DE102008062183A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem parallelen Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine umfasst, die das Hybridfahrzeug einzeln oder in einem Hybridbetrieb zusammen beziehungsweise gleichzeitig antreiben, und mit einem Schaltgetriebe, das unterschiedliche Gänge aufweist, die von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs wählbar sind. Um das Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit parallelem Hybridantrieb und mit einem Schaltgetriebe komfortabel zu gestalten, wird das Hybridfahrzeug nur dann im Hybridbetrieb betrieben, wenn sich das Schaltgetriebe in seinem höchsten Gang befindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem parallelen Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine umfasst, die das Hybridfahrzeug einzeln oder in einem Hybridbetrieb zusammen beziehungsweise gleichzeitig antreiben, und mit einem Schaltgetriebe, das unterschiedliche Gänge aufweist, die von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs wählbar sind.
  • Das Hybridfahrzeug kann in einer ersten Betriebsart allein durch die Elektromaschine, in einer zweiten Betriebsart allein durch die Brennkraftmaschine und in einer dritten Betriebsart im Hybridbetrieb durch die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine angetrieben werden. Im Hybridbetrieb kann das Hybridfahrzeug auch nur oder hauptsächlich durch die Brennkraftmaschine oder die Elektromaschine angetrieben werden. Die Wahl zwischen den verschiedenen Betriebsarten kann im Einflussbereich des Fahrers liegen, der zum Beispiel einen Betriebsartenschalter betätigt, um zwischen den einzelnen Betriebsarten zu wählen. Durch ein Automatikgetriebe kann beim Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsarten sichergestellt werden, dass der richtige Gang in dem Schaltgetriebe eingelegt ist. Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 529 673 A1 ist eine Kraftübertragungseinheit für einen Antriebsstrang eines Parallelhybrids mit einem Schaltgetriebe bekannt. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 007 383 B1 ist ein Parallelhybrid mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Schaltgetriebe bekannt, bei dem der Verbrennungsmotor mit einer Antriebswelle eines Getriebes und der Elektromotor mit einer Vorlegewelle des Schaltgetriebes verbunden ist. Aus der US-Patentanmeldung US 2007/0161455 A1 ist ein Parallelhybridantrieb bekannt, bei dem eine Elektromaschine im Kraftfluss hinter einem Getriebe angeordnet ist. Aus der internationalen Veröffentlichung WO 00/61401 ist ein Verfahren zum kurzzeitigen Absenken des Drehmoments in einem Parallelhybridantrieb bekannt, um dem Fahrer einen Schaltvorgang eines Handschaltgetriebes vorzuschlagen. Aus der internationalen Veröffentlichung WO 98/31559 ist ein Parallelhybridantrieb für ein Offroad-Fahrzeug bekannt, bei dem eine Elektromaschine nur beim Öffnen der Kupplung während eines Gangwechsels des Getriebes zugeschaltet wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit parallelem Hybridantrieb und mit einem Schaltgetriebe komfortabel zu gestalten.
  • Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem parallelen Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine umfasst, die das Hybridfahrzeug einzeln oder in einem Hybridbetrieb zusammen beziehungsweise gleichzeitig antreiben, und mit einem Schaltgetriebe, das unterschiedliche Gänge aufweist, die von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs wählbar sind, dadurch gelöst, dass das Hybridfahrzeug nur dann im Hybridbetrieb betrieben wird, wenn sich das Schaltgetriebe in seinem höchsten Gang befindet. Bei der Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Verbrennungsmotor. Bei der Elektromaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Elektromotor. Die Brennkraftmaschine und der Elektromotor können über eine gemeinsame Welle im Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs alternativ oder kumulativ angetrieben werden. Wenn die Brennkraftmaschine, in einem Zustand, in welchem das Hybridfahrzeug allein durch die Elektromaschine angetrieben wird, zugeschaltet werden soll, muss dafür ein passender Gang in dem Schaltgetriebe eingelegt sein. Da ein normaler Fahrer diese Auswahl eines passenden Ganges kaum leisten kann, sind Hybridfahrzeuge mit Parallelhybridantrieb üblicherweise mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet. Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebene Hybridfahrzeug ist jedoch nicht mit einem Automatikgetriebe sondern mit einem Schaltgetriebe ausgestattet. Der Hybridbetrieb ist nur dann vorgesehen, wenn sich das Schaltgetriebe, zum Beispiel ein Handschaltgetriebe, im höchsten Gang befindet. Denn durch das Einlegen des höchsten Gangs signalisiert der Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit Schaltgetriebe üblicherweise, dass ein gewünschter Reisezustand erreicht ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Fahrer durch Einlegen des höchsten Gangs bei stehendem Kraftfahrzeug bewirken, dass das Hybridfahrzeug im Hybridbetrieb mit Hilfe der Elektromaschine anfährt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug nur durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, solange sich das Schaltgetriebe nicht in seinem höchsten Gang befindet. Das Hybridfahrzeug kann dann wie ein herkömmliches Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine beziehungsweise Verbrennungsmotor betrieben werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug beim Herunterschalten von dem höchsten Gang des Schaltgetriebes in einen niedrigeren Gang automatisch nur noch durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. Das liefert den Vorteil, dass keine weiteren Bedienelemente benötigt werden, um aus dem Hybridbetrieb in den reinen Verbrennungsbetrieb umzuschalten.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug beim Anfahren im Hybridbetrieb nur oder hauptsächlich durch die Elektromaschine angetrieben wird. Bei dem parallelen Hybridantrieb können im Hybridbetrieb die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine sowohl jeweils einzeln als auch gleichzeitig zum Antrieb oder Vortrieb des Hybridfahrzeugs genutzt werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe mit Hilfe eines elektrischen Gaspedals, zumindest im Hybridbetrieb, über eine automatische Kupplung geschaltet wird. Durch die automatische Kupplung wird sichergestellt, dass im Hybridbetrieb komfortabel zwischen einem Antrieb nur oder hauptsächlich durch die Elektromaschine oder die Brennkraftmaschine umgeschaltet werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das elektrische Gaspedal verwendet werden, um komfortabel aus dem Hybridbetrieb in den reinen Verbrennungsbetrieb zu schalten, indem der Fahrer das elektrische Gaspedal vorzugsweise während der Fahrt in seine Vollgasstellung bringt.
  • Weitere bevorzugtes Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug im Hybridbetrieb in einem unteren Geschwindigkeitsbereich nur oder hauptsächlich durch die Elektromaschine, in einem mittleren Geschwindigkeitsbereich parallel durch die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine, und/oder in einem höheren Geschwindigkeitsbereich nur oder hauptsächlich durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. Durch Einlegen des höchsten Gangs kann das Hybridfahrzeug vollständig im Hybridbetrieb betrieben werden. Dadurch kann die im unteren Drehzahl-/Geschwindigkeitsbereich geringe zur Verfügung stehende Leistung der Brennkraftmaschine ideal durch die Elektromaschine ergänzt werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
  • Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit einem parallelen Hybridantrieb, bei dem eine als Verbrennungsmotor ausgeführte Brennkraftmaschine und eine als Elektromotor ausgeführte Elektromaschine mechanisch mit Antriebsrädern gekoppelt sind. Das Hybridfahrzeug umfasst neben den beiden Antriebsmotoren Energiespeichereinrichtungen sowie ein oder mehrere Getriebe, Kupplungen oder Freiläufe. Die beiden Antriebsmaschinen können sowohl einzeln als auch gleichzeitig zum Antrieb der Antriebsräder beziehungsweise zum Vortrieb des Fahrzeugs genutzt werden.
  • Der Betrieb des Hybridfahrzeugs mit beiden Antriebsmaschinen wird als Hybridbetrieb bezeichnet. Im Hybridbetrieb können unterschiedliche Betriebsstrategien verfolgt werden. Eine mögliche Betriebsstrategie ist auf einen möglichst geringen Energiebedarf des Hybridfahrzeugs gerichtet. Aus Komfortgründen kann es sinnvoll sein, auf häufige Betriebswechsel zu verzichten.
  • Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird das Hybridfahrzeug durch Einlegen des fünften beziehungsweise höchsten Gangs eines Schaltgetriebes in den Hybridbetrieb versetzt. Das liefert den Vorteil, dass zum Ein- oder Ausschalten des Hybridbetriebs keine Bedienelemente benötigt werden. Das Hybridfahrzeug ist im Prinzip wie ein herkömmliches Fahrzeug mit Verbrennungsmotor betreibbar, da die Benutzung der niedrigeren Gänge den Hybridbetrieb beziehungsweise Hybridantrieb nicht aktiviert.
  • Andererseits kann das Hybridfahrzeug durch Einlegen des fünften beziehungsweise höchsten Gangs beim Start des Fahrzeugs vollständig im Hybridmodus beziehungsweise Hybridbetrieb betrieben werden. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass im Hybridbetrieb elektrisch angefahren werden kann. Bei Verwendung einer automatischen Kupplung und eines elektrischen Gaspedals kann komfortabel automatisch zwischen Elektroantrieb und Verbrennungsantrieb umgeschaltet werden.
  • Bei einem Wunsch nach einer höheren Leistung kann das Hybridfahrzeug jederzeit durch einen Wechsel in einen niedrigeren Gang in den reinen Verbrennungsmotorbetrieb umgeschaltet werden. Genauso kann auf einfache Art und Weise in den Verbrennungsmotorbetrieb geschaltet werden, wenn eine im Hybridfahrzeug vorhandene Traktionsbatterie durch einen lang anhaltenden elektrischen Betrieb leer wird.
  • Durch den Parallelhybridantrieb kann die geringe zur Verfügung stehende Leistung des Verbrennungsmotors im unteren Drehzahl-/Geschwindigkeitsbereich ideal durch den Elektroantrieb ergänzt werden. Dadurch ist es möglich, das Hybridfahrzeug vollständig im fünften beziehungsweise höchsten Gang zu betreiben. So kann zum Beispiel im fünften beziehungsweise höchsten Gang elektrisch angefahren werden. Die gewünschte Leistung nach dem Anfahren kann im untersten Geschwindigkeitsbereich elektrisch aufgebracht werden. Im mittleren Geschwindigkeitsbereich kann die gewünschte Leistung durch Parallelbetrieb von Verbrennungsmotor und Elektroantrieb erbracht werden. Bei höheren Geschwindigkeiten kann die gewünschte Leistung allein vom Verbrennungsmotor erzeugt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1529673 A1 [0002]
    • - EP 1007383 B1 [0002]
    • - WO 00/61401 [0002]
    • - WO 98/31559 [0002]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem parallelen Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine umfasst, die das Hybridfahrzeug einzeln oder in einem Hybridbetrieb zusammen beziehungsweise gleichzeitig antreiben, und mit einem Schaltgetriebe, das unterschiedliche Gänge aufweist, die von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs wählbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug nur dann im Hybridbetrieb betrieben wird, wenn sich das Schaltgetriebe in seinem höchsten Gang befindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug nur durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, solange sich das Schaltgetriebe nicht in seinem höchsten Gang befindet.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug beim Herunterschalten von dem höchsten Gang des Schaltgetriebes in einen niedrigeren Gang automatisch nur noch durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug beim Anfahren im Hybridbetrieb nur oder hauptsächlich durch die Elektromaschine angetrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe mit Hilfe eines elektrischen Gaspedals über eine automatische Kupplung geschaltet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug im Hybridbetrieb in einem unteren Geschwindigkeitsbereich nur oder hauptsächlich durch die Elektromaschine angetrieben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug im Hybridbetrieb in einem mittleren Geschwindigkeitsbereich parallel durch die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine angetrieben wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug im Hybridbetrieb in einem höheren Geschwindigkeitsbereich nur oder hauptsächlich durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird.
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