DE102019214208A1 - Control for an internal combustion engine in a hybrid vehicle, drive train for a hybrid vehicle, hybrid vehicle and method in a control for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Hybrid-Fahrzeug für eine Korrektur einer Drehmomentbestimmung, die dazu eingerichtet ist,ein erstes Näherungsdrehmomentsignal von einem tatsächlichen Drehmomentverlauf der Verbrennungskraftmaschine zu bestimmen, welcher sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals einstellt, und basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals das erste Näherungsdrehmomentsignal zu korrigieren, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.Control for an internal combustion engine in a hybrid vehicle for a correction of a torque determination, which is configured to determine a first approximate torque signal from an actual torque curve of the internal combustion engine, which is established on the basis of a target torque signal, and based on an in / on an electric machine measured EM counter torque signal to correct the first approach torque signal to determine a more accurate second approach torque signal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Hybrid-Fahrzeug für die Korrektur einer Drehmomentbestimmung, einen Antriebsstrang für ein Hybrid-Fahrzeug, ein Hybrid-Fahrzeug und ein Verfahren für die Korrektur einer Drehmomentbestimmung in einer Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a control for an internal combustion engine in a hybrid vehicle for correcting a torque determination, a drive train for a hybrid vehicle, a hybrid vehicle and a method for correcting a torque determination in a control for an internal combustion engine.
Bekanntermaßen hängt das von einer Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug erzeugte oder abgegebene Drehmoment von verschiedenen Faktoren ab. Wesentliche Einflussgrößen sind dabei die dem Brennraum zugeführte Kraftstoffmasse, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das Reibmoment des Motors. Für eine Vielzahl von Funktionen in Antriebsstrangsteuergeräten ist das von der Verbrennungskraftmaschine abgegebene Drehmoment eine wichtige Kenngröße.It is known that the torque generated or output by an internal combustion engine in a motor vehicle depends on various factors. The main influencing variables are the fuel mass supplied to the combustion chamber, the air-fuel ratio and the engine's frictional torque. The torque output by the internal combustion engine is an important parameter for a large number of functions in drive train control units.
Das in einer Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine bestimmte Drehmoment kann im Wesentlichen auf vergleichsweise ungenauen Berechnungsverfahren basieren, die auf der pro Verbrennung zugeführten Kraftstoffmasse und einem Schätzwert des Reibmoments beruhen. Diese werden aus den Signalen mehrerer Sensoren im Ansaug-, Abgastrakt und gegebenenfalls in/an der Verbrennungskraftmaschine berechnet. Die wichtigsten sind Saugrohrdrucksensor und/oder Luftmassenstromsensor und - sofern vorhanden - Zylinderdrucksensoren.The torque determined in a control for an internal combustion engine can essentially be based on comparatively imprecise calculation methods which are based on the fuel mass supplied per combustion and an estimated value of the friction torque. These are calculated from the signals of several sensors in the intake and exhaust tract and, if necessary, in / on the internal combustion engine. The most important are intake manifold pressure sensors and / or air mass flow sensors and - if available - cylinder pressure sensors.
Des Weiteren kann das in einer Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine bestimmte Drehmoment aus einem Drehmoment-Kennfeld bestimmt werden, welches zuvor an einer Referenz-Verbrennungskraftmaschine mittels Sensoren gemessen wurde. Allerdings können dabei Serienschwankungen auftreten, sodass sich die Drehmomente von Fahrzeug zu Fahrzeug unterscheiden.Furthermore, the torque determined in a control for an internal combustion engine can be determined from a torque characteristic map which was previously measured on a reference internal combustion engine by means of sensors. However, series fluctuations can occur, so that the torques differ from vehicle to vehicle.
Aufgrund von Sensortoleranzen, unterschiedlichen Bauteilen, Temperatureinflüssen, Reibungstoleranzen und vergleichsweise langsamer dynamischer Eigenschaften der Sensoren liegt der mittlere Drehmomentfehler meist im Bereich von ca. 10 %. Verändern sich die Eigenschaften von Bauteilen der Verbrennungskraftmaschine (Alterung, Ablagerungen, Defekte) steigt der Fehler deutlich an.Due to sensor tolerances, different components, temperature influences, friction tolerances and comparatively slow dynamic properties of the sensors, the mean torque error is usually in the range of approx. 10%. If the properties of components of the internal combustion engine change (aging, deposits, defects), the error increases significantly.
Dadurch kommt es häufig zu stationären und dynamischen Abweichung zwischen dem vom Fahrer bzw. des im Steuergerät bestimmten angeforderten Soll-Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine und dem tatsächlichen Drehmomentverlauf. Dies kann sich insbesondere bei schnellen Drehmomentänderungen, wie sie z.B. beim Motorstart, bei Getriebeschaltungen oder bei internen Umschaltungen in der Verbrennungskraftmaschine (z.B. Zylinderabschaltung) auftreten, unangenehm bemerkbar machen.This often leads to stationary and dynamic discrepancies between the required target torque of the internal combustion engine determined by the driver or the setpoint torque determined in the control unit and the actual torque curve. This can be particularly noticeable in the event of rapid torque changes, such as those that occur when starting the engine, shifting gears or during internal switchovers in the internal combustion engine (e.g. cylinder deactivation).
Für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge sind Regelverfahren für Drehmomente bekannt.Torque control methods are known for hybrid or electric vehicles.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Grundsätzlich sind Drehmomentsensoren und Verfahren zu deren Bestimmung in Antriebssträngen bzw. Antriebsanordnungen von Fahrzeugen bekannt.In principle, torque sensors and methods for determining them in drive trains or drive arrangements of vehicles are known.
Aus der deutschen Patentschrift
Des Weiteren ist aus der deutschen Patentschrift
Nachteilig der oben beschriebenen Verfahren ist die Notwendigkeit weiterer Sensoren. Eine direkte Messung des Drehmoments mittels Drehmomentsensoren ist aktuell in Serie mangels verfügbarem Bauraum und ausreichender und preisgünstiger und kleiner Sensoren nicht möglich.The disadvantage of the method described above is the need for additional sensors. A direct measurement of the torque by means of torque sensors is currently not possible in series due to a lack of available installation space and sufficient and inexpensive and small sensors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Korrektur einer Drehmomentbestimmung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Hybrid-Fahrzeug bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwindet.The object of the present invention is to provide a correction of a torque determination for an internal combustion engine in a hybrid vehicle which at least partially overcomes the above-mentioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Steuerung nach Anspruch 1, einem Antriebsstrang nach Anspruch 13, einem Hybrid-Fahrzeug nach Anspruch 14 und einem Verfahren nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by the control according to the invention according to
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Hybrid-Fahrzeug für eine Korrektur einer Drehmomentbestimmung, die dazu eingerichtet ist,
ein erstes Näherungsdrehmomentsignal von einem tatsächlichen Drehmomentverlauf der Verbrennungskraftmaschine zu bestimmen, welcher sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals einstellt, und basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals das erste Näherungsdrehmomentsignal zu korrigieren, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.According to a first aspect, the invention provides a control for an internal combustion engine in a hybrid vehicle for a correction of a torque determination, which is set up to
determine a first approximate torque signal from an actual torque curve of the internal combustion engine, which is set based on a target torque signal, and correct the first approximate torque signal based on an EM counter-torque signal measured in / on an electric machine in order to determine a more precise second approximate torque signal.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Hybrid-Fahrzeug, welcher eine Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine nach dem ersten Aspekt aufweist.According to a second aspect, the invention provides a drive train for a hybrid vehicle which has a controller for an internal combustion engine according to the first aspect.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein Hybrid-Fahrzeug, wobei das Hybrid-Fahrzeug einen Antriebsstrang nach dem zweiten Aspekt aufweist.According to a third aspect, the invention provides a hybrid vehicle, the hybrid vehicle having a drive train according to the second aspect.
Gemäß einem vierten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren für die Korrektur einer Drehmomentbestimmung in einer Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine nach dem ersten Aspekt, wobei das Verfahren umfasst:
- bestimmen eines ersten Näherungsdrehmomentsignals von einem tatsächlichen Drehmomentverlauf der Verbrennungskraftmaschine, welcher sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals einstellt; und
- korrigieren des ersten Näherungsdrehmomentsignals basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.
- determining a first approximate torque signal from an actual torque curve of the internal combustion engine, which is established on the basis of a setpoint torque signal; and
- correcting the first approach torque signal based on an EM counter torque signal measured in / on an electric machine to determine a more accurate second approach torque signal.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.
Eine erfindungsgemäße Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Hybrid-Fahrzeug für eine Korrektur einer Drehmomentbestimmung, die dazu eingerichtet ist,
ein erstes Näherungsdrehmomentsignal von einem tatsächlichen Drehmomentverlauf der Verbrennungskraftmaschine zu bestimmen, welcher sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals einstellt, und basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals das erste Näherungsdrehmomentsignal zu korrigieren, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.A control according to the invention for an internal combustion engine in a hybrid vehicle for a correction of a torque determination, which is set up to
determine a first approximate torque signal from an actual torque curve of the internal combustion engine, which is set based on a target torque signal, and correct the first approximate torque signal based on an EM counter-torque signal measured in / on an electric machine in order to determine a more precise second approximate torque signal.
Die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine kann grundsätzlich eine Motorsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine (ECU) sein, die zum einen Sensorsignale von in/an der Verbrennungskraftmaschine verbauten Sensoren (beispielsweise Kurbel- und Nockenwellensensor, Luftmassenstromsensor, Lambdasonde, Saugrohrdrucksensor, Temperatursensoren, etc.) und zum anderen vom Fahrer erzeugte Signale (beispielsweise Gaspedalwinkel, Bremssignal, Fahrgeschwindigkeitsregelung, etc.) über eine Schnittstelle zu einem Bussystem erhält. Des Weiteren kann die Steuerung Daten mit weiteren im Fahrzeug verbauten Steuergeräten, wie beispielsweise einem Steuergerät für eine Elektromaschine (MCU), einem Antriebsstrangsteuergerät (PCU) in einem Hybrid-Fahrzeug oder einem Getriebesteuergerät in einem parallelen Antriebsstrang eines Hybrid-Fahrzeugs, austauschen. Das Antriebsstrangsteuergerät kann beispielsweise bestimmte Betriebssituationen des Hybrid-Fahrzeugs registrieren und koordinieren.The control for the internal combustion engine can basically be an engine control for an internal combustion engine (ECU), which on the one hand receives sensor signals from sensors installed in / on the internal combustion engine (for example crankshaft and camshaft sensors, air mass flow sensors, lambda sensors, intake manifold pressure sensors, temperature sensors, etc.) and on the other receives signals generated by the driver (for example accelerator pedal angle, brake signal, cruise control, etc.) via an interface to a bus system. The controller can also exchange data with other control units installed in the vehicle, such as a control unit for an electric machine (MCU), a drive train control unit (PCU) in a hybrid vehicle or a transmission control unit in a parallel drive train of a hybrid vehicle. The drive train control device can, for example, register and coordinate certain operating situations of the hybrid vehicle.
Im Allgemeinen können aber auch mehrere der obengenannten Steuerungen und Steuergeräte oder weitere im Hybrid-Fahrzeug verbaute Steuerungen und Steuergeräte in einem zusammengefasst sein. Beispielsweise kann die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine auch im Antriebsstrangsteuergerät integriert sein oder mit dem Steuergerät für die Elektromaschine zusammengefasst sein oder dergleichen. Die Korrektur der Drehmomentbestimmung kann daher in solchen Ausführungsbeispielen ebenfalls in der Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine ablaufen, die dann beispielsweise als Komponente oder Funktionseinheit in dem übergeordneten Steuergerät aufzufassen ist. Ein Ausführungsbeispiel als separate Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine ist somit nicht limitierend zu verstehen.In general, however, several of the above-mentioned controls and control devices or other controls and control devices installed in the hybrid vehicle can also be combined in one. For example, the control for the internal combustion engine can also be integrated in the drive train control device or combined with the control device for the electric machine or like that. The correction of the torque determination can therefore also take place in such exemplary embodiments in the control for the internal combustion engine, which is then to be understood, for example, as a component or functional unit in the higher-level control unit. An exemplary embodiment as a separate control for the internal combustion engine is therefore not to be understood as limiting.
Außerdem kann die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine betriebsrelevante Programme und Daten, Kennfelder (Drehmoment-Kennfeld oder Drehmomentenänderungen-Kennfeld) und dergleichen in einem Speicher halten. Auch Korrekturwerte für verschiedene Betriebs- und Steuergrößen, die sich von Zeit zu Zeit ändern können, da beispielsweise die Steuerung ein Korrekturverfahren ausgeführt hat, können im Speicher gehalten werden.In addition, the control for the internal combustion engine can keep operationally relevant programs and data, maps (torque map or torque changes map) and the like in a memory. Correction values for various operating and control variables, which can change from time to time, because, for example, the control has carried out a correction process, can also be kept in the memory.
Aus den gespeicherten Daten und den erhalten Signalen (hier Betriebsgrößen) kann die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine weitere für die Einstellung des Betriebsbereich (z.B. Drehzahl und angefordertes Soll-Drehmomentsignal) der Verbrennungskraftmaschine relevante Steuergrößen bestimmen (beispielsweise zugeführte Kraftstoffmasse, angefordertes Soll-Drehmoment, etc.) und die daraus die notwendigen Stellgrößen für in der Verbrennungskraftmaschine verbauten Aktoren ermitteln und diese entsprechend ansteuern.From the stored data and the signals received (here operating variables), the control for the internal combustion engine can determine other control variables that are relevant for setting the operating range (e.g. speed and requested target torque signal) of the internal combustion engine (e.g. supplied fuel mass, requested target torque, etc. ) and determine the necessary manipulated variables for the actuators installed in the internal combustion engine and control them accordingly.
Um die oben genannten Funktionen durchführen zu können, verfügt die Steuerung über elektronische Komponenten, Speichereinheiten und Schaltungen und dergleichen. Beispielsweise kann die Steuerung einen oder mehrere Prozessoren (CPUs), einen oder mehrere Mikrocontroller, FPGAs oder ähnliches enthalten. Die Speichereinheiten können beispielsweise magnetische Speicher oder Halbleiterspeicher sein. Die Schnittstelle zum Bussystem kann zum Beispiel eine CAN-Schnittstelle sein, um mit einem CAN-Bussystem zu kommunizieren. Das Bussystem kann auch ein LIN oder FlexRay oder dergleichen sein.In order to be able to carry out the above-mentioned functions, the controller has electronic components, storage units and circuits and the like. For example, the controller can contain one or more processors (CPUs), one or more microcontrollers, FPGAs or the like. The storage units can be, for example, magnetic memories or semiconductor memories. The interface to the bus system can be, for example, a CAN interface in order to communicate with a CAN bus system. The bus system can also be a LIN or FlexRay or the like.
Die Verbrennungskraftmaschine kann prinzipiell eine beliebige Verbrennungskraftmaschine sein, z.B. Ottomotor, Dieselmotor, etc.The internal combustion engine can in principle be any internal combustion engine, e.g. Otto engine, diesel engine, etc.
Das Hybrid-Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit parallelen oder seriellen Antriebsstrang sein, wobei das Hybrid-Fahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine und mindestens eine Elektromaschine aufweist. Ein Hybrid-Fahrzeug mit parallelem Antriebsstrang weist außerdem ein Getriebe auf. Die Elektromaschine kann eine synchrone oder asynchrone Elektromaschine sein.The hybrid vehicle can be a vehicle with a parallel or serial drive train, the hybrid vehicle having an internal combustion engine and at least one electric machine. A hybrid vehicle with a parallel drive train also has a transmission. The electric machine can be a synchronous or an asynchronous electric machine.
Das Drehmoment welches an einem Getriebe in einem Hybrid-Fahrzeug mit parallelem Antriebsstrang anliegt, im Folgenden Getriebeeingangsmoment genannt, ist stationär die Summe aus tatsächlichem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine und eines (tatsächlichen) EM-Drehmoments der Elektromaschine.The torque that is applied to a transmission in a hybrid vehicle with a parallel drive train, hereinafter referred to as the transmission input torque, is the sum of the actual torque of the internal combustion engine and an (actual) EM torque of the electric machine.
Wie oben erwähnt, ist eine Bestimmung eines tatsächlichen Drehmomentverlaufs einer Verbrennungskraftmaschine, welcher aufgrund fehlender Sensoren nicht bekannt ist, häufig ungenau. Es ist daher wünschenswert eine Korrektur der Drehmomentbestimmung durchzuführen, um einen genaueren Wert zu erhalten.As mentioned above, a determination of an actual torque curve of an internal combustion engine, which is not known due to a lack of sensors, is often imprecise. It is therefore desirable to correct the torque determination in order to obtain a more accurate value.
Die Steuerung bestimmt ein erstes Näherungsdrehmomentsignal von dem tatsächlichen Drehmomentverlauf. Dies kann, wie eingangs erwähnt, z.B. auf Basis der zugeführten Kraftstoffmasse und einer Abschätzung des Reibmoments bestimmt werden oder aus einem Drehmoment-Kennfeld für einen jeweiligen Betriebsbereich (z.B. Drehzahl und angefordertes Soll-Drehmomentsignal) der Verbrennungskraftmaschine bestimmt werden.The controller determines a first approach torque signal from the actual torque curve. As mentioned at the beginning, this can be determined, for example, on the basis of the supplied fuel mass and an estimate of the friction torque or it can be determined from a torque map for a respective operating range (e.g. speed and requested target torque signal) of the internal combustion engine.
Das erste Näherungsdrehmomentsignal kann ein absolutes Drehmoment sein oder eine Drehmomentänderung sein. Das erste Näherungsdrehmomentsignal kann beispielsweise ein einzelner Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder in einer bestimmten Betriebssituation (z.B. Fahrzeugstillstand, Bremsen, etc.) und/oder in einem bestimmten Betriebsbereich vom tatsächlichen Drehmomentverlauf sein. Das erste Näherungsdrehmomentsignal kann eine aus mehreren Werten bestehende zeitliche Abtastung vom tatsächlichen Drehmomentverlauf sein.The first approach torque signal can be an absolute torque or a change in torque. The first approximate torque signal can, for example, be a single value at a specific point in time and / or in a specific operating situation (e.g. vehicle standstill, braking, etc.) and / or in a specific operating range of the actual torque curve. The first approximate torque signal can be a time sampling of the actual torque curve consisting of several values.
Der tatsächliche Drehmomentverlauf stellt sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals ein, welches, wie oben erwähnt, aus verschiedenen Betriebsgrößen in der Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine bestimmt wird und das angeforderte Soll-Drehmomentsignal ergibt. The actual torque curve is established on the basis of a target torque signal which, as mentioned above, is determined from various operating variables in the control for the internal combustion engine and which results in the requested target torque signal.
Dem angeforderten Soll-Drehmomentsignal kann auch ein davon unabhängiges Testdrehmomentsignal aufgeschaltet werden, um das Soll-Drehmomentsignal zu erzeugen.An independent test torque signal can also be applied to the requested target torque signal in order to generate the target torque signal.
Die Genauigkeit des ersten Näherungsdrehmomentsignals kann nun dadurch verbessert, dass die im Antriebsstrang des Hybrid-Fahrzeugs vorhandene Elektromaschine zur Messung eines absoluten Drehmoments oder einer Drehmomentänderung herangezogen wird. Der Grund dafür ist unter anderem, dass eine Bestimmung eines EM-Gegendrehmomentsignals auf Basis der in/an einer Elektromaschine verbauten, genaueren Sensoren deutlich genauer möglich ist. Das im Antriebsstrang vorhandene Steuergerät der Elektromaschine bestimmt aus den in/an der Elektromaschine erzeugten Sensorsignalen das EM-Gegendrehmomentsignal, welches sehr genau dem (tatsächlichen) EM-Drehmoment oder der (tatsächlichen) EM-Drehmomentänderung entspricht.The accuracy of the first approximate torque signal can now be improved in that the electric machine present in the drive train of the hybrid vehicle is used to measure an absolute torque or a change in torque. The reason for this is, among other things, that a determination of an EM counter-torque signal on the basis of the more precise sensors installed in / on an electric machine is much more precisely possible. The control unit of the electric machine in the drive train determines the EM counter-torque signal from the sensor signals generated in / on the electric machine, which corresponds very precisely to the (actual) EM torque or the (actual) EM torque change.
Für die Bestimmung des EM-Gegendrehmomentsignals wird in geeigneten Betriebssituationen der von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte tatsächliche Drehmomentverlauf durch ein gleich großes Gegenmoment am Elektromotor kompensiert. Dieses Gegendrehmoment kann, wie oben erwähnt, im Steuergerät der Elektromaschine vergleichsweise genau bestimmt werden.To determine the EM counter-torque signal, the actual torque curve generated by the internal combustion engine is compensated for by an equally large counter-torque on the electric motor in suitable operating situations. As mentioned above, this counter torque can be determined comparatively precisely in the control unit of the electric machine.
Beispielsweise kann für die Durchführung der Korrektur z.B. das Antriebsstrangsteuergerät aus verschiedenen Sensorsignalen (z.B. Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Pedalwinkel, Drehzahl, Bremssignal, offene Kupplung, etc.) ermitteln, ob das Getriebeeingangsmoment null ist oder stationär konstant bleibt. Ein Öffnen der Kupplung wird beispielsweise vom Getriebesteuergerät durchgeführt und kann genau erfasst werden.For example, to carry out the correction, the drive train control unit can determine from various sensor signals (e.g. vehicle speed, pedal angle, speed, brake signal, open clutch, etc.) whether the transmission input torque is zero or remains constant. The clutch is opened, for example, by the transmission control unit and can be precisely recorded.
Ist beispielsweise das Getriebeeingangsmoment null (Leerlauf, Segeln mit offener Kupplung, Fahrzeugstillstand), da die Kupplung geöffnet ist, lässt sich das eindeutig erfassen und das EM-Drehmoment kann daraufhin so eingestellt werden, dass es den tatsächlichen Drehmomentverlauf gerade kompensiert. Das dadurch erhaltene EM-Gegendrehmomentsignal kann für die Bestimmung einer Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals verwendet werden, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.For example, if the transmission input torque is zero (idling, coasting with the clutch open, vehicle standstill) because the clutch is open, this can be clearly detected and the EM torque can then be set so that it just compensates for the actual torque curve. The EM counter-torque signal thus obtained can be used to determine a correction for the first approach torque signal in order to determine a more accurate second approach torque signal.
Im Allgemeinen lassen sich die notwendigen Bedingungen für die Durchführung der Korrektur aber aus verschiedenen Sensorsignalen eingrenzen.In general, however, the necessary conditions for performing the correction can be narrowed down from various sensor signals.
Im Falle einer aufgeschalteten Abweichung (Testdrehmomentsignal) auf die Verbrennungskraftmaschine kann die Elektromaschine so eingestellt werden, dass sie gerade das Gegendrehmoment der Abweichung erzeugt, um das Getriebeeingangsmoment konstant zu halten. Das Gegendrehmoment der Elektromaschine kann sehr genau gemessen werden, so dass das EM-Gegendrehmomentsignal für die Korrektur erhalten wird.In the event of an applied deviation (test torque signal) to the internal combustion engine, the electric machine can be set in such a way that it just generates the counter-torque of the deviation in order to keep the transmission input torque constant. The counter torque of the electric machine can be measured very precisely, so that the EM counter torque signal is obtained for the correction.
Das Steuergerät der Elektromaschine kann das EM-Gegendrehmomentsignal an die Steuerung der Verbrennungskraftmaschine weiter geben. Daher wird basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals das erste Näherungsdrehmomentsignals korrigiert, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.The control unit of the electric machine can forward the EM counter-torque signal to the control of the internal combustion engine. Therefore, based on an EM counter-torque signal measured in / on an electrical machine, the first approach torque signal is corrected in order to determine a more precise second approach torque signal.
Das genauere zweite Näherungsdrehmomentsignal kann dann für die Ermittlung der Stellgrößen der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden. Außerdem kann das genauere zweite Näherungsdrehmomentsignal für jeden Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine in der Steuerung abgespeichert werden und so ein korrigiertes, genaueres Drehmoment-Kennfeld und/oder Drehmomentänderungen-Kennfeld erhalten werden. Außerdem kann auch die Abweichung zwischen dem ersten Näherungsdrehmomentsignal und dem EM-Drehmomentsignal in einem Drehmoment-Korrektur-Kennfeld eingetragen werden, sodass das zweite genauere Näherungsdrehmomentsignal dann im Fahrbetrieb als die Summe des ersten Näherungsdrehmomentsignals und dem Korrekturwert aus dem Drehmoment-Korrektur-Kennfeld bestimmt wird. Dies kann für absolute Drehmomente (Drehmoment-Korrektur-Kennfeld) und Drehmomentänderungen (Drehmomentänderungen-Korrektur-Kennfeld) gleichermaßen gemacht werden.The more precise second approximation torque signal can then be used to determine the manipulated variables of the internal combustion engine. In addition, the more precise second approximate torque signal can be stored in the control for each operating range of the internal combustion engine and a corrected, more precise torque characteristic map and / or torque changes characteristic map can thus be obtained. In addition, the discrepancy between the first approach torque signal and the EM torque signal can be entered in a torque correction map, so that the second more accurate approach torque signal is then determined during driving as the sum of the first approach torque signal and the correction value from the torque correction map . This can be done equally for absolute torques (torque correction map) and torque changes (torque changes correction map).
Kennfelder sind dabei eine tabellenähnliche, einfache und hinsichtlich der Rechnerresourcen wenig anspruchsvolle Art eines Modells, das den Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen eines Systems abbildet. Deshalb werden sie in Steuergeräten verwendet, insbesondere auch für Adaptionskennfelder. Bei Adaptionskennfelder kann der Wert (Inhalt) während des Betriebs aufgrund von Mess- oder Rechenergebnissen (Adaptionsergebnis) verändert werden.Characteristic maps are a table-like, simple type of model that is not very demanding in terms of computer resources and depicts the relationship between input and output variables of a system. That is why they are used in control units, especially for adaptation maps. In the case of adaptation maps, the value (content) can be changed during operation on the basis of measurement or calculation results (adaptation result).
Mit Kennfeldern kann nahezu jeder mathematische Zusammenhang oder jede Formel dargestellt werden, wobei die Anzahl der Eingangsgrößen limitiert ist. Gegenwärtig sind in Steuergeräten Kennfelder mit bis zu vier Eingangsgrößen bekannt.Almost any mathematical relationship or formula can be represented with characteristic diagrams, whereby the number of input variables is limited. At present, characteristic diagrams with up to four input variables are known in control units.
Weitere Methoden zur Speicherung von Adaptionsergebnissen in Steuerungen und Steuergeräten können beispielsweise physikalische Modelle, Polynommodelle, Neuronale Netze oder LOLIMOT (Local Linear Model Trees) sein, die als Alternative zu der Verwendung von Kennfeldern geeignet sind. Diese benötigen weniger Speicherplatz und können eine höhere Anzahl an Eingangsgrößen verarbeiten, aber diese benötigen mehr Rechenaufwand. Momentan werden diese Methoden wenig eingesetzt, da eine Parametrierung (zum Beispiel das Trainieren eines Neuronalen Netzes) viel Zeit und Rechenaufwand benötigt.Further methods for storing adaptation results in controls and control units can be, for example, physical models, polynomial models, neural networks or LOLIMOT (Local Linear Model Trees), which are suitable as an alternative to the use of characteristic maps. These require less storage space and can process a higher number of input variables, but these require more computational effort. At the moment, these methods are rarely used, as parameterization (for example training a neural network) requires a lot of time and computational effort.
Bei Verfahren mit Künstlicher Intelligenz kommen zur Zeit Neuronale Netze auf und finden in Steuergeräten, zum Beispiel für automatisiertes Fahren oder Spracheingabe, Einzug in Fahrzeugsteuergeräte.In processes with artificial intelligence, neural networks are currently emerging and are finding their way into vehicle control units in control units, for example for automated driving or voice input.
Prinzipiell sind diese Methoden auch als Alternative für Drehmoment- oder Heizwert-Kennfelder bzw. deren Korrekturkennfelder geeignet und könnten mit steigender Rechenleistung in den Fahrzeugen Anwendung finden.In principle, these methods are also suitable as an alternative to torque or calorific value maps or their correction maps and could be used in vehicles with increasing computing power.
Ebenso könnten die Adaptionsergebnisse (Korrekturwerte) beispielsweise auch über eine Netzwerkverbindung (zum Beispiel eine drahtlose Netzwerkverbindung) in eine Cloud übertragen und dort gespeichert werden (beispielsweise in einem Speicher auf einem Server). Der Korrekturwert für einen bestimmten Betriebsbereich kann in solchen Ausführungsbeispielen über die Netzwerkverbindung angefordert werden, sodass das zweite genauere Näherungsdrehmomentsignal dann im Fahrbetrieb als die Summe des ersten Näherungsdrehmomentsignals und dem Korrekturwert aus der Cloud bestimmt wird.Likewise, the adaptation results (correction values) could, for example, also be transmitted to a cloud via a network connection (for example a wireless network connection) and stored there (for example in a memory on a server). In such exemplary embodiments, the correction value for a specific operating range can be requested via the network connection, so that the second more precise approach torque signal is then determined during driving operation as the sum of the first approach torque signal and the correction value from the cloud.
Des Weiteren könnten die obengenannten Verfahren auch in die Cloud ausgelagert werden und nicht mehr in einem Steuergerät, sondern in der Cloud gerechnet werden. Dies ist auch für die hierin beschriebene Drehmomentbestimmung in der Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine denkbar, die dann ganz oder teilweise in der Cloud ausgeführt wird.Furthermore, the above-mentioned processes could also be outsourced to the cloud and no longer calculated in a control device, but in the cloud. This is also conceivable for the torque determination described herein in the control for the internal combustion engine, which is then carried out entirely or partially in the cloud.
Die genauere Bestimmung des tatsächlichen Drehmomentverlaufs der Verbrennungskraftmaschine mithilfe der im Hybrid-Fahrzeug vorhandenen Elektromaschine ist vorteilhaft, da keine zusätzlichen Sensoren oder Bauteile in der Verbrennungskraftmaschine verbaut werden müssen und somit kostengünstig ist. Außerdem lässt sich dadurch die Kraftstoffmasse und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Betriebsbereich genauer einstellen. Dies ist somit auch z.B. für Abgasnachbehandlung relevant.The more precise determination of the actual torque curve of the internal combustion engine with the aid of the electric machine present in the hybrid vehicle is advantageous since no additional sensors or components have to be installed in the internal combustion engine and is therefore cost-effective. In addition, this allows the fuel mass and / or the air-fuel ratio to be set more precisely in an operating range. This is therefore also relevant e.g. for exhaust aftertreatment.
Des Weiteren lässt sich in Hybrid-Fahrzeugen mit parallelen Antriebssträngen, die ein Getriebe aufweisen, die Präzision des Zusammenspiels zwischen Verbrennungskraftmaschine, Elektromaschine und Getriebe verbessern. Dies kann sich z.B. beim Start der Verbrennungskraftmaschine, bei Getriebeschaltungen oder Lastwechseln positiv bemerkbar machen oder im Allgemeinen in dynamischen Betriebssituationen.Furthermore, in hybrid vehicles with parallel drive trains that have a transmission, the precision of the interaction between the internal combustion engine, electric machine and transmission can be improved. This can have a positive effect, e.g. when starting the internal combustion engine, when shifting gears or load changes, or in general in dynamic operating situations.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet, einem angeforderten Soll-Drehmomentsignal ein Testdrehmomentsignal aufzuschalten, um das Soll-Drehmomentsignal zu erzeugen.In some exemplary embodiments, the controller is set up to apply a test torque signal to a requested target torque signal in order to generate the target torque signal.
Das Testdrehmomentsignal kann beispielsweise ein für eine kurze Zeitdauer zusätzliches Drehmoment (Erhöhung oder Verringerung) sein, welches eine kleine Änderung des tatsächlichen Drehmomentverlaufs bewirken kann. Es kann aber auch aus mehreren hintereinander aufgeschalteten zusätzlichen Drehmomenten sein.The test torque signal can, for example, be an additional torque (increase or decrease) for a short period of time, which can cause a small change in the actual torque curve. However, it can also consist of several additional torques connected one behind the other.
Die Stellgrößen der Verbrennungskraftmaschine werden gemäß des Soll-Drehmomentsignals eingestellt und weichen somit von dem angeforderten Soll-Drehmomentsignal ab, wenn das Testdrehmomentsignal aufgeschaltet wird. Demnach reagiert die Verbrennungskraftmaschine auf das Testdrehmomentsignal. Die Amplitude des Testdrehmomentsignals ist im Vergleich zum angeforderten Soll-Drehmomentsignal gering.The manipulated variables of the internal combustion engine are set in accordance with the target torque signal and thus deviate from the requested target torque signal when the test torque signal is switched on. Accordingly, the internal combustion engine reacts to the test torque signal. The amplitude of the test torque signal is small compared to the requested target torque signal.
Ist das Testdrehmomentsignal eine für eine kurze Zeitdauer zusätzliches Drehmoment (Erhöhung oder Verringerung), dann ist in solchen Ausführungsbeispielen, ein erstes Näherungsdrehmomentsignal von dem tatsächlichen Drehmomentverlauf in einem Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine eine Abschätzung einer Änderung des tatsächlichen Drehmomentverlaufs. Die Änderung wird, wie oben beschrieben, von der Elektromaschine kompensiert und vergleichsweise genau gemessen, sodass ein EM-Gegendrehmomentsignal zur Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals verwendet werden kann. Daher lässt sich in solchen Ausführungsbeispielen in einem Betriebsbereich eine Drehmomentänderung genauer bestimmen.If the test torque signal is an additional torque (increase or decrease) for a short period of time, then in such exemplary embodiments, a first approximate torque signal from the actual torque curve in an operating range of the internal combustion engine is an estimate of a change in the actual torque curve. As described above, the change is compensated for by the electric machine and measured comparatively precisely, so that an EM counter-torque signal can be used to correct the first approximate torque signal. Therefore, in such exemplary embodiments, a change in torque can be determined more precisely in an operating range.
Abweichungen zwischen dem ersten Näherungsdrehmomentsignal und dem EM-Gegendrehmomentsignal deuten auf erhöhte Toleranzen, Alterungen bzw. Fehler oder Defekte in der Verbrennungskraftmaschine hin, z.B. falsche Kraftstoffzumessung (beispielsweise der Injektoren, etc.) oder falscher Luftmassenstrom (z.B. durch gealterten Sensor, undichtes Saugrohr, defekter Turbolader, etc.).Deviations between the first approximate torque signal and the EM counter-torque signal indicate increased tolerances, aging or faults or defects in the internal combustion engine, e.g. incorrect fuel metering (e.g. the injectors, etc.) or incorrect air mass flow (e.g. due to aged sensor, leaky intake manifold, defective Turbocharger, etc.).
In manchen Ausführungsbeispielen besteht das Testdrehmomentsignal aus mehreren Testdrehmomentpulsen.In some exemplary embodiments, the test torque signal consists of several test torque pulses.
Das Testdrehmomentsignal kann beispielsweise zeitlich ein binäres Pseudo-Randomsignal (PRBS) mit einer vorherbestimmten Anzahl an Testdrehmomentpulsen und somit einer vorherbestimmten Dauer repräsentieren, wobei die Testdrehmomentpulse geringe Amplitude haben. Die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine kann dafür einen Testmustergenerator aufweisen.The test torque signal can represent, for example, a binary pseudo-random signal (PRBS) with a predetermined number of test torque pulses and thus a predetermined duration, with the test torque pulses having a low amplitude. The control for the internal combustion engine can have a test pattern generator for this purpose.
In solchen Ausführungsbeispielen kann bei jedem neuen Testdrehmomentpuls ein Wert des ersten Näherungsdrehmomentsignals und ein Wert des EM-Gegendrehmomentsignals bestimmt werden (Drehmomentänderungen im tatsächlichen Drehmomentverlauf), welches den Testdrehmomentpuls bestmöglich kompensiert. Im Falle einer Korrelation der gesamten Werte bei Ende des Testdrehmomentsignals kann jeder Wert des ersten Näherungsdrehmomentsignals basierend auf dem EM-Gegendrehmomentsignal korrigiert werden.In such exemplary embodiments, a value of the first approximate torque signal and a value of the EM counter-torque signal can be determined for each new test torque pulse (torque changes in the actual torque curve), which compensates the test torque pulse as best as possible. In the case of a correlation of the total values at the end of the Test torque signal, any value of the first approximation torque signal can be corrected based on the EM counter torque signal.
Korrelation, beispielsweise Kreuzkorrelation, ist ein statistisches Verfahren zur Bestimmung eines statistischen Zusammenhangs zwischen zwei Signalen. Ein Vorteil der Korrelation ist, dass die Korrelation sehr empfindlich ist und gleichzeitig wenig störanfällig. Dadurch lassen sich selbst geringe Drehmomentänderungen im tatsächlichen Drehmomentverlauf auch im normalen Fahrbetrieb oder dynamischen Betriebssituationen nachweisen.Correlation, for example cross-correlation, is a statistical method for determining a statistical relationship between two signals. One advantage of the correlation is that the correlation is very sensitive and, at the same time, less susceptible to interference. As a result, even small changes in torque in the actual torque curve can be detected in normal driving or dynamic operating situations.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet das EM-Gegendrehmomentsignal basierend auf dem angeforderten Soll-Drehmomentsignal zu korrigieren, um ein korrigiertes EM-Gegendrehmomentsignal zu erhalten.In some exemplary embodiments, the controller is configured to correct the EM counter-torque signal based on the requested target torque signal in order to obtain a corrected EM counter-torque signal.
Im normalen Fahrbetrieb eines Hybrid-Fahrzeugs ändert sich das angeforderte Soll-Drehmomentsignal zeitlich. Um den Einfluss dieser Änderung auf beispielsweise die Korrelationsbestimmung gering zu halten, kann das angeforderte Soll-Drehmoment zur Korrektur des EM-Gegendrehmomentsignals herangezogen werden. Beispielsweise lässt sich im Falle einer Beschleunigung des Hybrid-Fahrzeugs der Anstieg des angeforderten Soll-Drehmoments entsprechend aus dem EM-Gegendrehmomentsignal heraus rechnen, um ein korrigiertes EM-Gegendrehmomentsignal zu erhalten.During normal driving of a hybrid vehicle, the requested target torque signal changes over time. In order to keep the influence of this change on the determination of the correlation low, for example, the requested setpoint torque can be used to correct the EM counter-torque signal. For example, in the event of an acceleration of the hybrid vehicle, the increase in the requested target torque can be calculated accordingly from the EM counter-torque signal in order to obtain a corrected EM counter-torque signal.
In manchen Ausführungsbeispielen weist die Steuerung weiter mindestens ein Schieberegister auf, und die Steuerung ist dazu eingerichtet mehrere Werte eines Eingangssignal, welches die Summe aus angefordertem Soll-Drehmomentsignal und erstem Näherungsdrehmomentsignal ist, und mehrere Werte eines Ausgangssignal, welches dem korrigierten EM-Gegendrehmomentsignal entspricht, zu Zeitpunkten innerhalb der Dauer des Testdrehmomentsignals in dem Schieberegister abzuspeichern.In some exemplary embodiments, the controller further has at least one shift register, and the controller is set up to have several values of an input signal, which is the sum of the requested target torque signal and the first approximate torque signal, and several values of an output signal which corresponds to the corrected EM counter-torque signal, at times within the duration of the test torque signal in the shift register.
Das oder die Schieberegister ist beispielsweise ein logisches Schaltwerk, welches aus in Reihe geschalteten Speicherzellen, die vorzugsweise ganze Zahlenwerte speichern können, bestehen kann und nach dem FIFO-Prinzip (First in First out) arbeiten kann.The shift register or registers is, for example, a logic switching mechanism which can consist of memory cells connected in series, which can preferably store whole numerical values, and which can work according to the FIFO principle (first in first out).
Die Stellgrößen für die Einstellung der Verbrennungskraftmaschine werden gemäß dem Soll-Drehmomentsignal eingestellt. Ist dem angeforderten Soll-Drehmoment beispielsweise ein Testdrehmomentsignal aus mehreren Testdrehmomentpulsen aufgeschaltet, können die durch die Testdrehmomentpulse hervorgerufenen Änderungen im tatsächlichen Drehmomentverlauf als erstes Näherungsdrehmomentsignal abgeschätzt werden. Daher bilden die zu jedem Testdrehmomentpuls bestimmten Werte der Summe des ersten Näherungsdrehmomentsignals und dem angeforderten Soll-Drehmoment das Eingangssignal für die Bestimmung einer Korrelation mit dem Ausgangssignal, welches in solchen Ausführungsbeispielen das korrigierte EM-Gegendrehmomentsignal ist.The manipulated variables for setting the internal combustion engine are set in accordance with the target torque signal. If, for example, a test torque signal from several test torque pulses is applied to the requested target torque, the changes in the actual torque curve caused by the test torque pulses can be estimated as the first approximate torque signal. Therefore, the values of the sum of the first approximate torque signal and the requested target torque determined for each test torque pulse form the input signal for determining a correlation with the output signal, which in such exemplary embodiments is the corrected EM counter-torque signal.
Das Schieberegister ist vorzugsweise so ausgelegt, dass alle Werte bis zum Ende des Testdrehmomentsignals abgespeichert werden können.The shift register is preferably designed in such a way that all values can be stored up to the end of the test torque signal.
In manchen Ausführungsbeispielen unterscheiden sich die Zeitpunkte der Werte des Eingangs-und Ausgangssignals um eine vorherbestimmte Zeitverzögerung.In some exemplary embodiments, the times of the values of the input and output signals differ by a predetermined time delay.
Im Allgemeinen ist zu erwarten, dass die Verbrennungskraftmaschine die aufgeschalteten Testdrehmomentpulse zeitverzögert umsetzt. Daher ist es in solchen Situationen zweckmäßig die Werte des Ausgangssignals (korrigiertes EM-Gegendrehmomentsignal) ebenfalls zeitverzögert zu bestimmen, um eine größtmögliche Korrelation des Eingangs- und Ausgangssignals zu erreichen.In general, it is to be expected that the internal combustion engine will implement the test torque pulses applied with a time delay. It is therefore advisable in such situations to determine the values of the output signal (corrected EM counter-torque signal) also with a time delay in order to achieve the greatest possible correlation between the input and output signals.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet aus den gespeicherten Werten des Eingangs- und Ausgangssignal einen Korrelationskoeffizienten zu bestimmen.In some exemplary embodiments, the controller is set up to determine a correlation coefficient from the stored values of the input and output signals.
Der Korrelationskoeffizient (
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Zeitverzögerung entsprechend eines maximalen Wert des Korrelationskoeffizienten gewählt.In some exemplary embodiments, the time delay is selected in accordance with a maximum value of the correlation coefficient.
Dadurch ist der Zusammenhang zwischen beiden Signalen am größten und eine Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals wird möglich und genauer. Die Zeitverzögerung kann experimentell für jeden Betriebsbereich bestimmt werden.As a result, the relationship between the two signals is greatest and a correction of the first approach torque signal becomes possible and more accurate. The time delay can be determined experimentally for each operating range.
In manchen Ausführungsbeispielen ist Steuerung dazu eingerichtet, einen Gewichtungsfaktor aus den gespeicherten Werten des Eingangs-und Ausgangssignal zu bestimmen.In some exemplary embodiments, the controller is set up to determine a weighting factor from the stored values of the input and output signals.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet, das genauere zweite Näherungsdrehmomentsignal basierend auf den gespeicherten Werten des Ausgangssignals und dem Gewichtungsfaktor zu ermitteln.In some exemplary embodiments, the controller is configured to generate the more precise second approximation torque signal based on the to determine stored values of the output signal and the weighting factor.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet, das genauere zweite Näherungsdrehmomentsignal nur dann zu ermitteln wenn der Korrelationskoeffizient über einem vorherbestimmten Schwellenwert liegt.In some exemplary embodiments, the controller is set up to determine the more precise second approximation torque signal only if the correlation coefficient is above a predetermined threshold value.
Eine Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals basierend auf den gespeicherten Werten des Ausgangssignals und dem Gewichtungsfaktor ist nur dann sinnvoll, wenn das Eingangs- und das Ausgangssignal ein gewisses Maß an Ähnlichkeit aufweisen.Correction of the first approximation torque signal based on the stored values of the output signal and the weighting factor only makes sense if the input and output signals have a certain degree of similarity.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerung dazu eingerichtet, das genauere zweite Näherungsdrehmomentsignal nur dann zu ermitteln, wenn eine oder mehrere Freigabebedingungen erfüllt sind.In some exemplary embodiments, the controller is set up to determine the more precise second approximation torque signal only when one or more release conditions are met.
Die Freigabebedingungen können sein: Maximal-Drehmoment der Elektromaschine größer oder gleich dem Maximal-Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine, Drehzahl im zulässigen Bereich, Last im zulässigen Bereich, Drehzahl und Lastdynamik, Umgebungsdruck unter Grenzwert, Umgebungstemperatur über Grenzwert, Kühlwassertemperatur über Grenzwert, Bordnetzspannung im zulässigen Bereich, Diagnosen aller beteiligten Sensoren und Aktoren vollständig durchgeführt und keine Fehler erkannt, Wartezeit zur Wiederholung der Korrektur am aktuellen Betriebspunkt abgelaufen und Getriebeeingangsmoment konstant oder veränderlich. Statt einer Zeit kann z.B. auch eine wählbare Anzahl von Starts der Verbrennungskraftmaschine oder eine gefahrene Strecke verwendet werden.The release conditions can be: maximum torque of the electric machine greater than or equal to the maximum torque of the internal combustion engine, speed in the permissible range, load in the permissible range, speed and load dynamics, ambient pressure below the limit value, ambient temperature above the limit value, cooling water temperature above the limit value, on-board voltage in the permissible range , Diagnoses of all involved sensors and actuators carried out completely and no errors detected, waiting time for repeating the correction at the current operating point has expired and transmission input torque constant or changeable. Instead of a time, a selectable number of starts of the internal combustion engine or a distance traveled can also be used, for example.
Bei der Korrektur absoluter Drehmomente muss außerdem das Getriebeeingansmoment null oder bekannt sein.When correcting absolute torques, the transmission input torque must also be zero or known.
Des Weiteren kann die Durchführung der Korrekturmomentbestimmung abgebrochen werden, wenn die Freigabebedingungen nicht mehr erfüllt sind, da eine zu hohe Ungenauigkeit des Ergebnisses zu erwarten ist. Demzufolge müssen die obigen Bedingungen auch, während die Korrekturmomentbestimmung aktiv ist, ständig überprüft werden.Furthermore, the implementation of the correction torque determination can be aborted if the release conditions are no longer met, since excessive inaccuracy of the result is to be expected. As a result, the above conditions must also be checked continuously while the correction torque determination is active.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen einen Antriebsstrang für ein Hybrid-Fahrzeug, welcher eine wie hierin beschriebene Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine aufweist.Some exemplary embodiments relate to a drive train for a hybrid vehicle which has a controller for an internal combustion engine as described herein.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Hybrid-Fahrzeug, wobei das Hybrid-Fahrzeug einen wie hierin beschriebenen Antriebsstrang aufweist.Some exemplary embodiments relate to a hybrid vehicle, the hybrid vehicle having a drive train as described herein.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren für eine Korrektur einer Drehmomentbestimmung in einer Steuerung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei das Verfahren umfasst:
- bestimmen eines ersten Näherungsdrehmomentsignals von einem tatsächlichen Drehmomentverlauf der Verbrennungskraftmaschine, welcher sich aufgrund eines Soll-Drehmomentsignals einstellt; und
- korrigieren des ersten Näherungsdrehmomentsignals basierend auf einem in/an einer Elektromaschine gemessenen EM-Gegendrehmomentsignals, um ein genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignal zu ermitteln.
- determining a first approximate torque signal from an actual torque curve of the internal combustion engine, which is established on the basis of a setpoint torque signal; and
- correcting the first approach torque signal based on an EM counter torque signal measured in / on an electric machine to determine a more accurate second approach torque signal.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
-
1 zeigt schematisch einen Aufbau eines parallelen Antriebsstrangs in P1-Anordung 1 in einem Hybrid-Fahrzeug.
-
1 shows schematically a structure of a parallel drive train inP1 arrangement 1 in a hybrid vehicle.
Der parallele Antriebsstrang in P1-Anordnung 1 weist eine Verbrennungskraftmaschine
Ein Drehmoment wird an ein oder mehrere Räder
In diesem Ausführungsbeispiel sind das Antriebsstrangsteuergerät
Da eine Erfassung des EM-Drehmoments
Allerdings ist aus Kosten- und Bauraumgründen in dem parallelem Antriebsstrang in P1-Anordnung 1 kein Sensor für
Die Freigabebedingungen in diesem Ausführungsbeispiel sind: Maximal-Drehmoment der Elektromaschine
Die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine
Das EM-Drehmoment
Der Index
Die Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals
In diesem Ausführungsbeispiel werden die erfassten Abweichungen
In dem parallelen Antriebsstrang in P2-Anordung ist lediglich die Reihenfolge von Kupplung
In diesem Ausführungsbeispiel sind das Antriebsstrangsteuergerät
Der serielle Antriebsstrang
Bei dem seriellen Antriebsstrang
In diesem Ausführungsbeispiel sind das Antriebsstrangsteuergerät
Im Folgenden wird für das in
Das in
Bei 41 wird dem angeforderten Soll-Drehmoment ein Testdrehmomentsignal, welches einer kurzfristigen Erhöhung des Soll-Drehmomentsignals entspricht, aufgeschaltet. Dies führt zu einer Änderung eines tatsächlichen Drehmomentverlaufs
Bei 42 wird daher vom Antriebsstrangsteuergerät
Zwischen 43 und 44 werden dann ein erstes Näherungsdrehmomentsignal
Der Index
Die Korrektur des ersten Näherungsdrehmomentsignals
In diesem Ausführungsbeispiel werden die erfassten Abweichungen ΔΔMVEid(k) nacheinander in verschiedenen Betriebsbereichen mit dem Index
Von der Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine
Die Freigabebedingungen in diesem Ausführungsbeispiel sind: Maximal-Drehmoment der Elektromaschine
Vorteilhaft ist das Verfahren, da es während der Fahrt (bei konstanter Betriebssituation) durchführbar ist und keine Beeinflussung von Fahrverhalten, Laufruhe der Verbrennungskraftmaschine oder Emissionen zur erwarten sind, da die erforderlich Amplituden der Änderung des tatsächlichen Drehmomentverlaufs
Das zu
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine
Die Freigabebedingungen für das Korrelationsverfahren sind: Maximal-Drehmoment der Elektromaschine
Die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine
Die Unterteilung der Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine in Komponenten dient nur der Veranschaulichung und Beschreibung der Funktionsweise und ist in keiner Weise limitierend zu verstehen.The subdivision of the control for the internal combustion engine into components only serves to illustrate and describe the mode of operation and is in no way to be understood as limiting.
Die Steuerung für die Verbrennungskraftmaschine
Daraufhin stellt sich ein tatsächlicher Drehmomentverlauf
Das Eingangssignal
Die Elektromaschine
Ein EM-Gegendrehmomentsignal
Das Ausgangssignal
Ein Korrelator
Der Korrelationskoeffizient
Hierbei sind AM(
Der Faktor fmk(k) ist dabei ein Korrekturfaktor-Kennfeld, mit dem Amplitudenabweichungen zwischen dem genaueren zweiten Näherungsdrehmomentsignal
In diesem Ausführungsbeispiel werden die genaueren zweiten Näherungsdrehmomentsignale ΔMVEik(k) nacheinander in verschiedenen Betriebsbereichen mit dem Index
Vorteilhaft ist das Korrelationsverfahren, da es während der Fahrt durchführbar ist und keine Beeinflussung von Fahrverhalten, Laufruhe der Verbrennungskraftmaschine oder Emissionen zur erwarten sind. In dem beschriebenen Korrelationsverfahren sind die erforderlich Amplituden der Testdrehmomentpulse
Die Betriebssituation in
Um den systematischen Einfluss auf die Korrelationsbestimmung zu verringern und so die Genauigkeit des Verfahrens zu erhöhen wird das EM-Gegendrehmomentsignal
In dem Verfahren wird sich auf die Ausführungsbeispiele gemäß
Bei 65 wird ein erstes Näherungsdrehmomentsignal
Bei 66 wird das erste Näherungsdrehmomentsignal
In dem Verfahren wird sich auf das Ausführungsbeispiel gemäß
Bei 70 wird die Verbrennungskraftmaschine gestartet und initialisiert.At 70 the internal combustion engine is started and initialized.
Bei 71 wird das Korrelationsverfahren gestartet, falls die Freigabebedingungen (wie oben beschrieben) erfüllt sind.The correlation method is started at 71 if the release conditions (as described above) are met.
Bei 72 wird ein Testdrehmomentpuls
Bei 73 werden die ersten Näherungsdrehmomentsignale
Bei 74 wird die Änderung durch den Testdrehmomentpuls
Bei 75 wird überprüft ob die Freigabebedingungen noch erfüllt sind. Falls nein, wird Schritt 71 wiederholt.At 75 it is checked whether the release conditions are still met. If not, step 71 is repeated.
Falls 75 ja ergibt, wird bei 76 überprüft ob das Testdrehmomentsignal beendet ist. Falls nein, wird Schritt 72 wiederholt.If the result is yes, it is checked at 76 whether the test torque signal has ended. If not, step 72 is repeated.
Falls 76 ja ergibt, wird der Korrelationskoeffizient
Bei 78 wird überprüft ob der
Falls 78 ja ergibt, wird bei 79 der Gewichtungsfaktor
Bei 80 werden die genaueren zweiten Näherungsdrehmomentsignale ΔMVEik(k) nacheinander in verschiedenen Betriebsbereichen mit dem Index
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Paralleler Antriebsstrang in P1-AnordnungParallel drive train in P1 arrangement
- 22
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 33
- Kurbelwellecrankshaft
- 44th
- ElektromaschineElectric machine
- 55
- Kupplungcoupling
- 66th
- Getriebetransmission
- 77th
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 88th
- Räderbikes
- 99
- AntriebsstrangsteuergerätPowertrain control unit
- 1010
- Steuerung für die VerbrennungskraftmaschineControl for the internal combustion engine
- 1111
- Steuergerät für die ElektromaschineControl unit for the electric machine
- 1212th
- LeistungselektronikPower electronics
- 1313th
- TraktionsbatterieTraction battery
- 1414th
- zweite Elektromaschinesecond electric machine
- 2020th
- Paralleler Antriebsstrang in P2-AnordnungParallel drive train in P2 arrangement
- 3030th
- Serieller AntriebsstrangSerial drive train
- 5050
- Prozessor mit integriertem SpeicherProcessor with integrated memory
- 5151
- Soll-BerechnungskomponenteTarget calculation component
- 5252
- TestmustergeneratorTest pattern generator
- 5353
- Stellgrößen-KomponenteManipulated variable component
- 5454
- CAN-SchnittstelleCAN interface
- 5555
- CAN-BussystemCAN bus system
- 5656
- SchieberegisterShift register
- 5757
- Dynamik-Korrektur-KomponenteDynamics correction component
- 5858
- SchieberegisterShift register
- 5959
- KorrelatorCorrelator
- 6060
- Drehmomentänderungen-Korrektur-KennfeldTorque changes correction map
- Mv M v
- tatsächlicher Drehmomentverlaufactual torque curve
- ΔMvΔMv
- Änderung des tatsächlichen DrehmomentverlaufsChange of the actual torque curve
- MEM M EM
- EM-DrehmomentEM torque
- ΔMEM ΔM EM
- EM-DrehmomentänderungEM torque change
- MTmin M Tmin
- GetriebeeingansmomentTransmission input torque
- MVEs M VEs
- angefordertes Soll-Drehmomentsignalrequested target torque signal
- ΔMVEsi ΔM VEsi
- TestdrehmomentpulsTest torque pulse
- MVEi, ΔMVEi M VEi , ΔM VEi
- erstes Näherungsdrehmomentsignalfirst approach torque signal
- MEMi, ΔMEMi M EMi , ΔM EMi
- EM-GegendrehmomentsignalEM counter torque signal
- ΔMVEid ΔM VEid
- absolute Drehmomentabweichungabsolute torque deviation
- ΔΔMVEid ΔΔM VEid
- Abweichung zwischen DrehmomentänderungenDeviation between torque changes
- MVEik, ΔMVEik M VEik , ΔM VEik
- genaueres zweites Näherungsdrehmomentsignalmore accurate second approach torque signal
- XiXi
- EingangssignalInput signal
- yj y j
- AusgangssignalOutput signal
- adki a dki
- DynamikkorrekturwertDynamic correction value
- ττ
- ZeitverzögerungTime Delay
- CCCCCC
- KorrelationskoeffizientCorrelation coefficient
- CCCsCCCs
- SchwellenwertThreshold
- byx b yx
- GewichtungsfaktorWeighting factor
- fmkfmk
- Korrekturfaktor-KennfeldCorrection factor map
- kk
- Indexindex
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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