DE102007050825A1 - Hybridantriebsanordnung und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges - Google Patents

Hybridantriebsanordnung und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Hybridsteuergerät (6) verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor (1), zumindest eine Kupplung (2), zumindest eine Elektromaschine (3) und/oder ein Getriebe (4) angesteuert werden, wobei die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Elektromaschine (3) zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1) bei einem Wechsel des Fahrzustandes "Hybrid-Fahren" zum Fahrzustand "Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät (6) vorgegeben wird. Ferner wird eine Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (1), mit zumindest einer Elektromaschine (3), welche über eine Kupplung (2) miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe (4) sowie mit einem Hybridsteuergerät (6) vorgeschlagen, wobei zur Abkopplung des Verbrennungsmotors (1) beim Fahrzustand "Elektrisches Fahren" der Verbrennungsmotor (1) und die Elektromaschine (3) von dem Hybridsteuergerät (6) zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridantriebsanordnung und ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 7 näher definierten Art.
  • Aus der Fahrzeugtechnik sind Hybridantriebsanordnungen und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug bekannt. Die bekannte Hybridantriebsanordnung umfasst beispielsweise einen Verbrennungsmotor, der über eine Kupplung mit einer Eingangswelle einer Elektromaschine koppelbar ist. Die Elektromaschine kann optional über eine weitere zweite Kupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes mit variabler Übersetzung verbunden sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug mit der Hybridantriebsanordnung sowohl mit dem Verbrennungsmotor oder mit der Elektromaschine als auch mit beiden zusammen angetrieben werden.
  • Wenn sich das Fahrzeug in dem Fahrzustand „Hybrid-Fahren" befindet, liefern der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine gemeinsam das Antriebsmoment beziehungsweise das Fahrerwunschmoment. Beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" ist der Verbrennungsmotor durch die Kupplung vom Abtrieb abgekoppelt und die Elektromaschine liefert allein das Fahrerwunschmoment. Wenn vom Fahrzustand „Hybrid-Fahren" in den Fahrzustand „elektrisches Fahren" gewechselt werden soll, wird bei dem bekannten Verfahren dazu die Kupplung schlagartig geöffnet und das Antriebsmoment wird sofort auf die Elektromaschine übertragen. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass aufgrund der plötzlichen Antriebsübertragung ein Ruck im Antriebsstrang entsteht, den der Fahrer deutlich spürt. Dies mindert den Komfort.
  • Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem ein komfortableres Abkoppeln des Verbrennungsmotors ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.
  • Demnach wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Hybridsteuergerät verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor, zumindest eine Kupplung, zumindest eine Elektromaschine und/oder ein Getriebe angesteuert werden, wobei die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät vorgegeben wird.
  • Auf diese Weise kann das vom Fahrer angeforderte Fahrmoment während der Übergangszeit, also während des Abkoppelns des Verbrennungsmotors ständig zur Verfügung stehen, ohne dass der Fahrer den Antriebswechsel spüren kann. Somit wird der Fahrkomfort und die Fahrdynamik für den Fahrer durch das erfindungsgemäße Verfahren erhöht.
  • Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Sollmoment des Verbrennungsmotors verringert und das Sollmoment der Elektromaschine entsprechend erhöht wird, bis das Sollmoment der Elektromaschine dem Fahrerwunschmoment entspricht. Beispielsweise kann dazu das Sollmoment des Verbrennungsmotors über eine Rampenfunktion oder dergleichen auf den Wert Null geführt werden, so dass die eigene Reibung kompensiert wird. Das Sollmoment der Elektromaschine kann vorzugsweise über eine ähnliche oder glei che Rampenfunktion auf das Fahrerwunschmoment geführt werden. Es sind auch andere Ansteuerungsmöglichkeiten denkbar.
  • Vorzugsweise kann das Sollmoment der Elektromaschine nach folgender Gleichung durch das Hybridsteuergerät bestimmt wird:
    M_EMsoll = M_wunsch – M_Motsoll;
    mit
    M_EMsoll = Sollmoment der Elektromaschine
    M_wunsch = Fahrerwunschmoment
    M_Motsoll= Sollmoment des Verbrennungsmotors
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sichergestellt, dass der Fahrer keinen Ruck beim Abkoppeln des Verbrennungsmotors spürt, da die Kupplung erst geöffnet wird, wenn kein Drehmoment mehr übertragen wird. Zudem führt die erfindungsgemäße Momentverteilung bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine dazu, dass das Summenmoment am Abtrieb ständig dem Fahrerwunschmoment entspricht. Der Fahrer kann demnach keine Änderungen im Fahrzeugverhalten wahrnehmen, so dass der Fahrkomfort gesteigert wird.
  • Um das erfindungsgemäße Verfahren robuster zu gestalten, kann im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass vor der Aufteilung des Fahrerwunschmomentes geprüft wird, ob die Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine geöffnet ist. Sollte das Hybridsteuergerät feststellen, dass die Kupplung bereits offen ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren abgekürzt werden, in dem der Verbrennungsmotor im Leerlaufregler betrieben wird und das Fahrerwunschmoment bei der Elektromaschine zum Beispiel rampenartig aufgebaut wird.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe kann auch durch eine Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und mit zumindest einer Elektromaschine, welche über eine Kupplung miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe sowie mit einem Hybridsteuergerät gelöst werden, wobei zur Abkopplung des Verbrennungsmotors beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine von dem Hybridsteuergerät zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.
  • Dadurch, dass das Hybridsteuergerät eine entsprechende Ansteuerlogik umfasst, die eine kontinuierliche Veränderung der Aufteilung der jeweils aufgebrachten Antriebsmomente bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine ermöglicht, kann die Abkoppelung des Verbrennungsmotors während der Fahrt bei dem Hybrid-Fahrzeug ohne Minderung des Komforts realisiert werden. Somit ergeben sich bei der vorgeschlagenen Hybridantriebsanordnung die bereits genannten Vorteile, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht werden. Vorzugsweise kann die vorgeschlagene Hybridantriebsanordnung zum Durchführen bzw. zum Einsatz des vorgenannten Verfahrens verwendet werden. Es sind auch andere Anwendungsgebiete des Verfahrens denkbar.
  • Vorzugsweise können die erfindungsgemäß vorgeschlagene Hybridantriebsanordnung und das vorgeschlagene Verfahren bei Parallelhybrid Antriebssytemen beispielsweise für Stadtbusse, Verteiler-Lastkraftwagen und Transporter eingesetzt werden. Es sind auch andere Einsatzgebiete denkbar.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung.
  • Das Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 1, der über eine erste Kupplung 2 mit einer Elektromaschine 3 koppelbar ist. Die Abtriebswelle der Elektromaschine 3 ist mit der Eingangswelle eines variablen Getriebes 4 ver bunden. Optional kann zwischen der Elektromaschine 3 und dem Getriebe 4 eine zweite Kupplung 5 vorgesehen sein, welche mit gestrichelter Linie in der Figur angedeutet ist.
  • Die Ansteuerung der Sollmomente bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine kann erfindungsgemäß über ein Hybridsteuergerät 6 erfolgen. Dadurch kann eine Abkoppelung des Verbrennungsmotors während der Fahrt ohne Minderung des Fahrkomforts in den Fahrzustand „Elektrisches Fahren" realisiert werden. Um die erfindungsgemäße Ansteuerung stabil auszugestalten, kann das Hybridsteuergerät 6 zur Ansteuerung mit dem Verbrennungsmotor, mit der Elektromaschine 3, mit der ersten Kupplung 2 und auch mit dem variablen Getriebe 4 datentechnisch verbunden sein. Das nur schematisch angedeutete Hybridsteuergerät 6 kann noch weitere Steuergeräte umfassen, die beispielsweise den einzelnen anzusteuernden Komponenten zugeordnet sind.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Vorhandensein der zweiten Kupplung 5 nicht relevant, da diese während des gesamten Verfahrens geschlossen bleibt. Deshalb ist die zweite Kupplung 5 nur durch gestrichelte Linien angedeutet.
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    erste Kupplung
    3
    Elektromaschine
    4
    Getriebe
    5
    zweite Kupplung
    6
    Steuergerät

Claims (7)

  1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges, bei dem ein Hybridsteuergerät (6) verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor (1), zumindest eine Kupplung (2), zumindest eine Elektromaschine (3) und/oder ein Getriebe (4) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Elektromaschine (3) zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1) bei einem Wechsel des Fahrzustandes „Hybrid-Fahren" zum Fahrzustand „Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät (6) vorgegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollmoment des Verbrennungsmotors (1) verringert und das Sollmoment der Elektromaschine (3) entsprechend erhöht wird, bis das Sollmoment der Elektromaschine (3) dem Fahrerwunschmoment entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollmoment der Elektromaschine (3) nach folgender Gleichung durch das Hybridsteuergerät (6) bestimmt wird: M_EMsoll = M_wunsch – M_Motsoll
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Elektromaschine (3) geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor (1) momentenfrei ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aufteilung des Fahrerwunschmomentes geprüft wird, ob die Kupplung (2) zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Elektromaschine (3) geöffnet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Kupplung (2) der Verbrennungsmotor (1) im Leerlaufregler betrieben wird und bei der Elektromaschine (3) das Sollmoment rampenförmig auf das Fahrerwunschmoment erhöht wird.
  7. Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges, mit einem Verbrennungsmotor (1), mit zumindest einer Elektromaschine (3), welche über eine Kupplung (2) miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe (4) sowie mit einem Hybridsteuergerät (6), insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1) beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" der Verbrennungsmotor (1) und die Elektromaschine (3) von dem Hybridsteuergerät (6) zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.
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