DE102008045597A1 - Method for operating hybrid-drive system of motor vehicle, involves coupling internal combustion engine with electric machine in hybrid drive by clutch, where automatic transmission is continuous transmission - Google Patents

Method for operating hybrid-drive system of motor vehicle, involves coupling internal combustion engine with electric machine in hybrid drive by clutch, where automatic transmission is continuous transmission Download PDF

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Abstract

The method involves coupling an internal combustion engine (2) with an electric machine (4) in a hybrid drive by a clutch (5), where a composition ratio of an automatic transmission (6) is reduced in a continuous manner, while coupling the internal combustion engine with the electric machine. The automatic transmission is a continuous transmission. An independent claim is included for a hybrid-drive system of a motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Antriebssystems eines Fahrzeugs, bei welchem in einem Elektrobetrieb ein Drehmoment mittels einer elektrischen Maschine erzeugt und an einem Ausgang eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Automatikgetriebes bereitgestellt wird, und ein Verbrennungsmotor in einem Hybridbetrieb über eine Kupplung mit der elektrischen Maschine gekoppelt und in Betrieb genommen wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Hybrid-Antriebssystem für ein Fahrzeug.The The present invention relates to a method for operating a Hybrid drive system of a vehicle, in which in an electric operation a Torque generated by an electric machine and on a Output of an automatic transmission coupled to the electric machine is provided, and an internal combustion engine in a hybrid operation over a clutch coupled with the electric machine and in operation is taken. The present invention further relates to a hybrid propulsion system for a vehicle.

Vorliegend gilt das Interesse einem Hybrid-Antriebssystem eines Fahrzeugs, bei welchem von einem Elektrobetrieb, in welchem das Fahrzeug lediglich mit einer elektrischen Maschine angetrieben wird, in einen Hybridbetrieb bzw. einen Betrieb mit eingeschaltetem Verbrennungsmotor bedarfsabhängig, je nach Leistungsanforderungen des Fahrzeugs, übergangen werden kann. Hierzu ist üblicherweise eine Kupplung zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor vorgesehen, über welche die elektrische Maschine gegebenenfalls mit dem Verbrennungsmotor drehfest koppelbar ist. Bei geöffneter Kupplung kann das Fahrzeug rein elektrisch mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden, wobei bei einem entsprechenden Beschleunigungswunsch von Seiten des Fahrers oder bei einem geringen Ladezustand einer Fahrzeugbatterie der Verbrennungsmotor gestartet wird. Da auf einen separaten Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors verzichtet werden soll, muss das Anlassen des Verbrennungsmotors von Seiten der elektrischen Maschine erfolgen. Dabei darf der Beschleunigungsvorgang nicht unterbrochen werden, damit das Anlassen des Verbrennungsmotors ohne Komforteinbuße für den Fahrer vorgenommen werden kann. Mit anderen Worten muss die elektrische Maschine dahingehend ausgebildet sein, dass sie in der Lage ist, sowohl das Fahrzeug anzutreiben als auch parallel den Verbrennungsmotor zu starten.present the interest applies to a hybrid propulsion system of a vehicle, in which of an electric operation, in which the vehicle only is powered by an electric machine in a hybrid mode or an operation with the internal combustion engine switched on as required, depending on the performance requirements of the vehicle, ignored can be. This is usually a coupling between the electric machine and the internal combustion engine provided over which the electric machine optionally with the internal combustion engine rotatably coupled is. When the clutch is open, the Vehicle to be driven purely electrically by means of the electric machine, where at a corresponding acceleration request from the side the driver or in a low state of charge of a vehicle battery the Internal combustion engine is started. Because on a separate starter to dispense with starting the internal combustion engine must the starting of the internal combustion engine from the side of the electric machine respectively. The acceleration process must not be interrupted so that the starting of the internal combustion engine without loss of comfort can be made for the driver. In other words the electric machine must be designed such that she is able to drive both the vehicle and the parallel Start combustion engine.

Um das Anlassen des Verbrennungsmotors von Seiten der elektrischen Maschine jederzeit vornehmen zu können, muss das für das Anlassen des Verbrennungsmotors erforderliche Drehmoment im Elektrobetrieb permanent vorgehalten werden. Der Umstand hat zur Folge, dass das maximale Drehmoment bzw. das Nenndrehmoment der elektrischen Maschine in dem Elektrobetrieb, also für die rein elektrische Fahrt nicht abgerufen werden darf. Folglich darf von Seiten der elektrischen Maschine maximal nur ein um den Vorhalt reduziertes Drehmoment bereitgestellt werden, so dass die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb merklich eingeschränkt wird.Around the starting of the internal combustion engine from the electrical To make machine at any time, must be for the starting of the internal combustion engine required torque in electrical operation be held permanently. The circumstance has the consequence that the maximum torque or rated torque of the electric machine in the electrical operation, so for the purely electric ride can not be retrieved. Consequently, from the side of the electric Machine provided only a maximum of the lead reduced torque so that the performance of the electric Machine is significantly restricted in electrical operation.

Derartige Hybrid-Antriebssysteme sind bereits aus dem Stand der Technik als bekannt zu entnehmen. So offenbart die Druckschrift DE 10 2006 034 934 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, welcher einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und ein Automatikgetriebe aufweist. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors dienende Drehmomentübertragung auf den Verbrennungsmotor zeitlich mit einem Rückschaltvorgang im Automatikgetriebe gekoppelt. Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass ein durch einen Beschleunigungswunsch des Fahrzeugführers ausgelöster Rückschaltvorgang des Automatikgetriebes ohnehin zu einem relativ großen Drehmomentanstieg am Getriebeausgang führt, was zumindest bei einem starken Beschleunigungswunsch zu einem mehr oder weniger starken, erwünschten Ruck im Antriebsstrang führt. Durch die Kopplung des Zuschaltvorgangs des Verbrennungsmotors mit dem Rückschaltvorgang des Automatikgetriebes lässt sich somit ein zusätzlicher Ruck durch das Zuschalten des Verbrennungsmotors vermeiden.Such hybrid drive systems can already be seen as known from the prior art. Thus, the document discloses DE 10 2006 034 934 A1 A method of operating a powertrain that includes an internal combustion engine, an electric motor, and an automatic transmission. In this known method, a torque transmission to the internal combustion engine serving to accelerate the internal combustion engine is coupled in time to a downshift in the automatic transmission. The knowledge is used that a triggered by an acceleration request of the driver downshifting the automatic transmission anyway leads to a relatively large increase in torque at the transmission output, which leads to a more or less strong, desirable jerk in the drive train at least when a strong acceleration request. By coupling the Zuschaltvorgangs the internal combustion engine with the downshifting of the automatic transmission can thus be avoided by the addition of the internal combustion engine, an additional jolt.

Ferner offenbart die Druckschrift DE 10 2006 034 937 A1 ebenfalls ein Verfahren zum Betreiben eines einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, ein Getriebe und eine den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor verbindende Kupplung aufweisenden Antriebsstrangs. Dabei wird vor dem Starten des Verbrennungsmotors das vom Elektromotor in den Antriebsstrang eingeleitete Drehmoment erhöht. An diesem bekannten Verfahren ist der Umstand als nachteilig anzusehen, dass das für den Startvorgang erforderliche Drehmoment permanent vorgehalten werden muss, um das Starten des Verbrennungsmotors jederzeit gewährleisten zu können. Wie bereits erwähnt, schränkt dies die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb merklich ein.Further, the document discloses DE 10 2006 034 937 A1 also a method of operating a powertrain having an internal combustion engine, an electric motor, a transmission, and a clutch connecting the engine to the electric motor. In this case, the torque introduced by the electric motor into the drive train is increased before starting the internal combustion engine. In this known method, the circumstance is to be regarded as disadvantageous that the torque required for the starting process must be kept permanently in order to ensure the starting of the engine at any time. As already mentioned, this considerably limits the performance of the electrical machine in electrical operation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems sowie ein Hybrid-Antriebssystem bereitzustellen, bei denen Maßnahmen getroffen sind, die ein verbessertes Nutzen der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb gewährleisten, wobei das Anlassen des Verbrennungsmotors für den Fahrer möglichst unbemerkbar vorgenommen werden soll.Of the The present invention is based on the object, a method to provide a hybrid propulsion system and a hybrid propulsion system, where measures have been taken to improve the situation Ensure the use of the electrical machine in electrical operation wherein the starting of the internal combustion engine for the driver as possible should be made unnoticeable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, sowie durch ein Hybrid-Antriebssystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a method, which has the features of claim 1, as well as by a hybrid drive system with the features according to claim 6 solved. Advantageous embodiments of the invention are given in the subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben eines Hybrid-Antriebssystems eines Fahrzeugs ausgelegt. Bei dem Verfahren wird in einem Elektrobetrieb ein Drehmoment mittels einer elektrischen Maschine erzeugt und an einem Ausgang eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Automatikgetriebes bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein Verbrennungsmotor in einem Hybridbetrieb über eine Kupplung mit der elektrischen Maschine gekoppelt und in Betrieb genommen. Ein wesentlicher Gedanke besteht darin, dass beim Koppeln des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine ein Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes verringert wird.A method according to the invention is designed for operating a hybrid drive system of a vehicle. In the method, a torque is generated in an electric mode by means of an electric machine and at an output ei provided with the electric machine coupled automatic transmission. In the method, an internal combustion engine is coupled in a hybrid operation via a coupling with the electric machine and put into operation. An essential idea is that when coupling the internal combustion engine with the electric machine, a transmission ratio of the automatic transmission is reduced.

Mit anderen Worten besteht ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung darin, bei einem Übergang von dem Elektrobetrieb, in welchem die elektrische Maschine von dem Verbrennungsmotor entkoppelt ist, in den Hybridbetrieb, in welchem die elektrische Maschine mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, ein Übersetzungsverhältnis (Drehzahlübersetzungsverhältnis) des Automatikgetriebes zu reduzieren. Der vorliegenden Erfindung liegen mehrere Erkenntnisse zugrunde. Sie beruht zunächst auf der Erkenntnis, dass im Stand der Technik immer ein für das Anlassen des Verbrennungsmotors erforderliches Drehmoment der elektrischen Maschine vorgehalten werden muss, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb deutlich eingeschränkt wird. Der Erfindung liegt fernerhin die Erkenntnis zugrunde, dass dies umgangen werden kann, indem die elektrische Maschine im Elektrobetrieb mit einer im Vergleich zum Stand der Tech nik bzw. im Vergleich zu einer einem vorgegebenen Drehmoment am Ausgang des Automatikgetriebes zugeordneten Normdrehzahl erhöhten Drehzahl betrieben wird. Sie beruht weiterhin auf der Erkenntnis, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine im Vergleich zum Stand der Technik dadurch erhöht werden kann, dass das Automatikgetriebe im Elektrobetrieb mit einem im Vergleich zum Stand der Technik bzw. im Vergleich zu einem einem vorgegebenen Wunschdrehmoment am Ausgang des Automatikgetriebes zugeordneten Normübersetzungsverhältnis höheren Übersetzungsverhältnis betrieben wird. Mit anderen Worten wird das Automatikgetriebe derart gesteuert, dass im Elektrobetrieb immer die Möglichkeit gegeben ist, das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes zu verringern. Der vorliegenden Erfindung liegt schließlich die Erkenntnis zugrunde, dass der Startvorgang des Verbrennungsmotors dadurch für den Fahrer nahezu unbemerkbar vorgenommen werden kann, dass beim Koppeln des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine das Übersetzungsverhältnis des Automatikgebetriebes reduziert wird.With In other words, a basic idea of the present invention therein, at a transition from the electric operation, in which the electric machine is decoupled from the internal combustion engine, in the hybrid mode in which the electric machine with the Combustion engine is coupled, a gear ratio (Speed ratio) of the automatic transmission to reduce. The present invention has several findings based. It is based first on the knowledge that in the prior art always one for starting the internal combustion engine required torque of the electrical machine kept must be, thereby reducing the efficiency of the electric Machine is significantly restricted in electrical operation. The invention is further based on the knowledge that this can be bypassed by the electric machine in electric mode with one compared to the state of the Tech nik or compared to one assigned to a predetermined torque at the output of the automatic transmission Standard speed increased speed is operated. It is based continue on the realization that the speed of the electric Machine thereby increased compared to the prior art can be that the automatic transmission in electric mode with a in comparison to the prior art or in comparison to a predetermined desired torque assigned to the output of the automatic transmission Standard transmission ratio higher transmission ratio is operated. In other words, the automatic transmission becomes like this controlled that in electrical operation always the possibility is given, the gear ratio of the automatic transmission to reduce. Finally, the present invention lies the realization that the starting process of the internal combustion engine thereby be made almost unnoticeable for the driver can that when coupling the internal combustion engine with the electric Machine the gear ratio of the automatic operation is reduced.

In vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass die in der elektrischen Maschine gespeicherte Rotationsenergie bzw. kinetische Energie genutzt werden kann, um den Startvorgang des Verbrennungsmotors zu unterstützen. Dies ist dadurch möglich, dass die elektrische Maschine im Elektrobetrieb mit einer im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Drehzahl betrieben wird. Folglich kann somit der für den Startvorgang des Verbrennungsmotors erforderliche Drehmomentvorhalt der elektrischen Maschine deutlich reduziert und die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb besser als im Stand der Technik ausgenutzt werden.In Advantageously, by the inventive Procedure achieves that stored in the electric machine Rotation energy or kinetic energy can be used to the Support starting process of the internal combustion engine. This This is possible because the electric machine is in electrical operation with an increased speed compared to the prior art is operated. Consequently, thus, for the startup process the internal combustion engine required torque reserve of the electric Machine significantly reduced and the performance the electrical machine in electrical operation better than in the state exploited the technology.

Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren auf ein stufenloses Getriebe angewandt wird, wobei das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes beim Koppeln des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine stufenlos reduziert wird. Dabei kann die elektrische Maschine im Elektrobetrieb mit einer im Vergleich zum Stand der Technik um 5% bis 50%, insbesondere um 10% bis 40%, erhöhten Drehzahl betrieben werden. Entsprechend kann das Automatikgetriebe im Elektrobetrieb mit einem im Vergleich zum Stand der Technik um 5% bis 50%, insbesondere um 10% bis 40%, erhöhten Übersetzungsverhältnis betrieben werden. Wird der Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine gekoppelt, so wird das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes vorzugsweise um 5% bis 50%, insbeson dere um 10% bis 40%, reduziert. Durch das Erhöhen der Drehzahl der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb kann der für das Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Drehmomentvorhalt reduziert und die elektrische Maschine im Elektrobetrieb besser genutzt werden.It can be provided that the process on a continuously variable transmission is applied, the gear ratio of the automatic transmission when coupling the internal combustion engine with the electric Machine is continuously reduced. In this case, the electric machine in electrical operation with a comparison to the prior art 5% to 50%, in particular by 10% to 40%, increased speed operate. Accordingly, the automatic transmission in electric mode with one compared to the prior art by 5% to 50%, in particular by 10% to 40%, increased gear ratio operate. Is the internal combustion engine with the electric Machine coupled, so does the gear ratio the automatic transmission preferably by 5% to 50%, in particular reduced by 10% to 40%. By increasing the speed of the electric machine in electric mode can be used for the starting of the internal combustion engine required torque reserve reduced and the electric machine in electrical operation better be used.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verfahren auf ein Stufengetriebe angewandt wird, wobei das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes beim Koppeln des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine stufenweise verringert wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Drehzahl der elektrischen Maschine im Elektrobetrieb dadurch erhöht werden, dass das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes derart erhöht wird, dass es um wenigstens einen Gang rückgeschaltet wird. Wird der Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine gekoppelt, so wird das Automatikgetriebe bei dieser Ausführungsform bevorzugt wenigstens um einen Gang gleichzeitig hochgeschaltet und das Übersetzungsverhältnis entsprechend reduziert.According to one alternative embodiment can be provided that the method is applied to a multi-step transmission, the transmission ratio the automatic transmission when coupling the internal combustion engine with the electric machine is gradually reduced. In this embodiment can the speed of the electric machine in electrical operation thereby be increased that the gear ratio of the automatic transmission is increased such that it at least a gear is switched back. Will the internal combustion engine coupled with the electric machine, so will the automatic transmission in this embodiment, preferably at least one Gear simultaneously upshifted and the gear ratio reduced accordingly.

Ein erfindungsgemäßes Hybrid-Antriebssystem für ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, mittels welcher ein Drehmoment in einem Elektrobetrieb an einem Ausgang eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Automatikgetriebes bereitstellbar ist. Das Hybrid-Antriebssystem umfasst einen Verbrennungsmotor, welcher in einem Hybridbetrieb über eine Kupplung mit der elektrischen Maschine koppelbar ist, sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes beim Koppeln des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine gleichzeitig zu verringern.An inventive hybrid drive system for a vehicle comprises an electric machine, by means of which a torque in an electric mode at an output of an automatic transmission coupled to the electric machine can be provided. The hybrid drive system includes an internal combustion engine, which is coupled in a hybrid operation via a clutch with the electric machine, and a control device for controlling a transmission ratio of the automatic transmission. In this case, the control device is adapted to the transmission ratio of the Simultaneously reduce the automatic transmission when coupling the internal combustion engine with the electric machine.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten Merkmale und insbesondere deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Hybrid-Antriebssystem.The presented with reference to the inventive method Features and in particular their benefits apply accordingly the hybrid drive system according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as with the enclosed drawings. Showing:

1 in schematischer Darstellung ein Hybrid-Antriebssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 1 a schematic representation of a hybrid drive system according to an embodiment of the present invention; and

2 einen Verlauf einer Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie einer elektrischen Maschine des Hybrid-Antriebssystems gemäß 1. 2 a course of a torque-speed characteristic of an electric machine of the hybrid drive system according to 1 ,

Das nachstehend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The Below detailed embodiment represents a preferred embodiment of the present invention Invention.

Ein in 1 dargestelltes Hybrid-Antriebssystem 1 stellt im vorliegenden Beispiel einen Teil eines Antriebsstrangs eines Personenkraftwagens dar. Das in 1 dargestellte Hybrid-Antriebssystem 1 kann aber auch in anderen Fahrzeugen, wie beispielsweise in Lastkraftwagen, eingesetzt werden.An in 1 illustrated hybrid drive system 1 represents in the present example a part of a powertrain of a passenger car. The in 1 illustrated hybrid drive system 1 but can also be used in other vehicles, such as in trucks.

Das Hybrid-Antriebssystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, welcher vorliegend mit einem Zweimassenschwungrad 3 drehfest gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 2 kann beispielsweise ein Dieselmotor oder ein Ottomotor sein. Das Hybrid-Antriebssystem 1 weist ferner eine elektrische Maschine 4 auf, welche mit dem Verbrennungsmotor 2 und dem Zweimassenschwungrad 3 über eine Kupplung 5, im vorliegenden Beispiel eine Trennkupplung, bedarfsabhängig koppelbar ist. Die elektrische Maschine 4 ist mit einem Automatikbetriebe 6 gekoppelt.The hybrid drive system 1 includes an internal combustion engine 2 , which in the present case with a dual mass flywheel 3 rotatably coupled. The internal combustion engine 2 may be, for example, a diesel engine or a gasoline engine. The hybrid drive system 1 also has an electrical machine 4 on which with the internal combustion engine 2 and the dual mass flywheel 3 via a clutch 5 , In the present example, a separating clutch, depending on demand coupled. The electric machine 4 is with an automatic operation 6 coupled.

Ferner ist im vorliegenden Beispiel eine Steuereinrichtung 7 vorgesehen, welche zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses (Drehzahlübersetzungsverhältnis) des Automatikgetriebes 6 ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung 7 ist ferner dazu ausgebildet, die Kupplung 5 anzusteuern, also diese gegebenenfalls zu schließen.Furthermore, in the present example, a control device 7 provided for controlling a gear ratio (speed ratio) of the automatic transmission 6 is trained. The control device 7 is further adapted to the clutch 5 to control, so close them if necessary.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Automatikgetriebe 6 im vorliegenden Beispiel ein Stufengetriebe ist und das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes 6 stufenweise veränderbar ist.At this point it should be mentioned that the automatic transmission 6 in the present example is a stepped transmission and the transmission ratio of the automatic transmission 6 is gradually changed.

Im vorliegenden Beispiel wird zwischen einem Elektrobetrieb, in welchem die elektrische Maschine 4 von dem Verbrennungsmotor 2 entkoppelt ist, und einem Hybridbetrieb, in welchem die elektrische Maschine 4 über die Kupplung 5 mit dem Verbrennungsmotor 2 gekoppelt ist, unterschieden. So ist es bei entsprechendem Beschleunigungswunsch oder bei einem geringen Batterieladezustand erforderlich, den Verbrennungsmotor 2 mit Hilfe der elektrischen Maschine 4 zu starten, in dem die Kupplung 5 von Seiten der Steuereinrichtung 7 angesteuert wird. Hierzu ist üblicherweise ein bestimmtes Drehmoment erforderlich, welches von der elektrischen Maschine 4 zum Starten des Verbrennungsmotors 2 bereitgestellt werden muss. Dieses bestimmte Drehmoment wird im Elektrobetrieb im Stand der Technik permanent vorgehalten, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine 4 im Elektrobetrieb nicht vollständig ausgenutzt werden kann. Um dies zu umgehen, ist im erfindungsgemäßen Beispiel vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 7 das Automatikgetriebe 6 derart ansteuert, dass das Automatikgetriebe 6 im Elektrobetrieb mit einem im Vergleich zum Stand der Technik höheren Übersetzungsverhältnis betrieben wird. Mit anderen Worten wird das Automatikgetriebe 6 im Elektrobetrieb mit einem Übersetzungsverhältnis betrieben, welches im Vergleich zu einem im Stand der Technik einem vorgegebenen Wunschdrehmoment am Ausgang des Automatikgetriebes 6 zugeordneten Normübersetzungsverhältnis bzw. im Vergleich zu einem einem bestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs, wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, üblicherweise zugeordneten Übersetzungsverhältnis erhöht ist. Es wird insbesondere ein Übersetzungsverhältnis gewählt, welches das Abrufen eines Drehmoments von wenigstens 90% eines Nenndrehmoments (Maximaldrehmoment) von Seiten der elektrischen Maschine 4 ermöglicht. Das Automatikgetriebe 6 wird beispielsweise derart angesteuert, dass das Übersetzungsverhältnis im Vergleich zum Stand der Technik um einen Gang erhöht wird, das Automatikgetriebe also um einen Gang rückgeschaltet wird. Dabei wird das Automatikgetriebe 6 von Seiten der Steuereinrichtung 7 ferner derart angesteuert, dass im Elektrobetrieb immer die Möglichkeit gegeben ist, das Übersetzungsverhältnis zu reduzieren.In the present example is between an electric operation, in which the electric machine 4 from the internal combustion engine 2 is decoupled, and a hybrid operation in which the electric machine 4 over the clutch 5 with the internal combustion engine 2 coupled, distinguished. So it is necessary with appropriate acceleration request or a low battery state of charge, the internal combustion engine 2 with the help of the electric machine 4 to start in which the clutch 5 from the side of the controller 7 is controlled. For this purpose, usually a certain torque is required, which of the electric machine 4 for starting the internal combustion engine 2 must be provided. This particular torque is permanently maintained in electrical operation in the prior art, whereby the performance of the electric machine 4 can not be fully utilized in electrical operation. To avoid this, it is provided in the example according to the invention that the control device 7 the automatic transmission 6 such that the automatic transmission 6 is operated in electrical operation with a higher compared to the prior art gear ratio. In other words, the automatic transmission 6 operated in electric mode with a transmission ratio, which compared to a in the prior art a predetermined desired torque at the output of the automatic transmission 6 assigned standard transmission ratio or compared to a certain operating condition of the vehicle, such as a vehicle speed, usually associated transmission ratio is increased. In particular, a gear ratio is selected which involves retrieving a torque of at least 90% of a rated torque (maximum torque) from the electrical machine side 4 allows. The automatic transmission 6 is controlled, for example, such that the transmission ratio is increased by one gear compared to the prior art, the automatic transmission is thus switched back by one gear. This is the automatic transmission 6 from the side of the controller 7 further controlled such that in electrical operation is always given the opportunity to reduce the transmission ratio.

Durch das Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes 6 kann im vorliegenden Beispiel die elektrische Maschine 4 im Elektrobetrieb mit einer im Vergleich zum Stand der Technik höheren Drehzahl betrieben werden. Dies ermöglicht ferner, dass am Ausgang des Automatikgetriebes 6 ein im Vergleich zum Stand der Technik gegebenenfalls erhöhtes Drehmoment im Elektrobetrieb bereitgestellt werden kann und die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine 4 im Elektrobetrieb im Vergleich zum Stand der Technik besser ausgenutzt werden kann. Um gleichzeitig das Anlassen des Verbrennungsmotors 2 gegebenenfalls bei einem reduzierten Drehmomentvorhalt der elektrischen Maschine 4 zu ermöglichen, wird beim Schließen der Kupplung 5 bzw. beim Koppeln des Verbrennungsmotors 2 mit der elektrischen Maschine 4 gleichzeitig das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes 6 verringert bzw. das Automatikgetriebe wenigstens um einen Gang hochgeschaltet. Auf diesem Wege gelingt es, die in der elektrischen Maschine 4 gespeicherte Rotationsenergie für den Startvorgang des Verbren nungsmotors 2 vorteilhaft zu nutzen, wobei das Anlassen des Verbrennungsmotors 2 praktisch unbemerkbar für den Fahrer vorgenommen werden kann.By increasing the transmission ratio of the automatic transmission 6 can in the present example the electric machine 4 be operated in electrical operation with a higher speed compared to the prior art. This also allows that at the output of the automatic transmission 6 a possibly increased torque in electrical operation compared to the prior art can be provided and the performance of the electric machine 4 can be better utilized in electrical operation compared to the prior art. At the same time starting the internal combustion engine 2 optionally at a reduced Torque reserve of the electric machine 4 to enable, when closing the clutch 5 or when coupling the internal combustion engine 2 with the electric machine 4 at the same time the transmission ratio of the automatic transmission 6 reduced or switched up the automatic transmission at least one gear. In this way, it succeeds in the electric machine 4 stored rotational energy for the starting process of the combus- tion engine 2 advantageous to use, wherein the starting of the internal combustion engine 2 practically imperceptible to the driver can be made.

2 zeigt hierzu einen beispielhaften Verlauf eines Drehmoments M in Abhängigkeit von einer Drehzahl n der elektrischen Maschine 4. Dargestellt sind eine erste Kennlinie 8 (gestrichelte Linie), welche dem Betrieb der elektrischen Maschine 4 üblicherweise im Stand der Technik zugrunde liegt, sowie eine zweite Kennlinie 9 (durchgezogene Linie), welche der elektrischen Maschine 4 gemäß dem vorliegenden erfindungsgemäßen Beispiel zugrunde gelegt wird. Die beiden Kennlinien 8, 9 weisen dabei einen ersten Bereich I, in welchem jeweils das Drehmoment M konstant ist, und einen zweiten Bereich II, in welchem jeweils die Leistung der elektrischen Maschine 4 konstant ist, auf. 2 shows an example course of a torque M as a function of a speed n of the electric machine 4 , Shown are a first characteristic 8th (dashed line) indicating the operation of the electric machine 4 Usually based in the prior art, and a second characteristic 9 (solid line), which is the electric machine 4 is based on the present invention example. The two characteristics 8th . 9 have a first area I in which the torque M is constant, and a second range II , in each of which the power of the electric machine 4 is constant, up.

Wie aus 2 hervorgeht, liegt an der ersten Kennlinie 8 ein erster Arbeitspunkt 10, bei welchem die elektrische Maschine 4 im ersten Bereich I, also bei niedrigeren Drehzahlen n im Stand der Technik betrieben wird. Dem ersten Arbeitspunkt 10 ist ein erstes maximales Drehmoment M1 zugeordnet, welches im Stand der Technik mittels der elektrischen Maschine 4 bereitgestellt werden kann. Um einen entsprechenden Drehmomentvorhalt für das Starten des Verbrennungsmotors 2 einzuhalten, wird im Stand der Technik das maximale Drehmoment M1 deutlich kleiner als ein Nenndrehmoment Mn der elektrischen Maschine 4 gewählt. Üblicherweise wird ein Drehmoment M von etwa 30% des Nenndrehmoments Mn, insbesondere ein Drehmoment von etwa 50 Nm (abhängig von dem Verbrennungsmotor 2), für den Startvorgang des Verbrennungsmotors 2 vorgehalten. Das erste maximale Drehmoment M1 beträgt somit üblicherweise etwa 70% des Nenndrehmoments Mn der elektrischen Maschine 4. Dem ersten Arbeitspunkt 10, also dem ersten maximalen Drehmoment M1 bei einer gegebenen Leistung der elektrischen Maschine 4 ist eine Normdrehzahl n1 zugeordnet, mit welcher die elektrische Maschine 4 im Stand der Technik betrieben wird. Die Normdrehzahl n1 ist somit durch eine Drehzahl n definiert, bei welcher der Drehmomentvorhalt bei einer vorgegebenen Leistung der elektrischen Maschine 4 im Elektrobetrieb in einem Wertebereich zwischen 20% und 50% des Nenndrehmoments Mn der elektrischen Maschine 4 liegt, insbesondere 30% des Nenndrehmoments Mn beträgt. Mit anderen Worten ist die Normdrehzahl n1 eine Drehzahl n, bei welcher bei einer vorgegebenen Leistung der elektrischen Maschine 4 und einer entsprechenden Ansteuerung des Automatikge triebes 6 nur ein Drehmoment M zwischen 50% und 80%, insbesondere ein Drehmoment M von etwa 70% des Nenndrehmoments Mn, von Seiten der elektrischen Maschine 4 abgerufen werden kann.How out 2 shows, lies on the first characteristic curve 8th a first working point 10 in which the electric machine 4 in the first area I , So at lower speeds n is operated in the prior art. The first working point 10 is associated with a first maximum torque M 1 , which in the prior art by means of the electric machine 4 can be provided. To a corresponding torque reserve for starting the engine 2 is to be observed, in the prior art, the maximum torque M 1 is significantly smaller than a nominal torque M n of the electric machine 4 selected. Usually, a torque M of about 30% of the nominal torque M n , in particular a torque of about 50 Nm (depending on the internal combustion engine 2 ), for the starting process of the internal combustion engine 2 maintained. The first maximum torque M 1 is thus usually about 70% of the nominal torque M n of the electric machine 4 , The first working point 10 , ie the first maximum torque M 1 for a given power of the electric machine 4 is assigned a standard speed n 1 , with which the electric machine 4 operated in the prior art. The standard speed n 1 is thus defined by a speed n at which the torque reserve at a given power of the electric machine 4 in electrical operation in a value range between 20% and 50% of the nominal torque M n of the electric machine 4 in particular 30% of the nominal torque M n . In other words, the standard speed n 1 is a speed n, at which at a given power of the electric machine 4 and a corresponding control of the Automatikge gear 6 only a torque M between 50% and 80%, in particular a torque M of about 70% of the nominal torque M n , from the electrical machine side 4 can be retrieved.

Im erfindungsgemäßen Beispiel wird hingegen die elektrische Maschine 4 im Bereich I des konstanten Drehmoments M mit einer im Vergleich zu der Normdrehzahl n1 erhöhten Drehzahl n2 betrieben, wobei dem Betrieb der elektrischen Maschine 4 die zweite Kennlinie 9 zugrunde liegt und das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes 6 entsprechend erhöht wird. Dies ermöglicht ein Bereitstellen eines im Vergleich zum ersten Drehmoment M1 um ΔM größeren zweiten Drehmoments M2 und somit ein verbessertes Nutzen der Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine 4 im Elektrobetrieb. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass die Rotationsenergie bzw. kinetische Energie der elektrischen Maschine 4 für das Starten des Verbrennungsmotors 2 genutzt werden kann, so dass das Drehmoment M nicht in dem Ausmaß wie im Stand der Technik vorgehalten werden muss. Die zweite Drehzahl n2 wird im ersten Bereich I insbesondere dergestalt gewählt, dass bei einer vorgegebenen Leistung das Drehmoment M2 wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens 90%, insbesondere etwa 95%, des Nenndrehmoments Mn der elektrischen Maschine 4 beträgt. Der zweiten Drehzahl n2 sowie dem zweiten Drehmoment M2 ist entsprechend ein zweiter Arbeitspunkt 11 zugeordnet, bei welchem die elektrische Maschine 4 gemäß dem vorliegenden Beispiel betrieben wird.In the example according to the invention, however, the electric machine 4 in the area I of the constant torque M with an increased speed compared to the standard speed n 1 speed n 2 , wherein the operation of the electric machine 4 the second characteristic 9 underlying and the transmission ratio of the automatic transmission 6 is increased accordingly. This makes it possible to provide a second torque M 2 that is larger than ΔM by the first torque M 1 and thus an improved use of the performance of the electric machine 4 in electrical operation. This is based on the knowledge that the rotational energy or kinetic energy of the electric machine 4 for starting the internal combustion engine 2 can be used, so that the torque M must not be kept to the extent as in the prior art. The second speed n 2 is in the first range I chosen in particular such that at a predetermined power the torque M 2 at least 80%, preferably at least 90%, in particular about 95%, of the nominal torque M n of the electric machine 4 is. The second speed n 2 and the second torque M 2 is correspondingly a second operating point 11 assigned, in which the electric machine 4 operated according to the present example.

Wie in 2 ferner gezeigt ist, liegt an der ersten Kennlinie 8 ein weiterer Arbeitspunkt 12, bei welchem die elektrische Maschine 4 im zweiten Bereich II, also bei hohen Drehzahlen n im Bereich konstanter Leistung im Stand der Technik betrieben wird. Dem Arbeitspunkt 12 ist ein drittes Drehmoment M3 zugeordnet, welches im Stand der Technik mittels der elektrischen Maschine 4 bereitgestellt wird. Dem Arbeitspunkt 12 ist ferner eine dritte Drehzahl n3 zugeordnet, mit welcher die elektrische Maschine 4 im Stand der Technik betrieben wird. Auch im zweiten Bereich II wird aufgrund der Verschiebung der zweiten Kennlinie 9 bezüglich der ersten Kennlinie 8 gemäß dem vorliegenden Beispiel die elektrische Maschine 4 mit einer im Vergleich zu der dritten Drehzahl n3 erhöhten vierten Drehzahl n4, und zwar bei einem weiteren Arbeitspunkt 13 betrieben. Auf diesem Wege gelingt es, eine im Vergleich zum Arbeitspunkt 12 erhöhte Leistung und gegebenenfalls ein erhöhtes Drehmoment M mittels der elektrischen Maschine 4 im Elektrobetrieb bereitzustellen, wobei eine aufgrund der erhöhten Drehzahl n4 erhöh te Rotationsenergie in Zusammenhang mit einer Hochschaltung des Automatikgetriebes 6 für ein zuverlässiges Starten des Verbrennungsmotors 2 sorgt.As in 2 is further shown, is due to the first characteristic 8th another working point 12 in which the electric machine 4 in the second area II , That is operated at high speeds n in the range of constant power in the prior art. The working point 12 is associated with a third torque M 3 , which in the prior art by means of the electric machine 4 provided. The working point 12 Furthermore, a third speed n 3 is assigned, with which the electric machine 4 operated in the prior art. Also in the second area II is due to the shift of the second characteristic 9 with respect to the first characteristic 8th according to the present example, the electric machine 4 with a fourth speed n 4 increased compared to the third speed n 3 , specifically at a further operating point 13 operated. In this way, one succeeds, compared to the working point 12 increased power and possibly an increased torque M means of the electric machine 4 provide in electrical operation, wherein a due to the increased speed n 4 increased te rotational energy in connection with an upshift of the automatic transmission 6 for a reliable star th of the internal combustion engine 2 provides.

Um trotz des kleineren Drehmomentvorhalts das Beschleunigen des Verbrennungsmotors 2 jederzeit zu gewährleisten, wird beim Schließen der Kupplung 5 das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes 6 verringert. Hierdurch kann die in der elektrischen Maschine 4 gespeicherte Rotationsenergie vorteilhaft zum Anlassen des Verbrennungsmotors 2 genutzt werden.In spite of the smaller torque reserve, the acceleration of the internal combustion engine 2 At any time, it is ensured when closing the clutch 5 the gear ratio of the automatic transmission 6 reduced. This can be done in the electric machine 4 stored rotational energy advantageous for starting the internal combustion engine 2 be used.

Es sei ferner erwähnt, dass beim Koppeln des Verbrennungsmotors 2 mit der elektrischen Maschine 4 das Automatikgetriebe 6 wenigstens um einen Gang hochgeschaltet wird. Dabei wird im vorliegenden Beispiel beachtet, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 nach dessen Start in einem vorgegebenen vernünftigen Wertebereich, insbesondere in einem Wertebereich zwischen 800 und 1500 Umdrehungen pro Minute, liegt. Wird festgestellt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 nach dem Anlassen außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt, so kann das Automatikgetriebe 6 um einen weiteren Gang hochgeschaltet werden.It should also be noted that when coupling the internal combustion engine 2 with the electric machine 4 the automatic transmission 6 at least one gear up. It is noted in the present example that the speed of the internal combustion engine 2 after its start in a predetermined reasonable value range, in particular in a value range between 800 and 1500 revolutions per minute. It is determined that the speed of the internal combustion engine 2 After starting is outside a predetermined range, so can the automatic transmission 6 to be switched up another gear.

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Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Antriebssystems (1) eines Fahrzeugs, bei welchem in einem Elektrobetrieb ein Drehmoment (M) mittels einer elektrischen Maschine (4) erzeugt und an einem Ausgang eines mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelten Automatikgetriebes (6) bereitgestellt wird, und ein Verbrennungsmotor (2) in einem Hybridbetrieb über eine Kupplung (5) mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelt und in Betrieb genommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) ein Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) verringert wird.Method for operating a hybrid drive system ( 1 ) of a vehicle, in which in an electric mode, a torque (M) by means of an electric machine ( 4 ) and at an output of one with the electric machine ( 4 ) coupled automatic transmission ( 6 ), and an internal combustion engine ( 2 ) in a hybrid operation via a clutch ( 5 ) with the electric machine ( 4 ) is coupled and put into operation, characterized in that when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) a transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) is reduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatikgetriebe (6) ein stufenloses Getriebe ist und das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) stufenlos verringert wird.Method according to claim 1, characterized in that the automatic transmission ( 6 ) is a continuously variable transmission and the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) is continuously reduced. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) um 5% bis 50%, insbesondere um 10% bis 40%, reduziert wird.A method according to claim 2, characterized in that the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) is reduced by 5% to 50%, in particular by 10% to 40%. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatikgetriebe (6) ein Stufengetriebe ist und das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) stufenweise verringert wird.Method according to claim 1, characterized in that the automatic transmission ( 6 ) is a step transmission and the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) is gradually reduced. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) wenigstens um einen Gang reduziert wird.A method according to claim 4, characterized in that the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) is reduced by at least one gear. Hybrid-Antriebssystem (1) für ein Fahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (4), mittels welcher ein Drehmoment (M) in einem Elektrobetrieb an einem Ausgang eines mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelten Automatikgetriebes (6) bereitstellbar ist, mit einem Verbrennungsmotor (2), welcher in einem Hybridbetrieb über eine Kupplung (5) mit der elektrischen Maschine (4) koppelbar ist, und mit einer Steuereinrichtung (7) zum Steuern eines Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) zu verringern.Hybrid drive system ( 1 ) for a vehicle, with an electric machine ( 4 ), by means of which a torque (M) in an electrical operation at an output of a with the electric machine ( 4 ) coupled automatic transmission ( 6 ) can be provided with an internal combustion engine ( 2 ), which in a hybrid operation via a clutch ( 5 ) with the electric machine ( 4 ) and with a control device ( 7 ) for controlling a transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ), characterized in that the control device ( 7 ) is adapted to the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) to reduce. Hybrid-Antriebssystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatikgetriebe (6) ein stufenloses Getriebe ist.Hybrid drive system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the automatic transmission ( 6 ) is a continuously variable transmission. Hybrid-Antriebssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) um 5% bis 50%, insbesondere um 10% bis 40%, zu reduzieren.Hybrid drive system ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the control device ( 7 ) is adapted to the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) by 5% to 50%, in particular by 10% to 40%. Hybrid-Antriebssystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Automatikgetriebe (6) ein Stufengetriebe ist.Hybrid drive system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the automatic transmission ( 6 ) is a stepped transmission. Hybrid-Antriebssystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes (6) beim Koppeln des Verbrennungsmotors (2) mit der elektrischen Maschine (4) um wenigstens einen Gang zu verringern.Hybrid drive system ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the control device ( 7 ) is adapted to the transmission ratio of the automatic transmission ( 6 ) when coupling the internal combustion engine ( 2 ) with the electric machine ( 4 ) to reduce at least one gear.
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