DE102007041570A1 - Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei einer Hybridantriebsanordnung - Google Patents

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Johannes Dr. Kaltenbach
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Getriebesteuergerät (8) verwendet wird, mit dem Ansteuersignale (S1) an einen Verbrennungsmotor (1) und Ansteuersignale (S2) an eine Getriebeeingangsseite ausgegeben werden, wobei die vom getriebesteuergerät (8) ausgegebenen Ansteuersignale (S1, S2) mittels eines Hybridsteuergeräts (9) verarbeitet und weitergeleitet werden. Ferner wird eine Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (1) und zumindest einer Elektromaschine (3) vorgeschlagen, welche über zumindest eine Kupplung (2) mit einer Getriebeeingangswelle (4) eines automatisierten Schaltgetriebes (5) koppelbar sind, wobei ein Getriebesteuergerät (8) zum Ansteuern eines Anfahrvorganges vorgesehen ist und wobei das Getriebesteuergerät (8) zum Ausgeben von Ansteuersignalen (S1, S2) mit einem Hybridsteuergerät (9) zum Verarbeiten und Weiterleiten der Ansteuersignale gekoppelt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 8 näher definierten Art.
  • Aus der Fahrzeugtechnik sind Hybridantriebsanordnungen für Fahrzeuge bekannt. Bei der bekannten Hybridantriebsanordnung umfasst der Antriebsstrang des Fahrzeuges einen Verbrennungsmotor, der über eine Kupplung mit einer Eingangswelle eines Getriebes mit variabler Übersetzung koppelbar ist. Ferner ist der Eingangswelle zumindest eine elektrische Maschine zugeordnet. Auf diese Weise kann das Fahrzeug mit der Hybridantriebsanordnung sowohl mit dem Verbrennungsmotor oder mit der elektrischen Maschine als auch mit beiden zusammen angetrieben werden.
  • Darüber hinaus ist es bekannt, dass bei einem automatisierten Schaltgetriebe eine Anfahrregelung über ein Getriebesteuergerät realisiert wird. Dazu werden entsprechende Ansteuersignale von dem Getriebesteuergerät ausgegeben, um den Verbrennungsmotor und die Kupplung zum Realisieren eines gewünschten Anfahrvorganges anzusteuern. Um eine Anfahrregelung auch bei einer Hybridantriebsanordnung zu realisieren, sind zusätzliche Bauteile mit aufwändigen Ansteueralgorithmen erforderlich. Aufgrund der unterschiedlichen Anfahrregelungen bei den verschiedenen Antriebsanordnungen sind für jeden Fahzeugtyp bei der jeweiligen Anfahrregelung umfangreiche Abstimmungen erforderlich.
  • Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Hybridantriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattungen vorzuschlagen, bei denen eine Anfahrregelung ohne zusätzliche aufwändige Abstimmungen realisiert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der Zeichnung.
  • Demnach wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei einer Hybridantriebsanordnung des Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Getriebesteuergerät verwendet wird, mit dem Ansteuersignale an einen Verbrennungsmotor und Ansteuersignale an eine Getriebeeingangsseite ausgegeben werden, wobei erfindungsgemäß die jeweils vom Getriebesteuergerät ausgegebenen Ansteuersignale mittels einem Hybridsteuergerät oder dergleichen verarbeitet und an die anzusteuernden Komponenten weitergeleitet werden.
  • Auf diese Weise wird eine an sich bekannte Anfahrregelung bei einem konventionellen Antrieb durch Verwenden eines Hybridsteuergerätes für eine Hybridantriebsanordnung umgewandelt, so dass die Ansteuerung eines Anfahrvorganges sowohl mit dem Verbrennungsmotor oder dem Elektromotor als auch mit beiden zusammen realisiert werden kann.
  • Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass das Hybridsteuergerät dem Getriebesteuergerät nachgeschaltet ist, so dass die vom Getriebesteuergerät ausgegebenen Ansteuersignale entsprechend für die Hybridantriebsanordnung umgewandelt werden können. Infolgedessen kann die Anfahrregelung auf die Hybridantriebsanordnung übertragen werden, so dass keine aufwändigen Änderungen erforderlich sind und der gleiche Komfort wie bei konventionellen Antrieben realisiert werden kann. Zudem sind keine Abstimmungen auf unterschiedliche Fahrzeugtypen erforderlich.
  • Im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die vom Getriebesteuergerät ausgegebenen Ansteuersignale an den Verbrennungsmotor und die getriebeeingangsseitigen Ansteuersignale an zumindest eine Kupplung und an zumindest eine Elektromaschine der Hybridantriebsanordnung weitergeleitet werden.
  • Somit wird das Hybridsteuergerät quasi zur Übersetzung der von dem Getriebesteuergerät ausgegebenen Ansteuersignale auf die veränderte Hybridanordnung verwendet. Die Übersetzung der Ansteuersignale bedeutet zum einen eine Aufteilung der getriebeeingangsseitigen Ansteuersignale auch auf die Elektromaschine und zum anderen eine Anpassung der Ansteuersignale. Dadurch kann die möglicherweise von der Elektromaschine aufgebrachte Leistung bei der Anfahrregelung berücksichtigt werden. Da die eigentliche Anfahrregelung durch das Getriebesteuergerät erfolgt, kann Speicherplatz bei dem Hybridsteuergerät eingespart werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Hybridsteuergerät einerseits eine Motor-Solldrehzahl und/oder ein Motor-Solldrehmoment oder auch andere Motordaten an den Verbrennungsmotor als Ansteuersignale weiterleitet, und dass ein Elektromaschinen-Solldrehmoment und/oder eine Elektromaschinen-Solldrehzahl von dem Hybridsteuergerät an die Elektromaschine weitergeleitet wird. Es können auch noch andere Ansteuersignale weitergeleitet werden. An die Kupplung kann beispielsweise als Ansteuersignal ein Kupplungs-Sollmoment von dem Hybridsteuergerät weitergeleitet werden, um die Anfahrregelung zu realisieren. Vorzugsweise kann die Aufteilung derart erfolgen, dass das Moment an die Elektromaschine gegeben wird, um Verlustleistung und Verschleiß an der Kupplung zu vermeiden beziehungsweise zu reduzieren.
  • Um die von dem Getriebesteuergerät zur Anfahrregelung ausgegebenen Ansteuersignale an die Hybridansteueranordnung anzupassen, kann vorgese hen sein, dass die Motor-Solldrehzahl und/oder das Motor-Solldrehmoment von dem Hybridsteuergerät in Abhängigkeit von einem abgegebenen Elektromaschinen-Solldrehmoment geändert beziehungsweise korrigiert wird, um das von der Elektromaschine aufgebrachte Drehmoment entsprechend zu berücksichtigen. Deshalb kann vorzugsweise die Motor-Solldrehzahl entsprechend reduziert werden, um dadurch den Verbrennungsmotor zu entlasten. Es sind auch andere Anpassungen möglich.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mit zumindest einer Elektromaschine gelöst, welche über zumindest eine Kupplung mit einer Getriebeeingangswelle eines automatisierten Schaltgetriebes koppelbar sind, wobei ein Getriebesteuergerät zum Ansteuern eines Anfahrvorganges vorgesehen ist und das Getriebesteuergerät zum Ausgeben von Ansteuersignalen mit einem Hybridsteuergerät zum Verarbeiten und Weiterleiten der Ansteuersignale gekoppelt ist.
  • Somit wird quasi ein Baukastensystem vorgeschlagen, mit dem verschiedene Fahrzeugtypen berücksichtigt werden können, um eine so genannte add an Steuerung und eine optimale Wiederverwendung der einzelnen Elemente und Bauteilen zu ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Hybridantriebsanordnung und das Verfahren können bevorzugt bei parallelhybrid Antriebssytemen beispielsweise für Stadtbusse, Verteiler-Lastkraftwagen und Transporter eingesetzt werden. Es sind auch andere Einsatzgebiete denkbar.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt ein Prinzipbild einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung mit einer gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren ausgeführten Anfahrregelung.
  • Die Hybridantriebsanordnung umfasst einen Verbrennungsmotor 1, der über eine Kupplung 2 mit einer Elektromaschine 3 koppelbar ist. Die Elektromaschine 3 kann zwischen einem generatorischen Betrieb und einem motorischen Betrieb umgeschaltet werden. Ferner ist die Elektromaschine 3 mit der Eingangswelle 4 eines Getriebes 5 mit variabler Übersetzung verbunden. Die Getriebeausgangswelle 6 ist zum Antrieb mit einem Achsdifferenzial 7 gekoppelt.
  • Zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei der Hybridantriebsanordnung wird ein Getriebesteuergerät 8 verwendet. Das Getriebesteuergerät 7 ist erfindungsgemäß mit einem Hybridsteuergerät 9 zum Ausgeben von Ansteuersignalen S1 und S2 verbunden. Zur Anfahrregelung werden von dem Getriebesteuergerät 8 sowohl die Ansteuersignale S1 an den Verbrennungsmotor als auch die Ansteuersignale S2 an die Getriebeeingangsseite ausgegeben.
  • Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden bei der Hybridantriebsanordnung durch das Hybridsteuergerät 8 eine Motor-Solldrehzahl n_mot und/oder ein Motor-Solldrehmoment m_mot an den Verbrennungsmotor 1 weitergeleitet. Die Ansteuersignale S2, die an die Getriebeeingangsseite ausgegeben werden, können bei der erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung durch das Hybridsteuergerät 9 zustandsgerichtet auf die Kupplung 2 und die Elektromaschine 3 aufgeteilt werden. Dadurch kann das Hybridsteuergerät 9 ein Elektromaschinen-Solldrehmoment m_el und/oder eine Elektromaschinen-Solldrehzahl n_el an die Elektromaschine 9 als Ansteuersignale weiterleiten, um die eventuell durch die Elektromaschine 3 aufgebrachte Leistung bei der Anfahrregelung zu berücksichtigen.
  • Vorzugsweise kann als mögliche Anpassung der ursprünglichen Ansteuersignale S1 und S2 vorgesehen sein, dass die Motor-Solldrehzahl n_mot reduziert wird, wenn die Elektromaschine ein vorbestimmtes Drehmoment überträgt, so dass dadurch der Verbrennungsmotor 1 entlastet werden kann. Durch die Aufteilung der Ansteuersignale S2 kann bevorzugt ein gewünschtes Solldrehmoment durch die Elektromaschine 3 aufgebracht werden, um Verlustleistungen und Verschleiß an der Kupplung 2 zu vermeiden.
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Kupplung
    3
    Elektromaschine
    4
    Getriebeeingangswelle
    5
    Getriebe
    6
    Getriebeausgangswelle
    7
    Achsdifferenzial
    8
    Getriebesteuergerät
    9
    Hybridsteuergerät
    S1
    verbrennungsmotorseitige Ansteuersignale
    S2
    getriebeeingangsseitige Ansteuersignale
    m_mot
    Motor-Solldrehmoment
    n_mot
    Motor-Solldrehzahl
    m_el
    Elektromaschinen-Solldrehmoment
    n_el
    Elektromaschinen-Solldrehzahl

Claims (8)

  1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines Anfahrvorganges bei einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges, bei dem ein Getriebesteuergerät (8) verwendet wird, mit dem Ansteuersignale (S1) an einen Verbrennungsmotor (1) und Ansteuersignale (S2) an eine Getriebeeingangsseite ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils vom Getriebesteuergerät (8) ausgegebenen Ansteuersignale (S1, S2) mittels einem Hybridsteuergerät (9) verarbeitet und weitergeleitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Getriebesteuergerät (8) ausgegebenen Ansteuersignale (S1) an den Verbrennungsmotor (1) und die Ansteuersignale (S2) an zumindest eine Kupplung (2) und an zumindest eine Elektromaschine (3) weitergeleitet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Hybridsteuergerät (9) eine Motorsolldrehzahl (n_mot) und/oder ein Motor-Solldrehmoment (m_mot) an den Verbrennungsmotor (1) als Ansteuersignale (S1) weitergeleitet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Hybridsteuergerät (9) ein Elektromaschinen-Solldrehmoment (m_el) und/oder eine Elektromaschinen-Solldrehzahl (n_el) weitergeleitet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Hybridsteuergerät (9) ein Kupplungs-Sollmoment (m_kup) von dem Hybridsteuergerät (9) weitergeleitet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Hybridsteuergerät (9) weitergeleiteten Ansteuersignale angepasst werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsolldrehzahl (n_mot) und/oder das Motorsolldrehmoment (m_mot) von dem Hybridsteuergerät (9) in Abhängigkeit von einem abgegebenen Elektromaschinen-Solldrehmoment (m_el) reduziert werden.
  8. Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (1) und zumindest einer Elektromaschine (3), welche über zumindest eine Kupplung (2) mit einer Getriebeeingangswelle (4) eines automatisierten Schaltgetriebes (5) koppelbar sind, wobei ein Getriebesteuergerät (8) zum Ansteuern eines Anfahrvorganges vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesteuergerät (8) zum Ausgeben von Ansteuersignalen (S1, S2) mit einem Hybridsteuergerät (9) zum Verarbeiten und Weiterleiten der Ansteuersignale gekoppelt ist.
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