DE102010011164A1 - Method for controlling fuel cut-off turn-off combustion engine in hybrid vehicle, involves increasing target moment of electric machine during fuel cut-off phase to increase target moment of drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Motorsteuerung in einem Hybridfahrzeug mit einem über eine Schubabschaltung abschaltbaren Verbrennungsmotor und mindestens einer elektrischen Maschine. Insbesondere behandelt die Erfindung die Motorsteuerung während der Schubabschaltephase des Verbrennungsmotors.The invention relates to a method for controlling the engine in a hybrid vehicle with an internal combustion engine which can be switched off via a fuel cut-off and at least one electric machine. In particular, the invention deals with engine control during the fuel cutoff phase of the internal combustion engine.
Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge bekannt, welche einen Antrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine umfassen, wobei ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Moment auf den Abtrieb wirken kann. Die elektrische Maschine kann sowohl motorisch Moment abgeben als auch generatorisch Moment aufnehmen. Hierbei sind unterschiedliche Arten von Hybridantrieben bekannt, beispielsweise ein Mildhybrid-Antrieb, welcher sowohl regeneratives Bremsen als auch eine Drehmomentunterstützung des Verbrennungsmotors erlaubt, oder ein Vollhybrid, welcher zusätzlich noch voll-elektrisches Fahren erlaubt.From the prior art hybrid vehicles are known which comprise a drive with an internal combustion engine and an electric machine, wherein a torque generated by the electric machine can act on the output. The electric machine can deliver torque both as a motor and as a generator as a generator. Here, different types of hybrid drives are known, for example, a mild hybrid drive, which allows both regenerative braking and torque assistance of the internal combustion engine, or a full hybrid, which also allows fully electric driving.
Ferner ist aus dem Stand der Technik die Schubabschaltung eines Verbrennungsmotors bekannt. Hierbei handelt es sich um eine gesteuerte Unterbrechung der Kraftstoff-Versorgung eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer Unterbrechung der Kraftstoff-Einspritzung.Furthermore, the fuel cut of an internal combustion engine is known from the prior art. This is a controlled interruption of the fuel supply of an internal combustion engine, in particular an interruption of the fuel injection.
Typischerweise wird bei konventionellen Nicht-Hybrid-Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotorantrieb als auch bei Hybridfahrzeugen im Fall einer Fahrpedalbetätigung in einer Schubabschaltephase die Schubabschaltung als Reaktion hierauf sofort deaktiviert und der Verbrennungsmotor wieder befeuert. Ähnliches gilt bei einer externen Momentenerhöhung während einer Schubabschaltephase. Unter externen Momentenerhöhungen wird eine Zunahme des geforderten Antriebs-Moments verstanden, die nicht direkt aus einer Betätigung des Fahrpedals seitens des Fahrers resultiert und als externe Momentenanforderungen von (zum Motorsteuergerät externen) Steuergeräten wie der Getriebesteuerung oder der Fahrstabilisierung angefordert werden. Auch im Fall einer externen Momentenerhöhung wird die Schubabschaltung als Reaktion hierauf sofort deaktiviert und der Verbrennungsmotor wieder befeuert.Typically, in conventional non-hybrid, IC engine vehicles, as well as in hybrid vehicles, in the case of accelerator pedal actuation in a fuel cutoff phase, the fuel cutoff is immediately disabled in response and the engine is re-fired. The same applies to an external torque increase during a fuel cut-off phase. External torque increases are understood to mean an increase in the required drive torque, which does not directly result from driver's actuation of the accelerator pedal and is requested as external torque requests from ECUs (external to the engine control unit) such as transmission control or vehicle stabilization. Even in the case of an external torque increase, the fuel cut-off in response to this is immediately deactivated and the internal combustion engine is fired again.
Nachteilig an einer sofortigen Deaktivierung der Schubabschaltung im Fall einer Fahrpedalbetätigung oder im Fall einer externen Momentenerhöhung ist, dass bei Deaktivierung der Schubabschaltung der Verbrennungsmotor wieder befeuert wird und der momentane Kraftstoffverbrauch dann wieder deutlich zunimmt.A disadvantage of an immediate deactivation of the overrun fuel cutoff in the case of an accelerator pedal operation or in the case of an external torque increase is that when the fuel cutoff is deactivated, the internal combustion engine is re-fired and the instantaneous fuel consumption then increases again significantly.
Aus der Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, im Fall einer Fahrpedalbetätigung oder einer externen Momentenerhöhung eine Verlängerung der Schubabschaltephase zu erreichen.It is an object of the invention to achieve an extension of the fuel cut-off phase in the case of an accelerator pedal operation or an external torque increase.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.The object is solved by the features of the independent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Motorsteuerung in einem Hybridfahrzeug mit einem über eine Schubabschaltung abschaltbaren Verbrennungsmotor und mindestens einer elektrischen Maschine. Gemäß dem Verfahren wird zunächst die Schubabschaltung bei Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs aktiviert. Sollte dann festgestellt werden, dass eine Zunahme des Soll-Moments des Antriebs (d. h. eines Zunahme des von der Motorsteuerung an den Antrieb geforderten Moments) vorliegt, wird das Soll-Moments der elektrischen Maschine während der Schubabschaltephase erhöht, um die Zunahme des Soll-Moments des Antriebs zu realisieren. Typischerweise befindet sich während der Schubabschaltephase die elektrische Maschine im Rekuperationsbetrieb; daher entspricht das Erhöhen des Soll-Moments der elektrischen Maschine dem Verringern des Betrags des Soll-Rekuperationsmoments der elektrischen Maschine.A first aspect of the invention relates to a method for controlling the engine in a hybrid vehicle with an internal combustion engine which can be switched off via a fuel cut-off and at least one electric machine. According to the method, the overrun fuel cutoff is initially activated during overrun operation of the hybrid vehicle. Should it then be determined that there is an increase in the desired torque of the drive (ie an increase in the torque required by the engine control to the drive), the setpoint torque of the electric machine during the fuel cut-off phase is increased by the increase of the desired torque to realize the drive. Typically, during the overrun cutoff phase, the electric machine is in recuperation mode; Therefore, increasing the target torque of the electric machine corresponds to decreasing the amount of the target recuperation torque of the electric machine.
Die Motorsteuerung versucht also, die angeforderte Momentenzunahme – falls möglich – über die elektrische Maschine des Hybridfahrzeugs zu stellen. Dadurch kann der Verbrennungsmotor länger in der Schubabschaltung belassen werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.The engine control thus tries to provide the requested torque increase - if possible - via the electric machine of the hybrid vehicle. This allows the engine to be left longer in the overrun fuel cutoff, thereby reducing fuel consumption.
Vorzugsweise verlässt der Verbrennungsmotor erst dann die Schubabschaltephase (d. h. die Schubabschaltung wird deaktiviert), wenn die angeforderte Zunahme des Soll-Moments des Antriebs während der Schubabschaltephase nicht oder nicht mehr von der elektrischen Maschine gestellt werden kann, also beispielweise nicht mehr durch Verringern des Betrags des Soll-Rekuperationsmoments der elektrische Maschine aufgebracht werden kann. Die Deaktivierung der Schubabschaltung könnte auch früher erfolgen, beispielsweise abhängig von Betriebsparametern des Antriebs auch bei nicht vollständig aufgebrauchten Soll-Rekuperationsmomenten. Es kann vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor erst dann die Schubabschaltephase verlässt, wenn der Betrag des verbleibenden Soll-Rekuperationsmoments einem minimalen Rest-Rekuperationsmomentenbetrag der elektrischen Maschine entspricht oder unterschreitet; dieser minimale Rest-Rekuperationsmomentenbetrag (d. h. die untere Grenze) kann auch zu Null gewählt werden.Preferably, the internal combustion engine only then leaves the fuel cut-off phase (ie the fuel cut is deactivated) if the requested increase in the desired torque of the drive during the fuel cut-off phase can not or no longer be provided by the electric machine, that is no longer by reducing the amount of Target Rekuperationsmoments the electric machine can be applied. The deactivation of the overrun cutoff could also take place earlier, for example, depending on operating parameters of the drive, even if the setpoint recuperation torques are not completely exhausted. It may be provided that the internal combustion engine only then leaves the fuel cut-off phase, when the amount of remaining target recuperation torque equals or falls short of a minimum residual recuperation torque amount of the electric machine; This minimum remaining recuperation torque amount (ie, the lower limit) may also be set to zero.
Die Zunahme des Soll-Moments des Antriebs kann auf einer Fahrpedalbetätigung während der Schubabschaltephase basieren, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Bei Fahrpedalbetätigung während der Schubabschaltephasen wird der Verbrennungsmotor vorzugsweise erst dann wiederbefeuert, wenn das Soll-Moment des Antriebs nicht mehr durch Reduktion des Betrags des rekuperativen Moments der elektrischen Maschine gestellt werden kann. In konventionellen Hybridfahrzeugen wird hingegen bei Fahrpedalbetätigung die Schubabschaltephase sofort beendet und der Verbrennungsmotor wiederbefeuert.The increase in the desired torque of the engine may be based on accelerator operation during the fuel cut phase to accelerate the vehicle. When accelerator pedal operation during Schubabschaltephasen the internal combustion engine is preferably not re-fired until the desired torque of the drive can not be made by reducing the amount of recuperative torque of the electric machine. In conventional hybrid vehicles, on the other hand, when the accelerator pedal is actuated, the fuel cut-off phase is immediately ended and the internal combustion engine is re-fired.
Die Zunahme des Soll-Moments des Antriebs kann alternativ auch einer externen Momentenerhöhung entsprechen, beispielsweise von der Getriebsteuerung, der Fahrstabilisierung oder dem Temporal. Bei einer externen Momentenerhöhungen während der Schubabschaltephase wird der Verbrennungsmotor vorzugsweise erst dann wiederbefeuert, wenn die elektrische Maschine die Momentenerhöhung nicht selbstständig stellen kann. In konventionellen Hybridfahrzeugen wird beim Verbrennungsmotor bei externen Momentenerhöhungen die Schubabschaltephase beendet und der Verbrennungsmotor wiederbefeuert.The increase in the setpoint torque of the drive may alternatively also correspond to an external torque increase, for example by the transmission control, the driving stabilization or the temporal. In the case of an external torque increase during the fuel cut-off phase, the internal combustion engine is preferably only re-fired when the electric machine can not independently set the torque increase. In conventional hybrid vehicles, the internal combustion engine is stopped with external torque increases the fuel cut-off phase and the internal combustion engine re-fired.
Beispielswiese kann sich eine externe Momentenerhöhung ergeben, wenn die elektronische Getriebesteuerung einen externen Momenteneingriff für eine Schubrückschaltung oder eine Kupplungsadaption anfordert, beispielsweise wenn eine Automatikgetriebe-Steuerung von einem Gang auf einen anderen Gang zurückschaltet (beispielsweise vom vierten Gang in den dritten Gang). Eine externe Momentenerhöhung kann auch von einem Fahrstabilisierungssystem oder Tempomat (beide Systeme können Teil der DCS sein, DCS – Dynamic Stability Control) angefordert werden. Eine Momentenerhöhung kann beispielsweise für eine Reduzierung des Schleppmoments verwendet werden. Hierbei wird der Verbrennungsmotor häufig ins Wiederbefeuern kommandiert, um vom unbefeuerten Schleppmoment des Verbrennungsmotors auf ein befeuertes Schleppmoment zu gelangen (z. B. unbefeuerter Schleppmoment = –40 Nm, befeuerter Schleppmoment = –10 Nm; Schleppmomentenbetragsreduzierung um 30 Nm). Das DSC kann aber auch einen erhöhenden Momenteneingriff aus Sicht des Tempomats anfordern (z. B. die gewünschte Geschwindigkeit kann wegen Bergauffahrt nicht gehalten werden).For example, an external torque increase may occur when the electronic transmission control requests an external torque intervention for a push downshift or clutch adaptation, such as when an automatic transmission controller shifts from one gear to another gear (eg, from fourth gear to third gear). An external torque increase can also be requested by a drive stabilization system or cruise control (both systems can be part of the DCS, DCS - Dynamic Stability Control). An increase in torque can be used for example for a reduction of the drag torque. In this case, the internal combustion engine is often commanded to re-fire, in order to get from the unspotted drag torque of the internal combustion engine to a fired drag torque (eg unfired drag torque = -40 Nm, fired drag torque = -10 Nm, drag torque reduction by 30 Nm). However, the DSC can also request an increasing torque intervention from the point of view of the cruise control (eg the desired speed can not be maintained due to uphill driving).
Es kann geprüft werden, ob die Zunahme des Soll-Moments des Antriebs (beispielsweise aufgrund einer Momentenerhöhung) von der elektrischen Maschine aufgebracht werden kann. Das Erhöhen des Soll-Moments der elektrischen Maschine erfolgt dann, wenn die Zunahme des Soll-Moments des Antriebs von der elektrischen Maschine aufgebracht werden kann. Alternativ wird die Schubabschaltephase sofort deaktiviert.It can be checked whether the increase of the desired torque of the drive (for example due to a torque increase) can be applied by the electric machine. The increase of the target torque of the electric machine takes place when the increase of the desired torque of the drive can be applied by the electric machine. Alternatively, the fuel cut-off phase is deactivated immediately.
Vorzugsweise entspricht das Soll-Moment des Antriebs im Wesentlichen der Summe aus dem Soll-Moment des Verbrennungsmotors und dem Soll-Moment der elektrischen Maschine. Das Moment der elektrischen Maschine ist vorzugsweise in den Stellbereich des Antriebs integriert. Die Integration des Moments der elektrischen Maschine in den Stellbereich des Antriebs ist in der deutschen Patentanmeldung „Verfahren zum Steuern eines Antriebssystems in einem Kraftfahrzeug” beschrieben, welche von derselben Anmelderin am 12. März 2010 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der vorstehend genannten Anmeldung (insbesondere die Erläuterungen zur Integration des Moments der elektrischen Maschine in den Stellbereich des Antriebs) wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.Preferably, the desired torque of the drive substantially corresponds to the sum of the desired torque of the internal combustion engine and the desired torque of the electric machine. The moment of the electric machine is preferably integrated in the adjustment range of the drive. The integration of the torque of the electric machine in the control range of the drive is described in the German patent application "Method for controlling a drive system in a motor vehicle", which was filed by the same Applicant on March 12, 2010. The disclosure of the above-mentioned application (in particular the explanations on the integration of the torque of the electric machine into the actuating range of the drive) is hereby incorporated by reference in the disclosure content of the present application.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf ein Motorsteuerungsgerät gerichtet, welches zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Sämtliche Erläuterungen zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren und dessen bevorzugten Ausführungsformen gelten in entsprechender Weise für das Motorsteuerungsgerät.A second aspect of the invention is directed to an engine control apparatus which is arranged to carry out the method described above. All explanations regarding the method described above and its preferred embodiments apply correspondingly to the engine control unit.
Ein dritter Aspekt der Erfindung ist auf ein Hybridfahrzeug mit einem über eine Schubabschaltung abschaltbaren Verbrennungsmotor und mindestens einer elektrischen Maschine gerichtet. Das Hybridfahrzeug umfasst das Motorsteuerungsgerät nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.A third aspect of the invention is directed to a hybrid vehicle having an overrun fuel cut-off engine and at least one electric machine. The hybrid vehicle includes the engine control apparatus according to the second aspect of the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. In diesen zeigen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to several embodiments. In these show:
Bei konventionellen Antrieben verlässt der Verbrennungsmotor die Schubabschaltephase direkt mit einer Fahrpedalanforderung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Verbrennungsmotor die Schubabschaltephase später verlassen. Durch die Erfindung kann der Verbrennungsmotor also länger in der Schubabschaltephase verbleiben. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch reduziert werden.In conventional drives, the internal combustion engine leaves the fuel cut-off phase directly with an accelerator pedal request. In the method according to the invention, the internal combustion engine can leave the fuel cut-off phase later. By means of the invention, the internal combustion engine can thus remain longer in the fuel cut-off phase. This can reduce fuel consumption.
Die in
Durch die Erfindung kann der Verbrennungsmotor länger im Schubabschaltebetrieb verbleiben, nämlich maximal bis zum Zeitpunkt B.By means of the invention, the internal combustion engine can remain in the fuel cut-off mode for a longer period of time, ie, at the maximum until time B.
Die in
Durch die Erfindung kann der Verbrennungsmotor während einer externen Momentenanforderung im Schubabschaltebetrieb verbleiben.By means of the invention, the internal combustion engine can remain in the fuel cut-off operation during an external torque request.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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