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DE102008039572B4 - Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle eines Hybridantriebssystems - Google Patents

Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle eines Hybridantriebssystems Download PDF

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DE102008039572B4
DE102008039572B4 DE102008039572.2A DE102008039572A DE102008039572B4 DE 102008039572 B4 DE102008039572 B4 DE 102008039572B4 DE 102008039572 A DE102008039572 A DE 102008039572A DE 102008039572 B4 DE102008039572 B4 DE 102008039572B4
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crankshaft
engine
machine
electric motor
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Xuan Dung T. Avallone
John L. Lahti
David S. Mathews
Robert C. Simon jun.
Leonard G. Wozniak
William R. Cawthorne
Robert S. Wickman
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle (25) eines Hybridantriebssystems, wobei die Kurbelwelle (25) funktional mit einem Hybridgetriebe gekoppelt ist, das einen Elektromotor (30) enthält,- wobei das Verfahren umfasst:- Drehen der Kurbelwelle (25) innerhalb eines ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs mit dem Elektromotor (30), ohne dass die Maschine (20) mit irgendwelchem Kraftstoff beaufschlagt wird; und- Messen von Kurbelwellenpositionsdaten,- wobei der Elektromotor (30) und die Maschine (20) Teil des Hybridantriebssystems sind, wobei entweder (i) das Drehen der Kurbelwelle (25) mit dem Elektromotor (30) ein Drehen der Kurbelwelle (25) bis in den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich umfasst, ohne dass die Maschine (20) Kraftstoff zum Beschleunigen der Kurbelwelle (25) nutzt, wobei das Messen beginnt, wenn die Geschwindigkeit der Kurbelwelle (25) den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich erreicht hat, oder wobei (ii) die Kurbelwelle (25) mit der Maschine (20) bis in den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich beschleunigt wird, wobei das Messen erst nach einer definierten Übergangszeitdauer mit einer Solldauer beginnt, während der die Kraftstoffversorgung der Maschine (20) abgeschaltet ist; wobei das Drehen der Kurbelwelle (25) das Drehen der Kurbelwelle (25) durch Rückwärtsantrieb der Maschine (20) während des Fahrzeugleerlaufs umfasst, wobei der Rückwärtsantrieb der Maschine (20) den Rückwärtsantrieb der Maschine (20) während des Fahrzeugleerlaufs durch das Hybridgetriebe und das Steuern der Kurbelwellendrehzahl mit dem Elektromotor (30) umfasst.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle eines Hybridantriebssystems. Diese Offenbarung bezieht sich insbesondere auf eine Brennkraftmaschinen-Kurbelwellenpositionserfassung.
  • HINTERGRUND
  • Die Verbrennung innerhalb einer Brennkraftmaschine ist ein zeitsensibler Prozess, in dem das Öffnen und Schließen der Ventile, die Kraftstoffeinspritzung und die Funkenzündung in Bezug auf den Takt des zugeordneten Zylinders zu genauen Zeitpunkten stattfinden müssen, um Emissions-, Leistungs- und Effizienzziele zu erfüllen. Das Messen der Kurbelwellenposition ist ein bekanntes Verfahren zum Annähern der Zylinderpositionen. Ein Verfahren zum Messen der Kurbelwellenposition ist das Verbinden eines Zielrads oder Impulsgeberrads mit der Kurbelwelle und das Erfassen der Zielraddrehung. Dieses Zielrad enthält Merkmale, die zulassen, dass einzelne Umdrehungen des Rads und Bruchteile davon erfasst werden.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist die Zeiteinstellung für den Verbrennungsprozess sehr wichtig. Kleine Herstellungsabweichungen und dynamische Systembedingungen können in Kurbelwellenpositionsmessungen über ein Zielrad Fehler einführen. Diese Fehler können den Verbrennungsprozess gefährden, sodass es somit vorteilhaft ist, diese Fehler zu quantifizieren und an sie anzupassen. Während ein Teil dieser Fehler durch Herstellungsabweichungen getrieben wird, die gemessen werden können, während die Maschine feststehend ist, treten die Wirkungen der dynamischen Systemkräfte mit diesen Herstellungsabweichungen in Wechselwirkung und können nicht unberücksichtigt bleiben. Außerdem erfährt das System zusätzliche Verformungen, während es in einem Beschleunigungsmodus ist, in einem Verzögerungsmodus ist oder während es durch den Verbrennungsprozess angetrieben wird.
  • Die Druckschrift DE 103 02 058 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei welchem eine Komponente der Brennkraftmaschine im Betrieb kalibriert werden kann, wobei es sich bei der Komponente um ein Einspritzventil oder ein Geberrad einer Kurbelwelle handeln kann. Dazu wird die Brennkraftmaschine betrieben, um die Kurbelwelle auf eine Drehzahl zu beschleunigen. Dann wird die Leistung der Brennkraftmaschine zurückgefahren und die Leistung eines Starter-Generators bei geringem Drehmoment unter Leerlaufbedingungen auf der erreichten Drehzahl gehalten, um in diesem Zustand die Komponente der Brennkraftmaschine zu kalibrieren.
  • Die Druckschrift US 4 972 333 A betrifft eine Messvorrichtung für Zeitintervalle und ein Verfahren zum Betreiben eines Drehsensors. Im Zusammenhang mit der Treibstoffeinspritzsteuerung eines Dieselmotors und insbesondere mit entsprechenden Einspritzventilen wird vorgeschlagen, eine Drehwelle einer rotierenden Maschine, insbesondere einer Einspritzpumpe, hinsichtlich ihrer Drehgeschwindigkeit zu überwachen und gemessene Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Umdrehungsmesssignalen eines Drehsensors mittels eines Korrekturkoeffizienten durch Multiplika-tion zu korrigieren. Die Korrekturkoeffizienten werden einer Ablesetabelle entnommen und nehmen auf einen Idealzustand Bezug.
  • Die Druckschrift DE 695 22 943 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibrierung eines Drehpositionsgebers im Zusammenhang mit einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle. Es werden Rotationspositionsangaben von Messwertgebern geeicht. Die Messungen werden in Bezug gesetzt mit Motorpositionsdaten, um die relative Position eines jeden Zahns eines Rotationspositionsmesswertgebers zu einem Bezugszahn oder zu einem Nachbarzahn zu ermitteln.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle eines Hybridantriebssystems sowie ein Kurbelwellenpositionsdaten-Messsystem für eine Brennkraftmaschine eines Hybridantriebssystems anzugeben, bei welchen die Positionsdaten auf besonders einfache aber gleichwohl zuverlässige Art und Weise erfasst werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle eines Hybridantriebssystems erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein Verfahren zum Erheben von Kurbelwellenpositionsdaten enthält das Drehen einer Kurbelwelle einer Maschine innerhalb eines ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs, ohne dass die Maschine mit irgendwelchem Kraftstoff beaufschlagt wird, und das Messen der Kurbelwellenpositionsdaten.
  • Figurenliste
  • Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1 eine schematische Darstellung ist, die beispielhaft ein Hybridantriebssystem zeigt, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Erfassungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 3 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Erfassungssystem-Zielrad/Sensor-Komplements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 4 eine graphische Darstellung der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 5 eine graphische Darstellung der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit in Übereinstimmung mit einer zusätzlichen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
    • 6 eine graphische Darstellung der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit in Übereinstimmung mit einer zusätzlichen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nunmehr anhand der Zeichnungen, in denen die Darstellungen nur zur Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zu deren Beschränkung dienen, zeigt 1 ein Hybridantriebssystem 10, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Offenbarung konstruiert ist. Das gezeigte Hybridantriebssystem 10 enthält eine Maschine 20, eine Kurbelwelle 25, einen Elektromotor 30, eine Getriebebaueinheit 40, eine Zielradbaueinheit 70, einen Kurbelwellenpositionssensor 60 und eine Abtriebswelle 90. Die Maschine 20 und der Elektromotor 30 arbeiten mit der Getriebebaueinheit 40 zusammen. Die Getriebebaueinheit 40 kann Leistung von der Maschine 20, vom Motor 30, von der Abtriebswelle 90 oder von Teilkombinationen davon empfangen; außerdem kann die Getriebebaueinheit 40 Leistung an die Maschine 20, an den Motor 30, an die Abtriebswelle 90 oder an Teilkombinationen davon senden. Diese Ausführungsform der Offenbarung liefert Leistung vom Motor 30 über die Getriebebaueinheit 40 an die Maschine 20, um die Kurbelwelle 25 zu drehen. Die Kurbelwelle 25 ist eine Komponente der Maschine 20, die so wirkt, dass sie Leistung von und zu Kolben in der Maschine umwandelt. Ferner enthält diese Ausführungsform der Offenbarung eine Zielradbaueinheit 70, die sich in Reihe zwischen der Maschine 20 und der Getriebebaueinheit 40 befindet; allerdings sollte gewürdigt werden, dass die Zielradbaueinheit 70 durch irgendeine Vorrichtung, die die Drehposition der Kurbelwelle 25 quantifizieren kann, ersetzt werden kann. Der Kurbelwellenpositionssensor („Sensor“) 60 ist innerhalb der Zielradbaueinheit 70 so positioniert, dass der Sensor 60 Rotationsdaten in Bezug auf die Position der Kurbelwelle 25 messen kann. Das Datenerhebungsmodul 50 steht in Verbindung mit dem Sensor 60, um irgendwelche durch den Sensor 60 aufgenommenen Daten zu erheben.
  • 2 zeigt die Wechselwirkung zwischen der Zielradbaueinheit 70, dem Sensor 60 und dem Datenerhebungsmodul 50 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Das Datenerhebungsmodul 50 kann einen Datenprozessor 55 enthalten oder kann einfach eine Verbindung zu einem Anschluss enthalten, durch den die Daten von einer Vorrichtung außerhalb des Systems erhoben werden können. Die Zielradbaueinheit 70 enthält das mit der Zielradwelle 74 verbundene Zielrad 72. Die Zielradwelle 74 ist in der Weise mit der Getriebebaueinheit 40 und mit der Kurbelwelle 25 verbunden, dass irgendeine Drehung der Kurbelwelle 25 eine im Wesentlichen angepasste oder proportionale Drehung des Zielrads 72 erzeugt.
  • 3 zeigt das innere Funktionieren der Zielradbaueinheit 70 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung. Der Sensor 60 steht so in Wechselwirkung mit dem Zielrad 72, dass der Sensor 60 Daten hinsichtlich jeder Drehung des Zielrads 72 erheben kann. Diese besondere Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht die Verwendung mehrerer erhöhter Zielradindikatoren 76 in Verbindung mit einem magnetischen Kurbelwellenpositionssensor 60. Magnetische Sensoren können verwendet werden, um eine Änderung der Metallmasse zu detektieren, die sich in der Nähe des Sensors befindet. Während sich das Rad dreht, erzeugt jeder einzelne erhöhte Indikator 76 im Sensor 60 einen Impuls, wobei dieser Impuls zum Datenerhebungsmodul 50 weitergeleitet wird. In dieser besonderen Ausführungsform enthält das Zielrad 72 einen Leerabschnitt 78, in dem keine Anzeigen zu finden sind. Diese besondere Ausführungsform lässt zwei erhöhte Indikatoren 76 weg, wobei der Bereich mit dem Hauptkörper des Zielrads 72 bündig gelassen ist. Der Leerabschnitt 78 wirkt als ein Rotationsindex, sodass irgendeine nachfolgende Verarbeitung der erhobenen Daten zwischen bestimmten Impulsen unterscheiden kann. Wie oben erwähnt wurde, ist die Zielradbaueinheit 70 so mit der Kurbelwelle 25 verbunden, dass irgendeine Drehung der Kurbelwelle 25 eine im Wesentlichen angepasste oder proportionale Drehung des Zielrads 72 erzeugt. In dieser besonderen Ausführungsform ist die Kurbelwelle 25 mit einer solchen Zeiteinstellung an der Zielradbaueinheit 70 befestigt, dass der Leerabschnitt 78 mit einem Indexzylinder der Maschine 20, der in der oberen Totpunktstellung ist, korreliert. Während sich das Zielrad 72 am Leerabschnitt 78 vorbeidreht, können Motorsteuermerkmale Maschinenfunktionen zu nachfolgenden Drehständen relativ zu der bekannten Position des Leerabschnitts 78 und somit zur Position des oberen Totpunkts des Indexzylinders der Maschine zeitlich einstellen. Funktionen, die zu bekannten Zylinderstellungen kalibriert werden können, enthalten die Ventilzeiteinstellung, die Zündungszeiteinstellung und die Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Zeiteinstellung. Obgleich diese bevorzugte Ausführungsform unter Nutzung erhöhter Indikatoren 76 gezeigt ist, könnten viele verschiedene Formen der Angabe, einschließlich Vertiefungen anstelle der erhöhten Indikatoren 76, Kerben, die anstelle der erhöhten Indikatoren 76 geschnitten sind, optisch erkennbare Streifen oder andere Muster oder irgendeine andere Form der Angabe, die in einen Datenstrom von einem rotierenden Rad oder einer rotierenden Welle übersetzt werden könnte, verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist als der Indexindikator der Leerabschnitt 78 genutzt, wobei aber vom Fachmann auf dem Gebiet gewürdigt werden sollte, dass irgendeine nicht symmetrische oder sich nicht ideal wiederholende Anordnung des Musters der verwendeten Indikatoren genutzt werden könnte, um eine Indexangabe zu erzeugen.
  • Da die Zeiteinstellung eines Indexzylinders mit dem Zielrad 72 korreliert werden kann, kann die Zeiteinstellung der verbleibenden Zylinder ebenfalls korreliert werden. In Verbindung mit einzelnen erhöhten Indikatoren 76 können mehrere Kurbelwellenpositionen verwendet werden und mit der bekannten Zeiteinstellung mehrerer Zylinder der Maschine 20 korreliert werden. Auf diese Weise kann die Zielradbaueinheit 70 bei der Steuerung von Maschinenfunktionen von Zylinder zu Zylinder verwendet werden.
  • Das Zielrad 72 wird in der Steuerung von Maschinenfunktionen für die Maschine 20 genutzt; allerdings können sich Herstellungsschwankungen in einem bestimmten Fahrzeug summieren, um Schwankungen in Bezug auf den Ort der erhöhten Indikatoren 76 gegenüber der Winkelstellung der Kurbelwelle 25 und somit gegenüber der gewünschten Position des oberen Totpunkts des Indexzylinders zu erzeugen. Die Quellen dieser Schwankungen enthalten die Befestigung der Zielradwelle 74 an der Kurbelwelle 25, die Befestigung des Zielrads 72 an der Zielradwelle 74, Schwankungen bei der Bildung der erhöhten Indikatoren 76 auf dem Zielrad 72, die Verformung von Komponenten des Hybridantriebssystems 10 im Ergebnis einer Belastung, die durch systemweite Kräfte verursacht wird, die beim Rotieren der Maschine 20 erzeugt werden, oder Schwankungen im Betrieb des Sensors 60 oder des Datenerhebungsmoduls 50. Diese Schwankungen können die Form einer Schwankung des gesamten Zielrads 72 gegenüber der Kurbelwelle 25 aufweisen, die angeben, dass jeder erhöhte Indikator um einen bestimmten Betrag in einer Fehlposition ist, wobei diese Schwankungen zusätzlich die Form von Schwankungen eines bestimmten erhöhten Indikators 76 gegenüber dem Zielrad 72 und gegenüber dem durch den Leerabschnitt 78 erzeugten Index aufweisen können. Unabhängig von der Form könnten die Schwankungen die Operationen des in der Maschine 20 stattfindenden Verbrennungszyklus, die zylinderpositionsabhängig sind, gefährden. Somit ist es vorteilhaft, wenn von der Motorsteuervorrichtung ein Kurbelwellenfehlerfaktor für das gesamte Zielrad 72 oder Kurbelwellenfehlerfaktoren für jeden einzelnen erhöhten Indikator 76 genutzt werden, um die Maschinenzeiteinstellung zu verbessern. Auf diese Weise können die durch den Sensor 60 von der Zielradbaueinheit 70 entnommenen Kurbelwellenpositionsdaten verwendet werden, um die Leistung der Maschine 20 zu verbessern.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, ist eine Quelle von Schwankungen, die die Genauigkeit der Zielradbaueinheit 70 gegenüber der Position der Kurbelwelle 25 verringern können, die Verformung von Komponenten des Hybridantriebssystems 10 im Ergebnis einer Belastung, die durch in dem Betrieb der Maschine 20 erzeugte systemweite Kräfte verursacht wird. Bei einer gegebenen Maschinengeschwindigkeit sind einige dieser Kräfte immer vorhanden, aber stabil. Allerdings sind andere Verformungen, die Kräfte verursachen, veränderlich und könnten die Genauigkeit irgendwelcher Kurbelwellen-Fehlerfaktorberechnungen verringern. Ein primäres Beispiel einer solchen veränderlichen Kraft ist die durch den Betrieb der Maschine 20 verursachte Verbrennungskraft. Während das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Zylinderkammer verbrannt wird, findet eine heftige Reaktion statt. Diese Verbrennungsreaktion ist veränderlich und kann durch irgendeine Anzahl von Faktoren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Kraftstoffzusammensetzung, Höhe des Fahrzeugs, die abgestimmte Einstellung der Maschine 20 und die Temperatur des Maschinenblocks, beeinflusst werden. Wegen des stark veränderlichen Wesens der Verbrennungsreaktionen wurde eine bekannte Technik zum Berechnen von Kurbelwellenfehlerfaktoren ausgeführt, indem die Verbrennung der Maschine 20 verwendet wurde, um die Maschine bis auf eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit zu drehen, der gesamte Kraftstoff zu der Maschine abgeschaltet wurde und Datenmesswerte von der Zielradbaueinheit 70 erhoben wurden, während die Maschine ohne Kraftstoffbeaufschlagungsleistung verzögerte. Obgleich dieses Verfahren die Beseitigung von Verbrennungsreaktionskräften von den Datenmessungen des Zielrads 72 erreichte, musste der Test eine Interpolation dessen enthalten, was die Zielradbaueinheit unter einer stationären Geschwindigkeit tun würde. Wie zuvor erwähnt wurde, sind systemweite Kräfte, die sich aus der Drehung der Maschine 20 ergeben, nur bei einer stationären oder nahezu stationären Geschwindigkeit stationär. Die Datenmessungen des bekannten Tests enthielten einen Fehler in Beziehung mit der Verzögerung der Maschine 20 und lieferten nur ein Schnappschussbild der Kurbelwelle 25 bei einer bestimmten Maschinengeschwindigkeit. Ein Verfahren zum Berechnen von Kurbelwellenfehlerfaktoren bei einer stationären oder nahezu stationären Maschinengeschwindigkeit, ohne dass die Maschine 20 mit irgendwelchem Kraftstoff beaufschlagt wird, hat den Vorteil, dass jeglicher Fehler, der mit der Verzögerung der Maschine 20 im Zusammenhang steht, vermieden wird und dass die statistische Manipulation einer Reihe bei einer konstanten Maschinengeschwindigkeit genommener Datenmesswerte möglich ist.
  • Elektromotoren wie etwa der Elektromotor 30 im Hybridantriebssystem 10 erzeugen das Potential, um die Kurbelwelle 25 mit einer stationären oder nahezu stationären Motorgeschwindigkeit zu drehen. Wie oben erwähnt wurde, ermöglicht die Getriebebaueinheit 40 die Übertragung von Leistung in mehreren Richtungen. In dieser besonderen Ausführungsform liefert der Elektromotor 30 Leistung an die Getriebebaueinheit 40, die wiederum über die Kurbelwelle 25 Leistung an die Maschine 20 liefert. Auf diese Weise kann die Kurbelwelle 25 innerhalb eines ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs angetrieben werden, ohne dass die Maschine 20 mit irgendwelchem Kraftstoff beaufschlagt wird, wobei die von der Zielradbaueinheit 70 gemessenen Daten genutzt werden können, um Kurbelwellenfehlerfaktoren für diese stationäre Maschinengeschwindigkeit zu berechnen. Obgleich diese Ausführungsform einen Elektromotor 30 nutzt, der als Teil des Hybridantriebssystems 10 versorgt wird, um die Kurbelwelle 25 in einer Bedingung ohne Kraftstoffbeaufschlagung anzutreiben, sollte gewürdigt werden, dass dasselbe Verfahren mit anderen Mitteln wie etwa einem Rückwärtsantrieb der Maschine durch Befestigen eines Elektromotors an einer Kombination aus Maschine 20 und Zielradbaueinheit 70 in einer Herstellungsumgebung oder in einer Fahrzeuganwendung durch das Verbinden des Fahrzeugs mit einer Testvorrichtung (z. B. einem Dynamometer), die so wirken kann, dass sie die Räder des Fahrzeugs unter äußerer Leistung dreht und die Maschine über den Achsantrieb und das Getriebe rückwärts antreibt, genutzt werden könnte. Außerdem kann durch Rückwärtsantrieb der Maschine während des Fahrzeugleerlaufs über das Getriebe eine stationäre Maschinendrehung ohne Kraftstoffbeaufschlagung erzielt werden. Außerdem kann die Drehzahl der rückwärts angetriebenen Maschine in Hybridantriebskonfigurationen über den Elektromotor- und Zwischenvorgelegesatz aufrechterhalten werden.
  • 4 veranschaulicht einen Kurbelwellenfehlerfaktor-Testlauf in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Offenbarung. Der Elektromotor 30 wird genutzt, um die Maschine 20 und die Kurbelwelle 25 mit einer ausgewählten Winkelgeschwindigkeit mit Leistung zu versorgen. Eine ideal ausgewählte Winkelgeschwindigkeit wird auf der Grundlage von Testdaten zum Ausführen der Kurbelwellenfehlerfaktorberechnungen gewählt. Kein Steuersystem kann mit einer ideal genauen Geschwindigkeit laufen, wobei ein akzeptabler Fehlerspielraum bestimmt werden muss, in dem die Testdaten weiter genau repräsentativ für einen Testlauf bei stationärer Winkelgeschwindigkeit sein können. Dieser Fehlerspielraum wird in dieser besonderen Ausführungsform genutzt, indem ein ausgewählter Winkelgeschwindigkeitsbereich definiert wird, in dem der Test ausgeführt werden soll. Wenn die Geschwindigkeit der Kurbelwelle 25 durch Erreichen oder Überschreiten der minimalen Testgeschwindigkeit in den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich eintritt, werden die Kurbelwellenpositionsdaten erhoben oder als Testdaten gekennzeichnet. Wenn der Test begonnen hat, wird eine Testzeitdauer relevanter Kurbelwellenpositionsdaten definiert. Das Aufnehmen der Testdaten wird fortgesetzt, bis die Testzeitdauer durch Erreichen einer definierten Testzeitdauer endet oder bis die Winkelgeschwindigkeitsdaten außerhalb des ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs liegen. Die definierte Testdauer kann hinsichtlich verstrichener Sekunden, Kurbelwellenumdrehungen, genommener Datenabtastwerte oder irgendeines anderen Dauermaßes eingestellt werden. Falls der Test im Ergebnis dessen beendet wird, dass Daten außerhalb des ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs liegen, können die Daten, die vor Ende des Tests aufgenommen wurden, entweder verwendet oder verworfen werden. Die aufgenommenen Daten, die der Maschine ohne Kraftstoffbeaufschlagung mit gesteuerter Geschwindigkeit entsprechen, werden daraufhin verarbeitet, um den Kurbelwellenfehlerfaktor zu bestimmen.
  • 5 und 6 veranschaulichen einen Kurbelwellenfehlerfaktor-Testlauf in Übereinstimmung mit zwei zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung. 5 repräsentiert einen Test, in dem die Maschine 20 Kraftstoff zum Beschleunigen der Kurbelwelle 25 über den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich hinaus nutzt, wobei der Kraftstoff beim Erreichen einer Kraftstoffabschalt-Grenzgeschwindigkeit von der Maschine 20 abgeschaltet wird. Während dieser Beschleunigungszeitdauer sind die Komponenten des Hybridantriebssystems 10 wie zuvor beschrieben im Ergebnis des Verbrennungsprozesses einer veränderlichen Verformung ausgesetzt. Wenn die Maschine von allem Kraftstoff abgeschaltet wird, verzögert die Kurbelwelle daraufhin bis zu dem ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich. An einem gewissen Punkt dreht der Elektromotor 30 die Kurbelwelle 25 steuerbar über die Getriebebaueinheit 40, wobei die Kurbelwelle 25 innerhalb des ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs gehalten wird. Obgleich der Verbrennungsprozess keine Kräfte mehr auf die Komponenten des Hybridantriebssystems 10 ausübt, endet die diesem Prozess zugeordnete Verformung nicht sofort. Für eine Übergangszeitdauer hat die Verformung nach dem Kraftstoffabschalten weiter merkliche Wirkungen auf das Hybridantriebssystem 10. In dieser besonderen Ausführungsform der Offenbarung sind die Kurbelwellenfehlerfaktoren, die aus Daten bestimmt werden, die in der Testzeitdauer aufgenommen wurden, genauer, wenn eine Übergangszeitdauer definiert wird, die bei dem Kraftstoffabschaltereignis beginnt und für eine Solldauer abläuft. Alle Datenmesswerte, die während der Übergangszeitdauer genommen werden, werden verworfen, und die Testzeitdauer beginnt erst beim Ende der Übergangszeitdauer. Auf diese Weise kann die Verbrennung zum Beschleunigen der Kurbelwelle 25 verwendet werden, ohne dass die zugeordneten Kräfte ungenaue Testergebnisse verursachen.
  • Ähnlich dem in 5 dargestellten Test repräsentiert 6 einen Test, in dem die Maschine 20 Kraftstoff nutzt, um die Kurbelwelle 25 bis zu einer Kraftstoffabschaltungs-Schwellengeschwindigkeit zu beschleunigen. Diese Kraftstoffabschaltungs-Schwellengeschwindigkeit kann unter oder innerhalb des ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs sein. Beim Erreichen der Kraftstoffabschaltungs-Schwellengeschwindigkeit wird der Kraftstoff von der Maschine 20 abgeschaltet und durch den Elektromotor 30 Leistung zugeführt, um die Kurbelwelle 25 zu drehen. Wie zuvor diskutiert wurde, ist es nützlich, nach dem Kraftstoffabschalten eine Übergangszeitdauer zu definieren, um die Ableitung der durch die Kraftstoffbeaufschlagungsbeschleunigung verursachten Verformung zu ermöglichen. Wie in den zuvor diskutierten Tests wird eine Testzeitdauer definiert, in der die Kurbelwellenpositionsdaten gemessen werden und zum Berechnen von Kurbelwellenfehlerfaktoren, die für den effizienteren Betrieb der Maschine 20 relevant sind, verwendet werden. Obgleich 5 und 6 beispielhafte Ausführungsformen von Tests repräsentieren, in denen die Maschine 20 und der Elektromotor 30 die Kurbelwelle in getrennten Phasen beschleunigen, wird angemerkt, dass irgendeine Kombination von Quellen verwendet werden kann, um die Kurbelwelle zu beschleunigen, solange der Kraftstoff von der Maschine abgeschaltet wird, bevor die Testzeitdauer beginnt.
  • Wenn der Prozessor 55 vorhanden ist, kann er so programmiert werden, dass er an den erhobenen Daten verschiedene Funktionen ausführt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Speicherung von Rohdaten, Berechnung von Kurbelfehlerwerten, die als die Differenz zwischen den vom Sensor 60 aufgenommen Daten und den aus Entwurfs- oder Nachschlagewerten erzeugten erwarteten Positionspunkten berechnet werden, Korrelation dieser Kurbelfehlerwerte und der ausgewählten Winkelgeschwindigkeit, Korrelation der Kurbelfehlerwerte für jeden Zylinder der Maschine 20 für die ausgewählte Winkelgeschwindigkeit, Filterung der Daten und Bestätigung der Daten.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Erheben von Positionsdaten einer Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle (25) eines Hybridantriebssystems, wobei die Kurbelwelle (25) funktional mit einem Hybridgetriebe gekoppelt ist, das einen Elektromotor (30) enthält, - wobei das Verfahren umfasst: - Drehen der Kurbelwelle (25) innerhalb eines ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs mit dem Elektromotor (30), ohne dass die Maschine (20) mit irgendwelchem Kraftstoff beaufschlagt wird; und - Messen von Kurbelwellenpositionsdaten, - wobei der Elektromotor (30) und die Maschine (20) Teil des Hybridantriebssystems sind, wobei entweder (i) das Drehen der Kurbelwelle (25) mit dem Elektromotor (30) ein Drehen der Kurbelwelle (25) bis in den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich umfasst, ohne dass die Maschine (20) Kraftstoff zum Beschleunigen der Kurbelwelle (25) nutzt, wobei das Messen beginnt, wenn die Geschwindigkeit der Kurbelwelle (25) den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich erreicht hat, oder wobei (ii) die Kurbelwelle (25) mit der Maschine (20) bis in den ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereich beschleunigt wird, wobei das Messen erst nach einer definierten Übergangszeitdauer mit einer Solldauer beginnt, während der die Kraftstoffversorgung der Maschine (20) abgeschaltet ist; wobei das Drehen der Kurbelwelle (25) das Drehen der Kurbelwelle (25) durch Rückwärtsantrieb der Maschine (20) während des Fahrzeugleerlaufs umfasst, wobei der Rückwärtsantrieb der Maschine (20) den Rückwärtsantrieb der Maschine (20) während des Fahrzeugleerlaufs durch das Hybridgetriebe und das Steuern der Kurbelwellendrehzahl mit dem Elektromotor (30) umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Rückwärtsantrieb der Maschine (20) den Rückwärtsantrieb der Maschine (20) mit einem Prüfstand umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verfahren ferner das Verarbeiten der Kurbelwellenpositionsdaten umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Verarbeiten das Verwerfen von Datenpunkten der während einer Übergangszeitdauer gemessenen Kurbelwellenpositionsdaten enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Verarbeiten das Verwerfen von Datenpunkten der Kurbelwellenpositionsdaten enthält, die gemessen wurden, nachdem irgendein Datenpunkt der Kurbelwellenpositionsdaten außerhalb des ausgewählten Winkelgeschwindigkeitsbereichs liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Verarbeiten die Berechnung eines Kurbelwellenfehlerfaktors enthält.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Verarbeiten die Berechnung von Kurbelwellenfehlerfaktoren für jede von mehreren Kurbelwellenpositionen enthält.
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