DE102008000576A1

DE102008000576A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb

Info

Publication number: DE102008000576A1
Application number: DE102008000576A
Authority: DE
Inventors: Martin Gustmann; Manfred Stahl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-17
Also published as: FR2928328A1; FR2928328B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb, bei welchem eine Brennkraftmaschine und ein weiteres Antriebsaggregat gemeinsam oder allein zum Antrieb des Fahrzeuges beitragen, wobei bei Ausfall der Brennkraftmaschine Daten zur Weiterfahrt des Fahrzeuges mit dem weiteren Antriebsaggregat bestimmt werden. Bei einem Verfahren, mit welchem zuverlässig festgestellt werden kann, ob das Fahrzeug mit nur einem Antriebsaggregat noch ausreichend fahrbereit ist, werden bei Ausfall der Brennkraftmaschine die Daten für einen Notfahrbetrieb des weiteren Antriebsaggregates bestimmt, wobei mittels dieser Daten entschieden wird, ob das Fahrzeug mit dem weiteren Antriebsaggregat weiterfahren wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb, bei welchem eine Brennkraftmaschine und ein weiteres Antriebaggregat gemeinsam oder allein zum Antrieb des Fahrzeuges beitragen, wobei bei Ausfall der Brennkraftmaschine Daten zur Weiterfahrt des Fahrzeuges mit dem weiteren Antriebsaggregat bestimmt werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 103 02 504 A1 ist ein Elektrofahrzeug bekannt, bei welchem fahrzeug-, fahrstrecken- und/oder umweltbezogene Informationen über das Fahrzeug von einem Fahrzeugcomputer erfasst und verarbeitet werden, um die Reichweite des Elektrofahrzeuges zu erfassen. Anschließend wird aus diesen Informationen und/oder dem Bewertungsergebnis die verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeuges errechnet und in einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht.
Es werden verstärkt Fahrzeuge mit Hybridantrieben entwickelt, bei welchen verschiedene Antriebe für eine Antriebsaufgabe genutzt werden. Dabei können die einzelnen Motoren in dem Hybridantrieb unterschiedlich zusammenarbeiten. Sie wirken entweder gleichzeitig oder es wirkt nur eine Antriebseinheit auf das zu bewegende Fahrzeug.
Es ist bekannt, dass bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb die noch zurücklegbare Wegstrecke und/oder die Zielorte des Hybridfahrzeuges bestimmt werden, nachdem erkannt wurde, dass ein Antriebsaggregat des Hybridantriebes nicht mehr zur Verfügung steht und mit dem verbleibenden, noch funktionstüchtigen Antriebsaggregat weitergefahren werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit welchem zuverlässig festgestellt werden kann, ob das Fahrzeug mit nur einem Antriebsaggregat fahrbereit ist.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei einer defekten Brennkraftmaschine entschieden wird, wann und wie das Fahren mit einem weiteren Antriebsaggregat noch erlaubt ist. Wenn bei einem konventionellen Fahrzeug mit nur einem Antriebaggregat der Antrieb ausfällt, kann das Fahrzeug nicht mehr aus eigener Kraft weiterbewegt werden. Bei einem Fahrzeug mit zwei Antriebsaggregaten kann bei Ausfall eines Antriebsaggregates das Fahrzeug normalerweise weiter aus eigener Kraft bewegt werden.
Das weitere Antriebsaggregat kann dabei als Elektromotor oder als hydraulische Antriebsmaschine ausgebildet sein. Aus diesem Grund werden beim Ausfall der Brennkraftmaschine Daten für einen Notfahrbetrieb des weiteren Antriebaggregates bestimmt, wobei mittels dieser Daten entschieden wird, ob das Fahrzeug mit dem weiteren Antriebaggregat weiter fahren kann.
Ob mit dem weiteren Antriebsaggregat noch weitergefahren werden kann, hängt von der Fahrweise und der Topologie der Landschaft ab. Bei der Verwendung einer Elektromaschine als zweites Antriebsaggregat muss darauf Rücksicht genommen werden, ob es Steigungen oder Gefällstrecken in der näheren Umgebung gibt. Des Weiteren muss auch der Straßentyp berücksichtigt werden. So ist es interessant, ob die Weiterfahrt auf einer Landstraße oder einer Autobahn oder im Stadtverkehr erfolgen soll. Um diese Faktoren ausreichend berücksichtigen zu können, werden beim Ausfall der Brennkraftmaschine die Daten für den Notfahrbetrieb in Abhängigkeit von Wegstreckendaten bestimmt.
Vorteilhafterweise werden die Daten für den Notfahrbetrieb des weiteren Antriebsaggregates unter Verwendung der in einem Navigationssystem enthaltenen Wegstreckendaten ermittelt. Dies ist besonders komfortabel, da heute bereits viele Fahrzeuge mit einem solchen Navigationssystem ausgestattet sind. Die Verwendung eines Navigationssystems hat darüber hinaus noch den Vorteil, dass für den Notfahrbetrieb auch aktuelle Verkehrsmeldungen, wie beispielsweise die Staumeldungen mit berücksichtigt werden können.
Bei Ausfall der Brennkraftmaschine wird der Fahrer des Fahrzeuges bevorzugt die nächste Werkstatt, den nächsten Parkplatz oder ein anderes eingebbares Ziel erreichen wollen. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe des Navigationssystems ermittelt, ob das vorgegebene Ziel erreicht werden kann.
Kann das vorgegebene Ziel nicht erreicht werden, wird aus Gründen der Sicherheit für Fahrer und Fahrzeug der Notfahrbetrieb der weiteren Antriebseinheit verweigert. Zur Information für den Fahrer, wird über eine Anzeigeeinrichtung angezeigt, dass das vorgegebene Ziel nicht erreicht wird.
Besteht allerdings seitens des Fahrers der ausdrückliche Wunsch, trotz der vom Fahrzeug vorgebrachten Warnung mit dem defekten Fahrzeug weiterfahren zu wollen, so wird dies über eine Signaleingabe durch den Fahrer dem Fahrzeug übermittelt. Der Fahrbetrieb des weiteren Antriebsaggregates des Fahrzeuges wird dabei wieder frei geschaltet und der Fahrer kann wunschgemäß seine Fahrt fortsetzen.
Ein reduziertes ökonomisches Fahren wird erreicht, wenn zur Erreichung des vorgegebenen Zieles die Leistung der weiteren Antriebseinheit beschränkt wird. Durch diese Beschränkung kann die maximale Reichweite des Fahrzeuges unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Straßentyp, Straßenbedingungen, Topologie der Umwelt und Verkehrsaufkommen eingestellt werden. So wird es dem Fahrer in vielen Fällen doch noch möglich, eine Werkstatt zur Reparatur des Verbrennungsmotors oder eine Tankstelle zur Aufnahme von Kraftstoff zu erreichen.
Soll die Leistungsbeschränkung des weiteren Antriebsaggregates dem Fahrer mitgeteilt werden, kann dies auf die verschiedensten Arten erfolgen. So ist eine Anzeige über den Bordcomputer des Fahrzeuges möglich. Ist das Fahrzeug nicht mit einem Bordcomputer ausgestattet, kann die Leistungsbeschränkung durch Leuchten oder Blinken eines Anzeigeelementes signalisiert werden.
Eine besonders komfortable Methode besteht darin, dem Fahrer diese Information über die Bedienung des Fahrpedals zu geben. Dabei wird der Widerstand des Fahrpedals, welchen der Fahrer bei der Benutzung des Fahrpedals verspürt, erhöht. Der Fahrer muss mehr Kraft aufwenden, um seine Lastforderung dem weiteren Antriebaggregat mitzuteilen.
Befindet sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Leistungsbeschränkung des Antriebsaggregates gerade bei einem Überholvorgang oder in einem Bereich einer höheren Gefahr, wie auf einer Kreuzung oder einem Bahnübergang, muss der Fahrer des Fahrzeuges die Leistungsbeschränkung kurzfristig wieder aufheben können. Dies erfolgt am einfachsten durch die Bedienung eines Stellelementes. Auch hier kann das Fahrpedal bis zum Endpunkt durchgedrückt werden, wodurch dem weiteren Antriebsaggregat signalisiert wird, dass in der gegenwärtigen Fahrsituation die gesamte Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges benötigt wird. Allerdings wird diese Beschränkung nur für einen vorgegebenen Zeitraum aufgehoben, damit das Fahrzeug die Möglichkeit hat, sich aus der Gefahrenzone zu bewegen. Anschließend wird die Leistungsbeschränkung wieder eingesetzt.
In einer Weiterbildung werden die Daten für den Notfahrbetrieb in Abhängigkeit von den Betriebsdaten des weiteren Antriebsaggregates bestimmt. Damit wird auch der Betriebszustand des weiteren Antriebaggregates auf Fahrtauglichkeit überprüft. In vielen Fällen wird bei einem Hybridantrieb neben einem Verbrennungsmotor eine Elektromaschine als weiteres Antriebsaggregat eingesetzt. Der elektromotorische Antrieb ist dabei für die Startphase und zur Unterstützung bei der Beschleunigung des Fahrzeuges ausgelegt. Fällt die Brennkraftmaschine des Hybridantriebes aus, kann das Fahrzeug mit der Elektromaschine noch weiterfahren. Dies hängt aber vom Ladezustand des Energiespeichers der Elektromaschine ab, da dieser bei Ausfall der Brennkraftmaschine nicht mehr nachgeladen werden kann. Daher ist der Ladezustand des Energiespeichers eine wichtige Eingangsinformation bei der Entscheidung über den Notfahrbetrieb des weiteren Antriebsaggregates.
Fährt das Fahrzeug, angetrieben von dem weiteren Antriebsaggregat weiter, wird der Ladezustand des Energiespeichers kontinuierlich während des laufenden Betriebes erfasst. Die Entscheidung über den Notfahrbetrieb des Fahrzeuges kann jederzeit widerrufen werden, wenn der Energiespeicher nicht mehr ausreichend Energie besitzt. In dem beschriebenen Fall wird das Fahrzeug stillgelegt und die Fahrt kann nicht mehr fortgesetzt werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eines davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
1: Prinzipdarstellung eines Hybridantriebes eines Fahrzeuges
2: ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb.
In 1 ist ein Prinzip eines Hybridfahrzeuges dargestellt, welches als erstes Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor 1 aufweist. Der Verbrennungsmotor 1 ist über einen Antriebsstrang 2 mit einem Getriebe 3 verbunden. Das Getriebe 3 wiederum führt auf eine Kupplung 4, welche über die Fahrzeugachse 5 mit dem Rad 6 verbunden ist, wodurch die vom Verbrennungsmotor 1 aufgebrachte Leistung auf das Rad 6 übertragen wird.
Als zweites Antriebaggregat ist bei dem angegebenen Beispiel ein Elektromotor 7 vorgesehen. Der Elektromotor 7 weist einen eigenen Antriebsstrang 8 auf, über welchen er mit dem Getriebe 3 verbunden ist.
Das Getriebe 3 überträgt die vom Elektromotor 7 bereitgestellte Leistung über die Kupplung 4 und die Radachse 5 auf das Rad 6.
Die Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors 1 erfolgt dabei über das Motorsteuergerät 9 und die Steuerung und Regelung des Elektromotors 7 über das Elektromotorsteuergerät 10. Das Elektromotorsteuergerät 10 kommuniziert mit dem Navigationsgerät 11.
Neben der Steuerung und Regelung des Elektromotors 7 entscheidet das Elektromotorsteuergerät 7 auch über den Notfahrbetrieb des Fahrzeuges mit dem Elektromotor 7, wenn der Verbrennungsmotor 1 nicht mehr zum Antrieb des Fahrzeuges zur Verfügung steht. Wie dies im Einzelnen erfolgt, soll anhand von 2 erläutert werden.
In 2 ist ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeuges mit Hybridantrieb dargestellt, bei welchem der Verbrennungsmotor 1 ausgefallen ist, sei es wegen eines Defektes oder wegen Benzinmangel. Der Ausfall der Brennkraftmaschine wird im Block 201 detektiert.
Im Block 202 werden die Daten aus dem Navigationssystem ausgelesen. Diese Daten enthalten Informationen über das Straßennetz in der Umgebung des Fahrzeuges. So kann genau festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug auf einer Autobahn, einer Landstrasse oder im Stadtverkehr bewegt. Darüber hinaus wird angegeben, welche Werkstätten, Parkplätze und Tankstellen sich in einem vorgegebenen Umkreis des Fahrzeuges befinden. Informationen über die Topologie der Umgebung, wie kurvenreiche Strecken, welche meistens mit Gefällstrecken und Steigungen verbunden sind, ergänzen diese Informationen.
Der Betriebszustand des Elektromotors 7 wird im Block 203 abgefragt. Daten über den Ladezustand der Batterie und die Temperatur der Batterie lassen Rückschlüsse über die Fahrtauglichkeit des Elektromotors 7 zu. Mit den in den Blöcken 202 und 203 zusammengetragenen Daten sind Rückschlüsse möglich, ob das Fahrzeug mit dem Elektromotor 7 noch weiterfahren kann.
Im Block 204 werden die Daten, welche das Navigationssystem 11 bereitgestellt hat und die Betriebsdaten des Elektromotors 7 zur Festlegung eines möglichen Bewegungsradius des Fahrzeuges herangezogen. Dieser Bewegungsradius wird mit dem Fahrziel, welches der Fahrer als Wunsch eingegeben hat, verglichen. Dieses Wunschfahrziel wird in anbetracht des fahruntauglichen Verbrennungsmotors eine Werkstatt oder eine Tankstelle sein. Auf der Grundlage dieses Vergleiches gibt es mehrere Optionen. So kann im Block 205 entschieden werden, dass der Notfahrbetrieb mit der normalen Antriebsleistung des Elektromotors 7 fortgesetzt werden kann, da die Ladung des Energiespeichers für die vom Navigationssystem 11 ausgewählte Streckenführung ausreicht, um das vom Fahrer gewünschte Fahrziel zu erreichen.
Wurde ermittelt, dass das Ziel nur auf unwegsamen Gelände oder im Stadtverkehr zu erreichen ist, wird im Block 206 der Notfahrbetrieb des Elektromotors 7 nur mit beschränkter Leistung erlaubt.
Sind die Straßenbedingungen so schlecht oder ist der Ladezustand des Energiespeichers zu gering, wird im Block 207 der Notfahrbetrieb nicht erlaubt und das Fahrzeug wird still gelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10302504 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb, bei welchem eine Brennkraftmaschine und ein weiteres Antriebaggregat gemeinsam oder allein zum Antrieb des Fahrzeuges beitragen, wobei bei Ausfall der Brennkraftmaschine Daten zur Weiterfahrt des Fahrzeuges mit dem weiteren Antriebsaggregat bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Brennkraftmaschine (1) die Daten für einen Notfahrbetrieb des weiteren Antriebaggregates (7) bestimmt werden, wobei mittels dieser Daten entschieden wird, wie das Fahrzeug mit dem weiteren Antriebsaggregat (7) weiterfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der Brennkraftmaschine (1) die Daten für den Notfahrbetrieb in Abhängigkeit von den Wegstreckendaten bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten für den Notfahrbetrieb des weiteren Antriebaggregates (7) unter Verwendung der in einem Navigationssystem (11) enthaltenen Wegstreckdaten ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass mittels der im Navigationssystem (11) enthaltenen Wegstreckendaten ermittelt wird, ob ein vorgegebenes Ziel erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Notfahrbetrieb des weiteren Antriebsaggregates (7) verweigert wird, wenn das vorgegebene Ziel nicht erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass über eine Anzeigeeinheit angezeigt wird, dass das vorgegebene Ziel nicht erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass bei bestehendem Weiterfahrwunsch des Fahrers des Fahrzeuges ein Signal eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung des vorgegebenen Zieles die Leistung der weiteren Antriebseinheit (7) beschränkt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsbeschränkung durch Bedienung eines Stellelementes aufgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten für den Notfahrbetrieb in Abhängigkeit von Betriebsdaten des weiteren Antriebsaggregates (7) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten für den Notfahrbetrieb des als Elektromaschine ausgebildeten weiteren Antriebsaggregates (7) anhand des Ladezustandes eines Energiespeichers bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand des Energiespeichers kontinuierlich während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeuges erfasst wird.
Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb, bei welchem eine Brennkraftmaschine und ein weiteres Antriebaggregat gemeinsam oder allein zum Antrieb des Fahrzeuges beitragen, wobei bei Ausfall der Brennkraftmaschine Daten zur Weiterfahrt des Fahrzeuges mit dem weiteren Antriebsaggregat bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10) vorhanden sind, welche bei Ausfall der Brennkraftmaschine (1) die Daten für einen Notfahrbetrieb des weiteren Antriebaggregates (7) bestimmen, wobei mittels dieser Daten entschieden wird, wie das Fahrzeug mit dem weiteren Antriebsaggregat (7) weiterfahren wird.