DE102021214293A1 - Method and computer program for operating a clutch of a hybrid vehicle, control unit for a hybrid vehicle, and computer-readable medium - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung (28, 30) eines Hybridfahrzeugs (20). Das Hybridfahrzeug (20) weist auf eine Brennkraftmaschine (22), eine elektrische Maschine (24), ein Getriebe (26) und mindestens die Kupplung (28, 30), die miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die elektrische Maschine (24) und die Kupplung (28, 30) in einer Drehmomentübertragungsrichtung zwischen dem Getriebe (26) und der Brennkraftmaschine (22) angeordnet sind. Das Verfahren weist auf: Empfangen eines Drehzahlsignals (N_EM), das repräsentativ für eine Drehzahl der elektrischen Maschine (24) ist; Ermitteln eines Gradientensignals (84), das repräsentativ für einen Verlauf eines Gradienten des Drehzahlsignals (N_EM) ist; Ermitteln, ob das Gradientensignal (84) Schwingungen aufweist, deren Amplituden außerhalb einer vorgegebenen Gradiententoleranz (90) liegen; Ermitteln eines Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung (28, 30) abhängig von dem Drehzahlsignal (N_EM), falls die Amplituden innerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz (90) liegen; Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung (28, 30) abhängig von einem alternativen Drehzahlsignal (N_ALT), falls die Amplituden außerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz (90) liegen; und Ansteuern der Kupplung (28, 30) mittels des ermittelten Ansteuersignals.The invention relates to a method for operating a clutch (28, 30) of a hybrid vehicle (20). The hybrid vehicle (20) has an internal combustion engine (22), an electric machine (24), a transmission (26) and at least the clutch (28, 30), which are operatively connected to one another, the electric machine (24) and the Clutch (28, 30) are arranged in a torque transmission direction between the transmission (26) and the internal combustion engine (22). The method includes: receiving a speed signal (N_EM) that is representative of a speed of the electric machine (24); determining a gradient signal (84) which is representative of a course of a gradient of the speed signal (N_EM); Determining whether the gradient signal (84) has oscillations whose amplitudes lie outside a predetermined gradient tolerance (90); determining a control signal for controlling the clutch (28, 30) depending on the speed signal (N_EM) if the amplitudes are within the predetermined gradient tolerance (90); Determining the control signal for controlling the clutch (28, 30) depending on an alternative speed signal (N_ALT) if the amplitudes are outside the predetermined gradient tolerance (90); and activating the clutch (28, 30) by means of the determined activation signal.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Betreiben einer Kupplung eines Hybridfahrzeugs, eine Steuereinheit für das Hybridfahrzeug, und ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.The invention relates to a method and a computer program for operating a clutch of a hybrid vehicle, a control unit for the hybrid vehicle, and a computer-readable medium on which the computer program is stored.
Hybridfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung weisen eine elektrische Maschine, eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe und mindestens eine Kupplung auf. Die elektrische Maschine kann als Elektromotor und/oder Generator, insbesondere als Lichtmaschine, betrieben werden. Falls die elektrische Maschine als Elektromotor betrieben wird, kann die elektrische Maschine mittels einer Antriebsbatterie des Hybridfahrzeugs mit Energie versorgt werden. Falls die elektrische Maschine als Generator betrieben wird, kann die elektrische Maschine die Antriebsbatterie des Hybridfahrzeugs aufladen. Ein derartiges Hybridfahrzeug kann beispielsweise ein PKW, ein LKW, ein SUV, ein Kleinbus oder ein Bus sein.Hybrid vehicles within the meaning of this application have an electric machine, an internal combustion engine, a transmission and at least one clutch. The electrical machine can be operated as an electric motor and/or generator, in particular as an alternator. If the electric machine is operated as an electric motor, the electric machine can be supplied with energy by means of a drive battery in the hybrid vehicle. If the electric machine is operated as a generator, the electric machine can charge the traction battery of the hybrid vehicle. Such a hybrid vehicle can be, for example, a passenger car, a truck, an SUV, a minibus or a bus.
Ein Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine weist in der Regel Schwingungen auf, die aufgrund des Betriebs der Brennkraftmaschine entstehen. Diese Schwingungen können zu einem Brummen des Antriebsstrangs, der die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine aufweist, führen. Das Brummen kann zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts führen.An output torque of the internal combustion engine usually has vibrations that arise as a result of the operation of the internal combustion engine. These vibrations can lead to humming in the drive train, which has the internal combustion engine and the electric machine. The hum can lead to an impairment of driving comfort.
Es ist bekannt, die Schwingungen und/oder das Brummen zu reduzieren, indem eine Kupplung, die in dem Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs angeordnet ist, mittels einer Dauerschlupfregelung im Dauerschlupfbetrieb gehalten wird. Die Kupplung im Dauerschlupfbetrieb kann als Dämpfer zum Dämpfen der Schwingungen und damit zum Reduzieren des Brummens dienen. Die Dauerschlupfregelung kann beispielsweise mittels einer Drehzahlregelung einer Drehzahl der Kupplung umgesetzt werden. Zur Unterstützung dieser Drehzahlregelung kann zum Ansteuern der Kupplung ein Vorsteuermoment eines Drehmoments zum Ansteuern der Brennkraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine verwendet werden. Das Vorsteuermoment kann einen statischen Anteil, der unter anderem von einem Fahrerwunschdrehmoment abhängt, und einen dynamischen Anteil, der von einem Drehzahlgradienten von beschleunigten Massen der Brennkraftmaschine abhängig ist, enthalten. Jedoch ist der Dynamikanteil des Vorsteuermoments bei starken Schwingungen des Drehzahlsignals unbrauchbar.It is known to reduce the vibrations and/or the humming by keeping a clutch, which is arranged in the drive train of the hybrid vehicle, in continuous slip mode by means of a continuous slip control. The clutch in continuously slipping mode can serve as a damper to dampen the vibrations and thus reduce the hum. The continuous slip control can be implemented, for example, by means of a speed control of a speed of the clutch. To support this speed control, a pilot torque of a torque for controlling the internal combustion engine and/or the electric machine can be used to control the clutch. The pre-control torque can contain a static component, which depends, among other things, on a torque desired by the driver, and a dynamic component, which depends on a speed gradient of accelerated masses of the internal combustion engine. However, the dynamic component of the pre-control torque is unusable in the case of strong oscillations in the speed signal.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zum Betreiben einer Kupplung eines Hybridfahrzeugs bereitzustellen, das zu einem hohen Fahrkomfort und insbesondere einem geringen Brummen des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs beiträgt. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinheit bereitzustellen, die das Verfahren abarbeitet, und/oder ein computerlesbares Medium bereitzustellen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.It is the object of the invention to provide a method and a computer program for operating a clutch of a hybrid vehicle, which contributes to a high level of driving comfort and in particular to a low hum of the drive train of the hybrid vehicle. It is also an object of the invention to provide a control unit that processes the method and/or to provide a computer-readable medium on which the computer program is stored.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.These objects are solved by the subject matter of the independent claims. Further embodiments of the invention emerge from the dependent claims and from the following description.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung eines Hybridfahrzeugs. Das Hybridfahrzeug weist eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine, ein Getriebe und mindestens die Kupplung auf, die miteinander in Wirkverbindung stehen. Die elektrische Maschine und die Kupplung sind in einer Drehmomentübertragungsrichtung zwischen dem Getriebe und der Brennkraftmaschine angeordnet. Das Verfahren weist auf: Empfangen eines Drehzahlsignals, das repräsentativ für eine Drehzahl des Elektromotors ist; Ermitteln eines Gradientensignals, das repräsentativ für einen Verlauf eines Gradienten des Drehzahlsignals ist; Ermitteln, ob das Gradientensignal Schwingungen aufweist, deren Amplituden außerhalb einer vorgegebenen Gradiententoleranz liegen; Ermitteln eines Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Drehzahlsignal, falls die Amplituden innerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen; Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von einem alternativen Drehzahlsignal, falls die Amplituden außerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen; und Ansteuern der Kupplung mittels des ermittelten Ansteuersignals.One aspect of the invention relates to a method for operating a clutch of a hybrid vehicle. The hybrid vehicle has an internal combustion engine, an electric machine, a transmission and at least the clutch, which are operatively connected to one another. The electric machine and the clutch are arranged in a torque transmission direction between the transmission and the internal combustion engine. The method includes: receiving a speed signal representative of a speed of the electric motor; determining a gradient signal which is representative of a course of a gradient of the speed signal; Determining whether the gradient signal has oscillations whose amplitudes are outside a predetermined gradient tolerance; determining a control signal for controlling the clutch as a function of the speed signal if the amplitudes are within the predetermined gradient tolerance; Determining the control signal for controlling the clutch as a function of an alternative speed signal if the amplitudes are outside the predefined gradient tolerance; and activating the clutch using the determined activation signal.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Steuereinheit für das Hybridfahrzeug, die einen Prozessor und einen Speicher aufweist, die dazu ausgebildet sind, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren abzuarbeiten.A further aspect relates to a control unit for the hybrid vehicle, which has a processor and a memory which are designed to process the method explained above.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm zum Betreiben einer Kupplung eines Hybridfahrzeugs, das, wenn es von der Steuereinheit des Hybridfahrzeugs abgearbeitet wird, bewirkt, dass die Steuereinheit das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren abarbeitet.A further aspect relates to a computer program for operating a clutch of a hybrid vehicle which, when executed by the control unit of the hybrid vehicle, causes the control unit to execute the method explained above.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Das computerlesbare Medium kann dabei eine Harddisk, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ein ROM, ein EPROM oder ein FLASH-Speicher sein. Das computerlesbare Medium kann auch ein Datenkommunikationsnetzwerk, wie beispielsweise das Internet, das den Download eines Programmcodes ermöglicht, sein.Another aspect relates to a computer-readable medium on which the computer program is stored. The computer-readable medium can be a hard disk, a USB storage device, a RAM, a ROM, an EPROM or a FLASH memory. The computer-readable medium can also be a data communication network, such as wise the Internet, which allows the download of a program code.
Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale der Steuereinheit, des Computerprogramms und/oder des computerlesbaren Mediums sein können und umgekehrt.It is to be understood that features of the method as described above and below can also be features of the control unit, the computer program and/or the computer-readable medium and vice versa.
Das Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal, falls die Amplituden außerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen, ermöglicht, bei zu starken Schwingungen das Ansteuersignal abhängig von einem Eingangssignal, dem alternativen Drehzahlsignal, zu ermitteln, das weniger oder gar keine Schwingungen aufweist. Dies bewirkt, dass lediglich geringe Schwingungen oder gar keine Schwingungen in dem Ansteuersignal reflektiert werden. Dies trägt dazu bei, dass die Kupplung besonders gleichmäßig angesteuert wird, wodurch ein gleichmäßiger Dauerschlupf der Kupplung sichergestellt werden kann. Dieser gleichmäßige Dauerschlupf ermöglicht, die Kupplung als effizientes Dämpfungsglied zu verwenden. Dadurch kann ein Brummen des Antriebsstrangs reduziert oder sogar verhindert werden. Dies trägt zu einem hohen Fahrkomfort bei. Determining the control signal for controlling the clutch as a function of the alternative speed signal, if the amplitudes are outside the specified gradient tolerance, makes it possible to determine the control signal as a function of an input signal, the alternative speed signal, which has fewer or no vibrations at all if the oscillations are too strong . This has the effect that only small oscillations or no oscillations at all are reflected in the drive signal. This contributes to the fact that the clutch is controlled in a particularly uniform manner, as a result of which a uniform long-term slippage of the clutch can be ensured. This uniform permanent slip allows the clutch to be used as an efficient damping element. This can reduce or even prevent drive train hum. This contributes to a high level of driving comfort.
Die Drehzahl kann mittels eines Drehzahlsensors erfasst werden, der mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist. Der Drehzahlsensor kann abhängig von der Drehzahl das Drehzahlsignal erzeugen. Das Drehzahlsignal kann dann an eine Steuereinheit des Hybridfahrzeugs, die das Verfahren abarbeitet, insbesondere an eine Kupplungssteuerung, übertragen und von dieser empfangen werden. Die elektrische Maschine kann als Elektromotor und/oder als Generator, insbesondere als Lichtmaschine, betrieben werden. Die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine können gleichzeitig betrieben werden und gemeinsam ein Drehmoment erzeugen. Alternativ können sowohl die Brennkraftmaschine als auch die elektrische Maschine einzeln betrieben werden und allein ein angefordertes Drehmoment erzeugen. Die Gradiententoleranz kann beispielsweise von einem Hersteller des Hybridfahrzeugs und/oder der Steuereinheit beispielsweise empirisch ermittelt werden, insbesondere derart, dass dadurch der gewünschte Fahrkomfort sichergestellt ist, und kann dann auf einem Speicher der Steuereinheit gespeichert und beim Durchführen des Verfahrens von der Steuereinheit vorgegeben werden.The speed can be detected using a speed sensor that is coupled to the electric machine. The speed sensor can generate the speed signal depending on the speed. The speed signal can then be transmitted to and received by a control unit of the hybrid vehicle, which processes the method, in particular to a clutch controller. The electrical machine can be operated as an electric motor and/or as a generator, in particular as an alternator. The internal combustion engine and the electric machine can be operated simultaneously and generate torque together. Alternatively, both the internal combustion engine and the electric machine can be operated individually and generate a required torque on their own. The gradient tolerance can, for example, be determined empirically by a manufacturer of the hybrid vehicle and/or the control unit, in particular in such a way that the desired driving comfort is ensured, and can then be stored in a memory of the control unit and specified by the control unit when the method is carried out.
Gemäß einer Ausführungsform wird das alternative Drehzahlsignal abhängig von einer Drehzahl eines Abtriebs des Getriebes ermittelt. Die Drehzahl des Abtriebs ist proportional zur Drehzahl der Räder des Hybridfahrzeugs. Somit kann das alternative Gradientensignal abhängig von einer Drehzahl eines oder mehrerer der Räder des Hybridfahrzeugs ermittelt werden. In Drehmomentübertragungsrichtung sind zwischen dem Elektromotor und dem Abtrieb des Getriebes mehrere Komponenten angeordnet. Insbesondere ist das Getriebe zwischen dem Elektromotor und dem Abtrieb des Getriebes angeordnet. Ferner kann die Kupplung oder eine weitere Kopplung zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe angeordnet sein. Die zwischen dem Elektromotor und dem Abtrieb des Getriebes angeordneten Komponenten dienen als Dämpfer, sodass Schwingungen, die in dem Drehzahlsignal, das repräsentativ für die Drehzahl des Elektromotors ist, vorhanden sind, durch diese Komponenten abgedämpft werden und die Drehzahl des Abtriebs nur noch geringfügig oder gar nicht beeinflussen. Daher weist die Drehzahl des Abtriebs des Getriebes nur geringe oder gar keine Schwingungen auf. Die Ermittlung des Ansteuersignals für die Kupplung abhängig von der Drehzahl des Abtriebs des Getriebes kann somit dazu beitragen, dass das Ansteuersignal möglichst frei von Schwingungen ist, wodurch die Kupplung besonders effizient als Dämpfungsglied zum Erhöhen des Komforts des Hybridfahrzeugs verwendet werden kann.According to one embodiment, the alternative speed signal is determined as a function of a speed of an output of the transmission. The speed of the output is proportional to the speed of the wheels of the hybrid vehicle. The alternative gradient signal can thus be determined as a function of a rotational speed of one or more of the wheels of the hybrid vehicle. Several components are arranged between the electric motor and the output of the transmission in the direction of torque transmission. In particular, the transmission is arranged between the electric motor and the output of the transmission. Furthermore, the clutch or another coupling can be arranged between the electric motor and the transmission. The components arranged between the electric motor and the output of the transmission serve as dampers, so that vibrations that are present in the speed signal, which is representative of the speed of the electric motor, are damped by these components and the speed of the output is only slightly or not at all not influence. Therefore, the speed of the output of the transmission shows only little or no vibration. The determination of the control signal for the clutch as a function of the speed of the output of the transmission can thus contribute to the control signal being as free of oscillations as possible, as a result of which the clutch can be used particularly efficiently as a damping element to increase the comfort of the hybrid vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform wird das alternative Drehzahlsignal abhängig von einer aktuellen Übersetzung des Getriebes ermittelt. Beispielsweise kann das alternative Gradientensignal abhängig von einem Produkt aus der Drehzahl des Abtriebs des Getriebes und der aktuellen Übersetzung ermittelt werden. Insbesondere kann das alternative Gradientensignal zu dem Produkt korrespondieren. Dies ermöglicht auf besonders einfache Weise, das alternative Drehzahlsignals zu ermitteln.According to one embodiment, the alternative speed signal is determined as a function of a current gear ratio of the transmission. For example, the alternative gradient signal can be determined as a function of a product of the speed of the output of the transmission and the current translation. In particular, the alternative gradient signal can correspond to the product. This enables the alternative speed signal to be determined in a particularly simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Ermitteln eines Dynamikanteils eines Vorsteuermoments abhängig von dem Drehzahlsignal, falls die Amplituden innerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen; Ermitteln des Dynamikanteils abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal, falls die Amplituden außerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen; und Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem ermittelten Dynamikanteil. In anderen Worten wird die Kupplung abhängig von dem Dynamitanteil des Vorsteuermoments angesteuert, wobei der Dynamikanteil abhängig von dem Drehzahlsignal oder abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal ermittelt wird, je nachdem, ob das Drehzahlsignal nur geringe oder keine Schwingungen aufweist oder ob das Drehzahlsignal große Schwingungen aufweist.According to one specific embodiment, the method also includes: determining a dynamic component of a pre-control torque as a function of the speed signal if the amplitudes lie within the predefined gradient tolerance; Determining the dynamic component as a function of the alternative speed signal if the amplitudes are outside the predefined gradient tolerance; and determining the control signal for controlling the clutch as a function of the determined dynamic component. In other words, the clutch is controlled as a function of the dynamite component of the pre-control torque, with the dynamic component being determined as a function of the speed signal or as a function of the alternative speed signal, depending on whether the speed signal has only small or no oscillations or whether the speed signal has large oscillations.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Ermitteln eines statischen Anteils des Vorsteuermoments abhängig von einem Fahrerwunschmoment; und Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Vorsteuermoment, das den Dynamikanteil und den ermittelten statischen Anteil umfasst. In anderen Worten wird das Vorsteuermoment unter Verwendung des Dynamikanteils und des statischen Anteils ermittelt, wobei in den statischen Anteil im Wesentlichen das Fahrerwunschmoment eingeht und in den Dynamikanteil entweder das Drehzahlsignal oder das alternative Drehzahlsignal eingeht, je nachdem, ob das Drehzahlsignal nur geringe oder keine Schwingungen aufweist oder ob das Drehzahlsignal große Schwingungen aufweist.According to one specific embodiment, the method also includes: Determining a static component of the pre-control torque as a function of a driver's desired torque; and determining the control signal for controlling the clutch as a function of the pre-control torque, which includes the dynamic component and the determined static component. In other words, the pre-control torque is determined using the dynamic component and the static component, with the driver's desired torque essentially being included in the static component and either the speed signal or the alternative speed signal being included in the dynamic component, depending on whether the speed signal has only minor or no oscillations or whether the speed signal shows large oscillations.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf: Ermitteln einer Regelabweichung zwischen einer Ist-Drehzahl der Kupplung und einer Soll-Drehzahl der Kupplung; Ermitteln eines Nachsteuermoments abhängig von der Regelabweichung; Ermitteln eines Drehmoments zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem Vorsteuermoment und dem ermittelten Nachsteuermoment; und Ermitteln des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung abhängig von dem ermittelten Drehmoment. Beispielsweise kann das Ansteuersignal anhand einer oder mehrerer Kennlinien ermittelt werden. Beispielsweise kann das Ansteuersignal anhand einer Kennlinie ermittelt werden, die unterschiedlichen Drehmomentwerten entsprechende Spannungswerte des Ansteuersignals zuordnet. Alternativ dazu kann das Ansteuersignal anhand zweier Kennlinien ermittelt werden, wobei eine erste Kennlinie unterschiedlichen Drehmomentwerten entsprechende Druckwerte zugeordnet, wobei die Druckwerte repräsentativ für einen Druck sind, der von der Kupplung aufgebracht werden soll, und wobei eine zweite Kennlinie unterschiedlichen Druckwerten, die anhand der ersten Kennlinie ermittelt werden, entsprechende Spannungswerte des Ansteuersignals zum Ansteuern der Kupplung zuordnet.According to one specific embodiment, the method also includes: determining a control deviation between an actual speed of the clutch and a setpoint speed of the clutch; Determining an after-control torque as a function of the control deviation; Determining a torque for controlling the clutch as a function of the pre-control torque and the determined post-control torque; and determining the control signal for controlling the clutch as a function of the torque determined. For example, the control signal can be determined using one or more characteristic curves. For example, the control signal can be determined using a characteristic curve that assigns corresponding voltage values of the control signal to different torque values. As an alternative to this, the control signal can be determined on the basis of two characteristic curves, with a first characteristic curve being associated with pressure values corresponding to different torque values, with the pressure values being representative of a pressure which is to be applied by the clutch, and with a second characteristic curve being associated with different pressure values which are determined on the basis of the first Characteristic are determined, assigns corresponding voltage values of the control signal for controlling the clutch.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Ansteuersignal nur dann abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal ermittelt, falls die Amplituden innerhalb eines vorgegebenen Überwachungszeitraums öfter als eine vorgegebene Anzahl von Malen außerhalb der vorgegebenen Gradiententoleranz liegen. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, dass bereits bei nur kurz vorliegenden und daher vernachlässigbaren Schwingungen auf die Verwendung des alternativen Drehzahlsignals zum Ermitteln des Ansteuersignals umgeschaltet wird. Der vorgegebene Überwachungszeitraum kann aufweisen beispielsweise zwischen 1 s und 10s, beispielsweise zwischen 3s und 7s, beispielsweise zwischen 4s und 6s. Die vorgegebene Anzahl von Malen kann aufweisen beispielsweise zwischen 5 und 50 Malen, beispielsweise zwischen 10 und 30 Malen, beispielsweise 20 Male.According to one specific embodiment, the control signal is only determined as a function of the alternative rotational speed signal if the amplitudes lie outside the predefined gradient tolerance more often than a predefined number of times within a predefined monitoring period. This helps to prevent a switchover to the use of the alternative speed signal for determining the control signal even if the vibrations are only brief and therefore negligible. The predefined monitoring period can be between 1 s and 10 s, for example between 3 s and 7 s, for example between 4 s and 6 s. The predetermined number of times may include, for example, between 5 and 50 times, for example between 10 and 30 times, for example 20 times.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kupplung in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine angeordnet. In diesem Zusammenhang kann die Kupplung als erste Kupplung bezeichnet werden. According to one embodiment, the clutch is arranged between the internal combustion engine and the electric machine in the torque transmission direction. In this context, the clutch can be referred to as the first clutch.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kupplung in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe angeordnet. In diesem Zusammenhang kann die Kupplung als zweite Kupplung bezeichnet werden. Optional kann das Hybridfahrzeug die erste Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine und die zweite Kupplung zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe aufweisen. In diesem Fall kann mittels des Verfahrens das Ansteuersignal für die erste Kupplung und/oder ein Ansteuersignal für die zweite Kupplung ermittelt werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs. -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Dynamikanteilmoduls des Hybridfahrzeugs gemäß1 . -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentmoduls des Hybridfahrzeugs gemäß1 . -
4 zeigt ein Diagramm das Beispiele eines Drehzahlsignals, eines Gradientensignals, eines Gradientenwechselzählersignals und eines Schwingungserkennungssignals aufweist.
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1 shows a schematic representation of an embodiment of a drive train of a hybrid vehicle. -
2 FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a dynamic component module of the hybrid vehicle according to FIG1 . -
3 FIG. 1 shows an embodiment of a torque module of the hybrid vehicle according to FIG1 . -
4 FIG. 14 is a diagram showing examples of a speed signal, a gradient signal, a gradient change counter signal, and a vibration detection signal.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutung sind in zusammenfassender Form in der untenstehenden Liste der Bezugszeichen aufgeführt. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the enclosed figures. The reference symbols used in the figures and their meaning are summarized in the list of reference symbols below. In principle, identical or similar parts are provided with the same reference symbols.
Der Antriebsstrang weist eine Brennkraftmaschine 22, eine elektrische Maschine 24, ein Getriebe 26 und mindestens eine Kupplung 28, 30 auf. Die Kupplung 28, 30 kann beispielsweise in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen der Brennkraftmaschine 22 und der elektrischen Maschine 24 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Kupplung als erste Kupplung 28 bezeichnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kupplung in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen der elektrischen Maschine 24 und dem Getriebe 26 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Kupplung als zweite Kupplung 30 bezeichnet werden. Jede der Kupplungen 28, 30 weist mehrere Reibschaltelemente auf, die abhängig von einem Ansteuersignal zum Ansteuern der entsprechenden Kupplung 28, 30 mit einem entsprechenden Druck aneinandergepresst werden können. Bei einem geringen Anpressdruck wird durch die entsprechende Kupplung 28, 30 nur ein geringer Anteil des erzeugten Drehmoments weitergegeben, wohingegen bei einem hohen Anpressdruck durch die entsprechende Kupplung 28, 30 ein dementsprechend hoher Anteil des erzeugten Drehmoments weitergegeben wird.The drive train has an internal combustion engine 22, an
Vorderräder 32 des Hybridfahrzeugs 20 sind über eine Vorderachse 34 mit dem Antriebsstrang mechanisch gekoppelt. Hinterräder 36 sind über eine Hinterachse 38, optional über ein Differential 40 und über eine Abtriebswelle 42 mit dem Antriebsstrang mechanisch gekoppelt.
Die elektrische Maschine 24 ist über einen Inverter 44 mit einer Antriebsbatterie 46 elektrisch gekoppelt. Die Antriebsbatterie 46 kann auch als Hochvoltbatterie bezeichnet werden. Die Antriebsbatterie 46 dient zum Betreiben der elektrischen Maschine 24. Alternativ kann die Antriebsbatterie 46 mittels der elektrischen Maschine 24 aufgeladen werden. Die elektrische Maschine 24 kann als Unterstützung oder als Alternative zur Brennkraftmaschine 22 verwendet werden. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 24 zum Beschleunigen des Hybridfahrzeugs 20 verwendet werden, insbesondere beim Anfahren. Ferner kann die elektrische Maschine 24 zum Abbremsen des Hybridfahrzeugs 20 verwendet werden, insbesondere im Generatorbetrieb. The
Die Antriebsbatterie 30 kann beispielsweis eine Lithium-Ionen-Antriebsbatterie sein. Die Antriebsbatterie 30 kann über einen Gleichstromwandler 48 mit einer Versorgungsbatterie 50 elektrisch gekoppelt sein. Die Versorgungsbatterie 50 kann beispielsweise als Niedrigvoltbatterie bezeichnet werden. Die Versorgungsbatterie 50 kann beispielsweise zum Versorgen eines oder mehrerer elektrischen Verbraucher des Hybridfahrzeugs 20 außer der elektrischen Maschine 24 verwendet werden. Beispielsweise kann die Versorgungsbatterie 50 zum Betreiben eines Drehzahlsensors 52 und/oder einer Steuereinheit 54 des Antriebsstrangs verwendet werden. Die Versorgungsbatterie 50 kann beispielsweise mittels der Antriebsbatterie 46 und dem Gleichstromwandler 48 geladen werden.The
Die Steuereinheit 54 kann beispielsweise eine Motorsteuerung oder eine Kupplungssteuerung des Hybridfahrzeugs 20 sein. Im Falle der Motorsteuerung kann die Steuereinheit 54 ein Kupplungssteuermodul zum Ansteuern der ersten und/oder zweiten Kupplung 28, 30 aufweisen. Im Falle der Kupplungssteuerung dient die Steuereinheit 54 zum Ansteuern der ersten und/oder zweiten Kupplung 28, 30.The
Der Drehzahlsensor 52 dient zum Erfassen einer Drehzahl der elektrischen Maschine 24. Der Drehzahlsensor 52 erzeugt abhängig von der Drehzahl der elektrischen Maschine 24 ein Drehzahlsignal N_EM (siehe
Ein weiterer Drehzahlsensor (nicht gezeigt) ist mit einem Abtrieb des Getriebes 26 gekoppelt und dient zum Erfassen der Drehzahl des Abtriebs des Getriebes 26. Der weitere Drehzahlsensor erzeugt abhängig von der Drehzahl des Abtriebs ein weiteres Drehzahlsignal N_AB (siehe
Das Dynamikanteilmodul 60 kann ein Softwaremodul sein, das auf einer Speichereinheit der Steuereinheit 54 gespeichert ist und von einem Prozessor der Steuereinheit 54 abgearbeitet werden kann. Alternativ dazu kann das Dynamikanteilmodul 60 ein Hardwaremodul sein, das von der Steuereinheit 54 umfasst ist. Alternativ dazu kann das Dynamikanteilmodul 60 Software und Hardware aufweisen, die von der Steuereinheit 54 umfasst sind.The
Das Dynamikanteilmodul 60 weist ein Schwingungserkennungsmodul 62 und ein Dynamikanteilermittlermodul 64 auf. Das Schwingungserkennungsmodul 62 empfängt das Drehzahlsignal N_EM. Das Schwingungserkennungsmodul 62 ist dazu konfiguriert, zu prüfen, ob das Drehzahlsignal N_EM Schwingungen aufweist, die zu groß sind und insbesondere so groß sind, dass die Verwendung des Drehzahlsignals N_EM zum Ermitteln des Ansteuersignals für die Kupplung 28, 30 ungünstig ist, was nachfolgend mit Bezug zu
Das Dynamikanteilermittlermodul 64 empfängt als Eingangssignal die Drehzahl N_EM der elektrischen Maschine 24 und das alternative Drehzahlsignal N_ALT. Alternativ zu dem Empfangen des alternativen Drehzahlsignals N_ALT kann das Dynamikanteilermittlermodul 64 als Eingangssignal die Drehzahl N_AB des Abtriebs des Getriebes 26 und die aktuelle Übersetzung iGang des Getriebes 26 empfangen und abhängig davon das alternative Drehzahlsignal N_ALT mittels der im Vorhergehenden angegebenen Formel ermitteln.The dynamic
Das Dynamikanteilermittlermodul 64 ist dazu konfiguriert, abhängig von dem Drehzahlsignal N_EM oder abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal N_ALT den Dynamikanteil TQ_Dynamik des Vorsteuermoments zu ermitteln. Insbesondere ermittelt das Dynamikanteilermittlermodul 64 den Dynamikanteil TQ_Dynamik abhängig von der Drehzahl N_EM der elektrischen Maschine 24, falls das Schwingungserkennungsmodul 62 das Schwingungserkennungssignal F_OscillationDetected nicht sendet oder es den Wert 0 aufweist, und abhängig von dem alternativen Drehzahlsignal N_ALT, falls das Schwingungserkennungsmodul 62 das Schwingungserkennungssignal F_OscillationDetected sendet oder es den Wert 1 aufweist. Der Dynamikanteil TQ_Dynamik kann insbesondere mittels der Formel ermittelt werden:
Abhängig von dem Dynamikanteil TQ_Dynamik kann dann das Ansteuersignal für die Kupplung, 28, 30 ermittelt werden. Beispielsweise kann das Ansteuersignal anhand einer Kennlinie ermittelt werden, die unterschiedlichen Drehmomentwerten entsprechende Werte des Ansteuersignals zuordnet. Alternativ dazu kann das Ansteuersignal anhand zweier Kennlinien ermittelt werden, wobei eine erste Kennlinie 78 (siehe
Das Drehmomentmodul 70 weist ein Regelmodul 72 und ein Vorsteuermodul 74 auf. Das Vorsteuermodul 74 weist ein Statikanteilmodul 76 und das Dynamikanteilmodul 60 auf. Das Drehmomentmodul 70 ist dazu konfiguriert, das Drehmoment TQ_K0 abhängig von dem Dynamikanteil TQ_Dynamik, abhängig von einem statischen Anteil TQ_Basic und abhängig von einem Regelanteil zu ermitteln. Das Drehmomentmodul 70 kann ein Softwaremodul sein, das auf einer Speichereinheit der Steuereinheit 54 gespeichert ist und von einem Prozessor der Steuereinheit 54 abgearbeitet werden kann. Alternativ dazu kann das Drehmomentmodul 70 ein Hardwaremodul sein, das von der Steuereinheit 54 umfasst ist. Alternativ dazu kann das Drehmomentmodul 70 Software und Hardware aufweisen, die von der Steuereinheit 54 umfasst sind.The
Das Regelmodul 72 ermittelt den Regelanteil des Drehmoments TQ_K0. Das Regelmodul 72 empfängt als Eingangssignal die Differenz aus einer Ist-Drehzahl ND_K0 und einer Soll-Drehzahl WND_K0 der ersten Kupplung 28. Das Regelmodul 72 ermittelt abhängig von der Differenz den Regelanteil des Drehmoments TK_K0.The
Das Dynamikanteilmodul 60 kann beispielsweise dem mit Bezug zu
Das Statikanteilmodul 76 ermittelt abhängig von einem Fahrerwunschmoment TQ_DriveRequest und einer Gangwechselerkennung F_ShiftActive einen statischen Anteil TQ_Basic des Drehmoments TQ_K0. Das Fahrerwunschmoment TQ_DriveRequest kann von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs 20 mittels eines Gaspedals des Hybridfahrzeugs 20 vorgegeben werden. Der statische Anteil TQ_Basic kann beispielsweise anhand einer Kennlinie ermittelt werden, die auf einem Speichermedium der Steuereinheit 54 gespeichert ist.The
Das Drehmomentmodul 70 addiert den Dynamikanteil TQ_Dynamik, den statischen Anteil TQ_Basic und den Regelanteil, wobei die Summe das Drehmoment TQ_K0 ergibt. Abhängig von dem Drehmoment TK_K0 kann dann das Ansteuersignal zum Ansteuern der ersten Kupplung 28 ermittelt werden. Beispielsweise kann das Ansteuersignal anhand einer Kennlinie ermittelt werden, die unterschiedlichen Drehmomentwerten entsprechende Werte des Ansteuersignals zuordnet. Alternativ dazu kann das Ansteuersignal anhand zweier Kennlinien ermittelt werden, wobei die erste Kennlinie 78 unterschiedlichen Drehmomenten TQ_K0 entsprechende Druckwerte zugeordnet, wobei die Druckwerte repräsentativ für einen Druck sind, der von der ersten Kupplung 28 aufgebracht werden muss, und wobei die zweite Kennlinie 80 unterschiedlichen Druckwerten, die anhand der ersten Kennlinie 78 ermittelt werden, entsprechende Spannungswerte des Ansteuersignals zum Ansteuern der ersten Kupplung 28 zuordnet.The
Das Gradientensignal 84 repräsentiert eine zeitliche Ableitung des Drehzahlsignals N_EM. Das Gradientensignal 84 weist in dem Überwachungszeitraum 94 ebenfalls starke Schwingungen auf. Das Gradientensignal 84 gibt dabei den Gradienten des Drehzahlsignals N_EM nicht 1:1, sondern nur qualitativ wieder. Eine Gradiententoleranz 90 erstreckt sich von einem unteren Gradientenschwellenwert zu einem oberen Gradientenschwellenwert. Jedes Mal, wenn das Gradientensignal 84 den oberen oder unteren Gradientenschwellenwert überschreitet, liegt das Gradientensignal 84 außerhalb der Gradiententoleranz 90. In diesen Fällen werden die Schwingungen innerhalb des Überwachungszeitraums 94 als zu groß und damit ungeeignet für die Ermittlung des Ansteuersignals beurteilt. Solange das Gradientensignal 84 den oberen oder unteren Gradientenschwellenwert nicht überschreitet, liegt das Gradientensignal innerhalb der Gradiententoleranz 90. In diesen Fällen werden die Schwingungen innerhalb des Überwachungszeitraums 94 als geeignet für die Ermittlung des Ansteuersignals beurteilt.The
Jedes Mal, wenn das Gradientensignal 84 außerhalb der Gradiententoleranz 90 liegt, wird ein Wert des Gradientenwechselzählersignals 86 um eine Einheit erhöht. Sobald das Gradientenwechselzählersignal 86 eine vorgegebene Anzahl von Malen erhöht wurde, ändert sich ein Wert des Schwingungserkennungssignals F_OscillationDetected, wobei das Schwingungserkennungssignal F_OscillationDetected beispielsweise ein binäres Signal sein kann. Zum Überwachen, ob das Gradientenwechselzählersignal 86 die vorgegebene Anzahl von Malen erhöht wird, kann eine Wechseltoleranz 92 vorgegeben sein. Die Wechseltoleranz 92 erstreckt sich von einem unteren Wechselschwellenwert zu einem oberen Wechselschwellenwert. Wenn das Gradientenwechselzählersignal 86 den oberen Wechselschwellenwert überschreitet, liegt das Gradientenwechselzählersignal 86 außerhalb der Wechseltoleranz 92 und der Wert des Schwingungserkennungssignals F_OscillationDetected wird geändert, beispielsweise auf 1 gesetzt.Whenever the
Sobald der Überwachungszeitraum 94 abgelaufen ist, kann das Gradientenwechselzählersignal 86 zurückgesetzt werden. Wenn das Gradientenwechselzählersignal 86 innerhalb eines der Überwachungszeiträume 94 so selten erhöht wird, dass das Gradientenwechselzählersignal 86 innerhalb des entsprechenden Überwachungszeitraums 94 unterhalb des unteren Wechselschwellenwert und damit außerhalb der Wechseltoleranz 92 liegt, wie beispielsweise zwischen einem dritten Zeitraum T3 und dem vierten Zeitraum T4 so kann das Schwingungserkennungssignal F_Oscillation-Detected geändert werden, beispielsweise zurückgesetzt werden, beispielsweise auf 0 gesetzt werden.Once the
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.It should also be noted that "comprising" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, it should be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting.
BezugszeichenlisteReference List
- 2020
- Hybridfahrzeughybrid vehicle
- 2222
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 2424
- elektrische Maschineelectric machine
- 2626
- Getriebetransmission
- 2828
- erste Kupplungfirst clutch
- 3030
- zweite Kupplungsecond clutch
- 3232
- Vorderradfront wheel
- 3434
- Vorderachsefront axle
- 3636
- Hinterradrear wheel
- 3838
- Hinterachserear axle
- 4040
- Differentialdifferential
- 4242
- Abtriebswelleoutput shaft
- 4444
- Inverterinverters
- 4646
- Antriebsbatterietraction battery
- 4848
- GleichstromwandlerDC converter
- 5050
- Versorgungsbatteriesupply battery
- 5252
- Drehzahlsensorspeed sensor
- 5454
- Steuereinheitcontrol unit
- 6060
- Dynamikanteilmoduldynamic component module
- 6262
- Schwingungserkennungsmodulvibration detection module
- 6464
- Dynamikanteilermittlermoduldynamic component detector module
- 7070
- Drehmomentmodultorque module
- 7272
- Regelmodulrule module
- 7474
- Vorsteuermodulpilot module
- 7676
- Statikanteilmoduldroop rate module
- 7878
- Drehmoment/Druck-KennlinieTorque/pressure characteristic
- 8080
- Druck/Spannung-KennliniePressure/voltage characteristic
- 8282
- Drehzahlsignalspeed signal
- 8484
- Gradientensignalgradient signal
- 8686
- Gradientenwechselzählersignalgradient change counter signal
- 9090
- Gradiententoleranzgradient tolerance
- 9292
- Wechseltoleranzchange tolerance
- 9494
- Überwachungszeitraummonitoring period
- N_EMN_EM
- Drehzahlsignalspeed signal
- N_ALTN_OLD
- alternatives Drehzahlsignalalternative speed signal
- N_ABN_AB
- Drehzahl Abtrieb GetriebeSpeed output gearbox
- iGangiGang
- aktuelle Übersetzungcurrent translation
- TQ_DynamikTQ_dynamics
- Dynamikanteildynamic range
- TQ_BasicTQ_Basic
- statischer Anteilstatic part
- TQ_DriverRequestTQ_DriverRequest
- Fahrerwunschmomentdriver's desired moment
- ND_K0ND_K0
- Ist-Drehzahlactual speed
- WND_K0WND_K0
- Soll-Drehzahltarget speed
- TQ_K0TQ_K0
- Drehmomenttorque
- F_OscillationDetectedF_OscillationDetected
- Schwingungserkennungssignalvibration detection signal
- tt
- ZeitTime
- T1 - T8T1-T8
- Zeitpunkte eins bis achtTimes one through eight
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102021214293.1A DE102021214293A1 (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Method and computer program for operating a clutch of a hybrid vehicle, control unit for a hybrid vehicle, and computer-readable medium |
Publications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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