DE102007027966B4 - Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, umfassend:
- eine Brennkraftmaschine (2) zur Erzeugung eines ersten Antriebsmoments,
- eine elektrische Maschine (4) zur Erzeugung eines zweiten Antriebsmoments,
- eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Brennkraftmaschine (2) und elektrischer Maschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass ein über die elektrische Maschine (4) einzustellendes Soll-Antriebsmoment (MEM_Soll) aus der Differenz von dem durch eine Fahrerwunschvorgabeeinrichtung (6) eingestellten Gesamt-Soll-Antriebsmoment (MAntrieb_Soll) und dem aktuell eingestellten Ist-Antriebsmoment (MBKM_Ist) der Brennkraftmaschine (2) gebildet wird, wobei in Abhängigkeit von der Differenz aus dem Sollmoment (MEM_Soll) und dem Istmoment (MEM_Ist) der elektrischen Maschine (4) eine Momentenanforderung (MÜbertrag) an die Brennkraftmaschine (2) ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere Hybridfahrzeuge, bei denen das für den Antrieb des Fahrzeugs sowie für den Antrieb etwaiger an die Antriebswelle (bzw. an den Antriebsstrang) gekoppelter Verbraucher erforderliche (Gesamt-)Antriebsmoment zumindest zeitweise durch die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine gemeinsam (anteilig) erzeugt wird. Derartige Antriebe, bei denen die erzeugten Antriebsmomente zu einem Gesamt-Antriebsmoment addierbar sind, werden auch als Parallelhybridantriebe bezeichnet.
  • Aus der DE 10 2005 012 931 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Momentenaufbaus eines Hybridfahrzeugs bekannt, bei dem zur Dämpfung von Lastschlägen während eines Übergangs von einer Phase ohne oder mit einer niedrigen Momentenanforderung zu einer Phase mit hoher Momentenanforderung, wenigstens zeitweise einem zunehmenden verbrennungsmotorischen Moment ein elektromotorisches Moment aufgeprägt wird. Eine temporäre Zündwinkel-Spätverstellung zur kurzzeitigen Verzögerung des Momentenaufbaus während der Übergangsphase kann somit entfallen.
  • Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die DE 10 2005 047 940 A1 und die DE 10 2005 032 670 A1 hingewiesen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug beziehungsweise ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Antriebseinheit zu schaffen, bei der bzw. bei dem die bedarfs- und zeitgerechte Kopplung der beiden Momentenquellen, Brennkraftmaschine und elektrische Maschine, insbesondere im Hinblick auf Komfortansprüche während dynamischer Betriebszustände verbessert ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Hybridantriebseinheiten, bei denen das auf die Antriebsräder wirkende Antriebsmoment durch die Brennkraftmaschine als auch durch eine elektrische Maschine erzeugbar ist, Drehmomentsprünge während der dynamischen Betriebsphasen (also bei Betriebsphasen während derer ein angefordertes Fahrerwunschmoment eingestellt wird, bis es in einer stationären Betriebsphase erreicht ist und beibehalten wird) auftreten, weil die Wirkungspfade der Momentenquellen unterschiedlich schnell sind (bzw. unterschiedlich schnell reagieren). Ziel der Erfindung ist es somit, die unterschiedlich schnellen Wirkungs- bzw. Einstellpfade der Brennkraftmaschine bzw. des System-Wirkungspfades der Brennkraftmaschine (z.B.: langsamer Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad durch Einstellung der Luftmasse und schneller Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad durch z. B. Zündwinkelverstellung) mit dem einzigen und sehr schnellen Wirkungspfad (System-Wirkungspfad) der elektrischen Maschine derart zu koppeln, dass das dynamische Verhalten der hybriden Antriebseinheit verbessert wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
  • Die erfindungsgemäße Antriebseinheit umfasst eine Brennkraftmaschine sowie eine elektrische Maschine (nebst einer zugehörigen Energiespeichereinrichtung) zur Erzeugung von auf den Antriebsstrang wirkendem Antriebsmoment. Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine vorhanden, die derart ausgebildet ist, dass ein über die elektrische Maschine einzustellendes Soll-Antriebsmoment aus der Differenz von dem durch eine Momenten- bzw. Fahrerwunschvorgabeeinrichtung vorgegebenen Gesamt-Soll-Antriebsmoment (Fahrerwunschmoment) und dem aktuell eingestellten Ist-Antriebsmoment der Brennkraftmaschine gebildet wird. Im Sinne der Erfindung ist unter Momenten- bzw. Fahrerwunschvorgabeeinrichtung jegliche Vorrichtung zu verstehen, über die eine Momentenanforderung an die Antriebseinheit übermittelt wird. Insbesondere ist die Fahrerwunschvorgabeeinrichtung als Fahrpedaleinrichtung zur manuellen Erzeugung eines Fahrerwunsches oder als Steuereinrichtung in Form eines Fahrerassistenzsystems (z.B. DSC: dynamic stability control, ACC: adaptive cruise control oder dergleichen) zur automatischen Erzeugung eines Fahrerwunsches bzw. einer Momentenanforderung ausgebildet. Im Folgenden wird bei jeglicher Momentenanforderung an die Antriebseinheit von Fahrerwunschmoment gesprochen. Insgesamt erfolgt die Ansteuerung der hybriden Antriebseinheit durch die parallele Vorgabe des Fahrerwunschmoments auf einen durch die Brennkraftmaschine (mit den Teil-Wirkungspfaden: langsamer Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad (z.B. durch Verstellung der Drosselklappe) und schneller Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad (z.B. durch Verstellung des Zündwinkels)) gebildeten, so genannten langsamen System-Wirkungspfad, und einen durch die elektrische Maschine gebildeten, so genannten schnellen System-Wirkungspfad, wobei das Fahrerwunschmoment als unmittelbare Soll-Antriebsmomentvorgabe (die durch weitere zu addierende Momentanforderungen/Momentenvorhalte erhöht werden kann) für die Brennkraftmaschine eingeht, während die Soll-Antriebsmomentvorgabe für die elektrische Maschine durch die Differenz zwischen Fahrerwunschmoment und Ist-Antriebsmoment der Brennkraftmaschine gebildet wird. Durch die quasi nachgelagerte Soll-Momentvorgabe (durch die Differenzbildung von Fahrerwunschmoment und Ist-Antriebsmoment der Brennkraftmaschine) an den schnellen System-Wirkungspfad der elektrischen Maschine wird eine gleichmäßige homogene Leistungsentfaltung der hybriden Antriebseinheit gewährleistet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Sollvorgabe (Soll-Momentvorgabe) für die Brennkraftmaschine um ein vorbestimmtes Zusatzmoment erhöht werden, um so ein automatisches Laden (elektrische Maschine im generatorischen Betrieb) eines die elektrische Maschine versorgenden Energiespeichers (und/oder anderer Energiespeicher) zu ermöglichen. Alternativ kann die Sollvorgabe für die Brennkraftmaschine verringert werden, wodurch die elektrische Maschine in den motorischen Betrieb gehen muss, um das vom Fahrer gewünschte Soll-Antriebsmoment zu erzeugen. Das Zusatz-Brennkraftmaschinenmoment (bzw. der hierfür bereitzustellende Momentenvorhalt) wird in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Antriebseinheit bzw. in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsparametern (insbesondere Betriebsparameter wie: Batterieladezustand SOC, Fahrerwunsch, Betriebszustand: „Warmlauf aktiv/inaktiv“, Fahrzeuggeschwindigkeit, Batterietemperatur) ermittelt.
  • Mit Vorteil ist ein vorbestimmter Momentenvorhalt für den durch die Brennkraftmaschine gebildeten System-Wirkungspfad einstellbar, wobei die Aufteilung der Momentenvorhalt-Anteile zwischen Brennkraftmaschine und elektrischer Maschine insbesondere in Abhängigkeit vom Betriebszustand der elektrischen Maschine ermittelt wird, vorzugsweise ermittelt wird in Abhängigkeit von der Höhe der Differenz zwischen einem oberen Grenzantriebsmoment (maximal erzeugbares motorisches Moment) der elektrischen Maschine und dem Ist-Antriebsmoment der elektrischen Maschine. Dabei wird das obere Grenzantriebsmoment der elektrischen Maschine vorzugsweise dynamisch (zeitlich fortlaufend) ermittelt, da es in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Systems (SOC, Temperatur der elektrischen Maschine, ..) und/oder in Abhängigkeit von dessen Umgebungsbedingungen (wie Umgebungstemperatur, Luftfeuchte und dergleichen) unterschiedlich bemessen sein kann. Neben Mitteln zur Ermittlung eines oberen Grenz-Antriebsmoments sind vorzugsweise Mittel zur Ermittlung eines unteren Grenzantriebsmoments bzw. Grenz-Bremsmoments (maximal erzeugbares generatorisches Moment) vorhanden, so dass immer genau der Momentenbereich ermittelbar ist, den die elektrische Maschine im jeweiligen Betriebszustand abdecken kann. Ein dynamisches Moment bzw. eine dynamische Momentenanforderung in positive oder negative Richtung, welches bzw. welche von der elektrischen Maschine nicht (bereit)gestellt werden kann, wird bei Überschreitung der Stellgrenzen auf den Wirkungspfad der Brennkraftmaschine - insbesondere auf den schnellen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad als entsprechende Momentenanforderung übertragen - derart, dass durch Zündwinkelverstellung oder dergleichen (Lambdaverschiebung im geschichteten Direkteinspritz-Betrieb oder im Normalbetrieb einer Dieselbrennkraftmaschine) die im elektrischen Pfad nicht stellbare Momentenanforderung ganz oder zumindest teilweise ausgeglichen werden kann.
  • In einem Sonderfall (besonderen Betriebszustand) können durch Vorgabe des oberen Grenz-Antriebsmoments und des unteren Grenz-Bremsmoments für die elektrische Maschine gleich Null (MEM_max_oben = MEM_max_unten = 0), alle Anforderungen an die elektrische Maschine auf den System-Wirkungspfad der Brennkraftmaschine (insbesondere den schnellen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad) übertragen werden. Hierdurch wird der System-Wirkungspfad der elektrischen Maschine deaktiviert und das bekannte Wirkungsverhalten einer Brennkraftmaschine erzeugt.
  • Mit Vorteil ist das über die elektrische Maschine maximal einzustellende bzw. maximal einstellbare Soll-Antriebsmoment derart bemessen, dass es dem oberen Grenz-Antriebsmoment - reduziert um einen vorbestimmten Momentenbeitrag zur Bereitstellung eines Ladestroms für den elektrischen Energiespeicher - entspricht. Auf diese Weise kann auch bei Volllast ein Ladevorgang des Energiespeichers sicher gewährleistet werden.
  • Zur Erzeugung eines Momentenvorhalts ist es bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen bekannt, z.B. eine Zündwinkelverstellung (Zündwinkelvorhalt) vorzunehmen und die Brennkraftmaschine im Normalbetrieb mit einem im Vergleich zu einem leistungs- und/oder schadstoffoptimiert eingestellten Zündwinkel, mit einem schlechteren Zündwinkel zu betreiben, um für den Fall einer kurzfristigen Leistungsanforderung (z.B. durch die Servolenkung oder beim Anfahrvorgang oder dergleichen) den Zündwinkel zu korrigieren und somit kurzfristig zusätzliches Antriebsmoment bereitstellen zu können. Als weitere Möglichkeit einen Momentenvorhalt beim Betrieb der Brennkraftmaschine zu bilden ist es bekannt, die Brennkraftmaschine im Normalbetrieb mit erhöhter Luftmasse (Magerbetrieb) zu betreiben, um im Falle kurzfristiger Leistungsanforderung dieses magere Gemisch durch schnelle Kraftstoffeinspritzung anfetten zu können. Bei der Antriebseinheit gemäß der Erfindung ist nunmehr in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, einen derartigen herkömmlichen Momentenvorhalt, bei dem stets eine nicht optimale Betriebsweise der Brennkraftmaschine in Kauf genommen werden muss, nur dann zuzulassen, wenn ein derartiger Momentenvorhalt nicht über die elektrische Maschine bereit gestellt werden kann und insbesondere auch die Katalysatorheizung (die ebenfalls als Momentenvorhalt für kurzzeitige Momentenerhöhungen (durch einfache vorübergehende Deaktivierung) Verwendung finden kann) nicht aktiv ist. Die über die Katalysatorheizung indirekt bereitstellbare Momentenreserve bzw. der Momentenreserveanteil, der über die elektrische Maschine nicht bereitgestellt werden kann (da MEM_res < Md-Res) werden bevorzugt ausschließlich auf den durch die Brennkraftmaschine gebildeten (langsamen) System-Wirkungspfad als Momentanforderung aufgeschlagen.
  • Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine umfassenden Antriebseinheit gemäß den Patentansprüchen 8-10.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • 1: ein Prinzipschaltbild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, und
    • 2: das Prinzipschaltbild gemäß 1 in detaillierterer Form.
  • 1 zeigt die Momentenstruktur eines Hybrid-Antriebssystems mit einer Antriebseinheit gemäß der Erfindung. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit umfasst eine Brennkraftmaschine 2 und eine elektrische Maschine 4, jeweils zur Erzeugung von auf die Antriebsräder eines Hybridfahrzeugs wirkenden (Gesamt-) Antriebsmoment MAntrieb_Ist . wobei das Antriebsmoment MAntrieb_Ist wahlweise individuell durch eine einzige Antriebsquelle (Brennkraftmaschine oder elektrische Maschine) oder durch beide Antriebsquellen gemeinsam erzeugbar ist. Durch eine Fahrerwunscherzeugungseinrichtung 6, hier in Form eines Fahrpedals, wird in Abhängigkeit von der (dynamischen) Auslenkung des Fahrpedals ein dynamisches Fahrerwunschmoment (Gesamt-Soll-Antriebsmoment) MAntrieb_Soll ermittelt. Das Fahrerwunschmoment MAntrieb_Soll bildet gemäß 1 die Sollvorgabe bzw. das Soll-Antriebsmoment MBKM_Soll für die Brennkraftmaschine 2. Die Sollvorgabe bzw. dass Soll-Antriebsmoment MEM_Soll für die elektrische Maschine 4 wird gebildet aus der Differenz von Fahrerwunschmoment MAntrieb_Soll und dem sich am Ausgang der Brennkraftmaschine 2 einstellenden Ist-Antriebsmoment MBKM_Ist . Das auf die Antriebsräder wirkende Gesamt-Ist-Antriebsmoment MAntrieb_Ist wird gebildet durch die zu addierenden, sich am jeweiligen Ausgang von Brennkraftmaschine 2 und elektrischer Maschine 4 einstellenden Ist-Antriebsmomente MBKM_Ist ; MEM_Ist . Bei der vorliegenden Struktur wird bei dem Wirkungspfad, der durch die Brennkraftmaschine 2 gebildet wird, von dem langsamen System-Wirkungspfad WPSBKM gesprochen, während der durch die elektrische Maschine gebildete System-Wirkungspfad als der schnelle System-Wirkungspfad WPSEM der Antriebseinheit bezeichnet wird. Bei der Brennkraftmaschine 2 wird das zu erzeugende Antriebsmoment (MBKM_Ist ) über mindestens zwei miteinander gekoppelte Teil-Wirkungspfade erzeugt. Auch hier wird wieder von einem langsamen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_langsam und einem schnellen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_schnell gesprochen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, welches detaillierter anhand von 2 erläutert wird, wird als langsamer Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_langsam der Wirkungspfad der Luftmasse (z.B. Steuerung der Luftmasse über Drosselklappe oder Gaswechselventile) und als schneller Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_schnell der Wirkungspfad der Zündwinkelverstellung oder der Bemessung der Einspritzzeit verstanden.
  • Gemäß 2 ist der langsame System-Wirkungspfad WPSBKM der Brennkraftmaschine 2 aufgeteilt in einen langsamen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_langsam und einen schnellen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_schnell , während der schnelle System-Wirkungspfad WPSEM durch einen einzigen Wirkungspfad der elektrischen Maschine 4 veranschaulicht ist. Die in 2 dargestellte Momentenstruktur ist vorzugsweise in ein einziges zentrales Steuergerät (Motorsteuergerät) in Form eines hinterlegten Berechnungsmodells integriert. Separate Steuergeräte zur Realisierung von Sicherheitsfunktionen sind bei der erfindungsgemäßen Struktur nicht erforderlich, weshalb der schaltungstechnische Hardwareaufwand im Vergleich zu bekannten Systemen deutlich reduziert werden kann. Gemäß 2 wird über die Fahrerwunscherzeugungseinrichtung 6 bzw. eine nachgelagerte Momentenkoordination (über die auch Momentenanforderungen von Fahrerassistenzsystemen koordiniert und eingesteuert werden können) ein Fahrerwunsch (bzw. eine Momentenanforderung) mit sich über der Zeit ändernder Fahrerwunschvorgabe (bzw. Momentenvorgabe) erzeugt, der Fahrerwunsch (bzw. das angeforderte Moment) über eine Momentenkoordination 8 verarbeitet und der Hybrid-Antriebseinheit in Form einer Momentenanforderung vorgegeben. Dabei wird die Momentenanforderung „Sollvorgabe an die Brennkraftmaschine“ (MBKM_Soll ) in erster Linie durch das Fahrerwunschmoment MAntrieb_Soll vorgegeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Sollvorgabe MBKM_Soll an die Brennkraftmaschine 2 neben dem Fahrerwunschmoment MAntrieb_Soll zusätzlich Momentenanforderungen in Form unterschiedlicher Momentenvorhalte MVorhalt_1 ; MVorhalt_2 ; MVorhalt_3 . Der erste Momentenvorhalt MVorhalt_1 ist beispielsweise durch die Momentenanforderung einer Katalysatorheizeinrichtung gebildet, welche mit Vorteil als zusätzliche Momentenanforderung unmittelbar auf den Eingang des langsamen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_langsam geschaltet wird. Der zweite Momentenvorhalt MVorhalt_2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Anforderungen „Laden“ (eines elektrischen Energiespeichers) und/oder „Assisten/Unterstützen“ (durch Erzeugung von zusätzlichem auf die Antriebsräder wirkendem Antriebsmoment) realisiert. Der dritte Momentenvorhalt MVorhalt_3 ist als reiner „Dynamikvorhalt“ ausgelegt und dient lediglich der kurzzeitigen Voreilung des Brennkraftmaschinenpfades für den Fall, dass aufgrund des Fahrpedalgradienten und/oder der absoluten Auslenkung des Fahrpedals auf einen Beschleunigungswunsch mit maximaler Beschleunigung geschlossen werden kann.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erste Momentenvorhalt MVorhalt_1 soweit möglich ausschließlich oder zumindest anteilig durch die elektrische Maschine 4 gebildet. Hierfür wird zeitlich fortlaufend (dynamisch) das maximal bereitstellbare obere Grenz-Antriebsmoment MEM_max_oben (maximal verfügbares motorisches Antriebsmoment) der elektrischen Maschine 4 ermittelt und mit dem jeweiligen (motorischen) Ist-Antriebsmoment MEM_Ist der elektrischen Maschine 4 verglichen. Die somit ermittelte Leistungs- bzw. Momentenreserve MEM_res (für den Fall, dass MEM_max_oben > MEM_Ist ist) der elektrischen Maschine 4 bildet den ersten Momentenvorhalt MVorhalt_1 (bzw. die erste dementsprechende zusätzliche Momentenanforderung an die Brennkraftmaschine 2). Ist die Momentenreserve MEM_res durch die elektrische Maschine 4 nicht oder nicht ausreichend vorhanden, wird geprüft, ob die angeforderte Momentenreserve Md-Res durch zumindest zeitweises Abschalten der ggf. in Betrieb befindlichen Katalysatorheizung erfüllt werden kann und wird diese ggf. deaktiviert. Ist die geforderte Momentenreserve Md-Res weder durch die elektrische Maschine 4 noch durch ein Abschalten der Katalysatorheizung zu erfüllen wird der erste Momentenvorhalt MVorhalt_1 entsprechend vollständig oder anteilig durch die Einstellung eines Momentenvorhalts durch die vorstehend beschriebene Verstimmung der beiden Brennkraftmaschinen-Wirkungspfade realisiert.
  • In einer anderen Weiterbildung der Antriebseinheit wird der zweite Momentenvorhalt MVorhalt_2 (als weitere zusätzliche Momentenanforderung an die Brennkraftmaschine 2) durch zusätzliche Momentenanforderungen aufgrund vorhandener Lade- und/oder Assist-Anforderungen der Antriebseinheit bzw. des Antriebssystems realisiert. In Abhängigkeit vom aktuell und/oder voraussichtlich in Zukunft vorliegenden Betriebszustand und/oder den aktuell und/oder voraussichtlich in Zukunft vorliegenden Betriebsbedingungen wird der zweite Momentenvorhalt MVorhalt_2 ermittelt und gebildet. Beispielsweise kann in Abhängigkeit vom Ladezustand des die elektrische Maschine versorgenden Energiespeichers in vorbestimmten Betriebssituationen das Antriebsmoment (bzw. der Anforderungsanteil an Antriebsmoment, der durch die Brennkraftmaschine realisiert werden soll) um den Anteil reduziert werden, der durch die elektrische Maschine 4 realisiert werden kann und sollte. Ferner kann aber auch ein Moment zur Erzeugung eines vorbestimmten Mindestladestroms (Ladestrommoment) vorgehalten werden, indem das Antriebsmoment Mdmax, welches maximal über die Brennkraftmaschine 2 bereitstellbar ist, um das Ladestrommoment reduziert wird und dieser reduzierte Momentenwert MAntrieb_Soll' mit dem Soll-Antriebsmoment MAntrieb_Soll für die elektrische Maschine 4 verglichen und der kleinere der beiden Werte (selektiert über Vergleicher MN) als tatsächliche Soll-Antriebsmomentvorgabe der elektrischen Maschine 4 zugeführt wird. Hierdurch kann für den Fall, dass ein Laden des Energiespeichers während einer Volllastanforderung gefordert wird, die Momentenanforderung an die elektrische Maschine 4 begrenzt und die elektrische Maschine 4 anstelle zur Erzeugung eines zusätzlichen motorischen Antriebsmoments zur Erzeugung eines generatorischen Moments zur Ladung des Energiespeichers herangezogen werden - die jeweilige Funktionalität kann durch Vorgabe von Prioritäten (zumindest bis zu einem vorbestimmten Restladezustand des Energiespeichers) auch frei vorgebbar sein.
  • Der dritte dargestellte Momentenvorhalt MVorhalt_3 ist hier realisiert aufgrund eines dynamischen Vorhalts für eine gewünschte Fahr- bzw. Beschleunigungsdynamik z.B. für schnelle Fahrzeugbeschleunigungen um den langsameren Momentenaufbau der Verbrennungskraftmaschine durch eine evtl. überhöhte Vorsteuerung auszugleichen. Dabei wird die Antriebseinheit bei Vorliegen vorbestimmter Betriebsbedingungen in einen dynamischen Betrieb geschaltet, in dem dieser zusätzliche Momentenanforderungsvorhalt zum Antrieb des Fahrzeugs abgerufen werden kann.
  • Schließlich kann bei einer weiteren Ausführungsform der Antriebseinheit die elektrische Maschine 4 daraufhin überwacht werden, ob die an sie gestellten Momentenanforderungen (generatorische oder motorische Momentanforderung) erfüllbar sind oder nicht. Hierbei wird mittels Differenzbildung ein Vergleich von Soll-Antriebsmoment MEM_Soll und Ist-Antriebsmoment MEM_Ist der elektrischen Maschine 4 durchgeführt und für den Fall, dass eine Anforderung an die elektrische Maschine 4 oberhalb des oberen Grenz-Antriebsmoments MEM_max_oben oder unterhalb des unteren Grenz-Bremsmoments MEM_max_unten vorliegt, eine Momentenanforderung an die Brennkraftmaschine 2 ermittelt und insbesondere an den schnellen Brennkraftmaschinen-Wirkungspfad WPBKM_schnell weitergeleitet.

Claims (8)

  1. Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, umfassend: - eine Brennkraftmaschine (2) zur Erzeugung eines ersten Antriebsmoments, - eine elektrische Maschine (4) zur Erzeugung eines zweiten Antriebsmoments, - eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Brennkraftmaschine (2) und elektrischer Maschine (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass ein über die elektrische Maschine (4) einzustellendes Soll-Antriebsmoment (MEM_Soll) aus der Differenz von dem durch eine Fahrerwunschvorgabeeinrichtung (6) eingestellten Gesamt-Soll-Antriebsmoment (MAntrieb_Soll) und dem aktuell eingestellten Ist-Antriebsmoment (MBKM_Ist) der Brennkraftmaschine (2) gebildet wird, wobei in Abhängigkeit von der Differenz aus dem Sollmoment (MEM_Soll) und dem Istmoment (MEM_Ist) der elektrischen Maschine (4) eine Momentenanforderung (MÜbertrag) an die Brennkraftmaschine (2) ermittelt wird.
  2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Antriebsmoment (MBKM_Soll) der Brennkraftmaschine (2) dem durch die Fahrerwunschvorgabeeinrichtung (6) eingestellten Gesamt-Soll-Antriebsmoment (MAntrieb_Soll) entspricht.
  3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Antriebsmoment (MBKM_Soll) der Brennkraftmaschine (2) der Summe aus dem durch die Fahrerwunschvorgabeeinrichtung (6) eingestellten Gesamt-Soll-Antriebsmoment (MAntrieb_Soll) und einem zusätzlichen vorbestimmten Momentenvorhalt (MVorhalt1; MVorhalt2; MVorhalt3) entspricht.
  4. Antriebseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Ermittlung eines von der elektrischen Maschine (4) maximal bereitstellbaren oberen Grenz-Antriebsmoments (MEM_max_oben).
  5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Differenz zwischen oberem Grenz-Antriebsmoment (MEM_max_oben) und Ist-Moment (MEM_Ist) der elektrischen Maschine (4) der durch die elektrische Maschine (4) bereitzustellende Momentenvorhalt (MVorhalt1; MEM_res) bestimmt wird.
  6. Antriebseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Ermittlung eines von der elektrischen Maschine (4) maximal bereitstellbaren unteren Grenz-Bremsmoments (MEM_max_unten).
  7. Verfahren zur Steuerung einer, eine Brennkraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (4) umfassenden Antriebseinheit eines Hybridfahrzeugs, wobei das Gesamt-Antriebsmoment (MAntrieb_Ist) der Antriebseinheit zumindest zeitweise durch Addition eines Antriebsmomentanteils (MBKM_Ist) der Brennkraftmaschine (2) und eines Antriebsmomentanteils (MEM_Ist) der elektrischen Maschine (4) gebildet wird, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ermittlung eines durch eine Fahrerwunschvorgabeeinrichtung (6) vorgegebenen Gesamt-Soll-Antriebsmoments (MAntrieb_Soll), - Übermittlung des Gesamt-Soll-Antriebsmoments (MAntrieb_Soll) als Soll Antriebsmoment (MBKM_Soll) für die Brennkraftmaschine (2), - Ermittlung eines Differenz-Antriebsmoments (Mdelta) zwischen Gesamt-Sollantriebsmoment (MAntrieb_Soll) und Ist-Antriebsmoment (MBKM_Ist) der Brennkraftmaschine (2), - Übermittlung des Differenz-Antriebsmoments (Mdelta) als Soll-Antriebsmoment (MEM_Soll) für die elektrische Maschine (4) und - Bildung einer zusätzlichen Momentenanforderung (MÜbertrag) für die Brennkraftmaschine (2) aus der Differenz zwischen Soll- und Ist-Antriebsmoment (MEM_Soll; MEM_Ist) der elektrischen Maschine (4).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - ein oberes Grenzantriebsmoment (MEM_max_oben) der elektrischen Maschine (4) ermittelt wird, und - aus der Differenz zwischen dem oberen Grenzantriebsmoment (MEM_max_oben) der elektrischen Maschine (4) und dem Ist-Antriebsmoment (MEm_Ist) der elektrischen Maschine (4) ein durch die elektrische Maschine zumindest anteilig bereitstellbarer Momentenvorhalt (MEM_res; MVorhalt1) bestimmt wird.
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