DE102009001034A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine sowie ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe umfasst und wobei der Antriebsstrang weiterhin ein Druckspeichersystem mit mindestens einem Druckspeicher und mindestens einem vom Verbrennungsmotor angetriebenen Druckförderer umfasst, über den der oder jeder Druckspeicher befüllbar ist. Erfindungsgemäß wird der Druck in dem oder jedem Druckspeicher des Druckspeichersystems messtechnisch erfasst und ein Druckistwert des Druckspeichersystems mit mindestens einem Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs nach dem Obergriff des Anspruchs 1.
  • Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um und stellt dasselbe an einem Abtrieb des Antriebsstrangs bereit. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine umfasst.
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Antriebsstrang eines Nutzfahrzeugs, ein Druckspeichersystem umfasst, welches mindestens einen Druckspeicher und mindestens einen Druckförderer, z. B. einen Kompressor, zum Befüllen des oder jeden Druckspeichers aufweist. Bei Nutzfahrzeugen wird zum Beispiel in Druckspeichersystemen gespeicherte Druckluft bei Betätigung eines Bremspedals freigegeben, um am Abtrieb des Antriebstrangs ein Bremsmoment bereitzustellen. Dann, wenn Druckluft vom Druckspeichersystem freigegeben wird, sinkt dadurch der Druck in dem Druckspeichersystem.
  • Bei aus der Praxis bekannten Antriebssträngen, die als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb und weiterhin ein Druckspeichersystem umfassen, wird der oder jeder Druckförderer des Druckspeichersystems vom Verbrennungsmotor aus angetrieben, nämlich derart, dass auch bei einem rein elektrischen Fahren der Verbrennungsmotor im Leerlauf mitläuft, um stets den oder jeden Druckförderer des Druckspeichersystems antreiben und damit im Druckspeichersystem einen ausreichenden Druck bereitstellen zu können.
  • Dies ist sowohl unter dem Gesichtspunkt eines unnötigen hohen Kraftstoffverbrauchs als auch unter den Gesichtspunkten erhöhter Emissionen sowie Geräuschentwicklungen von Nachteil.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird der Druck in dem oder jedem Druckspeicher des Druckspeichersystems messtechnisch erfasst und ein Druckistwert des Druckspeichersystems mit mindestens einem Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein Druckistwert des Druckspeichersystems messtechnisch ermittelt und mit einem Schwellwert bzw. Grenzwert verglichen. Abhängig von diesem Vergleich wird entweder ein Stoppen bzw. Abschalten des Verbrennungsmotors erlaubt bzw. zugelassen oder nicht erlaubt bzw. nicht zugelassen.
  • Die Erfindung kann bei Antriebssträngen mit beliebig ausgestalteten Hybridantrieben zum Einsatz kommen. So kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Antriebssträngen verwendet werden, deren Hybridantrieb als Parallelhybrid oder Seriellhybrid oder Achshybrid oder leistungsverzweigter Hybrid ausgebildet ist. Beim Druckspeichersystem handelt es sich vorzugsweise um ein pneumatisches Druckspeichersystem, welches für beliebige Aufgaben eingesetzt werden kann, so zum Beispiel zur Bereitstellung von Bremsdruck oder auch zur Betätigung eines automatischen bzw. automatisierten Getriebes. Beim Druckspeichersystem kann es sich auch um ein hydraulisches Druckspeichersystem handeln.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein exemplarisches Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs einsetzbar ist.
  • 1 zeigt schematisiert ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, dessen Antriebsaggregat als Hybridantrieb ausgebildet ist, wobei der Hybridantrieb einen Verbrennungsmotor 1 und eine elektrische Maschine 2 umfasst. Zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb 3 ist ein Getriebe 4 geschaltet.
  • Im Antriebsstrangschema der 1 ist zwischen den Verbrennungsmotor 1 und die elektrische Maschine 2 eine Kupplung 5 und weiterhin zwischen die elektrische Maschine 2 und das Getriebe 4 eine Kupplung 6 geschaltet. Bei dem Antriebsstrang der 1 handelt es sich demnach um einen sogenannten Parallelhybrid-Antriebsstrang. Dann, wenn beim Antriebsstrang der 1 die Kupplung 5 geöffnet ist, ist der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 3 abgekoppelt. Bei geschlossener Kupplung 5 ist hingegen der Verbrennungsmotor 1 an den Abtrieb 3 angekoppelt. Bei der Kupplung 6 handelt es sich um ein getriebeexternes Anfahrelement. Anstelle des getriebeexternen Anfahrelements 6 kann auch ein getriebeinternes Anfahrelement zum Einsatz kommen.
  • Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung bei dem in 1 gezeigten Parallelhybrid-Antriebsstrang beschränkt ist. Die Erfindung kann dieselbe auch bei Antriebssträngen zum Einsatz kommen, die zum Beispiel einen Seriellhybrid, Achshybrid oder leistungsverzweigten Hybrid als Antriebsaggregat umfassen.
  • Gemäß 1 umfasst der Antriebsstrang weiterhin ein Druckspeichersystem 7, wobei das Druckspeichersystem 7 mindestens einen Druckspeicher 8 und mindestens einen Druckförderer 9, insbesondere einen Kompressor, umfasst. Mithilfe des oder jedes Druckförderers 9 kann der oder jeder Druckspeicher 8 des Druckspeichersystems 7 befüllt werden, wobei der oder jeder Druckförderer 9 vom Verbrennungsmotor 1 des Hybridantriebs aus angetrieben wird.
  • Beim Druckspeichersystem 7 handelt es sich vorzugsweise um ein pneumatisches Druckspeichersystem, welches nach Betätigung eines Bremspedals 10 am Abtrieb 3 ein Bremsmoment bereitstellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch dann zum Einsatz kommen kann, wenn das Druckspeichersystem 7 als hydraulisches Druckspeichersystem ausgebildet ist. Auch muss der im Druckspeichersystem 7 gespeicherte Druck nicht der Bereitstellung eines Bremsmoments am Abtrieb 3 dienen, vielmehr kann derselben auch zur Betätigung des Getriebes 4 verwendet werden.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein Druck, der in dem oder jedem Druckspeicher 8 des Druckspeichersystems 7 herrscht, messtechnisch erfasst und hieraus ein Druckistwert des Druckspeichersystems 7 bestimmt. Der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 wird mit mindestens einem Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 größer als ein Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 kleiner als ein Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 nicht zugelassen wird. Dann, wenn für den Antriebsstrang der 1 ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 zugelassen wird, wird derselbe durch Öffnen der Kupplung 5 vom Abtrieb 3 abgekoppelt.
  • Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, den Druck im Druckspeichersystem 7 messtechnisch zu erfassen und mit einem Schwellwert bzw. Grenzwert zu vergleichen. Abhängig von diesem Vergleich wird entweder ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 erlaubt oder nicht erlaubt.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung wird unabhängig davon, ob das Kraftfahrzeug stillsteht oder fährt, der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 mit einem ersten Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als der erste Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors 1 zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als der erste Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors 1 bzw. ein Ausschalten desselben nicht zugelasen wird.
  • Dann, wenn das Kraftfahrzeug stillsteht, wird der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 vorzugsweise auch mit einem zweiten Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 größer als der zweite Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 kleiner als der zweite Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 nicht zugelassen wird. Der zweite Schwellwert ist dabei kleiner als der erste Schwellwert.
  • Dann, wenn das Kraftfahrzeug in einem Rekuperationsbetrieb fährt, wird der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 vorzugsweise weiterhin mit einem dritten Schwellwert verglichen, wobei dann, wenn der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 größer als der dritte Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als der dritte Schwellwert ist, ein Stoppen bzw. Ausschalten des Verbrennungsmotors 1 nicht zugelassen wird.
  • Ein Rekuperationsbetrieb bedeutet, dass mithilfe einer generatorisch betriebenen elektrischen Maschine 2 des Antriebsaggregats gebremst wird und nicht über die Betriebsbremse, welche gegebenenfalls Druckluft aus dem Druckspeichersystem 7 benötigt. Der dritte Schwellwert ist wiederum kleiner als der erste Schwellwert.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass dann, wenn bei stillstehendem Kraftfahrzeug und abgeschaltetem Verbrennungsmotor 1 der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 größer als ein vierter Schwellwert ist, ein rein elektromotorisches Anfahren des Kraftfahrzeugs bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 1 zugelassen wird. Ist hingegen der Druckistwert des Druckspeichersystems 7 kleiner als der vierte Schwellwert, wird zum Anfahren des Kraftfahrzeugs der Verbrennungsmotor 1 gestartet. Dann, wenn der Druckistwert größer als der vierte Schwellwert ist und ein rein elektromotorisches Anfahren des Kraftfahrzeugs zugelassen wird, wird weiterhin bei rein elektromotorischem Fahren die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 überwacht, und dann, wenn die Drehzahl der elektrischen Maschine 2 eine Mindestdrehzahl erreicht hat, der Verbrennungsmotor 1 gestartet. Der vierte Schwellwert ist dabei größer als der erste Schwellwert.
  • Unter Ausnutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ein Stoppen bzw. Ausschalten eines Verbrennungsmotors 1 eines Hybridantriebs davon abhängig zu machen, ob ein Druckspeichersystem 7 des Antriebsstrangs den Betrieb des Verbrennungsmotors 1 erfordert oder nicht. Hierdurch ist es möglich, Verbrauch, Emissionen und Geräusche des Verbrennungsmotors 1 zu reduzieren.
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    elektrische Maschine
    3
    Abtrieb
    4
    Getriebe
    5
    Kupplung
    6
    Kupplung
    7
    Druckspeichersystem
    8
    Druckspeicher
    9
    Kompressor
    10
    Bremspedal

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine sowie ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe umfasst, und wobei der Antriebsstrang weiterhin ein Druckspeichersystem mit mindestens einem Druckspeicher und mindestens einem vom Verbrennungsmotor angetriebenen Druckförderer umfasst, über den der oder jeder Druckspeicher befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem oder jedem Druckspeicher des Druckspeichersystems messtechnisch erfasst und ein Druckistwert des Druckspeichersystems mit mindestens einem Schwellwert verglichen wird, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als ein Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckistwert unabhängig davon, ob das Kraftfahrzeug stillsteht oder fährt, mit einem ersten Schwellwert verglichen wird, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als der erste Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als der erste Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckistwert bei stillstehendem Kraftfahrzeug mit einem zweiten Schwellwert verglichen wird, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als der zweite Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als der zweite Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckistwert bei stillstehendem Kraftfahrzeug und abgeschaltetem Verbrennungsmotor mit einem vierten Schwellwert verglichen wird, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als der vierte Schwellwert ist, ein rein elektromotorisches Anfahren des Kraftfahrzeugs zugelassen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Druckistwert kleiner als der vierte Schwellwert ist, zum Anfahren des Kraftfahrzeugs der Verbrennungsmotor gestartet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein rein elektromotorisches Anfahren erfolgt, der Verbrennungsmotor nach Erreichen einer Mindestdrehzahl der elektrischen Maschine gestartet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Schwellwert größer als der zweite Schwellwert ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckistwert bei im Rekuperationsbetrieb fahrendem Kraftfahrzeug mit einem dritten Schwellwert verglichen wird, wobei dann, wenn der Druckistwert größer als der dritte Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors zugelassen wird, wohingegen dann, wenn der Druckistwert kleiner als der dritte Schwellwert ist, ein Stoppen des Verbrennungsmotors nicht zugelassen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert ist.
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