DE102007002735A1 - Hybrid drive operating method for motor vehicle, involves accomplishing delay of vehicle, and accomplishing acceleration of vehicle by extending performance of internal combustion engine by electromotoric performance of electrical machine - Google Patents

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Abstract

The method involves accomplishing delay of a vehicle. A waiting period is waited for increased acceleration sense during acceleration requirement, which exceeds a preset value. Acceleration of the vehicle is accomplished by extending performance of an internal combustion engine (3) by electromotoric performance of an electrical machine (5). The waiting period corresponds to dead time of responsing behavior of the internal-combustion engine according to the acceleration requirement. The delay is caused by a generator operation of the electrical machine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for operating a hybrid drive a vehicle, in particular motor vehicle, with at least one electric machine and an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiges Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs für ein Fahrzeug ist bekannt. Ein solcher Hybridantrieb ermöglicht einen Betriebsmodus mit temporärer Leistungssteigerung, bei dem verbrennungsmotorische Leistung der Brennkraftmaschine durch elektromotorische Leistung der elektrischen Maschine ergänzt wird (Boostbetrieb). Ein solcher Betriebsmodus wird insbesondere bei Hybridantriebskonzepten verwendet, bei denen die Brennkraftmaschine gegenüber einem konventionellen Antrieb kleiner dimensioniert ist und die verbrennungsmotorische Leistung entsprechend geringer ist (Downsizing Concept). Die verbrennungsmotorische Leistung wird dabei genutzt, um eine Grundlast zu tragen, während die zusätzliche elektromotorische Leistung hauptsächlich genutzt wird, um die Dynamik des Hybridantriebs zum Beispiel bei Beschleunigungsvorgängen zu verbessern. Ein solcher Betriebsmodus ist dazu ausgelegt, eine mittelfristige Leistungssteigerung über einen typischen Zeitraum für Beschleunigungs- und/oder Überholvorgänge aufrecht zu erhalten. Derartige Beschleunigungs- und Überholvorgänge erstrecken sich im Regelfall über einen Zeitraum von mehreren Sekunden.One Such method for operating a hybrid drive for a vehicle is known. Such a hybrid drive allows an operating mode with temporary Performance increase, with the engine power of the Internal combustion engine by electric motor power of the electric Machine added becomes (boost operation). Such an operating mode becomes particular used in hybrid propulsion concepts where the internal combustion engine across from a conventional drive is dimensioned smaller and the Combustion engine power is correspondingly lower (downsizing Concept). The combustion engine power is used, to carry a base load while the extra electromotive power is mainly used to the Dynamics of the hybrid drive, for example, during acceleration operations too improve. Such an operating mode is designed to provide medium-term performance enhancement over one typical period for Acceleration and / or overtaking upright to obtain. As a rule, such acceleration and overtaking processes extend over one Period of several seconds.

Eine der Hauptanforderungen an Fahrzeuge wird häufig mit dem Begriff „Fahrspaß" umschrieben. Dieser hängt unter anderem von dem Beschleunigungsvermögen eines Fahrzeugs ab. Dabei sind es gerade die subjektiven Eindrücke eines Fahrers des Fahrzeugs, die seine Beurteilung des Fahrzeugs bezüglich des „Fahrspaßes" ausmacht. Die mittelfristige aber moderate Leistungssteigerung des Boostbetriebs für entsprechende Fahrsituationen ist zwar sinnvoll, trägt jedoch nicht dazu bei, dem Fahrer ein Gefühl zu vermitteln, dass er mit „Fahrspaß" verbindet.A The main requirements for vehicles are often described by the term "driving pleasure" hangs down other from the acceleration capability of a vehicle. there it is precisely the subjective impressions of a driver of the vehicle, which constitutes his assessment of the vehicle in terms of "driving pleasure." The medium-term but moderate Performance increase of boost mode for corresponding driving situations is useful, carries However, this does not help to give the driver a feeling that he associates with "driving fun".

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs eines Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass für ein gesteigertes Beschleunigungsempfinden bei einer Beschleunigungsanforderung, die einen Vorgabewert überschreitet, zunächst eine Verzögerung des Fahrzeugs durchgeführt und/oder zunächst eine Wartezeit abgewartet wird, und dann die Beschleunigung, insbesondere durch Ergänzung verbrennungsmotorischer Leistung der Brennkraftmaschine durch elektromotorische Leistung der elektrischen Maschine, durchgeführt wird. Um einer Beschleunigungsanforderung oberhalb des Vorgabewertes kurzfristig eine besonders hohe Beschleunigung folgen zu lassen, wird auf eine unmittelbar einsetzende Leistung beziehungsweise ein unmittelbar einsetzendes Moment des Hybridantriebs verzichtet. Erst wenn der Hybridantrieb kurzfristig eine maximale Beschleunigung ermöglichen kann, wird ein entsprechendes Moment von der elektrischen Maschine und/oder der Brennkraftmaschine angefordert. Da die Brennkraftmaschine ein Luftsystem mit einer Saugrohrdynamik aufweist, die deutlich langsamer ist als die Dynamik der elektrischen Maschine, wird eine entsprechende Wartezeit abgewartet, bevor die elektromotorische Leistung abgefragt wird. Durch das Abwarten ergibt sich eine Verzögerung im Ansprechverhalten, die dem Fahrer von Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine als alleinigem Antriebsmotor bekannt ist. Der Vorgabewert der Beschleunigungsanforderung ergibt sich Vorteilhafterweise aus einer Fahrpedalstellung oder einem Fahrpedalgradienten. Alternativ oder zusätzlich wird das Fahrzeug in der Wartezeit zunächst leicht verzögert, um anschließend, wenn die maximale Leistung des Hybridantriebs abgreifbar ist, aus der Verzögerung heraus beschleunigt zu werden. Durch den Wechsel von Verzögerung zur Beschleunigung erhält der Fahrer (und alle weiteren Insassen des Fahrzeugs) einen Eindruck größerer Beschleunigung.The inventive method for operating a hybrid drive of a vehicle is characterized characterized by that for an increased sense of acceleration in an acceleration request, which exceeds a default value, first a delay carried out of the vehicle and / or first waiting for a wait, and then the acceleration, in particular by complement internal combustion engine power of the internal combustion engine by electromotive power the electric machine is performed. To an acceleration request above the default value short term a particularly high acceleration Follow up is an immediate performance or an immediate onset of the hybrid drive waived. Only when the hybrid drive in the short term, a maximum Allow acceleration, is a corresponding moment of the electric machine and / or the internal combustion engine requested. As the internal combustion engine a Air system with a Saugrohrdynamik has, the much slower is considered the dynamics of the electric machine, will be an appropriate one Waiting time waited before the electromotive power is queried. Waiting gives a delay in response, the sole driver of vehicles with an internal combustion engine Drive motor is known. The default value of the acceleration request advantageously results from an accelerator pedal position or an accelerator pedal gradient. Alternatively or additionally, the vehicle is in the wait first slightly delayed, afterwards, if the maximum power of the hybrid drive can be tapped off the delay to be sped out. By changing from delay to Acceleration receives the Driver (and all other occupants of the vehicle) an impression greater acceleration.

Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Wartezeit einer Totzeit eines Ansprechverhaltens der Brennkraftmaschine nach der Beschleunigungsanforderung entspricht. Dabei kann das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine als eine Totzeit (des Luftsystems) mit anschließendem PT1-Verzögerungsglied dargestellt werden. Wird die Totzeit abgewartet, so folgt eine plötzlich einsetzende Beschleunigung durch die Addition der Momente der elektrischen Maschine und der Brennkraftmaschine.Farther is provided with advantage that the waiting time of a dead time of Response of the internal combustion engine after the acceleration request equivalent. In this case, the response of the internal combustion engine as a dead time (of the air system) followed by a PT1 delay element being represented. If the dead time is awaited, a sudden onset follows Acceleration by the addition of the moments of the electric machine and the internal combustion engine.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzögerung durch einen generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine bewirkt wird. Nach der Beschleunigungsanforderung folgt insbesondere eine kaum merkbare Verzögerung, die durch den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine bewirkt wird. Vorzugsweise wenn die Totzeit der Brennkraftmaschine verstrichen ist, wird die elektrische Maschine vom generatorischen Betrieb in den Antriebsbetrieb umgeschaltet, so dass aus der Verzögerung (negativen Beschleunigung) die plötzlich einsetzende positive Beschleunigung als besonders heftig empfunden wird. Diese Beschleunigung wird daher als plötzlicher Stoß wahrgenommen, der den Hybridantrieb besonders heftig und dynamisch wirken lässt. Zusätzlich kann insbesondere ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors zur Verzögerung beitragen.To a development of the invention, it is provided that the delay by causes a generator operation of the electric machine becomes. After the acceleration request follows in particular one barely noticeable delay, by the generator operation of the electric machine is effected. Preferably, when the dead time of the internal combustion engine has elapsed, the electric machine is from the generator operation switched to the drive mode, so that from the delay (negative Acceleration) the sudden beginning positive acceleration felt particularly violent becomes. This acceleration is therefore perceived as a sudden shock that the hybrid drive can be particularly violent and dynamic. In addition, can in particular, a drag torque of the internal combustion engine contribute to the deceleration.

Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Verzögerung durch Abbremsen des Fahrzeugs mittels seiner Bremsanlage bewirkt wird. Die Verzögerung nach der Beschleunigungsanforderung ist dabei jedoch so kurz, dass das Fahrzeug nicht nennenswert an Geschwindigkeit verliert. Ein derartiges Verzögern mittels Bremsanlage ist somit ohne Beeinträchtigung oder Behinderung des nachfolgenden Verkehrs möglich, so dass das Verzögern nicht als Bremsen kenntlich gemacht werden muss. Zusätzlich kann insbesondere ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors zur Verzögerung beitragen.Alternatively or additionally is advantageous seen that the deceleration is caused by deceleration of the vehicle by means of its brake system. However, the delay after the acceleration request is so short that the vehicle does not appreciably lose speed. Such deceleration by brake system is thus possible without affecting or hindering the subsequent traffic, so that the deceleration does not have to be marked as brakes. In addition, in particular, a drag torque of the internal combustion engine can contribute to the deceleration.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Hybridfahrzeug-Steuerung und einen Hybridantrieb eines Fahrzeugs zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und 1 shows a hybrid vehicle controller and a hybrid drive of a vehicle for use with the inventive method and

2 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Hybridantriebs des Fahrzeugs. 2 a flowchart of the inventive method for operating the hybrid drive of the vehicle.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention

Die 1 zeigt einen als Parallelhybridantrieb 1 ausgebildeten Hybridantrieb 2 mit einer Brennkraftmaschine 3, auf deren Abtriebsstrang 4 eine elektrische Maschine 5 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 5 kann sowohl im generatorischen Betrieb als auch im Antriebsbetrieb verwendet werden. Im Antriebsbetrieb wirkt die elektrische Maschine 5 als Elektromotor 6. Die Brennkraftmaschine 3 und die elektrische Maschine 5 wirken auf einen gemeinsamen Gesamtabtriebsstrang 7, der mit einer steuerbaren Kupplung 8 verbunden ist. Die steuerbare Kupplung 8 verbindet den Gesamtabtriebsstrang 7 mit einem Getriebeantriebsstrang 9 eines Getriebes 10. Ein dem Getriebeanstriebsstrang 9 getriebeseitig gegenüberliegender Getriebeabtriebsstrang 11 treibt über nicht weiter dargestellte Komponenten die ebenfalls nicht dargestellten Räder des Fahrzeugs an. Die Brennkraftmaschine 3 wird von einem zugeordneten Brennkraftmaschinen-Steuergerät 12 über entsprechende Leitungen 13 gesteuert. Ein Elektromaschinen-Steuergerät 14 steuert die elektrische Maschine 5 über entsprechende Leitungen 15. Getriebe 10 und Kupplung 8 bilden eine Getriebeeinheit 16, die von einem Getriebe-Steuergerät 17 über entsprechende Leitungen 18 gesteuert werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Brennkraftmaschinen-Steuergerät 12, Elektromaschinen-Steuergerät 14 und Getriebe-Steuergerät 17 von einem Hybridfahrzeug-Steuergerät 19 koordiniert.The 1 shows one as a parallel hybrid drive 1 trained hybrid drive 2 with an internal combustion engine 3 on the output line 4 an electric machine 5 is arranged. The electric machine 5 can be used both in generator mode and in drive mode. In drive mode, the electric machine acts 5 as electric motor 6 , The internal combustion engine 3 and the electric machine 5 act on a common overall drive train 7 that with a controllable clutch 8th connected is. The controllable clutch 8th connects the total output train 7 with a transmission drive train 9 a gearbox 10 , A gear drive train 9 Gearbox side opposite transmission output train 11 drives via not shown components to the wheels of the vehicle, also not shown. The internal combustion engine 3 is from an associated engine control unit 12 via appropriate lines 13 controlled. An electric machine control unit 14 controls the electric machine 5 via appropriate lines 15 , transmission 10 and clutch 8th form a gear unit 16 coming from a transmission control unit 17 via appropriate lines 18 to be controlled. For carrying out the method according to the invention are internal combustion engine control unit 12 , Electric machine control unit 14 and transmission control unit 17 from a hybrid vehicle controller 19 coordinated.

In 2 ist ein Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs zum Betrieben des Hybridantriebs 2 eines Fahrzeugs gezeigt. Der Verfahrensablauf startet in einem Startpunkt 21, bei dem sich der Hybridantrieb 2 in einem beliebigen Betriebszustand befinden kann. Der Startpunkt 21 weist auf eine Abfrage 22, bei dem überprüft wird, ob eine eingegangene Beschleunigungsanforderung oberhalb eines vorgegebenen Vorgabewertes ist. Ist dies nicht der Fall, so wird entlang des mit dem Buchstaben n (nein) gekennzeichneten Pfades zurück zum Startpunkt 21 verwiesen. Ist bei der Abfrage 22 die Beschleunigungsanforderung oberhalb des Vorgabewertes, so wird entlang des mit j (ja) gekennzeichneten Pfades um Programmpunkt 23 verzweigt. Beim Programmpunkt 23 wird die elektrische Maschine 5 von der Elektromaschinen-Steuerung 14 auf generatorischen Betrieb geschaltet, das Getriebe 10 von dem Getriebe-Steuergerät 17 entsprechend geschaltet und die steuerbare Kupplung 8 geschlossen, falls diese vorher geöffnet war. Gleichzeitig steuert die Brennkraftmaschinen-Steuerung 12 die Brennkraftmaschine 3 an, die jedoch nur eine langsame Dynamik aufweist. Wenn die Brennkraftmaschine 3 im vorangegangenen Zeitabschnitt zum Beispiel kein Moment geliefert hat, liefert sie auf Grund ihrer langsamen Dynamik über die Totzeit hinweg nur ein negatives Moment (Schleppmoment) oder kein Moment. Anschließend wird auf dem Programmpunkt 24 verwiesen, bei dem eine vorgegebene Wartezeit abgewartet wird. Die vorgegebene Wartezeit entspricht insbesondere der Totzeit der Brennkraftmaschine. Nach Durchlauf des Programmpunktes 24 wird auf dem Programmpunkt 25 verwiesen, bei dem die elektrische Maschine 5 vom generatorischen Betrieb auf den Antriebsbetrieb umgeschaltet wird und die Brennkraftmaschine 3 beginnt, ein deutlich höheres Moment oder überhaupt ein positives Moment zu liefern. Dabei werden Brennkraftmaschine 3 und elektrische Maschine 5 (als Elektromotor 6) so angesteuert, dass diese – zumindest kurzzeitig – ein derart hohes Moment M am Getriebeabtriebsstrang 11 erzeugen, wobei eine möglichst große Beschleunigung des Fahrzeugs bewirkt wird. Anschließend wird auf einen Programmpunkt 26 verwiesen, bei dem eine Zeitspanne maximalen Moments abgewartet wird. Die Länge dieser Zeitspanne ist insbesondere vom Ladezustand eines elektrischen Speichers, wie zum Beispiel einer Batterie, bestimmt, mit der die elektrische Maschine 5 betrieben wird. Nach Beendigung des Programmpunktes 26 wird auf den Programmpunkt 27 verwiesen, bei dem die elektromotorische Leistung der elektrischen Maschine 5 abgeschaltet wird. Ab diesem Zeitpunkt wird das Drehmoment beziehungsweise die Leistung alleine von der Brennkraftmaschine 3 aufgebracht. Mit Erreichen des Programmpunktes 27 ist der entsprechende Verfahrensablauf beendet und es wird zum Beispiel zum Startpunkt 21 zurückverwiesen.In 2 is a flowchart of the process sequence according to the invention for operating the hybrid drive 2 a vehicle shown. The process starts at a starting point 21 in which the hybrid drive 2 can be in any operating condition. The starting point 21 points to a query 22 , in which it is checked whether an incoming acceleration request is above a predetermined default value. If this is not the case, then the route marked with the letter n (no) returns to the starting point 21 directed. Is at the query 22 the acceleration request above the default value, then becomes the program point along the path marked j (yes) 23 branched. At the program point 23 becomes the electric machine 5 from the electric machine control 14 switched to regenerative operation, the transmission 10 from the transmission control unit 17 switched accordingly and the controllable coupling 8th closed, if this was previously open. At the same time controls the engine control 12 the internal combustion engine 3 which, however, has only a slow dynamics. When the internal combustion engine 3 For example, in the previous time period, it did not deliver a moment, but due to its slow dynamics over the dead time, it provides only a negative moment (drag torque) or no moment. Subsequently, on the program point 24 referenced, in which a predetermined waiting time is awaited. The predetermined waiting time corresponds in particular to the dead time of the internal combustion engine. After passing through the program point 24 will be on the agenda 25 referenced, in which the electric machine 5 is switched from regenerative operation to the drive operation and the internal combustion engine 3 begins to deliver a much higher moment or even a positive moment. This will be internal combustion engine 3 and electric machine 5 (as electric motor 6 ) so controlled that - at least for a short time - such a high torque M at the transmission output train 11 generate, with the greatest possible acceleration of the vehicle is effected. Subsequently, on a program point 26 referenced, in which a period of maximum moment is awaited. The length of this period of time is in particular determined by the state of charge of an electrical storage, such as a battery, with which the electric machine 5 is operated. After completion of the program point 26 will be on the agenda 27 referenced, in which the electromotive power of the electric machine 5 is switched off. From this point on, the torque or the power alone from the internal combustion engine 3 applied. With reaching the program point 27 the corresponding procedure is finished and it becomes, for example, the starting point 21 remanded.

Das erfindungsgemäße Verfahren sorgt dafür, dass ein gegebener Hybridantrieb 2 bei gleicher Dimensionierung der Antriebsaggregate (Brennkraftmaschine 3 und elektrische Maschine 5) als dynamischer wahrgenommen wird. Dieses wird durch die Einleitung eines „gezielten Stoßes" in den Gesamtabtriebsstrang 7 durch eine oder mehrere elektrische Maschinen 5 erreicht. Die Steuerung der beteiligten Aggregate (Brennkraftmaschine 3, elektrische Maschine 5, steuerbare Kupplung 8 und Getriebe 10) wird von der Hybridfahrzeug-Steuerung 19 übernommen, die das Brennkraftmaschinen-Steuergerät 12, das Elektromaschinen-Steuergerät 14 und das Getriebe-Steuergerät 17 koordiniert. Die entsprechende Betriebsstrategie wird in dem Hybridfahrzeug-Steuergerät 19 implementiert. Die Betriebsstrategie wird um das erfindungsgemäße Verfahren erweitert, das in Abhängigkeit des Fahrzustandes und der Fahrpedalstellung beziehungsweise des Fahrpedalgradienten (Beschleunigungsanforderung) kurzzeitige Stöße und Schläge im Gesamtabtriebsstrang 7 erzeugt.The inventive method ensures that a given hybrid drive 2 with the same dimensions of the drive units (internal combustion machine 3 and electric machine 5 ) is perceived as more dynamic. This is accomplished by initiating a "targeted push" into the overall driveline 7 by one or more electrical machines 5 reached. The control of the participating units (internal combustion engine 3 , electric machine 5 , controllable clutch 8th and gear 10 ) is controlled by the hybrid vehicle 19 taken over the engine control unit 12 , the electric machine control unit 14 and the transmission control unit 17 coordinated. The corresponding operating strategy is in the hybrid vehicle controller 19 implemented. The operating strategy is extended by the method according to the invention, which, depending on the driving condition and the accelerator pedal position or the accelerator pedal gradient (acceleration request), transient shocks and impacts in the total output drive train 7 generated.

Neben der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Parallelhybrid ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einem seriellen Hybridantrieb und einem leistungsverzweigenden Hybridantrieb anwendbar.Next the realization of the inventive method for a Parallel hybrid is the inventive method also in a serial hybrid drive and a power-split hybrid drive applicable.

Claims (4)

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer elektrischen Maschine und mindestens einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass für ein gesteigertes Beschleunigungsempfinden bei einer Beschleunigungsanforderung, die einen Vorgabewert überschreitet, zunächst eine Verzögerung des Fahrzeugs durchgeführt und/oder zunächst eine Wartezeit abgewartet wird, und dann die Beschleunigung, insbesondere durch Ergänzung verbrennungsmotorischer Leistung der Brennkraftmaschine durch elektromotorische Leistung der elektrischen Maschine, durchgeführt wird.Method for operating a hybrid drive of a vehicle, in particular a motor vehicle, with at least one electric machine and at least one internal combustion engine, characterized in that for an increased acceleration sensation at an acceleration request that exceeds a default value, first carried out a deceleration of the vehicle and / or first a waiting time is waited, and then the acceleration, in particular by supplementing internal combustion engine power of the internal combustion engine by electromotive power of the electric machine is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartezeit einer Totzeit eines Ansprechverhaltens der Brennkraftmaschine nach der Beschleunigungsanforderung entspricht.Method according to claim 1, characterized in that that the waiting time of a dead time of a response of the internal combustion engine corresponds to the acceleration request. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung durch einen generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine bewirkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the delay caused by a generator operation of the electric machine becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung durch Abbremsen des Fahrzeugs mittels seiner Bremsanlage bewirkt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the delay caused by braking the vehicle by means of its brake system becomes.
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DE102012018017A1 (en) 2012-09-12 2014-03-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for controlling drive for vehicle e.g. motor vehicle, involves actuating drive for generating actual moment corresponding to target moment increased based on correction valve

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