DE102008001277A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (8) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (8) zumindest einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem Elektromotor (3), eine zwischen den Verbrennungsmotor (2) und den Elektromotor (3) geschaltete Kupplung (4), ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb (6) angeordnetes Getriebe (5), dem eine Haupthydraulikpumpe und eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet sind, sowie ein getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement (9) umfasst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn der Verbrennungsmotor (2) stillsteht sowie die zwischen den Verbrennungsmotor (2) und den Elektromotor (3) geschaltete Kupplung (4) und das Anfahrelement (9) geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe in einer ersten Leistungsstufe derart betrieben wird, dass dieselbe für das Getriebe (5) einen zum Halten eines definierten Gangs erforderlichen Druck bereitstellt und dass anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunsches die Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in eine zweite Leistungsstufe überführt wird, sodass dieselbe in der zweiten Leistungsstufe für das Getriebe (5) einen zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitstellt, wobei erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe die Drehzahl ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6.
  • Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Ein Getriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der zumindest ein Getriebe und als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor umfasst.
  • Bei einem Antriebsstrang mit einem sogenannten Parallelhybridantrieb ist zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor des Hybridantriebs eine Kupplung geschaltet, über die der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs von einem Abtrieb des Antriebstrangs abgekoppelt werden kann. Beim Anfahren eines solchen Antriebsstrangs mit einem Parallelhybridantrieb ist der Verbrennungsmotor typischerweise ausgeschaltet und die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor des Hybridantriebs geschaltete Kupplung geöffnet, wobei dann das Anfahren über den Elektromotor des Hybridantriebs idealerweise aus einer Drehzahl von Null erfolgt, da der Elektromotor bereits bei sehr geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment bereitstellen kann. Bei einem solchen Anfahren des Antriebsstrangs aus einer Drehzahl von Null heraus liegt demnach keine sogenannte Leerlaufdrehzahl vor, die zum Antreiben einer dem Getriebe zugeordneten Haupthydraulikpumpe verwendet werden könnte. Um dennoch einen zum Anfahren erforderlichen Hydraulikdruck im Antriebsstrang bereitstellen zu können, ist dem Getriebe zusätzlich zu der Haupthydraulikpumpe auch eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet, mit Hilfe derer ein zum Anfahren erforderlicher Hydraulikdruck bereitgestellt werden kann.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs, mit Hilfe dessen unter Ausnutzung der Zusatzhydraulikpumpe eine Anfahrstrategie unter Gewährleistung eines hohen Anfahrkomforts bereitgestellt werden kann.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs zu schaffen.
  • Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Hiernach wird dann, wenn der Verbrennungsmotor stillsteht sowie die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung und das Anfahrelement geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe in einer ersten Leistungsstufe derart betrieben wird, dass dieselbe für das Getriebe einen zum Halten eines definierten Gangs erforderlichen Druck bereitstellt, und dass anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunschs die Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in eine zweite Leistungsstufe überführt wird, sodass dieselbe in der zweiten Leistungsstufe für das Getriebe einen zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitstellt, wobei erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe die Drehzahl des Elektromotors des Hybridantriebs zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht wird.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.
  • Hiernach wird dann, wenn der Verbrennungsmotor stillsteht sowie die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung und das Anfahrelement geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe ausgeschaltet bleibt, und dass anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunschs die Zusatzhydraulikpumpe in eine Leistungsstufe überführt wird, sodass dieselbe für das Getriebe einen zum Einlegen eines definierten Gangs sowie zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitstellt, wobei erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe die Drehzahl des Elektromotors des Hybridantriebs zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht wird.
  • Mit beiden Aspekten der hier vorliegenden Erfindung wird eine Anfahrstrategie für einen Antriebsstrang mit zumindest einem Hybridantrieb und einem Getriebe bereitgestellt, bei welcher unter Ausnutzung der Zusatzhydraulikpumpe das Anfahren unter Bereitstellung eines hohen Anfahrkomforts erfolgt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist; und
  • 2 ein alternatives Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt exemplarisch ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchen das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist. So zeigt 1 ein Schema eines Antriebsstrangs 1 eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang 1 gemäß 1 einen Hybridantrieb umfasst, der von einem Verbrennungsmotor 2 und einem Elektromotor 3 gebildet ist. Zwischen den Verbrennungsmotor 2 und den Elektromotor 3 ist eine Kupplung 4 geschaltet, die dann, wenn der Antriebsstrang 1 ausschließlich vom Elektromotor 3 betrieben wird, geöffnet ist. Neben dem Hybridantrieb umfasst der Antriebsstrang 1 gemäß 1 weiterhin ein Getriebe 5, welches das vom Hybridantrieb bereitgestellte Zugkraftangebot auf einem Abtrieb 6, nämlich anzutreibenden Rädern, des Antriebsstrangs umsetzt. Das Getriebe kann z. B. als Automatgetriebe oder als automatisiertes Getriebe ausgeführt sein. Bei einem Automatgetriebe werden Schaltungen ohne Zugkraftunterbrechung und bei einem automatisierten Getriebe werden Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung ausgeführt. Beim Antriebsstrang der 1 ist zwischen den Elektromotor 3 des Hybridantriebs und das Getriebe 5 eine weitere Kupplung 7 geschaltet. Diese Kupplung 7 dient als getriebeexternes Anfahrelement beim elektromotorischen Anfahren.
  • 2 zeigt exemplarisch ein weiteres Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchen das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist, wobei sich der Antriebsstrang 8 des Antriebsstrangschemas der 2 vom Antriebsstrang 1 des Antriebsstrangschemas der 1 dadurch unterscheidet, dass die Kupplung 7 bzw. das getriebeexterne Anfahrelement entfällt und durch ein getriebeinternes Anfahrelement 9 ersetzt ist.
  • Dem Getriebe 5 des Antriebsstrangs 1 der 1 sowie dem Getriebe 5 des Antriebsstrangs 8 der 2 ist eine nicht gezeigte Haupthydraulikpumpe sowie eine ebenfalls nicht gezeigte Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet, die der Bereitstellung eines erforderlichen Hydraulikdrucks im Getriebe 5 des jeweiligen Antriebsstrangs dienen.
  • Die Zusatzhydraulikpumpe 5 dient dabei bei den Antriebssträngen 1, 8 der 1 und 5 der Bereitstellung des zum Anfahren des Antriebsstrangs erforderlichen Hydraulikdrucks, wobei erfindungsgemäße Anfahrstrategien zum elektromotorischen Anfahren unter Verwendung des Elektromotors 3 des jeweiligen Antriebsstrangs 1 bzw. 8 nachfolgend im Detail beschrieben werden.
  • Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird dann, wenn der Verbrennungsmotor 2 und der Elektromotor 3 stillstehen sowie die zwischen den Verbrennungsmotor 2 und den Elektromotor 3 geschaltete Kupplung 4 sowie die Anfahrelemente 7 bzw. 9 geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Gaspedal die Zusatzhydraulikpumpe zuerst in einer ersten Leistungsstufe betrieben wird. In dieser ersten Leistungsstufe stellt die Zusatzhydraulikpumpe einen Druck im Getriebe 5 bereit, der ausreichend ist, um im Getriebe 5 einen definierten Gang eingelegt zu halten. Bei diesem definierten Gang kann es sich z. B. um den ersten Vorwärtsgang oder einem anderen beliebigen Anfahrgang handeln.
  • In dem Zustand, in welchem bei betätigtem Bremspedal die Zusatzhydraulikpumpe in dieser ersten Leistungsstufe betrieben wird, wird der Elektromotor 3 des Hybridantriebs vorzugsweise mit einer solchen Drehzahl betrieben, die ausreichend ist, um für den im Getriebe gehaltenen Gang ein Kriechmoment bereitzustellen, wobei jedoch bedingt durch die Betätigung des Bremspedals dieses Kriechmoment nicht am Abtrieb 6 des jeweiligen Antriebsstrangs bereitgestellt wird.
  • Dann, wenn bei Betrieb der Zusatzhydraulikpumpe in der ersten Leistungsstufe bei betätigtem Gaspedal ein Anfahrwunsch mit einer gewünschten Anfahrleistung bzw. einem gewünschten Anfahrmoment erkannt wird, wird anschließend die Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in eine zweite Leistungsstufe überführt.
  • In der zweiten Leistungsstufe stellt die Zusatzhydraulikpumpe für das Getriebe einen Druck bereit, der zur Bereitstellung bzw. Realisierung eines Anfahrmoments erforderlich ist. Jedoch wird erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung bzw. nach Umschalten der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe die Drehzahl des Elektromotors 3 des Hybridantriebs zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht.
  • Erst dann, wenn demnach die gewünschte Druckerhöhung im Getriebe durch das Umschalten der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe erfolgt ist, wird die Drehzahl des Elektromotors zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht.
  • Nach einer ersten Weiterbildung dieses ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung erfolgt die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe unmittelbar nach dem Freigeben des Bremspedals.
  • Nach einer alternativen Weiterbildung des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung erfolgt die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten in die zweite Leistungsstufe dann, wenn nach einem Freigeben des Bremspedals im Antriebsstrang ein definiertes Moment detektiert wird, wobei hierzu ein Abtriebsmoment am Abtrieb 6 und/oder ein Getriebeausgangsmoment des Getriebes 5 und/oder ein Getriebeeingangsmoment des Getriebes 5 des jeweiligen Antriebsstrangs überwacht werden kann.
  • Dieses drehmomentabhängige Ansteuern bzw. Schalten der Zusatzhydraulikpumpe zur Überführung derselben von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe ist bevorzugt.
  • Nach einem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird dann, wenn der Verbrennungsmotor 2 und der Elektromotor 3 stillstehen und die zwischen den Verbrennungsmotor 2 und den Elektromotor 3 geschaltete Kupplung 4 sowie das jeweilige Anfahrelement 7 bzw. 9 des jeweiligen Antriebsstrangs geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren des Antriebsstrangs so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe ausgeschaltet bleibt.
  • Erst anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunschs wird die Zusatzhydraulikpumpe dann in eine Leistungsstufe überführt, sodass dieselbe für das Getriebe 5 einerseits einen zum Einlegen eines definierten Gangs erforderlichen Druck sowie andererseits einen zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitstellt. Diese Leistungsstufe nach dem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung entspricht vorzugsweise der zweiten Leistungsstufe nach dem oben beschriebenen ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung.
  • Erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe wird die Drehzahl des Elektromotors 3 des Hybridantriebs zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht.
  • Die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe kann nach dem zweiten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wiederum entweder unmittelbar nach dem Freigeben des Bremspedals oder bei freigegebenem Bremspedal nach Detektion eines definierten Moments im Antriebsstrang erfolgen. Hierzu kann vorzugsweise wiederum ein Abtriebsmoment und/oder ein Getriebeausgangsmoment und/oder ein Getriebeeingangsmoment überwacht werden.
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Elektromotor
    4
    Kupplung
    5
    Getriebe
    6
    Abtrieb
    7
    Kupplung/getriebeexternes Anfahrelement
    8
    Antriebsstrang
    9
    getriebeinternes Anfahrelement

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, eine zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung, ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb angeordnetes Getriebe, dem eine Haupthydraulikpumpe und eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet sind, sowie ein getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Verbrennungsmotor stillsteht sowie die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung und das Anfahrelement geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen wird, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe in einer ersten Leistungsstufe derart betrieben wird, dass dieselbe für das Getriebe einen zum Halten eines definierten Gangs erforderlichen Druck bereitstellt, und dass anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunschs die Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in eine zweite Leistungsstufe überführt wird, sodass dieselbe in der zweiten Leistungsstufe für das Getriebe einen zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitstellt, wobei erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten Leistungsstufe in die zweite Leistungsstufe die Drehzahl des Elektromotors des Hybridantriebs zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei betätigtem Bremspedal die Zusatzhydraulikpumpe in der ersten Leistungsstufe betrieben wird, der Elektromotor des Hybridantriebs mit einer Drehzahl betrieben wird, die ausreichend ist, um für den im Getriebe gehaltenen Gang ein Kriechmoment bereitzustellen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten in die zweite Leistungsstufe unmittelbar nach einem Freigeben des Bremspedals erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe von der ersten in die zweite Leistungsstufe dann erfolgt, wenn nach einem Freigeben des Bremspedal ein definiertes Moment im Antriebsstrang detektiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu ein Abtriebsmoment und/oder ein Getriebeausgangsmoment und/oder ein Getriebeeingangsmoment überwacht wird.
  6. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, eine zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung, ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb angeordnetes Getriebe, dem eine Haupthydraulikpumpe und eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet sind, sowie ein getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Verbrennungsmotor stillsteht sowie die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung und das Anfahrelement geöffnet sind, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen wird, dass bei betätigtem Bremspedal zuerst die Zusatzhydraulikpumpe ausgeschaltet bleibt, und dass anschließend an das Erkennen eines Anfahrwunschs dieselbe in eine Leistungsstufe überführt wird, sodass für das Getriebe ein zum Einlegen eines definierten Gangs sowie zur Realisierung eines Anfahrmoments erforderlichen Druck bereitgestellt wird, wobei erst nach Ablauf einer definierten Zeitspanne nach Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe die Drehzahl des Elektromotors zur Bereitstellung der gewünschten Anfahrleistung bzw. des gewünschten Anfahrmoments erhöht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe unmittelbar nach einem Freigeben des Bremspedals erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung der Zusatzhydraulikpumpe in diese Leistungsstufe dann erfolgt, wenn nach einem Freigeben des Bremspedals ein definiertes Moment im Antriebsstrang detektiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu ein Abtriebsmoment und/oder ein Getriebeausgangsmoment und/oder ein Getriebeeingangsmoment überwacht wird.
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