DE102009021456A1 - Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug. Erfindungsgemäß wird bei einer Aktivierung eines Boostbetriebes ein Zurückschalten des Getriebes verzögert oder verhindert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
  • Ein Hybridantriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst mindestens einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe. Zwischen Elektromotor und einem Triebstrang ist eine Kupplung angeordnet. Der Elektromotor wird im Bremsbetrieb als Generator betrieben, auch als Rekuperation bezeichnet, und elektrische Energie wird in einem Energiespeicher gespeichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb genutzt. Zusätzlich zu einem Bremsmoment des Elektromotors sind auch herkömmliche Radbremsen, vorzugsweise als Reibbremse ausgebildet, vorhanden.
  • In der Offenlegungsschrift DE 101 16 545 ist ein Verfahren zum Steuern eines automatischen Getriebes und eine für ein solches Verfahren geeignete Steuerung beschrieben. Darin wird anhand von Schaltkennlinien ein neuer Gang ermittelt und, sobald ein Arbeitspunkt des Antriebsstrangs eine Schaltkennlinie überschreitet, ein Schaltbefehl erzeugt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug wird bei einer Aktivierung eines Boostbetriebes ein Zurückschalten des Getriebes verzögert oder verhindert. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Anzahl von Rückschaltvorgängen eines Getriebes reduziert. Somit wird ein Fahrkomfort erhöht und ein Getriebeverschleiß reduziert. Zweckmäßigerweise werden ein Kraftstoffverbrauch und ein Schadstoffausstoß gesenkt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch einen Pedalweg, ein Verbrennungsmotormoment, ein Elektromotormoment, einen eingelegten Gang und eine Beschleunigung des Fahrzeugs über eine Zeit in vier Diagrammen, wobei die Beschleunigung durch einen Boostbetrieb ohne Zurückschalten des Getriebes erreicht wird,
  • 2 schematisch einen Pedalweg, ein Verbrennungsmotormoment, ein Elektromotormoment, einen eingelegten Gang und eine Beschleunigung des Fahrzeugs über eine Zeit in vier Diagrammen, wobei die Beschleunigung durch den Boostbetrieb mit Zurückschalten des Getriebes erreicht wird.
  • 1 stellt schematisch einen Pedalweg PW, ein Verbrennungsmotormoment MV, ein Elektromotormoment ME, einen eingelegten Gang G und eine Beschleunigung a des Fahrzeugs in jeweils einem Diagramm über eine Zeit Δt dar, wobei die Beschleunigung a durch den Boostbetrieb ohne Zurückschalten des Getriebes erreicht wird.
  • Im Betrieb eines Fahrzeugs während einer Fahrt stellt ein Fahrer an einem so genannten Gaspedal in einem Fahrzeuginneren mit seinem Fuß eine Momentenvorgabe für eine gewünschte Beschleunigung ein. Diese Momentenvorgabe wird von dem so genannten Pedalweg PW repräsentiert und wird an eine mit dem Gaspedal verbundene Motorsteuereinheit übermittelt, welche an einem Motor das geforderte Moment eingestellt.
  • In einem Hybridfahrzeug sind mehrere Motoren vorhanden, zumindest ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor. Diese mindestens zwei Motoren werden von der Motorsteuereinheit gesteuert und die Momentenvorgabe des Fahrers kann in Abhängigkeit ihrer Größe und einer Betriebsart eines Hybridantriebsstranges unterschiedlich erzeugt werden. Die Betriebsart des Hybridantriebsstranges ist beispielsweise von einem Ladezustand einer Batterie und der Größe der Momentenvorgabe abhängig.
  • Beispielsweise kann eine kleine Momentenvorgabe des Fahrers bei einem ausreichenden Ladezustand der Batterie rein elektrisch vom Elektromotormoment ME erzeugt werden. Eine maximale Momentenvorgabe des Fahrers wird bei einem ausreichenden Ladezustand der Batterie durch Elektromotor und Verbrennungsmotor gemeinsam erzeugt. Momentenvorgaben des Fahrers kleiner als die maximale Momentenvorgabe werden durch unterschiedliche Kombinationen von Elektromotormoment ME und Verbrennungsmotormoment MV erzeugt. Dabei ist das Verbrennungsmotormoment MV das von einem Verbrennungsmotor abgegebene Moment und das Elektromotormoment ME das von einem Elektromotor abgegebene Moment.
  • In dem Hybridantriebsstrang ist zumindest ein Getriebe, vorzugsweise ein automatisches Getriebe, abgeordnet.
  • Stellt ein Fahrer aus einer gleichmäßigen Fahrt oder einem Fahrzeugstillstand heraus eine Momentenvorgabe unterhalb der maximalen Momentenvorgabe, beispielsweise einen Pedalweg von 60%, ein, wird am Verbrennungsmotor ein maximales Verbrennungsmotormoment MVmax eingestellt. Dieser Zustand wird in 1 durch den Arbeitspunkt AP1 dargestellt. Durch den Arbeitspunkt AP1 verläuft die bisherige Rückschaltlinie RSalt. In einer herkömmlichen Getriebesteuerung würde nun an dieser bisherigen Rückschaltlinie RSalt, da das maximale Verbrennungsmotormoment MVmax nicht ausreichend groß ist, um die Momentenvorgabe des Fahrers einzustellen, ein Zurückschalten des Getriebes von einem eingelegten Gang G in einen niedrigeren Gang G-1 erfolgen.
  • Bei dem vorliegenden Verfahren zur Steuerung des Getriebes in einem Hybridfahrzeug wird am Arbeitspunkt AP1, also an der bisherigen Rückschaltlinie RSalt, ein so genannter Boostbetrieb des Elektromotors gestartet und ein Zurückschalten des Getriebes erfolgt nicht. Unter dem Boostbetrieb versteht man eine zeitlich begrenzte Unterstützung des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor. Am Arbeitspunkt AP2 wird das maximale Elektromotormoment MEmax erreicht und der Fahrer spürt die zusätzliche Beschleunigung durch den Boostbetrieb. Empfindet der Fahrer diese Beschleunigung a nun als ausreichend, wird er das Gaspedal nicht weiter niederdrücken und somit den Pedalweg PW nicht weiter vergrößern. Somit reichen das Verbrennungsmotormoment MV und das Elektromotormoment ME gemeinsam aus, um das Fahrzeug ohne ein Zurückschalten des Getriebes in einen niedrigeren Gang G-1 ausreichend und dem Fahrerwunsch entsprechend zu beschleunigen.
  • Mit anderen Worten: In diesem beschriebenen ersten Beispiel wird das Zurückschalten des Getriebes verhindert.
  • Ein Boostbetrieb kann nur in Anhängigkeit eines Ladezustands der Batterie eingestellt werden, d. h. in der Batterie muss für den Boostvorgang ausreichend elektrische Energie gespeichert sein.
  • Ein Boostbetrieb ist in jedem einlegbaren Gang des Getriebes, also gangunabhängig, ermöglicht.
  • Die verschiedenen Rückschaltlinien RS sind vorzugsweise fahrzeugabhängig in einem Getriebesteuergerät hinterlegt.
  • 2 stellt schematisch einen Pedalweg PW, ein Verbrennungsmotormoment MV, ein Elektromotormoment ME, einen eingelegten Gang G und eine Beschleunigung a des Fahrzeugs in jeweils einem Diagramm über eine Zeit Δt dar, wobei die Beschleunigung a durch den Boostbetrieb mit Zurückschalten des Getriebes erreicht wird.
  • Stellt nun der Fahrer mittels des Gaspedals einen Pedalweg PW und eine damit korrespondierende Momentenvorgabe ein, die größer als das Verbrennungsmotormoment MV und das Elektromotormoment ME gemeinsam sind, erfolgt eine zeitlich verzögerte Rückschaltung des Getriebes. Dieser Vorgang ist in 2 dargestellt.
  • Am Arbeitspunkt AP1, welcher auf der bisherigen Rückschaltlinie RSalt liegt, erreicht das Verbrennungsmotormoment MV das Maximum und der Boostbetrieb des Elektromotors wird vorerst ohne Zurückschalten des Getriebes gestartet. Am Arbeitspunkt AP3 erreicht auch das Elektromotormoment ME das Maximum und der Pedalweg PW erreicht die Min deststellgrenze PWmin. Stellt der Fahrer an diesem Punkt einen oberhalb der Mindeststellgrenze PWmin liegenden Pedalweg PW ein, reichen das Verbrennungsmotormoment MV und das Elektromotormoment ME gemeinsam nicht aus, um die Momentenvorgabe des Fahrers einzustellen und bei Überschreiten der Mindeststellgrenze PWmin erfolgt das Zurückschalten des Getriebes von dem eingelegten Gang G in den niedrigeren Gang G-1.
  • Mit anderen Worten: Die bisherige Rückschaltlinie RSalt wird als Rückschaltlinie RS auf den Arbeitspunkt AP3 und somit auf die Mindeststellgrenze PWmin verschoben. Dadurch wird eine gewünschte Beschleunigung a ermöglicht.
  • Durch die vorliegende Erfindung werden bei einem langsamen Betätigen des Gaspedals weniger oder keine Rückschaltungen des Getriebes ausgelöst, wenn der Fahrer bei spürbarem Boostbetrieb das Gaspedal nicht weiter niederdrückt, also den Pedalweg PW nicht vergrößert. Dadurch wird ein ungewollter, weil verbrauchsintensiver Zustand des Boostbetriebs und des Zurückschaltens größtenteils vermieden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10116545 A [0003]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Getriebes in einem Hybridfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aktivierung eines Boostbetriebes ein Zurückschalten des Getriebes verzögert oder verhindert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Boostbetriebes in Abhängigkeit einer in einem Getriebesteuergerät hinterlegten Rückschaltlinie (RS) und des am Gaspedal eingestellten Pedalwegs (PW) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschaltlinie (RS) auf einen vorgegebenen Arbeitspunkt (AP3) verschoben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung des Boostbetriebes das Zurückschalten des Getriebes erst nach einem Überschreiten einer Mindeststellgrenze (PWmin) des Pedalwegs (PW) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boostbetrieb unabhängig vom im Getriebe eingestellten Gang (G) aktiviert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boostbetrieb in Abhängigkeit eines Ladezustands einer Batterie aktiviert wird.
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