In Bearbeitung

Bitte warten ...

Einstellungen

Einstellungen

Gehe zu Anmeldung

1. WO2020114544 - VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG EINES TASTPUNKTES EINER HYBRIDTRENNKUPPLUNG EINES HYBRID-FAHRZEUGES

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Verfahren zur Bestimmung eines Tastpunktes einer Hvbridtrennkupplunq eines Hvbrid- fahrzeuqes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Tastpunktes einer Hybridtrennkupp lung eines Hybridfahrzeuges, bei welchem die Hybridtrennkupplung einen Verbrennungsmotor und einen abtriebsseitig angeordneten ersten Elektromotor trennt oder verbindet und das durch den Verbrennungsmotor und/oder den ersten Elektromotor ausgegebene Drehmoment an Antriebsräder des Hybridfahrzeuges weitergeleitet wird, wobei die Hybridtrennkupplung zur Ermittlung des Tastpunktes von einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand bewegt wird.

Damit eine Kupplung automatisiert von einem Aktor betrieben werden kann, muss in einer Software eine Kupplungskennlinie hinterlegt sein. Diese Kupplungskennlinie verändert sich mit dem Betrieb der Hybridtrennkupplung und muss daher mit entsprechenden Softwarefunk tionen permanent angepasst werden. Dazu gehört eine Tastpunktadaption, mit welcher eine in der Software hinterlegte Kupplungskennlinie angepasst wird. Stimmt die Kupplungskennlinie nicht, wird bei einer bestimmten Aktorposition ein anderes falsches Drehmoment übertragen.

Aus der WO 2016/008463 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Tastpunktänderung ei ner Hybridtrennkupplung eines Hybridfahrzeuges bekannt, bei welchem ein Drehzahlgradient des Verbrennungsmotors bestimmt wird. Dabei wird die Hybridtrennkupplung während des Betriebes des Verbrennungsmotors bei einem gleichbleibenden Drehmoment des Verbren nungsmotors bewegt, bis ein vorgegebenes Moment von der Hybridtrennkupplung übertragen wird und der Tastpunkt in Abhängigkeit von den Drehzahlgradienten des Verbrennungsmotors korrigiert wird.

Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Akten zeichen 10 2018 126 881.5 ist ein Hybridmodul in einem Antriebsstrang bekannt, welches ei nen ersten abtriebsseitig angeordneten Elektromotor und einen zweiten verbrennungsmotor seitigen angeordneten Elektromotor aufweist, die durch eine Trennkupplung getrennt sind.

Solche sogenannten Twin-Drive-Konzepte ermöglichen es über eine größere Zeitspanne rein elektrisch zu fahren. Allerdings kann in diesem Zeitraum der Tastpunkt nicht ermittelt werden, da der Verbrennungsmotor nicht betrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem bei Twin-Drive- Konzepten zu jedem Zeitpunkt der Fahrt des Hybridfahrzeuges der Tastpunkt bestimmt werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass während einer elektrischen Fahrt mit dem ersten Elektromotor ein zweiter verbrennungsmotorseitig angeordneter, starr mit dem Verbrennungsmotor gekoppelter Elektromotor mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird, wobei die Hybridtrennkupplung aus dem geöffneten Zustand in Richtung eines geschlossenen Zustandes verfahren wird und eine Last am zweiten Elektromotor überwacht wird, wobei auf Erreichen des Tastpunktes erkannt wird, wenn die Last am zweiten Elektromotor einen vorge gebenen Schwellwert erreicht hat. Dies hat den Vorteil, dass die Tastpunktadaption auch dann erfolgen kann, wenn das Hybridfahrzeug über einen längeren Zustand elektrisch fährt. Damit wird gewährleistet, dass die Kupplungskennlinie auch in einer solchen Fahrsituation ständig adaptiert werden kann und somit immer an die vorgegebenen Bedingungen ange passt wird.

Vorteilhafterweise wird der unbefeuerte Verbrennungsmotor von dem zweiten Elektromotor auf einer konstanten Drehzahl des zweiten Elektromotors gehalten. Dabei bringt der zweite Elektromotor das Schleppmoment auf, mit welchem der Verbrennungsmotor extern in eine Drehbewegung versetzt wird.

In einer Ausgestaltung wird die konstante Drehzahl des Verbrennungsmotors und des zweiten Elektromotors durch eine Drehzahlregelung des zweiten Elektromotors eingestellt. Diese Drehzahlregelung hat den Vorteil, dass sie sowohl die Drehzahl des Verbrennungsmotors als auch die Drehzahl des zweiten Elektromotors einstellt, wodurch auf eine zusätzliche Regel elektronik für den Verbrennungsmotor verzichtet werden kann. Dies reduziert die Kosten für das vorgeschlagene Verfahren.

In einer Variante wird zur Ermittlung des Tastpunktes ein Betrag einer Drehzahldifferenz zwi schen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor/Verbrennungsmotor gebildet und mit einem vorgegebenen Drehzahlschwellwert verglichen. Erst bei Überschreitung des Drehzahlschwellwertes wird der Verbrennungsmotor über den zweiten Elektromotor mitge schleppt. Die Drehzahldifferenz kann dabei positiv oder auch negativ ausgestaltet sein.

In einer Weiterbildung wird als Last ein Drehmoment des zweiten Elektromotors überwacht. Durch den Einfluss, der sich schließenden Hybridtrennkupplung auf die Drehzahl des zweiten Elektromotors, lässt sich zuverlässig auf den Tastpunkt schließen.

Vorteilhafterweise wird die Hybridtrennkupplung rampenförmig in Schließrichtung betrieben. Damit wird sichergestellt, dass die Schließung der Hybridtrennkupplung auch zuverlässig ein gestellt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Tastpunkt durch eine Position der Hybridtrennkupp lung bestimmt, bei welcher die Last am zweiten Elektromotor den vorgegebenen Lastschwell schwert überschreitet. Mittels diesem Tastpunkt wird eine systemeigene interne Kupplungs kennlinie adaptiert, so dass beim Betrieb der Hybridtrennkupplung durch den Kupplungsaktor immer das gewünschte Kupplungsmoment eingestellt wird.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges zur

Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein weiters Ausführungsbeispiel der Betätigung des Antriebsstranges gemäß

Fig. 1 bei geöffneter Hybridtrennkupplung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Betätigung des Antriebsstranges gemäß Fig. 1 bei sich schließender Hybridtrennkupplung

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstranges eines Fahrzeuges darge stellt. Bei diesem Hybridantriebsstrang 1 ist zwischen einem Verbrennungsmotor 2 und einem Abtrieb 3, der durch Fahrzeugräder dargestellt ist, ein erster Elektromotor 4 angeordnet, der abtriebsseitig angeordnet ist und ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Über die Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 mit einem zweiten Elektromotor 6 gekop pelt, der wiederum starr mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Dabei ist eine Kurbel welle 7 des Verbrennungsmotors 2 mit einem Rotor 8 des zweiten Elektromotors 6 drehfest verbunden. Dabei sind der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 gemeinsam mit dem Abtrieb 3 verbindbar. Der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind mit einem Kupplungseingang 9 der Hybridtrennkupplung 5 verbunden. Bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 können der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment und der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 gemeinsam über tragen.

Mit einem Kupplungsausgang 10 der Hybridtrennkupplung 5 ist ein erster Elektromotor 4 ver bunden, der das erste Antriebsmoment bereitstellt. Der erste Elektromotor 4 weist einen Rotor 11 auf, der mit dem Kupplungsausgang 10 drehtest verbunden ist und auch mit dem Abtrieb 3 verbunden ist.

Der erste Elektromotor 4, der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind in Reihe geschaltet und die Hybridtrennkupplung 5 ist zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem Verbrennungsmotor 2 sowie zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem zweiten Elektromotor 6 wirksam angeordnet. Ist die Hybridtrennkupplung 5 geschlossen, kann der ers te Elektromotor 4 das erste Antriebsdrehmoment und der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 abgeben. Ob der Verbrennungsmotor 2 das dritte An triebsdrehmoment bereitstellt und bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 ebenfalls an den Abtrieb 3 abgibt, hängt davon ab, welche Drehzahl an dem Verbrennungsmotor 2 anliegt.

Wenn zumindest der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment bereitstellt, dreht der Verbrennungsmotor 2 mit einer ersten Drehzahl. Wenn die erste Drehzahl unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotor 2 liegt, läuft der Verbrennungsmotor 2 freistehend und wird mitgeschleppt. Dabei liegt ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors 2 vor, wel ches dem zweiten Antriebsdrehmoment entgegenwirkt.

Wenn die erste Drehzahl einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 entspricht oder darüber liegt, wird der Verbrennungsmotor 2 aktiv betrieben und stellt das dritte Antriebs drehmoment bereit. Dabei summiert sich das dritte Antriebsdrehmoment zusammen mit dem ersten Antriebsdrehmoment und wenn auch der zweite Elektromotor 6 betrieben wird, mit dem zweiten Antriebsdrehmoment zu einem Gesamtantriebsdrehmoment auf, welches bei ge schlossener Hybridtrennkupplung 5 an dem Abtrieb 3 zum Antreiben des Hybridfahrzeuges anliegt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei wel chem, wie in Fig. 2a gezeigt, die Hybridtrennkupplung 5 geöffnet ist. Das in Fig. 1 beschriebe ne Hybridfahrzeug wird während der Fahrt elektrisch von dem ersten Elektromotor 4 angetrie ben. Dabei ist die Hybridtrennkupplung 5 offen. Der zweite Elektromotor 6 und der Verbren nungsmotor 2 werden mit einer konstanten Drehzahl betrieben, wobei der zweite Elektromotor 6 über eine Drehzahlregelung angesteuert wird. Die sich zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem zweiten Elektromotor 6/Verbrennungsmotor 2 bildende Differenzdrehzahl Dh muss dabei ausreichend groß sein, um den unbefeuerten Verbrennungsmotor 2 über den zweiten Elektromotor 6 mitzuschleppen. Gleichzeitig dient die Drehzahldifferenz Dh der Erkennung ei ner Drehmomentenveränderung am zweiten Elektromotor 6.

Dieser Ablauf ist in Fig. 2b dargestellt, wo die Drehzahl n der beiden Elektromotoren 4, 6 über der Zeit t gezeigt ist. Dabei zeigt die Kurve A die konstante Drehzahl PEM2, v des zweiten Elekt romotors 6 und des Verbrennungsmotors 2, während die Kurve B die Drehzahl PEMI des ers ten Elektromotors 4 verdeutlicht. Nach einer vorgegebenen Zeit t stellt sich zwischen diesen beiden Drehzahlen PEMI , heM2, n eine Differenzdrehzahl Dh ein, die sowohl positiv als auch ne gativ sein kann. Eine solche Differenzdrehzahl Dh ist notwendig, um das Kupplungsmoment an der Hybridtrennkupplung 5 aufzubauen.

In Fig. 3a ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei wel chem die Hybridtrennkupplung 5 aus der geöffneten Stellung bis zum Tastpunkt geschlossen wird. Das in Fig. 3b ausgeführte Diagramm zeigt ein Drehmoment MEM2 des zweiten Elektro motors 6, welches als Last durch die Positionsreglung überwacht wird, über der Zeit t. Fig. 3c zeigt die Position der Hybridtrennkupplung 5 über der Zeit t. Die Zeitstrahlen der beiden Dia gramme verlaufen dabei parallel.

Gemäß Fig. 3b wird in einem ersten Zeitabschnitt ein Drehmoment MEM2 benötigt, welches dem Eigenbetrieb des zweiten Elektromotors 6 als auch dem aufzubringenden Schleppmo ment des Verbrennungsmotors 2 entspricht. Zum Zeitpunkt ti wird die Hybridtrennkupplung 5 rampenförmig in Schließrichtung betätigt und erreicht zum Zeitpunkt t2 den Tastpunkt. Dieser wird durch die Drehzahlregelung erkannt, da die Last, also das Drehmoment MEM2 des zweiten Elektromotors 6 einen vorgegebenen Lastschwellwert von beispielsweise 3 Nm erreicht hat.

Es wird davon ausgegangen, dass die Hybridtrennkupplung 5 beginnt ein Kupplungsmoment zu übertragen und der Tastpunkt der Hybridtrennkupplung 5 erreicht ist.

In Fig. 3c verändert sich während des rampenförmigen Schließens der Hybridtrennkupplung 5 im Zeitraum ti-t2 die Position s der Hybridtrennkupplung 5, wobei die zum Zeitpunkt t2 einge nommene Position s der Hybridtrennkupplung 5 dem Tastpunkt der Hybridtrennkupplung 5 entspricht. Mit diesem Tastpunkt wird eine interne Kupplungskennlinie der Hybridtrennkupp lung angepasst, welche dem weiteren Betrieb der Hybridtrennkupplung zugrunde gelegt wird. Nach Bestimmung des Tastpunktes wird die Hybridtrennkupplung wieder geöffnet.

Aufgrund der beschriebenen Lösung kann die Tastpunktadaption jederzeit im Fährbetrieb des Hybridfahrzeuges durchgeführt werden und die Kupplungskennlinie mit dem Betrieb der Hyb ridtrennkupplung 5 angepasst werden.

Bezuqszeichenliste

1 Hybridantriebsstrang

2 Verbrennungsmotor

3 Abtrieb

4 erster Elektromotor

5 Hybridtrennkupplung

6 zweiter Elektromotor

7 Kurbelwelle

8 Rotor

9 Kupplungseingang

10 Kupplungsausgang

11 Rotor

PEMI Drehzahl erster Elektromotor

nEM2/v Drehzahl zweiter Elektromotor/Verbrennungsmotor Dh Differenzdrehzahl

MEM2 Drehmoment zweiter Elektromotor

s Weg des Kupplungsaktors

t Zeit