WO2020103973A1 - VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG EINER KUPPLUNGSKENNGRÖßE IM GENERATORBETRIEB - Google Patents

VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG EINER KUPPLUNGSKENNGRÖßE IM GENERATORBETRIEB

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WO2020103973A1
WO2020103973A1 PCT/DE2019/100906 DE2019100906W WO2020103973A1 WO 2020103973 A1 WO2020103973 A1 WO 2020103973A1 DE 2019100906 W DE2019100906 W DE 2019100906W WO 2020103973 A1 WO2020103973 A1 WO 2020103973A1
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clutch
speed
torque
electric motor
transmission torque
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PCT/DE2019/100906
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Ralf Mannsperger
Timo ENDERS
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D2500/7044—Output shaft torque
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a clutch parameter of a clutch installed in a drive train of a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the automated or partially automated actuation of the clutch is usually carried out by a clutch actuator, in which an actuating unit is displaced along a travel path and thereby actuates the clutch.
  • the transferred one depends
  • the properties of the clutch that determine the transmission torque can change during operation of the vehicle, for example due to
  • Coupling parameters are of great importance. While the travel path can be evaluated and readjusted using sensors, the coefficient of friction of the friction linings and thus the transmission torque is more difficult to determine.
  • WO 2016/008463 proposes a method for adapting a coefficient of friction of a flybridge clutch.
  • the flybridge disconnect coupling connects an internal combustion engine to an electric motor. With the internal combustion engine running, the clutch is first opened and then closed until the Slipping clutch is operated. The output speed on the drive train remains constant. The coefficient of friction is then adapted as a function of the position of the actuating unit from which the clutch is operated in a slipping manner.
  • the object of the present invention is to improve a method for determining a clutch parameter of a clutch installed in a drive train of a vehicle. In particular, the determination should take place at smaller intervals.
  • At least one of these tasks is solved by a method for determining a clutch parameter of a clutch installed in a drive train of a vehicle with the features according to claim 1. Accordingly, a
  • Coupling input and is connected to an internal combustion engine and can take over generator operation and is thereby driven by the internal combustion engine, a second electric motor being connected to the clutch output, the clutch input having a first speed and the
  • Coupling output can have a second speed
  • Transmission torque in generator mode is determined by actuating the clutch to assume a slipping state and thereby setting a predetermined speed difference between the first and second speed, the clutch input torque applied to the clutch input being subsequently determined and the transmission torque being determined depending on the clutch input torque.
  • the influence on the vehicle resulting from the implementation of the method can be so slight that this method can take place from the outside and unnoticed by the vehicle users.
  • the reliability of the clutch can be increased and the operational safety and driving comfort of the vehicle can be improved.
  • the first electric motor can produce a first drive torque.
  • the first electric motor can provide a first drive torque at the clutch input.
  • a rotor of the first electric motor can be connected to an output of the internal combustion engine.
  • the second electric motor can produce a second drive torque.
  • the second electric motor can deliver the second drive torque to a vehicle wheel.
  • the internal combustion engine can produce a third drive torque.
  • the clutch input torque can be mainly by the third
  • the first and third drive torques can be applied together at the clutch input.
  • the first electric motor produces a first counter-torque compared to the third in generator operation
  • Torque difference between the third drive torque and the first counter torque is determined.
  • the speed difference is set by the second electric motor specifying, in particular regulating, the second speed.
  • the speed difference is set by the internal combustion engine specifying, in particular regulating, the first speed.
  • the internal combustion engine can be operated at a constant speed.
  • the first speed is preferably approximately constant in generator operation.
  • the first speed in generator mode can be an optimal speed of the internal combustion engine at which the internal combustion engine has the highest
  • the speed difference can also be set by the first electric motor specifying, in particular regulating, the first speed.
  • the clutch is opened in generator mode and the clutch is used to determine the transmission torque operated.
  • the first and second electric motors can act in a serial hybrid arrangement.
  • the first electric motor can be driven by the internal combustion engine and generate electrical energy that the second electric motor can convert into drive energy.
  • the electrical energy generated can be supplied to an electrical energy store, for example a rechargeable battery.
  • the second speed is less than the first speed.
  • the second speed can also be greater than the first speed.
  • the first and second speed are approximately constant when determining the transmission torque.
  • the clutch is a disconnect clutch, in particular a KO clutch.
  • the second electric motor can be mechanically independent of the first electric motor and the
  • the coefficient of friction can depend on the determined
  • Figure 1 A drive train of a vehicle with a clutch
  • Coupling characteristic is determined according to a method in a special embodiment of the invention.
  • Figure 2 A method for determining a clutch parameter in a
  • Figure 3a A drive train of a vehicle with one in a first
  • the clutch characteristic is determined according to a method in a special embodiment of the invention.
  • Figure 3b A time course of the first and second speed in the first
  • the clutch parameter is determined according to a method in a further special embodiment of the invention.
  • Figure 4a A drive train of a vehicle with one in a second
  • Figure 4b A time course of the first and second speed in the second
  • the clutch parameter is determined according to a method in a further special embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a drive train 10 of a vehicle with a clutch 18, the transmission torque according to a method in a special
  • Embodiment of the invention is determined.
  • the drive train comprises an internal combustion engine 12 which is connected to a first electric motor 14.
  • An output of the internal combustion engine 12 with a rotor 16 is the first
  • Electric motor 14 rotatably connected.
  • the first electric motor 14 is connected to a clutch 18.
  • the rotor 16 is rotatably connected to a clutch input 20 of the clutch 18.
  • a Clutch output 22 of clutch 18 can be brought into operative engagement with clutch input 20 when clutch 18 is actuated. If clutch 18 is closed, a torque can be transmitted between clutch input 20 and clutch output 22. The torque transmitted by the clutch 18 at a certain point in time represents the transmission torque.
  • the clutch output 22 is connected to a second electric motor 24.
  • a rotor 26 of the second electric motor 24 is connected to the clutch output 22 in a rotationally fixed manner.
  • the rotor 26 is also connected to a vehicle wheel 28.
  • the first electric motor 14 can have a first drive torque
  • the second electric motor 14 can have a first drive torque
  • Electric motor 24 can produce a second drive torque and internal combustion engine 12 can produce a third drive torque.
  • Drive torque can be applied to the clutch input 20.
  • the second drive torque can be applied to the clutch output 22 and to the vehicle wheel 28.
  • the clutch 18 is a disconnect clutch, in particular a K0 clutch. When clutch 18 is open, second electric motor 24 can move mechanically
  • the second electric motor 24 alone can do the second
  • the vehicle can be moved by the second drive torque.
  • the first electric motor 14 can be in generator operation, in particular when the clutch 18 is open, in which the first electric motor 14 brings about a first counter torque with respect to the third drive torque. in the
  • the first electric motor 14 and the second electric motor 24 act in a serial flybridge arrangement.
  • the first electric motor 14 is thereby
  • Internal combustion engine 12 is driven and thus generates electrical energy, which the second electric motor 24 can convert into drive energy as the second drive torque.
  • the torque applied to the clutch input 20 during generator operation as the clutch input torque is mainly determined by the third Drive torque formed. This corresponds in particular
  • FIG. 2 shows a method 100 for determining a clutch parameter in a further special embodiment of the invention.
  • the method 100 determines a clutch parameter of a clutch installed in a drive train of a vehicle.
  • the clutch enables the transmission of a
  • a first electric motor is connected to the clutch input and to an internal combustion engine.
  • the first electric motor can be any one of the clutch input and to an internal combustion engine.
  • the first speed in generator mode can be an optimal speed of the internal combustion engine at which the internal combustion engine has the highest
  • a second electric motor is connected to the clutch output.
  • the second electric motor changes the second speed depending on, for example
  • Vehicle load request The second speed is thus present at the clutch output of the opened clutch depending on an operating state of the vehicle.
  • the determination of the transmission torque is triggered when a
  • Threshold value check 101 of the speed difference between the first and second speed reveals that the speed difference falls below a threshold value. If a release occurs, the clutch is used to determine the
  • Generator operation of the first electric motor is determined by actuating the clutch by means of a clutch actuation 102 in order to assume a slipping state.
  • a predetermined speed difference 104 is set between the first and second speed.
  • the second speed can be lower or higher than the first speed.
  • the speed difference can be 100 rpm.
  • the speed difference is set by the internal combustion engine still providing 105 the constant first speed that is present during generator operation at the clutch input and the second electric motor specifying 106, in particular regulating, the second speed.
  • the first and second speed are approximately constant when determining the transmission torque.
  • the transmission torque and the speed difference from the second and first speed are used to determine 116 a coefficient of friction of the clutch.
  • An adaptation 118 of the clutch parameter stored in a clutch control of the clutch can then take place as a function of the determined coefficient of friction.
  • FIG. 3a shows a drive train 10 of a vehicle with a clutch 18 which is in a first operating state, the clutch parameter of which is determined according to a method in a special embodiment of the invention.
  • the drive train 10 comprises an internal combustion engine 12 which is connected to a first electric motor 14 and together with the first electric motor 14 to a clutch 18.
  • the clutch 18 is followed by a second electric motor 24 which is connected to a vehicle wheel. In the first operating state, the clutch is open.
  • the clutch characteristic is determined according to a method in a further special embodiment of the invention.
  • the first electric motor is in generator mode, in which the
  • the second speed 202 caused by the second electric motor changes over time as a function of the load requirement of the vehicle and is, for example, less than the first speed 200.
  • FIG. 4a shows a drive train 10 of a vehicle with a clutch 18 which is in a second operating state, the clutch parameter of which is determined according to a method in a special embodiment of the invention.
  • the clutch 18 is in a slipping state in which the clutch input 20 has a first speed and the clutch output 22 has a second speed.
  • the clutch characteristic is determined according to a method in a further special embodiment of the invention.
  • the first electric motor is in generator mode.
  • the clutch is actuated and transferred to a slipping mode in which the second electric motor sets a constant second speed 202.
  • the first speed 200 is set constant by the internal combustion engine driving the first electric motor in generator mode. The speed difference is thus kept constant from time ti in order to be able to determine the transmission torque.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang (10) eines Fahrzeugs verbauten Kupplung (18) zur Übertragung eines Übertragungsdrehmoments zwischen einem Kupplungseingang (20) und einem Kupplungsausgang (22), wobei ein erster Elektromotor (14) mit dem Kupplungseingang (20) und mit einem Verbrennungsmotor (12) verbunden ist und einen Generatorbetrieb einnehmen kann und dabei von dem Verbrennungsmotor (12) angetrieben wird, wobei ein zweiter Elektromotor (24) mit dem Kupplungsausgang (22) verbunden ist, wobei der Kupplungseingang (20) eine erste Drehzahl und der Kupplungsausgang (22) eine zweite Drehzahl aufweisen kann, wobei das Übertragungsdrehmoment im Generatorbetrieb ermittelt wird, indem die Kupplung (18) betätigt wird, um einen schlupfenden Zustand einzunehmen und dabei eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl eingestellt (104) wird, wobei das am Kupplungseingang (20) anliegende Kupplungseingangsmoment anschließend ermittelt (107) wird und das Übertragungsdrehmoment abhängig von dem Kupplungseingangsmoment bestimmt (108, 114) wird.

Description

Verfahren zur Ermittlung einer Kupplunqskennqröße im Generatorbetrieb
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verbauten Kupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei automatisiert betätigten Kupplungen ist die Kenntnis der Kupplungskenngrössen, von denen die Betätigung der Kupplung abhängig ist, von entscheidender Bedeutung zur Verwirklichung eines guten Fahrkomforts und zur Sicherstellung der
Betriebssicherheit der Kupplung und des Fahrzeugs. Die automatisierte oder teilweise automatisierte Betätigung der Kupplung erfolgt üblicherweise durch einen Kupplungsaktor, bei dem eine Stelleinheit entlang eines Verfahrwegs verschoben wird und dadurch die Kupplung betätigt. Dabei hängt das übertragene
Übertragungsdrehmoment der Kupplung von der Position der Stelleinheit und von dem Reibwert des Reibbelags oder der Reibbeläge der Kupplung ab. Diese
Abhängigkeit zwischen Übertragungsmoment und Verfahrweg kann durch eine Kupplungskennlinie beschrieben werden, die in einer Kupplungssteuerung der Kupplung hinterlegt ist.
Die das Übertragungsdrehmoment bestimmenden Eigenschaften der Kupplung können sich im Betrieb des Fahrzeugs ändern, beispielsweise aufgrund von
Temperaturschwankungen, Verschleiß oder durch Ermüdungsvorgänge in den Bauteilen. Für einen zuverlässigen Betrieb der Kupplung ist die Kenntnis der
Kupplungskenngrössen jedoch von hoher Bedeutung. Während der Verfahrweg über eine Sensorik ausgewertet und nachgeregelt werden kann ist der Reibwert der Reibbeläge und damit das Übertragungsdrehmoment schwieriger zu ermitteln.
In der WO 2016/008463 wird ein Verfahren zur Adaption eines Reibwertes einer Flybridtrennkupplung vorgeschlagen. Die Flybridtrennkupplung verbindet einen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor. Die Kupplung wird bei laufendem Verbrennungsmotor zunächst geöffnet und anschließend soweit geschlossen, bis die Kupplung schlupfend betrieben wird. Die Ausgangsdrehzahl am Antriebsstrang bleibt dabei konstant. Die Adaption des Reibwertes erfolgt anschließend in Abhängigkeit von der Position der Stelleinheit, ab der die Kupplung schlupfend betrieben wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verbauten Kupplung zu verbessern. Insbesondere soll die Ermittlung in kleineren Zeitabständen erfolgen.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verbauten Kupplung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein
Verfahren zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verbauten Kupplung zur Übertragung eines
Übertragungsdrehmoments zwischen einem Kupplungseingang und einem
Kupplungsausgang vorgeschlagen, wobei ein erster Elektromotor mit dem
Kupplungseingang und mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist und einen Generatorbetrieb einnehmen kann und dabei von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei ein zweiter Elektromotor mit dem Kupplungsausgang verbunden ist, wobei der Kupplungseingang eine erste Drehzahl und der
Kupplungsausgang eine zweite Drehzahl aufweisen kann, wobei das
Übertragungsdrehmoment im Generatorbetrieb ermittelt wird, indem die Kupplung betätigt wird, um einen schlupfenden Zustand einzunehmen und dabei eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl eingestellt wird, wobei das am Kupplungseingang anliegende Kupplungseingangsmoment anschließend ermittelt wird und das Übertragungsdrehmoment abhängig von dem Kupplungseingangsmoment bestimmt wird.
Dadurch kann die Ermittlung der Kupplungskenngröße, die von dem
Übertragungsdrehmoment abhängt, in zeitlich kleineren Abständen erfolgen.
Weiterhin kann der durch die Durchführung des Verfahrens sich ergebene Einfluss auf das Fahrzeug derart gering ausfallen, dass dieses Verfahren von aussen und von den Fahrzeugnutzern unbemerkt erfolgen kann. Die Zuverlässigkeit der Kupplung kann erhöht und die Betriebssicherheit und der Fahrkomfort des Fahrzeugs verbessert werden. Der erste Elektromotor kann ein erstes Antriebsdrehmoment bewirken. Der erste Elektromotor kann ein erstes Antriebsdrehmoment an dem Kupplungseingang bereitstellen. Ein Rotor des ersten Elektromotors kann mit einem Abtrieb des Verbrennungsmotors verbunden sein.
Der zweite Elektromotor kann ein zweites Antriebsdrehmoment bewirken. Der zweite Elektromotor kann das zweite Antriebsdrehmoment an ein Fahrzeugrad abgeben.
Der Verbrennungsmotor kann ein drittes Antriebsdrehmoment bewirken. Das Kupplungseingangsmoment kann hauptsächlich durch das dritte
Antriebsdrehmoment gebildet werden. Das erste und dritte Antriebsdrehmoment können gemeinsam an dem Kupplungseingang anliegen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bewirkt der erste Elektromotor im Generatorbetrieb ein erstes Gegenmoment gegenüber dem dritten
Antriebsdrehmoment, wobei das Übertragungsdrehmoment als gleich der
Drehmomentdifferenz zwischen dem dritten Antriebsdrehmoment und dem erstem Gegenmoment ermittelt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Drehzahldifferenz eingestellt, indem der zweite Elektromotor die zweite Drehzahl vorgibt, insbesondere regelt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Drehzahldifferenz eingestellt, indem der Verbrennungsmotor die erste Drehzahl vorgibt, insbesondere regelt.
Im Generatorbetrieb kann der Verbrennungsmotor mit einer konstanten Drehzahl betrieben werden. Bevorzugt ist die erste Drehzahl im Generatorbetrieb annähernd konstant. Die erste Drehzahl im Generatorbetrieb kann eine optimale Drehzahl des Verbrennungsmotors sein, bei der der Verbrennungsmotor den höchsten
Wirkungsgrad aufweist.
Die Drehzahldifferenz kann auch eingestellt werden, indem der erste Elektromotor die erste Drehzahl vorgibt, insbesondere regelt.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Kupplung im Generatorbetrieb geöffnet und die Kupplung wird für die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments betätigt. Im Generatorbetrieb kann der erste und zweite Elektromotor in serieller Hybridanordnung wirken. Der erste Elektromotor kann durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden und elektrische Energie erzeugen, die der zweite Elektromotor in Antriebsenergie umsetzen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die erzeugte elektrische Energie einem elektrischen Energiespeicher zukommen, beispielsweise einem Akku.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die zweite Drehzahl kleiner als die erste Drehzahl. Auch kann die zweite Drehzahl grösser als die erste Drehzahl sein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die erste und zweite Drehzahl bei Ermittlung des Übertragungsdrehmoments annähernd konstant.
In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird die Ermittlung des
Übertragungsdrehmoments ausgelöst, wenn die Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl einen Schwellwert unterschreitet. Dadurch kann die von dem zweiten Elektromotor vorzugebende zweite Drehzahl zur Durchführung des
Verfahrens unmerklicher angepasst werden.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Kupplung eine Trennkupplung, insbesondere eine KO-Kupplung. Bei geöffneter Kupplung kann sich der zweite Elektromotor mechanisch unabhängig von dem ersten Elektromotor und dem
Verbrennungsmotor bewegen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden das
Übertragungsdrehmoment und die Drehzahldifferenz aus zweiter und erster Drehzahl zur Festlegung eines Reibwertes verwendet. Eine Anpassung der in einer
Kupplungssteuerung der Kupplung hinterlegten Kupplungskenngrösse,
beispielsweise dem Reibwert, kann abhängig von der ermittelten
Kupplungskenngrösse erfolgen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen. Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Kupplung, deren
Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird.
Figur 2: Ein Verfahren zur Ermittlung einer Kupplungskenngrösse in einer
weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3a: Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer sich in einem ersten
Betriebszustand befindenden Kupplung, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird.
Figur 3b: Einen Zeitverlauf der ersten und zweiten Drehzahl in dem ersten
Betriebszustand der Kupplung, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird.
Figur 4a: Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer sich in einem zweiten
Betriebszustand befindenden Kupplung, bei der ein Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ausgeübt wird.
Figur 4b: Einen Zeitverlauf der ersten und zweiten Drehzahl in dem zweiten
Betriebszustand der Kupplung, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird.
Figur 1 zeigt einen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs mit einer Kupplung 18, deren Übertragungsdrehmoment gemäß einem Verfahren in einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 12 der mit einem ersten Elektromotor 14 verbunden ist. Dabei ist ein Abtrieb des Verbrennungsmotors 12 mit einem Rotor 16 des ersten
Elektromotors 14 drehfest verbunden.
Der erste Elektromotor 14 ist mit einer Kupplung 18 verbunden. Der Rotor 16 ist dabei drehfest mit einem Kupplungseingang 20 der Kupplung 18 verbunden. Ein Kupplungsausgang 22 der Kupplung 18 kann mit dem Kupplungseingang 20 bei Betätigung der Kupplung 18 reibschlüssig in Wirkeingriff gebracht werden. Ist die Kupplung 18 geschlossen, kann ein Drehmoment zwischen Kupplungseingang 20 und Kupplungsausgang 22 übertragen werden. Das von der Kupplung 18 zu einem bestimmten Zeitpunkt übertragene Drehmoment stellt das Übertragungsdrehmoment dar.
Der Kupplungsausgang 22 ist mit einem zweiten Elektromotor 24 verbunden. Dabei ist ein Rotor 26 des zweiten Elektromotors 24 mit dem Kupplungsausgang 22 drehfest verbunden. Der Rotor 26 ist weiterhin mit einem Fahrzeugrad 28 verbunden.
Der erste Elektromotor 14 kann ein erstes Antriebsdrehmoment, der zweite
Elektromotor 24 kann ein zweites Antriebsdrehmoment und der Verbrennungsmotor 12 kann ein drittes Antriebsdrehmoment bewirken. Das erste und dritte
Antriebsdrehmoment können an dem Kupplungseingang 20 anliegen. Das zweite Antriebsdrehmoment kann an dem Kupplungsausgang 22 und an dem Fahrzeugrad 28 anliegen.
Die Kupplung 18 ist eine Trennkupplung, insbesondere eine K0-Kupplung. Bei geöffneter Kupplung 18 kann sich der zweite Elektromotor 24 mechanisch
unabhängig von dem ersten Elektromotor 14 und dem Verbrennungsmotor 12 bewegen. Dabei kann der zweite Elektromotor 24 alleine das zweite
Antriebsdrehmoment an das Fahrzeugrad 28 bereitstellen. Das Fahrzeug kann durch das zweite Antriebsdrehmoment bewegt werden.
Der erste Elektromotor 14 kann sich, insbesondere bei geöffneter Kupplung 18 in einem Generatorbetrieb befinden, bei dem der erste Elektromotor 14 ein erstes Gegenmoment gegenüber dem dritten Antriebsdrehmoment bewirkt. Im
Generatorbetrieb wirken der erste Elektromotor 14 und der zweite Elektromotor 24 in serieller Flybridanordnung. Der erste Elektromotor 14 wird dabei durch den
Verbrennungsmotor 12 angetrieben und erzeugt damit elektrische Energie, die der zweite Elektromotor 24 als zweites Antriebsdrehmoment in Antriebsenergie umsetzen kann.
Das bei dem Generatorbetrieb am Kupplungseingang 20 anliegende Drehmoment als Kupplungseingangsmoment wird dabei hauptsächlich durch das dritte Antriebsdrehmoment gebildet. Im Speziellen entspricht das
Kupplungseingangsdrehmoment der Drehmomentdifferenz zwischen dem dritten Antriebsdrehmoment und dem Gegenmoment des im Generatorbetrieb laufenden ersten Elektromotors 14.
In Figur 2 ist ein Verfahren 100 zur Ermittlung einer Kupplungskenngrösse in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Verfahren 100 ermittelt eine Kupplungskenngröße einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verbauten Kupplung. Die Kupplung ermöglicht die Übertragung eines
Übertragungsdrehmoments zwischen einem Kupplungseingang und einem
Kupplungsausgang. Ein erster Elektromotor ist mit dem Kupplungseingang und mit einem Verbrennungsmotor verbunden. Der erste Elektromotor kann einen
Generatorbetrieb einnehmen, bei dem der erste Elektromotor von einem
Verbrennungsmotor angetrieben wird. Im Generatorbetrieb wird der
Verbrennungsmotor bevorzugt mit einer konstanten Drehzahl betrieben, die die erste Drehzahl bildet. Die erste Drehzahl im Generatorbetrieb kann eine optimale Drehzahl des Verbrennungsmotors sein, bei der der Verbrennungsmotor den höchsten
Wirkungsgrad aufweist.
Ein zweiter Elektromotor ist mit dem Kupplungsausgang verbunden. Der zweite Elektromotor ändert die zweite Drehzahl beispielsweise abhängig von der
Lastanforderung des Fahrzeugs. Damit liegt an dem Kupplungsausgang der geöffneten Kupplung die zweite Drehzahl abhängig von einem Betriebszustand des Fahrzeugs an.
Die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments wird ausgelöst, wenn eine
Schwellwertüberprüfung 101 der Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl ergibt, dass die Drehzahldifferenz einen Schwellwert unterschreitet. Erfolgt eine Auslösung, dann wird die Kupplung für die Ermittlung des
Übertragungsdrehmoments betätigt. Das Übertragungsdrehmoment im
Generatorbetrieb des ersten Elektromotors wird ermittelt, indem die Kupplung durch eine Kupplungsbetätigung 102 betätigt wird, um einen schlupfenden Zustand einzunehmen. Dabei wird eine vorgegebene Drehzahldifferenz 104 zwischen erster und zweiter Drehzahl eingestellt. Die zweite Drehzahl kann kleiner oder grösser als die erste Drehzahl sein. Die Drehzahldifferenz kann 100 U/min betragen. Die Drehzahldifferenz wird eingestellt, indem der Verbrennungsmotor nach wie vor die während des Generatorbetriebs vorliegende konstante erste Drehzahl an dem Kupplungseingang bereitstellt 105 und der zweite Elektromotor die zweite Drehzahl vorgibt 106, insbesondere regelt. Die erste und zweite Drehzahl sind bei Ermittlung des Übertragungsdrehmoments annähernd konstant.
Anschließend erfolgt eine Ermittlung 107 des am Kupplungseingang anliegenden Kupplungseingangsmoment und eine Erfassung 108 des Übertragungsdrehmoments abhängig von dem Kupplungseingangsmoment. Dazu wird das durch den ersten Elektromotor im Generatorbetrieb bewirkte erste Gegenmoment erfasst 110 und auch das dritte Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors erfasst 112. Dann wird das Übertragungsdrehmoment als gleich der Drehmomentdifferenz zwischen dritten Antriebsdrehmoment und erstem Gegenmoment ermittelt 114.
Das Übertragungsdrehmoment und die Drehzahldifferenz aus zweiter und erster Drehzahl werden zur Festlegung 116 eines Reibwertes der Kupplung verwendet.
Eine Anpassung 118 der in einer Kupplungssteuerung der Kupplung hinterlegten Kupplungskenngrösse kann dann abhängig von dem ermittelten Reibwert erfolgen.
Figur 3a zeigt einen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs mit einer sich in einem ersten Betriebszustand befindenden Kupplung 18, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird. Der Antriebsstrang 10 umfasst einen Verbrennungsmotor 12, der mit einem ersten Elektromotor 14 und gemeinsam mit dem ersten Elektromotor 14 mit einer Kupplung 18 verbunden ist.
Der Kupplung 18 ist ein zweiter Elektromotor 24 nachgeschaltet, der mit einem Fahrzeugrad verbunden ist. In dem ersten Betriebszustand ist die Kupplung offen.
In Figur 3b ist ein Zeitverlauf der ersten und zweiten Drehzahl in dem ersten
Betriebszustand der Kupplung, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird, dargestellt. Der erste Elektromotor befindet sich im Generatorbetrieb, bei dem der
Verbrennungsmotor die erste Drehzahl 200 beeinflusst und idealerweise konstant hält. Die von dem zweiten Elektromotor bewirkte zweite Drehzahl 202 ändert sich zeitlich abhängig von der Lastanforderung des Fahrzeugs und ist beispielsweise kleiner als die erste Drehzahl 200.
Figur 4a zeigt einen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs mit einer sich in einem zweiten Betriebszustand befindenden Kupplung 18, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird. Die Kupplung 18 befindet sich dabei in einem schlupfenden Zustand bei dem der Kupplungseingang 20 eine erste Drehzahl und der Kupplungsausgang 22 eine zweite Drehzahl aufweist.
In Figur 4b ist ein Zeitverlauf der ersten und zweiten Drehzahl in dem zweiten
Betriebszustand der Kupplung, deren Kupplungskenngrösse gemäß einem Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ermittelt wird, dargestellt. Der erste Elektromotor befindet sich in einem Generatorbetrieb. Ergibt die
Schwellwertüberprüfung der Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl, dass die Drehzahldifferenz einen Schwellwert unterschreitet, was zu dem Zeitpunkt ti erfolgt, dann wird die Ermittlung der Kupplungskenngrösse eingeleitet und die
Kupplung in den zweiten Betriebszustand gebracht.
Dazu wird die Kupplung betätigt und in einen schlupfenden Betrieb überführt, bei dem der zweite Elektromotor eine konstante zweite Drehzahl 202 einstellt. Die erste Drehzahl 200 ist von dem den ersten Elektromotor im Generatorbetrieb antreibenden Verbrennungsmotor konstant eingestellt. Damit wird die Drehzahldifferenz ab dem Zeitpunkt ti konstant gehalten, um die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments vornehmen zu können.
Ist die Ermittlung abgeschlossen, was zu dem Zeitpunkt t2 erfolgt, dann wird die Kupplung wieder geöffnet und die Kupplung geht wieder in den ersten
Betriebszustand. Bei Durchführung der Ermittlung hat der Fahrerwunsch stets
Vorrang. Möchte der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrgeschwindigkeit ändern und müsste sich hierfür auch die zweite Drehzahl ändern, wird in diesem Fall die
Ermittlung abgebrochen und zu einem anderen, günstigeren Zeitpunkt durchgeführt. Bezugszeichenliste
10 Antriebsstrang
12 Verbrennungsmotor
14 erster Elektromotor
16 Rotor
18 Kupplung
20 Kupplungseingang
22 Kupplungsausgang
24 zweiter Elektromotor
26 Rotor
28 Fahrzeugrad
100 Verfahren
101 Schwellwertüberprüfung
102 Kupplungsbetätigung
104 Einstellung der Drehzahldifferenz
105 Bereitstellung der ersten Drehzahl
106 Vorgabe der zweiten Drehzahl
107 Ermittlung des Kupplungseingangsmoments 108 Erfassung des Übertragungsdrehmoments
110 Erfassung des Gegenmoments
112 Erfassung des dritten Antriebsdrehmoments
114 Ermittlung des Übertragungsdrehmoments
116 Festlegung eines Reibwerts Anpassung der Kupplungskenngrösse erste Drehzahl
zweite Drehzahl

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (100) zur Ermittlung einer Kupplungskenngröße einer in einem
Antriebsstrang (10) eines Fahrzeugs verbauten Kupplung (18) zur
Übertragung eines Übertragungsdrehmoments zwischen einem
Kupplungseingang (20) und einem Kupplungsausgang (22), wobei
ein erster Elektromotor (14) mit dem Kupplungseingang (20) und mit einem
Verbrennungsmotor (12) verbunden ist und einen Generatorbetrieb
einnehmen kann und dabei von dem Verbrennungsmotor (12) angetrieben wird, wobei
ein zweiter Elektromotor (24) mit dem Kupplungsausgang (22) verbunden ist, wobei der Kupplungseingang (20) eine erste Drehzahl und der Kupplungsausgang (22) eine zweite Drehzahl aufweisen kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Übertragungsdrehmoment im Generatorbetrieb ermittelt wird, indem
die Kupplung (18) betätigt wird, um einen schlupfenden Zustand einzunehmen und dabei eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl eingestellt (104) wird, wobei
das am Kupplungseingang (20) anliegende Kupplungseingangsmoment
anschließend ermittelt (107) wird und
das Übertragungsdrehmoment abhängig von dem Kupplungseingangsmoment
bestimmt (108, 114) wird.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (14) im Generatorbetrieb ein erstes Gegenmoment gegenüber dem dritten Antriebsdrehmoment bewirkt, wobei das
Übertragungsdrehmoment als gleich der Drehmomentdifferenz zwischen dem dritten Antriebsdrehmoment und dem erstem Gegenmoment ermittelt (114) wird.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahldifferenz eingestellt (104) wird, indem der zweite Elektromotor (24) die zweite Drehzahl vorgibt (106), insbesondere regelt.
4. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehzahldifferenz eingestellt (104) wird, indem der Verbrennungsmotor (12) die erste Drehzahl vorgibt (105), insbesondere regelt.
5. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplung (18) im Generatorbetrieb geöffnet ist und für die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments betätigt (102) wird.
6. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Drehzahl (202) kleiner als die erste Drehzahl (200) ist.
7. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste und zweite Drehzahl (200, 202) bei Ermittlung des Übertragungsdrehmoments (108, 114) annähernd konstant sind.
8. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Übertragungsdrehmoments ausgelöst wird, wenn die Drehzahldifferenz zwischen erster und zweiter Drehzahl (200, 202) einen Schwellwert unterschreitet.
9. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplung (18) eine Trennkupplung, insbesondere eine K0-Kupplung, ist.
10. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Übertragungsdrehmoment und die Drehzahldifferenz aus zweiter und erster Drehzahl (200, 202) zur Festlegung (116) eines Reibwertes verwendet werden.
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