Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs mit ei nem ersten Teilantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer ersten Einrichtung zur Erfassung von Drehkennwerten der Kurbelwelle zur Steu erung der Brennkraftmaschine und einem zweiten, von dem ersten durch eine Dreh elastizität zur Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen der Brennkraftma schine getrennten Teilantriebsstrang mit einer Elektromaschine mit einem Rotor und einer zweiten Einrichtung zur Erfassung von Drehkennwerten des Rotors zur Steue rung der Elektromaschine.

Hybridantriebsstränge mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Drehschwingungsisolation der Drehschwingungen kann zwischen der Brennkraftma schine und der Elektromaschine eine Drehelastizität, beispielsweise ein Drehschwin gungsdämpfer angeordnet sein. Zudem kann die Brennkraftmaschine mit Fehlzündun gen behaftet sein, welche die Komponenten des Hybridantriebsstrangs belasten und zu einem Aufschaukeln der Drehelastizität führen können.

Aus der Druckschrift WO 2012/025434 A2 ist ein Hybridantriebsstrang bekannt, bei dem die Brennkraftmaschine drehsteif mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Hierbei werden Fehlzündungen der Brennkraftmaschine erkannt, indem der Strom- und/oder Spannungsverlauf am Ausgang des Generators ausgewertet wird.

Aus der Druckschrift DE 102 27 528 A1 ist ein Hybridantriebsstrang mit einer Brenn kraftmaschine und einer drehsteif mit dieser mittels einer Reibungskupplung verbun denen Elektromaschine bekannt, bei dem Zündaussetzer und Laufunruhen der Brenn kraftmaschine mittels eines Drehgebers der Elektromaschine erfasst werden. Aus der Druckschrift WO 2008/080378 A1 ist ein nicht hybridischer Antriebsstrang ei nes Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einem mit der Kurbelwelle ver bundenen Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei dem ein beispielsweise aufgrund von Verbrennungsaussetzern gestörtes Motormoment erkannt und die Brennkraftma schine zur Kompensation der Störung angesteuert wird.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Verbesserung der Übertragungsqualität des Antriebsmoments eines Hybridantriebsstrangs vorzuschlagen. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung des Komforts, der Effizienz und verminderten Schädigung des Hybridantriebsstrangs vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem An spruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegen stands des Anspruchs 1 wieder.

Das vorgeschlagene Verfahren dient der Ermittlung und Beseitigung von beispiels weise durch Fehlzündungen, Zündaussetzern und dergleichen einer drehschwin gungsbehafteten Brennkraftmaschine eines Hybridantriebsstrangs hervorgerufenen Drehungleichförmigkeiten. Der Hybridantriebsstrang enthält einen ersten Teilantriebs strang mit der Brennkraftmaschine und einer ersten Einrichtung zur Erfassung von Drehkennwerten des ersten Teilantriebsstrangs zur Steuerung der Brennkraftma schine.

Ein zweiter Teilantriebsstrang enthält eine Elektromaschine und eine zweite Einrich tung zur Erfassung von Drehkennwerten des Rotors zur Steuerung der Elektroma schine.

Die beiden Teilantriebsstränge sind mittels einer Drehelastizität zur Dämpfung von Drehschwingungen der Brennkraftmaschine miteinander verbunden. Die Drehelastizi tät kann als Drehschwingungsdämpfer ausgebildet sein. Der Drehelastizität beispiels weise in Form einer in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung, beispielsweise über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern und damit dem ersten Teilan triebsstrang kann eine Primärschwungmasse und dem zweiten Teilantriebsstrang kann eine Sekundärschwungmasse, beispielsweise eine Rotormasse und/oder der gleichen zugeordnet sein, um einen Zweimassenschwungeffekt zu erzielen. Zumin dest einem der beiden Teilantriebsstränge, insbesondere dem zweiten Teilantriebs strang kann ein Fliehkraftpendel zur drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung zu geordnet sein.

Um Komforteinbußen, Effizienzeinbußen und/oder Schädigungen der Drehelastizität und des restlichen Hybridantriebsstrangs, die beispielsweise durch Fehlzündungen und andere Unregelmäßigkeiten, beispielsweise Zündaussetzer der Brennkraftma schine hervorgerufen werden, zuverlässig und schnell, möglichst in Echtzeit erkennen und beseitigen zu können, werden diese mittels eines Vergleichs der Drehkennwerte der beiden Einrichtungen ermittelt.

Durch Auswerten der Signale beider Einrichtungen bezüglich ihrer Drehkennwerte und des zeitlichen Versatzes der Änderung dieser, nämlich beispielsweise von Änderun gen der Drehkennwerte der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine kann er kannt werden, an welcher Masse der Teilantriebsstränge welche Drehmomente wir ken. Beispielsweise kann dadurch ausgewertet werden, ob Drehmomentschwankun gen von der Brennkraftmaschine oder vom Abtrieb des Hybridantriebsstrangs verur sacht werden.

Ein Vergleich dieser Verläufe, beispielsweise mit Sollwerten aufgrund der Steuerung der Brennkraftmaschine beziehungsweise ein Vergleich mit Istwerten eines vorherge henden und nachfolgenden Arbeitshubs von Zylindern der Brennkraftmaschine kann ein signifikantes Signal für eine Fehlzündung oder Zündaussetzer in Echtzeit liefern. Beispielsweise kann ein Vergleich anhand einer Änderung der Drehkennwerte infolge zumindest zweier direkt hintereinander folgender Zündvorgänge unterschiedlicher Zy linder erfolgen. Beispielsweise können in gleitender Erfassung laufend jeweils drei Zündvorgänge erfasst und der mittlere Zündverlauf mit dem vorhergehenden und nachfolgenden Zündverlauf verglichen werden, um bei einer signifikanten Abweichung eine Fehlzündung zu erkennen. Alternativ können mit geringer Zeitverzögerung lau fend die Zündverläufe derselben Zylinder miteinander verglichen werden, um bei einer signifikanten Veränderung eines Zündverlaufs eine zylinderspezifische Fehlzündung in verbesserterWeise erkennen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann der Vergleich anhand einer Änderung der Drehkenn werte infolge eines Zündverlaufs zumindest eines Zylinders mit einem abgespeicher ten Zündverlauf des zumindest einen Zylinders durchgeführt werden. Derartige Zünd verläufe können dabei laufend adaptiert und abhängig von der Steuerung der Brenn kraftmaschine beispielsweise abhängig von Steuergrößen der Brennkraftmaschine wie beispielsweise Drosselklappenstellung, Ventileinstellungen und dergleichen aus gewertet werden.

Alternativ oder zusätzlich kann der Vergleich anhand einer Änderung eines Verdreh winkels der beiden Teilantriebsstränge bei unverändertem Steuereingriff in die Brenn kraftmaschine durchgeführt werden. Bleibt ein Steuereingriff mit einem sich ändern den Drehmoment aus, kann davon ausgegangen werden, dass eine Verdrehwinkelän derung an der Drehelastizität auf eine Fehlzündung zurückgeführt werden kann.

Die Änderung der Drehkennwerte kann beispielsweise mittels eines Zustandsschät zers erfasst und ermittelt werden.

Die Drehkennwerte können von den Einrichtungen beispielsweise als Drehzahlen, Drehgeschwindigkeiten, Drehbeschleunigungen und/oder Drehwinkel erfasst werden. Aus diesen erfassten Drehkennwerten können in den beiden Teilantriebssträngen und/oder in der Drehelastizität anhand weiterer systemimmanenter Größen wie bei spielsweise wirksame Hebel, Übersetzungen, Massen und dergleichen jeweils anlie gende kinetische und/oder potentielle Energie, die übertragenen Drehmomente und/oder anliegenden Drehzahlen und/oder Drehbeschleunigungen ermittelt werden. Die Drehkennwerte des zweiten Teilantriebsstrangs können mittels einer Sensorein richtung zur Steuerung einer elektrisch kommutierten Elektromaschine erfasst und er mittelt werden.

Als erste Einrichtung kann beispielsweise der Drehgeber für die Kurbelwelle dienen. Hierzu kann an der Drehelastizität, beispielsweise einem Drehschwingungsdämpfer ein Geberring angeordnet sein, dessen Inkremente von einem feststehenden Sensor erfasst werden. Als zweite Einrichtung kann eine aus einem oder mehreren Hallsenso ren zur Erfassung von Inkrementen des Rotors zur elektronischen Kommutierung der Elektromaschine oder eine an einer anderen Stelle angeordnete Sensoreinrichtung dienen. Alternativ kann als zweite Einrichtung ein Zustandsbeobachter dienen, wel cher die Drehkennwerte des Rotors und damit des zweiten Teilantriebsstrangs sen sorlos anhand von in dem Stator der Elektromaschine induzierten elektrischen Größen wie beispielsweise Induktionsströmen, Induktionsspannungen und dergleichen ermit telt und damit die Elektromaschine steuert.

Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgt die Be seitigung der störenden beziehungsweise schädigenden Drehschwingungen mittels der Elektromaschine. Hierbei wird mittels einer Auswertung der Drehkennwerte beider Einrichtungen ein effizienz-, komfort- und/oder schädigungsabhängiger Qualitätsindex der Drehelastizität ermittelt und die Elektromaschine zur Optimierung des Qualitätsin dex angesteuert. Durch den gesteuerten Eingriff der Elektromaschine kann die Dreh zahl des Hybridantriebsstrangs derart beeinflusst werden, dass ein die Qualität der Drehmomentübertragung, beispielsweise die Effizienz, den Komfort oder eine gegebe nenfalls über größere Zeiträume verursachte Schädigung beeinflussender Resonanz bereich der Drehelastizität verlassen wird.

Beispielsweise können mittels der Einrichtungen Schwingungsamplituden ermittelt und die Schwingungsamplituden durch Ansteuerung der Elektromaschine abgebaut werden. Beispielsweise kann der Drehelastizität Schwingungsenergie entzogen wer den, indem der Elektromaschine eine vorgegebene Drehungleichförmigkeit mittels ei ner entsprechenden Ansteuerung dieser aufgeprägt wird. Eine derartig gezielte Auf prägung einer Drehungleichförmigkeit mit einer vorgegebenen Frequenz und einer entsprechenden Phasenlage der Elektromaschine kann den Einfluss von starken Ein trägen von Drehungleichförmigkeiten, beispielsweise hervorgerufen durch aufgrund von Fehlzündungen der Brennkraftmaschine eingetragenen Impacts in wirkungsvoller Weise vermeiden beziehungsweise diesen entgegenwirken.

Beispielsweise kann mittels der Einrichtungen eine vorliegende Resonanz der Dreh elastizität ermittelt und mittels einer Ansteuerung der Elektromaschine die Resonanz beseitigt werden. Beispielsweise kann durch Eingriff der Elektromaschine eine aktuell vorliegende Drehzahl derart verändert werden, dass ein resonanzkritischer Drehzahl- bereich der Drehelastizität verlassen wird, falls die aktuelle Drehzahl verändert wer den kann. Ist diese nicht veränderbar, kann beispielsweise eine auftretende Reso nanzfrequenz mittels einer Ansteuerung der Elektromaschine modifiziert werden, in dem eine Masseänderung beziehungsweise eine Änderung der Massenträgheitsmo mente der wirksamen Massen, beispielsweise Primärschwungmasse und/oder Sekun därschwungmasse der Drehelastizität wirksam simuliert wird. Beispielsweise kann dem Schwingungssystem der Drehelastizität mittels eines Eingriffs der Elektroma schine Schwingungsenergie insbesondere dann entzogen werden, wenn die an der Drehelastizität anliegenden Schwingungsamplituden bereits ein kritisches Niveau er reicht haben und der Drehelastizität sofort Energie entzogen werden sollte.

Beispielsweise kann der Qualitätsindex abhängig von einem relativen Verdrehwinkel, der relativen Verdrehgeschwindigkeit und/oder der relativen Beschleunigung zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil der Drehelastizität ermittelt werden.

Beispielsweise kann nach einer Ermittlung des Qualitätsindex eine Ansteuerung der Elektromaschine mittels einer Steuereinheit zur Steuerung der Brennkraftmaschine oder ein übergeordnetes Fahrzeugsteuergerät oder dergleichen vorgesehen sein. Bei spielsweise kann ein ermittelter Qualitätsindex als Ursache für Fehlzündungen inter pretiert werden und die den Qualitätsindex erfassende Steuereinheit kann ein Fehl zündungssignal auf eine andere Steuereinheit wie Steuergerät, beispielsweise das Steuergerät der Brennkraftmaschine übertragen. Beispielsweise kann eine von der Steuereinheit der Elektromaschine verschiedene Steuereinheit eine Fehlzündung er kennen und die Ansteuerung der Elektromaschine beispielsweise zum Entziehen von Schwingungsenergie aus dem Schwingungssystem steuern. Beispielsweise kann eine Ansteuerung der Elektromaschine direkt abhängig von dem von den Einrichtungen er mittelten Qualitätsindex vorgesehen sein. Dies bedeutet, dass eine Steuerung der Elektromaschine von der Steuereinheit vorgesehen wird, welche die Drehkennwerte der Einrichtungen erfasst und auswertet.

Die Steuerung der Elektromaschine kann auf eine Minimierung einer Differenz der Drehkennwerte der Einrichtungen erfolgen. Beispielsweise kann eine Minimierung der Amplituden zwischen Spitze-Spitze eines erfassten Signals der Einrichtungen, bei spielsweise eines Differenzwinkels über den Zeitverlauf vorgesehen sein. Beispiels weise kann eine Steuerung der Elektromaschine auf eine Minimierung der Drehkenn werte auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren Wert nahe Null erfolgen. Beispielsweise kann eine Steuerung der Elektromaschine derart erfolgen, dass ein vorgegebener Wert der Drehkennwerte innerhalb von Anschlägen der Drehelastizität nicht überschritten wird. Dies bedeutet, dass insbesondere bei einer mehrstufigen Re gelung als maximale Grenze auf einen Verdrehwinkel der Drehelastizität vor Erreichen von Anschlägen dieser geregelt wird. Sollte aufgrund der vorliegenden Schwingungs energie ein Anschlag dennoch nicht zu vermeiden sein, kann die Elektromaschine derart gesteuert werden, dass das Erreichen des Anschlags mit minimaler Verdrehge schwindigkeit erfolgt.

Beispielsweise bei einer starren Verbindung zwischen Elektromaschine und den An triebsrädern und einer zwischen der Elektromaschine und den Antriebsrädern ange ordneten Trennkupplung kann es vorteilhaft sein, wenn bei aufgrund einer Qualitäts einbuße, das heißt einem Wert für einen vorgegebenen Qualitätsindex übersteigen dem Wert angesteuerter Elektromaschine die Trennkupplung zumindest teilweise ge öffnet wird. Hierbei kann der restliche Hybridantriebsstrang beispielsweise mit einem nachgeschalteten Getriebe, einem Differential und den Antriebsrädern vollständig oder gegebenenfalls nur schlupfend abgekoppelt werden.

Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbei spiels näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Hybridantriebsstrang in schematischer Darstellung.

Der schematisch dargestellte Hybridantriebsstrang 1 enthält die Teilantriebsstränge 2, 3. Der Teilantriebsstrang 2 enthält die Brennkraftmaschine 4 mit hier vier Zylindern 5 und der von diesen drehangetriebenen Kurbelwelle 6. An der Kurbelwelle 6 ist die Drehelastizität 7, hier ein Drehschwingungsdämpfer wie beispielsweise ein Zweimas senschwungrad aufgenommen, welche den Teilantriebsstrang 2 vom Teilantriebs strang 3 trennt. Dem ersten Teilantriebsstrang 2 ist die Einrichtung 8 zur Erfassung von Drehkennwerten der Kurbelwelle 6 und damit der Steuerung der Brennkraftma schine zugeordnet. Hierzu ist ein Geberring an dem Eingangsteil der Drehelastizität 7 angeordnet, aus dessen Inkrementen von einem Sensor ein Messsignal erfasst und aus diesem entsprechende Drehkennwerte, beispielsweise die Drehzahl, der Drehwin kel, die Drehbeschleunigung und/oder dergleichen ermittelt werden.

Das Ausgangsteil der Drehelastizität ist drehschlüssig mit dem Rotor 10 der Elektro- maschine 9 verbunden. Die Elektromaschine 9 ist dem Teilantriebsstrang 3 zugeord net. Die Elektromaschine 9 wird mittels der Einrichtung 11 zur Ermittlung von Dreh kennwerten gesteuert. Beispielsweise kann die Einrichtung 11 aus einem oder mehre ren Hallsensoren gebildet sein, die auf dem Rotor oder einem mit diesem drehschlüs sig verbundenen Bauteil angeordnet sind, um an diesem über den Umfang verteilt an geordnete Inkremente zu erfassen und aus diesen die Drehkennwerte des Rotors 10 zu ermitteln und mit diesen die Kommutierung der Elektromaschine zu steuern und die Lage des Rotors zeitabhängig zu ermitteln. Alternativ kann eine sensorlose Steuerung der Elektromaschine 9 mittels der Einrichtung 11 erfolgen, indem mittels eines Zu standsbeobachters die elektrischen Größen des Stators 12 erfasst und ausgewertet werden.

Um in dem vorgeschlagenen Verfahren Fehlzündungen der Brennkraftmaschine 4 schnell und zuverlässig zu ermitteln und die Elektromaschine 9 so anzusteuern, dass bei einem Überschreiten eines abhängig von den erfassten Messwerten der Einrich tung 8, 11 ermittelten Qualitätsindex der Drehelastizität Schwingungsenergie entzo gen oder diese aus einem Resonanzbereich gebracht wird, werden von einer nicht dargestellten Steuereinheit die Signale der Einrichtungen 8, 11 gemeinsam ausgewer tet. Hierdurch können die Drehkennwerte der Teilantriebsstränge 2, 3 und damit bei Kenntnis oder Modellierung der Systemeigenschaften des Hybridantriebsstrangs Ein flussgrößen auf die Teilantriebsstränge 2, 3 und der Drehelastizität 7 wie beispiels weise anliegende Drehmomente, Drehbeschleunigungen, Massenträgheitsmoment und dergleichen bestimmt oder zumindest geschätzt werden und daraus der Qualitäts index bestimmt werden.

Beispielsweise kann durch Vergleich der Drehkennwerte der Einrichtungen 8, 11 die Wirkung von Zündvorgängen vor und nach der Drehelastizität 7 erfasst und dadurch der Einfluss von Fehlzündungen auf die beiden Teilantriebsstränge 2, 3 erkannt und der Qualitätsindex, welcher beispielsweise ein Maß für die Effizienz des Hybridan triebsstrangs, den auf das Fahrzeug wirkenden Komfort und/oder die Schädigung des Hybridantriebsstrangs 1, insbesondere der Drehelastizität 7 ist, bestimmt werden. Bei spielsweise können die Formen von zeitlich aufeinanderfolgenden Zündvorgängen der Zylinder 5 miteinander verglichen werden und aus einer Änderung der Formen ein Zündaussetzer in Echtzeit erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich können aus ei- ner Bobachtung des Verdrehwinkels zwischen der Kurbelwelle 6 und des Rotors 10 bei ansonsten konstanten Bedingungen wie beispielsweise ohne Motoreingriff in die Brennkraftmaschine 4 und ohne Änderung der Steuerung der Elektromaschine 9 Fehl zündungen durch Verdrehwinkeländerungen erkannt werden.

Bezugszeichenliste Hybridantriebsstrang Teilantriebsstrang Teilantriebsstrang Brennkraftmaschine Zylinder Kurbelwelle Drehelastizität Einrichtung Elektromaschine Rotor Einrichtung Stator