DE102010039375A1 - Powertrain operating method for motor car, involves selecting hybrid driving operation as operating mode of drive train via electric machine and internal combustion engine when accelerator pedal operation is larger than threshold value - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Obergriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating a drive train according to the preamble of claim 1.
Ein Antriebsstrang mit einem als Hybridantrieb ausgebildeten Antriebsaggregat verfügt über einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine. Zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb eines solchen Antriebsstrangs mit einem Hybridantrieb ist ein Getriebe geschaltet. Bei einer rein elektrischen Fahrt wird ausschließlich von der elektrischen Maschine des Hybridantriebs am Abtrieb des Antriebsstrangs ein Antriebsmoment bereitgestellt. Bei einer hybridischen Fahrt wird sowohl von der elektrischen Maschine als auch vom Verbrennungsmotor am Abtrieb ein Antriebsmoment bereitgestellt. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebsstrangs mit einem Hybridantrieb, bei welchem der Verbrennungsmotor bei rein elektrischer Fahrt, in welcher ausschließlich die elektrische Maschine des Hybridantriebs am Abtrieb des Antriebsstrangs ein Antriebsmoment bereitstellt, vom Abtrieb abgekoppelt und stillgesetzt werden kann. Soll bei einem derartigen Antriebsstrang ausgehend von einer rein elektrischen Fahrt mit stillgesetztem Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor zugestartet werden, so kann dies über die elektrische Maschine des Hybridantriebs erfolgen, indem von der elektrischen Maschine bereitgestelltes Moment zum Starten des Verbrennungsmotors verwendet wird. Hierbei kann sich dann am Abtrieb des Antriebsstrangs ein Einbruch des zur Verfügung stehenden Antriebsmoments ausbilden.A drive train with a drive unit designed as a hybrid drive has an internal combustion engine and an electric machine. Between the drive unit and an output of such a drive train with a hybrid drive, a transmission is connected. In a purely electric drive, a drive torque is provided exclusively by the electric machine of the hybrid drive at the output of the drive train. In a hybrid ride, a drive torque is provided both at the output by the electric machine and the engine. The present invention relates to a method for operating such a drive train with a hybrid drive, wherein the internal combustion engine in purely electric driving, in which only the electric machine of the hybrid drive at the output of the drive train provides a drive torque, can be decoupled from the output and stopped. If, in such a drive train, the internal combustion engine is to be started starting from a purely electric drive with the internal combustion engine stopped, this can be done via the electric machine of the hybrid drive by using a torque provided by the electric machine to start the internal combustion engine. This can then form a collapse of the available drive torque at the output of the drive train.
Ein Antriebsstrang mit einem Hybridantrieb umfasst weiterhin eine Steuerungseinrichtung, die auf Grundlage von Betriebsparametern des Antriebsstrangs, so zum Beispiel auf Grundlage einer fahrerseitigen Betätigung eines Fahrpedals bzw. Gaspedals des Antriebsstrangs, einen Betriebsmodus für den Antriebsstrang auswählt.A powertrain having a hybrid drive further includes a controller that selects an operating mode for the powertrain based on operating parameters of the powertrain, such as based on driver-side actuation of an accelerator pedal of the powertrain.
Dabei kann die Steuerungseinrichtung, die auch als Hybridsteuerung bezeichnet werden kann, als Betriebsmodus für den Antriebsstrang zumindest rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine oder hybridisches Fahren über die elektrische Maschine und den Verbrennungsmotor auswählen, wobei beim rein elektrischen Fahren der Verbrennungsmotor vom Abtrieb abgekoppelt und vorzugsweise stillgesetzt ist bzw. still steht. Die Auswahl des Betriebsmodus für den Antriebsstrang erfolgt demnach automatisch über die Steuerungseinrichtung, wobei für den Fahrer keine Möglichkeit besteht, reproduzierbar und sicher rein elektrisches Fahren über eine Betätigung des Fahrpedals vorzugeben. Vielmehr sind hierzu in Kraftfahrzeugen mit einem Hybridantrieb zusätzliche Bedieneinrichtungen verbaut, so zum Beispiel Knöpfe oder Schalter im Fahrzeugcockpit, über die der Fahrer als Betriebsmodus rein elektrisches Fahren bei stillgesetztem Verbrennungsmotor vorgeben kann.In this case, the control device, which can also be referred to as a hybrid control, select as operating mode for the drive train at least purely electric driving exclusively via the electric machine or hybrid driving over the electric machine and the internal combustion engine, decoupled from the output during purely electric driving of the engine and preferably is shut down or stands still. The selection of the operating mode for the drive train is therefore carried out automatically via the control device, with no possibility for the driver to specify reproducible and safe purely electric driving via an actuation of the accelerator pedal. Rather, additional operating devices are installed for this purpose in motor vehicles with a hybrid drive, such as buttons or switches in the vehicle cockpit, via which the driver can specify as operating mode purely electric driving with the internal combustion engine stopped.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn der Antriebsstrang ein Fahrpedal aufweist, bei welchem sich über der Fahrpedalbetätigung die benötigte Fahrpedalbetätigungskraft oder der Gradient derselben zumindest punktuell unstetig ändert und weiterhin die Fahrpedalbetätigung kleiner als ein Grenzwert ist, als Betriebsmodus des Antriebsstrangs rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine bei stillgesetztem Verbrennungsmotor ausgewählt, wohingegen dann, wenn die Fahrpedalbetätigung bei einem solchen Fahrpedal größer als ein Grenzwert ist, als Betriebsmodus des Antriebsstrangs hybridisches Fahren über die elektrische Maschine und den Verbrennungsmotor ausgewählt wird.On this basis, the present invention based on the problem to provide a novel method for operating a drive train. This problem is solved by a method according to claim 1. According to the invention, when the drive train has an accelerator pedal in which the required accelerator pedal actuation force or the gradient thereof changes discontinuously at least selectively and the accelerator pedal actuation is still less than a limit value, the operating mode of the powertrain is purely electric driving exclusively via the electric machine is selected with the internal combustion engine stopped, whereas when the accelerator pedal operation is greater than a limit value in such an accelerator pedal, as the operating mode of the powertrain hybrid driving over the electric machine and the internal combustion engine is selected.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals die Möglichkeit eröffnet, dass der Fahrer rein über die Betätigung des Fahrpedals sicher und zuverlässig als Betriebsmodus rein elektrisches Fahren bei stillgesetztem Verbrennungsmotor auswählen kann. Hierzu wird ein Fahrpedal verwendet, bei welchem sich über der Fahrpedalbetätigung die zur Betätigung des Fahrpedals benötigte Fahrpedalbetätigungskraft oder ein Gradient derselben punktuell unstetig ändert, nämlich unter Ausbildung mindestens eines zu überwindenden Druckpunkts. Dann, wenn die Fahrpedalbetätigung kleiner als ein unterer Grenzwert ist, also unterhalb eines zu überwindenden Druckpunkts liegt, wird als Betriebsmodus des Antriebsstrangs rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine bei stillgesetztem Verbrennungsmotor fahrerseitig ausgewählt. Dann hingegen, wenn die Fahrpedalbetätigung bei einem solchen Fahrpedal größer als ein oberer Grenzwert ist, also oberhalb des zu überwindenden Druckpunkts liegt, wird als Betriebsmodus des Antriebsstrangs hybridisches Fahren über die elektrische Maschine und den Verbrennungsmotor ausgewählt, wozu dann der Verbrennungsmotor automatisch zugestartet bzw. gestartet wird.With the method according to the invention, the possibility is opened up for the first time that the driver can select safe and reliable purely as an operating mode purely electric driving with the internal combustion engine switched off purely via the actuation of the accelerator pedal. For this purpose, an accelerator pedal is used, in which the accelerator pedal actuation required for actuating the accelerator pedal accelerator pedal actuation force or a gradient of the same points discontinuously changes, namely to form at least one pressure point to be overcome. Then, when the accelerator operation is smaller than a lower limit, that is below a pressure point to be overcome, is selected as the operating mode of the powertrain purely electric driving only via the electric machine with the engine stopped shutdown. Then, on the other hand, when the accelerator pedal operation is greater than an upper limit value, ie above the pressure point to be overcome, hybrid mode is selected as the operating mode of the powertrain via the electric machine and the internal combustion engine, for which purpose the internal combustion engine is automatically started or started becomes.
Für den Fahrer besteht demnach eine sichere und reproduzierbare Möglichkeit ohne zusätzliche Bedieneinrichtungen ausschließlich über eine definierte Fahrpedalbetätigung rein elektrisches Fahren bei stillgesetztem Verbrennungsmotor bzw. ausgeschaltetem Verbrennungsmotor über die Betätigung des Fahrpedals auszuwählen.Accordingly, there is a safe and reproducible possibility for the driver to select purely electric driving with the internal combustion engine switched off or the internal combustion engine switched off via the actuation of the accelerator pedal without any additional operating devices exclusively via a defined accelerator pedal actuation.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt diese Auswahl des Betriebsmodus abhängig von der Fahrpedalbetätigung fahrgeschwindigkeitsabhängig, nämlich ausschließlich dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als ein Grenzwert ist. Dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb des Grenzwerts liegt, wird eine Fahrpedalbetätigung wie bei einer konventionellen Fahrstrategie von der Steuerungseinrichtung des Antriebsstrangs interpretiert. According to an advantageous embodiment of the invention, this selection of the operating mode is dependent on the accelerator pedal actuation speed dependent, namely only when the vehicle speed is less than a limit. Then, when the vehicle speed is above the threshold, accelerator operation is interpreted by the powertrain controller as in a conventional driving strategy.
Vorzugsweise wird dann, wenn auf Basis der obigen Auswertung der Fahrpedalbetätigung als Betriebsmodus des Antriebsstrangs rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine bei stillgesetztem Verbrennungsmotor ausgewählt wird, abhängig von der Fahrpedalbetätigung von der elektrischen Maschine maximal ein Moment am Antrieb bereitgestellt, welches dem Maximalmoment der elektrischen Maschine abzüglich eines zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Moments entspricht. Durch die obige Begrenzung des von der elektrischen Maschine am Abtrieb bereitgestellten Moments wird sichergestellt, dass bei einem anschließenden Starten des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine kein Zugkrafteinbruch am Abtrieb auftritt, da dann die elektrische Maschine das zum Starten des Verbrennungsmotors benötigte Startmoment zusätzlich zum bereitgestellten Antriebsmoment sicher aufbringen kann. Dies erlaubt ein besonders komfortables Zustarten des Verbrennungsmotors aus einer rein elektrischen Fahrt mit stillgesetztem Verbrennungsmotor heraus.Preferably, if based on the above evaluation of the accelerator pedal operation as operating mode of the powertrain purely electric driving is selected exclusively via the electric machine with the engine stopped, depending on the accelerator pedal operation of the electric machine maximum torque provided on the drive, which corresponds to the maximum torque of the electric Machine minus a torque required to start the engine corresponds. The above limitation of the torque provided by the electric machine at the output ensures that in a subsequent starting of the internal combustion engine via the electric machine no tensile force intrusion occurs at the output, since then the electric machine safe the starting torque required to start the engine in addition to the provided drive torque can muster. This allows a particularly comfortable starting of the internal combustion engine from a purely electric drive with the internal combustion engine stopped.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem als Hybridantrieb ausgebildeten Antriebsaggregat.The present invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle with a drive unit designed as a hybrid drive.
So zeigt
Der Verbrennungsmotor
Der Antriebsstrang der
Wie bereits ausgeführt, bestimmt die Steuerungseinrichtung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs setzt voraus, dass im Antriebsstrang ein Fahrpedal
So nimmt gemäß
Eine derartige Abhängigkeit der Fahrpedalbetätigungskraft F von der Fahrpedalbetätigung x kann, wie
Unter Bezug auf
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass dann, wenn die Fahrpedalbetätigung x kleiner als ein Grenzwert ist, so zum Beispiel kleiner als der Grenzwert x1 in
Dann hingegen, wenn die Fahrpedalbetätigung größer als ein Grenzwert ist, zum Beispiel größer als der in
Bei Fahrpedalbetätigungen x zwischen x1 und x2 wird vorzugsweise als Betriebsmodus auch rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine
Die obigen Grenzwerte x1 und x2 können auch zusammenfallen.The above limits x1 and x2 may also coincide.
Dann, wenn die Fahrpedalbetätigung x demnach kleiner als der Grenzwert x2 ist, wird rein elektrisches Fahren als Betriebsmodus ausgewählt. Dann hingegen, wenn die Fahrpedalbetätigung x größer als der Grenzwert x2 ist, wird hybridisches Fahren als Betriebsmodus für den Antriebsstrang ausgewählt.Then, when the accelerator pedal operation x is smaller than the limit value x2, pure electric driving is selected as the operation mode. On the other hand, when the accelerator operation x is greater than the limit value x2, hybrid driving is selected as the drive train operating mode.
Unterhalb eines zu überwindenden Druckpunkts in der Fahrpedalbetätigung wird demnach als Betriebsmodus rein elektrisches Fahren ausschließlich über die elektrische Maschine
Auf diese Art und Weise kann vom Fahrer ausschließlich über die Betätigung des Fahrpedals ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Bedienelements rein elektrisches Fahren bei stillgesetztem Verbrennungsmotor als Betriebsmodus für das Antriebsaggregat ausgewählt werden.In this way can be selected by the driver exclusively on the operation of the accelerator pedal without the need for an additional control element purely electric driving with the internal combustion engine stopped as the operating mode for the drive unit.
Je geringer die Leistung der elektrischen Maschine
Vorzugsweise erfolgt diese erfindungsgemäße Auswahl des Betriebsmodus abhängig von der Fahrpedalbetätigung des Fahrpedals
Dann, wenn auf die erfindungsgemäße Art und Weise bei relativ kleinen Fahrgeschwindigkeiten auf Basis der obigen Auswertung der Fahrpedalbetätigung des Fahrpedals
Hierdurch wird sichergestellt, dass dann, wenn bei der Fahrpedalbetätigung der Grenzwert überschritten wird, ab welchem der Verbrennungsmotor
Hierdurch kann ein besonders komfortabler Übergang vom Betriebsmodus des rein elektrischen Fahrens zum Betriebsmodus des hybridischen Fahrens erfolgen, wobei zum Zustarten des Verbrennungsmotors
Vorzugsweise wird dieses beim rein elektrischen Fahren von der elektrischen Maschine
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn auf Grundlage der erfindungsgemäßen Auswertung der Fahrpedalbetätigung des Fahrpedals
Es wird dann vorzugsweise der Geschwindigkeitssollwert für den geschwindigkeitsgeregelten Betrieb abhängig von der Fahrpedalbetätigung insbesondere bis zum Erreichen des unteren Grenzwerts x1 und damit bis zum Erreichen des Druckpunkts kontinuierlich erhöht.It is then preferably the speed setpoint for the speed-controlled operation depending on the accelerator pedal operation in particular until reaching the lower limit x1 and thus increased until reaching the pressure point continuously.
Bei diesem geschwindigkeitsgeregelten Betrieb wird das am Abtrieb
Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass ein Fahrer ausschließlich über die Betätigung des Fahrpedals
Für den Fall, dass dann, wenn bei einem solchen vom Fahrer ausgewählten Betriebsmodus ein Ladezustand eines mit der elektrischen Maschine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Antriebsaggregatpower unit
- 22
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 33
- elektrische Maschineelectric machine
- 44
- Abtrieboutput
- 55
- Getriebetransmission
- 66
- Kupplungclutch
- 77
- Steuerungseinrichtungcontrol device
- 88th
- Fahrpedalaccelerator
- 99
- Federelementspring element
- 1010
- Federelementspring element
Claims (9)
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