den jeweiligen Kuppeltastpunkt 22.1 ;22.2 beim Öffnen beziehungsweise beim Schließen der Kupplung 15 messtechnisch erfasst werden. In der Folge ist die Durchführung einer Mittelwertbildung möglich. Der jeweils erfasste Wert kann schließlich für jeden Punkt über die Drehzahländerung und die Massenträgheit korrigiert werden.The sequence of a method associated with the further function diagram 26 for detecting or measuring the two coupling key points 22.1, 22.2 is shown in detail as follows: First, the clutch 15 is closed via a coupling path up to the coupling position 22 such that, taking into account all component tolerances, the measuring torque 24 does not lead to a slip on the two coupling elements 15.1, 15.2 according to FIG. Thereafter, the constant torque 24 of the electric machine 13 is adjusted. Then, in each case below a lower speed threshold 27.1, the clutch 15 is slowly opened until the speed 25 begins to rise again. Again, the first rotary motion 25.1 is decisive for the first coupling load point 22.1. If an upper speed threshold 27.2 is reached, there is a slow closing of the clutch 15 until the speed 25 begins to fall. The speed reduction 25.2 corresponds to the second coupling load point 22.2. In this way, the speed 25 fluctuates in the manner of a two-point controller between two low speed values. As a result, a plurality of measured values and thus a plurality of coupling positions for the respective coupling load point 22.1, 22.2 during the opening or closing of the clutch 15 can be detected metrologically. As a result, averaging is possible. The value recorded in each case can be corrected for each point via the speed change and the mass inertia.
Bei dem Messverfahren gemäß Figur 3 erfolgt nach dem ersten Öffnen der Kupplung 15 jede weitere Kupplungsöffnung nunmehr unter dem Einfluss der Gleitreibung und nicht unter dem Einfluss der Haftreibung.In the measuring method according to FIG. 3, after the first opening of the clutch 15, each further coupling opening now takes place under the influence of the sliding friction and not under the influence of the static friction.
Zusammenfassend erfolgt bei beiden Messverfahren die Ermittlung der jeweiligen Kuppeltastpunkte 22.;22.2 anhand der Drehzahländerung, insbesondere anhand einer Drehzahlregelung, und konstantem Drehmoment 24 der elektrischen Maschine 13, so dass nur die Drehzahl 25 der elektrischen Maschine 13 erfasst respektive verfolgt werden muss. Dadurch ist eine Adaption der Kupplungstastpunkte 22.1 ;22.2 in einem P2-Hybridantrieb erzielbar. Die bei den Messverfahren anfallenden Messwerte werden im Allgemeinen einem Steuergerät zugeführt, das zur Signalverarbeitung, insbesondere Verarbeitung von Messsignalen und Messinformationen, dient. Das Steuergerät wiederum kann zusammen mit der Triebstranganordnung 10 beziehungsweise dem Antriebsstrang 11 Teil eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeug, sein.In summary, in both measuring methods, the determination of the respective coupling load points 22, 22.2 is based on the speed change, in particular on the basis of a speed control, and constant torque 24 of the electric machine 13, so that only the speed 25 of the electric machine 13 must be detected or tracked. As a result, an adaptation of the clutch touch points 22.1, 22.2 in a P2 hybrid drive can be achieved. The measured values obtained in the measurement methods are generally supplied to a control unit which serves for signal processing, in particular processing of measurement signals and measurement information. The control unit in turn can together with the drive train arrangement 10 or the drive train 11 part of a vehicle, in particular motor vehicle be.
Die Messverfahren können mit geringen Einschränkungen der Adaptionsqualität auch eingesetzt werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine in Betrieb ist und sich im Leerlauf befindet. Dabei ist die Zusatzkupplung 17 gemäß Figur 1 geöffnet, so dass kein Drehmoment an das Getriebe 16 weitergeleitet wird. Der Kuppeltastpunkt wird dann anhand einer Drehzahländerung der elektrischen Maschine relativ zu der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Ein erstes Anlegen oder Schließen der Kupplung 15 zu Beginn der Messverfahren erfolgt vorzugsweise bei Drehzahlgleichheit der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine, so dass kein Drehmoment über die Kupplung 15 vorhanden ist oder entsteht. Damit werden Selbsthemmungseffekte, die zur Ermittlung falscher Werte für den Kuppeltastpunkt führen können, vermieden. Zur Einstellung der Drehzahlgleichheit, muss die elektrische Maschine bei geöffneter Kupplung 15 und geöffneter Zusatzkupplung 17 ein Kompensationsmoment erzeugen, um vorhandene Reibmomente auszugleichen. Durch die Bestimmung des Kompensationsmoments und einer Berücksichtigung beziehungsweise Aufschaltung desselben während der Ermittlung des Kuppeltastpunktes, kann das Messdrehmoment 24 sehr genau vorgegeben werden. The measuring methods can also be used with slight limitations of the adaptation quality when the internal combustion engine is in operation and is idling. In this case, the additional clutch 17 is opened according to Figure 1, so that no torque is forwarded to the transmission 16. The Kuppentastpunkt is then determined based on a speed change of the electric machine relative to the idle speed of the internal combustion engine. A first application or closing of the clutch 15 at the beginning of the measurement process is preferably carried out at the same speed of rotation of the internal combustion engine and the electric machine, so that no torque via the clutch 15 is present or arises. This prevents self-locking effects that can lead to the determination of incorrect values for the coupling point. To set the speed equality, the electric machine with the clutch 15 open and the auxiliary clutch 17 open generate a compensation torque to compensate for existing friction moments. By determining the compensation torque and considering or connecting it during the determination of the coupling load point, the measuring torque 24 can be specified very precisely.

Claims

Ansprüche claims
1. Triebstranganordnung (10) eines Fahrzeugs aufweisend zumindest eine Verbrennungskraftmaschine (12) und eine daran mittels einer Kupplung (15) kuppelbare elektrische Maschine (13), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kuppeltastpunkt (22.1 ;22.2) anhand einer Drehzahländerung der elektrischen Maschine (13) ermittelbar ist.A drive train arrangement (10) of a vehicle having at least one internal combustion engine (12) and an electric machine (13) which can be coupled thereto by means of a clutch (15), characterized in that at least one coupling load point (22.1; 22.2) is based on a speed change of the electrical machine ( 13) can be determined.
2. Triebstranganordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Drehzahländerung sowohl der Kuppeltastpunkt (22.1 ) beim Öffnen der Kupplung (15) als auch der Kuppeltastpunkt (22.2) beim Schließen der Kupplung (15) ermittelbar sind.2. drive train arrangement (10) according to claim 1, characterized in that based on the speed change both the Kuppentastpunkt (22.1) when opening the clutch (15) and the Kuppentastpunkt (22.2) when closing the clutch (15) can be determined.
3. Triebstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kuppeltastpunkt (22.1 ;22.2) zur Bildung eines Mittelwertes mehrfach ermittelbar ist.3. drive train arrangement (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the respective Kuppentastpunkt (22.1; 22.2) to determine an average value can be determined several times.
4. Triebstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (12) und/oder die elektrische Maschine (13) mittels einer Zusatzkupplung (17) mit einem Getriebe (16), insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, kuppelbar sind.4. drive train arrangement (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (12) and / or the electric machine (13) by means of an additional clutch (17) with a transmission (16), in particular automated manual transmission, can be coupled.
5. Triebstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (13) mit einem Energiespeicher (21 ), insbesondere wiederaufladbare Batterie, in einer Wirkverbindung steht.5. drive train arrangement (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (13) with an energy store (21), in particular rechargeable battery, is in operative connection.
6. Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer Triebstranganordnung (10) eines Fahrzeugs mit zumindest einer Verbrennungskraftmaschine (12) und mit einer daran mittels einer Kupplung (15) kuppelbaren elektrischen Maschine (13), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kuppeltastpunkt (22.1 ;22.2) anhand einer Drehzahländerung der elektrischen Maschine (13) ermittelt wird. 6. A method for controlling the operation of a drive train arrangement (10) of a vehicle having at least one internal combustion engine (12) and an electric machine (13) which can be coupled thereto by means of a clutch (15), characterized in that at least one coupling load point (22.1; 22.2) is determined by a speed change of the electric machine (13).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Drehzahländerung sowohl der Kupplungstastpunkt (22.1 ) beim Öffnen der Kupplung (15) als auch der Kupplungstastpunkt (22.2) beim Schließen der Kupplung (22.2) ermittelt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that based on the speed change both the Kupplungstastpunkt (22.1) when opening the clutch (15) and the Kupplungstastpunkt (22.2) when closing the clutch (22.2) are determined.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kuppeltastpunkt (22.1 ;22.2) zur Bildung eines Mittelwertes mehrfach ermittelt wird.8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the respective Kuppentastpunkt (22.1; 22.2) is repeatedly determined to form an average value.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (12) und/oder die elektrische Maschine (13) mittels einer Zusatzkupplung (17) mit einem Getriebe (16), insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, gekuppelt wird.9. The method according to any one of claims 6, 7 or 8, characterized in that the internal combustion engine (12) and / or the electric machine (13) by means of an additional clutch (17) with a transmission (16), in particular automated manual transmission is coupled ,
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher (21 ), insbesondere wiederaufladbar Batterie, die elektrische Maschine (13) mit Energie versorgt oder mittels der elektrischen Maschine (13) wiederaufgeladen wird.10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that an energy store (21), in particular rechargeable battery, the electrical machine (13) is supplied with energy or by means of the electric machine (13) is recharged.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Maschine (13) ein Messdrehmoment (24) vorgegeben wird.11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the electrical machine (13) a measuring torque (24) is specified.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigerung der Genauigkeit des Messdrehmoments (24) durch eine dynamische Messung erfolgt.12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that an increase in the accuracy of the measuring torque (24) is effected by a dynamic measurement.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn einer Messung ein erstes Anlegen oder Schließen der Kupplung (15) erfolgt, ohne dass dabei ein Drehmoment über die Kupplung (15) einwirkt oder entsteht.13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized in that at the beginning of a measurement, a first application or closing of the clutch (15) takes place without causing a torque via the clutch (15) acts or arises.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des zumindest einen Kuppeltastpunkts (22.1 ;22.2) Beschleunigung und Rotorträgheit der elektrischen Maschine (13) berücksichtigt werden. 14. The method according to any one of claims 6 to 13, characterized in that in the determination of the at least one Kuppeltastpunkts (22.1; 22.2) Acceleration and rotor inertia of the electric machine (13) are taken into account.
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