DE102011005469A1 - Verfahren zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine (2) eines Fahrzeugantriebsstranges (1) aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand beschrieben. Eine elektrische Maschine (3) ist über ein mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement (5) mit der Kolbenbrennkraftmaschine (2) in Wirkverbindung bringbar. Bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine (2) wird ein von der elektrischen Maschine (3) zur Verfügung zu stellendes Startdrehmoment zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine (2) in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine (2) und ein zum Startdrehmoment äquivalenter Startwert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (5) ermittelt, auf den die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (5) zum Führen des Startdrehmomentes von der elektrischen Maschine (3) in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine (2) mindestens einzustellen ist. Die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (5) wird während einer ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine auf einen Zwischenwert, der um einen Offsetwert kleiner als der Startwert ist, und während einer zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) auf den Startwert geführt, wobei der Gradient der Änderung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes (5) während der ersten Phase größer ist als der Gradient während der zweiten Phase.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugantriebssträngen mit einer Kolbenbrennkraftmaschine, die über ein mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement mit einer elektrischen Maschine koppelbar ist, wird die abgeschaltete Kolbenbrennkraftmaschine durch ein entsprechendes Einstellen der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes und durch ein dann über das Schaltelement von der elektrischen Maschine in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine weiterleitbares Startdrehmoment in einen zugeschalteten Betriebszustand überführt.
  • Um die Kolbenbrennkraftmaschine innerhalb eines definierten Zuschaltzeitraumes starten zu können, ist die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes mit einem entsprechenden Gradienten anzuheben. Von der elektrischen Maschine ist zu Beginn des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine, zu dem die Kolbenbrennkraftmaschine noch nicht dreht, ein hohes Drehmoment aufzubringen, um die Haftreibung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine zu überwinden. Dabei ist besonders kritisch, dass während der Überwindung der Haftreibung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine das von der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellende Drehmoment während des Anschleppens der Kolbenbrennkraftmaschine durch dynamische Effekte stark ansteigt. Die elektrische Maschine wird dadurch unzulässig hohen Belastungen ausgesetzt und geht in einen Überlastbereich über, während dem eine Funktionsweise der elektrischen Maschine unter Umständen dauerhaft beeinträchtigt wird.
  • In Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Ausführung des Fahrzeugantriebsstranges besteht in abgeschaltetem Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine die Möglichkeit, ein Fahrzeug über die elektrische Maschine rein elektromotorisch anzutreiben, wobei dann das Antriebsmoment im Bereich eines Abtriebs alleine über die elektrische Maschine zur Verfügung gestellt wird. Zusätzlich besteht in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges auch die Möglichkeit, während eines so genannten Hybridbetriebszustandes sowohl ein von der elektrischen Maschine als auch ein von der Kolbenbrennkraftmaschine erzeugtes Antriebsmoment am Abtrieb anzulegen. Darüber hinaus ist ein Fahrzeug in an sich bekannter Weise auch nur über ein von der Kolbenbrennkraftmaschine zur Verfügung gestelltes Antriebsmoment antreibbar und die elektrische Maschine entweder abschaltbar oder generatorisch betreibbar.
  • Die vorbeschriebenen Betriebszustände werden unter anderem in Abhängigkeit einer Fahrerwunschvorgabe sowie eines Betriebszustandes einer der elektrischen Maschine zugeordneten elektrischen Speichereinrichtung über eine übergeordnete Betriebsstrategie ausgewählt und jeweils betriebszustandsabhängig durchgeführt.
  • Zudem besteht die Möglichkeit, dass über die elektrische Maschine weitere Komponenten eines Fahrzeuges, wie Pumpensysteme, Klimaanlagen und dergleichen, mit einem mechanischen Antriebsmoment versorgt werden, um einen gewünschten Betrieb derselben bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine anforderungsgemäß durchführen zu können.
  • Von der elektrischen Maschine ist jeweils im aktuell vorliegenden Betriebspunkt der elektrischen Maschine ein maximales drehzahlabhängiges Drehmoment erzeugbar. Darüber hinaus gehende Drehmomente sind von der elektrischen Maschine nur durch einen Übergang in den Überlastbereich zur Verfügung stellbar, während dem die elektrische Maschine jedoch unzulässig hohen Belastungen ausgesetzt ist.
  • Wird zumindest ein Teil des Drehmomentes, das die elektrische Maschine bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine im aktuellen Betriebspunkt erzeugt, in Abhängigkeit einer Anforderung der Betriebsstrategie für den Betrieb der Fahrzeugkomponenten und/oder für einen rein elektrischen Fahrbetrieb eines Fahrzeuges verwendet, besteht bei Vorliegen einer zusätzlichen Anforderung zum Überführen der Kolbenbrennkraftmaschine aus seinem abgeschalteten Betriebszustand in seinen zugeschalteten Betriebszustand unter Umständen die Möglichkeit, dass die Kolbenbrennkraftmaschine über die elektrische Maschine nicht startbar ist, ohne dass die elektrische Maschine in den Überlastbereich übergeht.
  • Um einen Übergang in den Überlastbereich zu vermeiden, ist die Kolbenbrennkraftmaschine anforderungsgemäß nur dadurch in seinen zugeschalteten Betriebszustand überführbar, wenn der für den Betrieb der Fahrzeugkomponenten und/oder für einen rein elektromotorischen Fahrbetrieb eines Fahrzeuges vorgesehene Teil des von der elektrischen Maschine erzeugten Drehmomentes reduziert wird. Dies ist jedoch unerwünscht, da eine solche Vorgehensweise insbesondere während eines elektrischen Fahrbetriebes, während dem das Abtriebsmoment dann ohne entsprechende Fahrerwunschvorgabe reduziert wird, für einen Fahrer eines Fahrzeuges nicht nachvollziehbar ist.
  • Damit derartige unerwünschte Betriebszustandsverläufe von Hybridfahrzeugantriebssträngen vermieden werden, wird nur der Teil des von der elektrischen Maschine im aktuellen Betriebspunkt jeweils maximal erzeugbaren Drehmomentes für den Betrieb der Fahrzeugkomponenten und/oder des rein elektrischen Fahrbetriebes zur Verfügung gestellt, der über den zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine erforderlichen Drehmomentwert hinausgeht. Der zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine vorgehaltene Teil des jeweils im aktuellen Betriebspunkt maximal von der elektrischen Maschine erzeugbaren Drehmomentes ist üblicherweise ein applikativ bestimmtes Startdrehmoment zuzüglich eines Sicherheitszuschlages. Dieser Teil ist größer als das eigentlich zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine erforderliche Drehmoment. Durch den Vorhalt dieses hohen Drehmomentwertes soll ein Starten der Kolbenbrennkraftmaschine unabhängig vom jeweils vorliegenden Betriebszustand des Fahrzeugantriebsstranges sicher gewährleistet werden.
  • Die Vorgehensweise führt jedoch dazu, dass das von der elektrischen Maschine für weitere Verbraucher eines Fahrzeuges, d. h. für verschiedene Fahrzeugkomponenten und auch für einen rein elektromotorischen Fahrbetrieb, zur Verfügung stehende Drehmoment durch den mit Sicherheitszuschlag vorgegebenen Drehmomentvorhalt in stärkerem Umfang eingeschränkt ist als es für den Startvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine notwendig ist. Da von der Betriebsstrategie bei von der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellenden Drehmomentwerten, die größer sind als das von der elektrischen Maschine abzüglich des mit Sicherheitsaufschlag definierten Startdrehmomentes zur Verfügung stellbaren Drehmomentes, üblicherweise eine Anforderung zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine ausgelöst wird, wird die Kolbenbrennkraftmaschine früher als erforderlich gestartet und somit eine durch die zusätzliche elektrische Maschine angestrebte Kraftstoffersparnis im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine begrenzt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem ein Starten einer Kolbenbrennkraftmaschine eines Hybridfahrzeugantriebsstranges bei gleichzeitig geringem Kraftstoffverbrauch sowie unter Vermeidung unzulässiger Belastungen einer elektrischen Maschine, über die die Kolbenbrennkraftmaschine gestartet wird, sicher gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand, wobei eine elektrische Maschine über ein mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement mit der Kolbenbrennkraftmaschine in Wirkverbindung bringbar ist, werden bei abgeschalteter Brennkraftmaschine ein von der elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellendes Startdrehmoment zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine und ein zum Startdrehmoment äquivalenter Startwert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes ermittelt, auf den die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes zum Führen des Startdrehmomentes von der elektrischen Maschine in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine mindestens einzustellen ist, wobei die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während einer ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine auf einen Zwischenwert, der um einen Offsetwert kleiner als der Startwert ist, und während einer zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine auf den Startwert geführt wird, und wobei der Gradient der Änderung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der ersten Phase größer ist als der Gradient während der zweiten Phase.
  • Durch die betriebszustandsabhängige Ermittlung des Startdrehmomentes wird einerseits ein angefordertes Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine sicher gewährleistet und andererseits der Teil des von der elektrischen Maschine zur Verfügung stellbaren Drehmomentes, das für weitere Funktionen verwendbar ist, im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Vorgehensweisen, bei welchen ein vordefinierter Drehmomentwert zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine während eines Betriebes eines Fahrzeugantriebsstranges vorgehalten wird, in geringerem Umfang reduziert, womit die Kolbenbrennkraftmaschine während identischer Betriebszustandsverläufe durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise in geringerem Umfang zugeschaltet wird und somit weniger Kraftstoff verbraucht wird.
  • Des Weiteren ist die Kolbenbrennkraftmaschine innerhalb vordefinierter Startzeiten aus einem vollständig abgeschaltetem Betriebszustand in einen vollständig zugeschalteten Betriebszustand überführbar, ohne im Bereich der elektrischen Maschine unzulässig hohe Belastungen zu erzeugen, da das Schaltelement während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine für die Übertragung des Startdrehmomentes innerhalb kurzer Zeit vorbereitet wird und anschließend die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der zweiten Phase mit kleinerem Gradienten als während der ersten Phase auf den Startwert geführt wird, zu dem das für den Startvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine von der elektrischen Maschine in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine zu führende Startdrehmoment in gewünschtem Umfang über das Schaltelement führbar ist. Die unzulässig hohen Belastungen der elektrischen Maschine werden bei gleichzeitiger Einhaltung einer vordefinierten Zuschaltzeit der Kolbenbrennkraftmaschine über die erfindungsgemäße Vorgehensweise besonders dadurch vermieden, dass zu Betriebsphasen der Kolbenbrennkraftmaschine, zu welchen die Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine noch Null ist und im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine eine Haftreibung zu überwinden ist, über das Schaltelement ein Drehmoment von der elektrischen Maschine im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine angelegt wird, zu dem die während der Überwindung der Haftreibung auftretenden dynamischen Effekte nur Werte erreichen, die von der elektrischen Maschine ohne Übergang in den in den Überlastbereich überwindbar sind.
  • Der im Vergleich zu während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine vorgesehene langsamere Anstieg der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes führt dazu, dass die zu drehen beginnende Kolbenbrennkraftmaschine mit einem zunehmend ansteigenden Drehmoment beaufschlagt wird und ohne unzulässige Belastungen der elektrischen Maschine sicher in den zugeschalteten Betriebszustand überführt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine derart eingestellt, dass eine Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine während der ersten Phase wenigstens annähernd gleich Null ist. Damit wird eine Belastung der elektrischen Maschine während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine, während dem das Schaltelement für das Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine innerhalb kurzer Betriebszeiten vorbereitet wird, mit geringem Betätigungsaufwand begrenzt und eine Überbelastung der elektrischen Maschine auf einfache Art und Weise vermieden.
  • Wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine derart eingestellt, dass eine Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine während der zweiten Phase in Richtung der Drehzahl der elektrischen Maschine geführt wird, ist der Abschluss des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine innerhalb vordefinierter Startzeiten sicher gewährleistet und eine Belastung der elektrischen Maschine wird aufgrund des kleineren Gradienten des Anstiegs der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes als während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine ebenfalls auf zulässige Werte begrenzt.
  • Das Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch sichergestellt, dass die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes so lange auf dem Startwert gehalten wird, bis die Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine einen Schwellwert erreicht, von dem ausgehend die Kolbenbrennkraftmaschine sicher in ihren vollständig zugeschalteten Betriebszustand übergeht.
  • Wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes ab einer Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine größer als der Schwellwert während einer dritten Phase reduziert, ist der Teil des von der elektrischen Maschine zur Verfügung stellbaren Drehmomentes, das für weitere Funktionen verwendbar ist, im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Vorgehensweisen, bei welchen ein vordefinierter Drehmomentwert zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine während eines Betriebes eines Fahrzeugantriebsstranges vorgehalten wird, mit fortlaufendem Startvorgang zunehmend erhöhbar und eine von einer Betriebsstrategie angeforderte Drehmomenterhöhung oder eine fahrerwunschabhängige Drehmomenterhöhung bereits vor einem vollständigen Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine zumindest teilweise umsetzbar.
  • Wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes zu einem Zeitpunkt, zu dem in einem Brennraum der Kolbenbrennkraftmaschine während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt, während einer vierten Phase wenigstens annähernd auf Null geführt, ist der Startvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine störungsfrei und ohne Unterstützung seitens der elektrischen Maschine in gewünschtem Umfang abschließbar.
  • Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Betrag des Gradienten der Änderung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes während der dritten Phase kleiner als der Betrag des Gradienten während der vierten Phase, womit einerseits ein Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine sicher gewährleistet ist. Andererseits ist das von der elektrischen Maschine im aktuellen Betriebspunkt zur Verfügung stehende Drehmoment noch vor Abschluss des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine innerhalb kurzer Betriebszeiten für weitere darzustellende Funktionen in vollem Umfang verwendbar. Damit wird eine Spontaneität bezüglich der Umsetzung einer Anforderung seitens einer Betriebsstrategie oder seitens eines Fahrers zusätzlich erhöht.
  • Um die Zuschaltung der Kolbenbrennkraftmaschine durch die vorgesehene Reduzierung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes nicht zu beeinträchtigen, wird die Reduzierung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes in Abhängigkeit des während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine zurückgelegten Drehwinkels einer Kurbelwelle der Kolbenbrennkraftmaschine plausibilisiert. Damit wird auf einfache Art und Weise gewährleistet, dass die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes erst zu einem Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine abgesenkt wird, zu dem die geringere Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes und das über das Schaltelement in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine führbare Drehmoment ausreichend für ein sicheres Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine ist.
  • Um laufzeitbedingte Änderungen der Betriebscharakteristik der Kolbenbrennkraftmaschine insbesondere während Startvorgängen der Kolbenbrennkraftmaschine berücksichtigen zu können, wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Vorliegen eines Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine, von dem ausgehend die Kolbenbrennkraftmaschine in seinen zugeschalteten Betriebszustand übergeht, bevor die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes den ermittelten Startwert erreicht, der aktuelle Wert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes plus einem Offsetwert als neuer Startwert für den Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine gesetzt, in dessen Abhängigkeit der Startwert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes vor Beginn des Startvorganges bestimmt wurde.
  • Bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Startdrehmoment in Abhängigkeit einer Stellung eines Kolbens der Kolbenbrennkraftmaschine ermittelt, in dessen zugeordneten Brennraum während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt. Damit ist das von der elektrischen Maschine aufzubringende Drehmoment in Abhängigkeit der Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine ermittelbar, welches ausgehend von der aktuellen Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine bis hin zum ersten Zünden der Kolbenbrennkraftmaschine aufzubringen ist.
  • Wird das Startdrehmoment in Abhängigkeit eines Drucks in einem einem Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine zugeordneten Brennraum ermittelt, in dem während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt, wird bei der Ermittlung des Startdrehmomentes die dem Startvorgang entgegenwirkende und während des Startvorganges im betreffenden Brennraum auftretende Kompressionsarbeit berücksichtigt.
  • Die Kolbenbrennkraftmaschine wird bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Vorliegen einer Anforderung eines von der elektrischen Maschine zur Verfügung stellenden Drehmomentes gestartet, das größer als das von der elektrischen Maschine für weitere über die elektrische Maschine darstellbaren Funktionen zur Verfügung stehende Drehmoment ist. Damit wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass ein von einer Betriebsstrategie oder von einem Fahrer angefordertes Drehmoment, das von der elektrischen Maschine alleine nicht zur Verfügung stellbar ist, bereit stellbar ist.
  • Wird das Startdrehmoment während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine in Abhängigkeit des jeweils aktuell vorliegenden Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine ermittelt, ist der Teil des von der elektrischen Maschine aktuell erzeugten Drehmomentes mit fortschreitendem Zuschaltvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine reduzierbar, während dem das zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine aufzubringende Drehmoment aufgrund einer einsetzenden Drehbewegung der Kolbenbrennkraftmaschine zunehmend kleiner wird. Dies bietet wiederum die Möglichkeit, weitere über das von der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment darzustellende Funktionen, wie einem Fahrbetrieb, in zunehmendem Maße ausgehend von der elektrischen Maschine mit einem höheren Drehmoment zu realisieren.
  • Der der Bestimmung des Startdrehmomentes zugrunde zu legende aktuelle Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine ist im Wesentlichen nur bei einer Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine von wenigstens annähernd gleich Null exakt ermittelbar. Aus diesem Grund ist es bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass bei Vorliegen einer Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine größer als ein Grenzwert zur Bestimmung des Startdrehmomentes ein vordefinierter Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine verwendet wird, der zu einem statistisch abgesicherten Drehmomentwert bzw. zu einem Reservemoment äquivalent ist und mittels dem ein Starten der Kolbenbrennkraftmaschine sicher gewährleistet ist.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Gegenstandes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeuggetriebes ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigt:
  • 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges; und
  • 2 einen Verlauf einer Übertragungsfähigkeit eines Schaltelementes und einer Drehzahl einer Kolbenbrennkraftmaschine des Fahrzeugantriebsstranges gemäß 1 während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine über der Zeit.
  • In 1 ist eine stark schematisierte Ansicht eines Fahrzeugantriebsstranges 1 mit einer Kolbenbrennkraftmaschine 2, einer elektrischen Maschine 3 und einem Abtrieb 4 dargestellt. Die elektrische Maschine 3 ist zwischen der Kolbenbrennkraftmaschine 2 und dem Abtrieb 4 angeordnet und über ein mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement 5 mit der Kolbenbrennkraftmaschine 2 in Wirkverbindung bringbar. Abtriebsseitig ist die elektrische Maschine 3 über ein weiteres Schaltelement 6 mit dem Abtrieb 4 verbindbar, wobei zwischen dem weiteren Schaltelement 6 und dem Abtrieb 4 eine Getriebeeinrichtung 7 vorgesehen ist, in deren Bereich verschiedene Übersetzungen darstellbar sind.
  • In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstranges sowie einer Betätigung des Fahrzeugantriebsstranges 1 über eine übergeordnete Betriebsstrategie wird am Abtrieb 4 entweder nur von der Kolbenbrennkraftmaschine 2 oder nur der elektrischen Maschine 3 oder von der Kolbenbrennkraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 ein Drehmoment angelegt, um ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug während eines Zugbetriebes des Fahrzeugantriebsstranges 1 in positivem Sinne anzutreiben oder während eines Schubbetriebes des Fahrzeugantriebsstranges 1 abzubremsen oder beispielsweise während einer Bergabfahrt mit konstanter Geschwindigkeit bei gleichzeitig geringer Belastung der Fahrzeugbremsen betreiben zu können.
  • Im rein elektrischen Fahrbetrieb wird das mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführte Fahrzeug alleine mit einem von der elektrischen Maschine 3 erzeugten Drehmoment angetrieben. Um den Fahrzeugantriebsstrang 1 mit hohem Wirkungsgrad während des rein elektrischen Fahrbetriebes betreiben zu können, wird die Kolbenbrennkraftmaschine 2 in einen abgeschalteten Betriebszustand überführt, während dem im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine 2 kein Kraftstoff verbraucht wird.
  • Um das von der elektrischen Maschine 3 während des rein elektrischen Fahrbetriebes zur Verfügung gestellte Drehmoment durch im Bereich der abgeschalteten Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei geschlossenem Schaltelement 5 auftretende Schleppmomente nicht zu reduzieren, wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 in abgeschaltetem Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 auf ein Niveau geführt, zu dem im Wesentlichen über das Schaltelement 5 kein Drehmoment führbar ist.
  • Zusätzlich sind über das von der elektrischen Maschine 3 zur Verfügung stehende Drehmoment weitere Funktionen, wie der Antrieb eines Kompressors einer Klimaanlage eines Fahrzeuges, der Antrieb einer Wasserpumpe, der Antrieb eines elektrischen Generators und dergleichen, darstellbar.
  • Liegt während eines abgeschalteten Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 von der übergeordneten Betriebsstrategie oder aufgrund einer Fahrerwunschvorgabe eine Anforderung für ein von der elektrischen Maschine 3 zur Verfügung zu stellendes Drehmoment vor, dass das aktuell von der elektrischen Maschine 3 im aktuellen Betriebspunkt maximal erzeugbare Drehmoment übersteigt, ergeht eine Anforderung zum Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2, wobei hierfür die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 in der später beschriebenen Art und Weise angehoben wird, um ein für das Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 erforderliches Startdrehmoment von der elektrischen Maschine 3 über das Schaltelement 5 in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine 2 führen zu können.
  • Damit ein Überführen der Kolbenbrennkraftmaschine 2 aus ihrem abgeschalteten Betriebszustand in ihren zugeschalteten Betriebszustand ohne Beeinträchtigung des rein elektrischen Fahrbetriebes sowie der weiteren über das Drehmoment der elektrischen Maschine 3 dargestellten Funktionen sicher gewährleistet ist, wird das zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 erforderliche Startdrehmoment von dem jeweils im aktuellen Betriebspunkt der elektrischen Maschine 3 maximal zur Verfügung stellbaren Drehmoment abgezogen und als ein so genanntes Reservemoment vorgehalten. Das bedeutet, dass in abgeschaltetem Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zur Darstellung des rein elektrischen Fahrbetriebes des Fahrzeugantriebsstranges 1 und/oder für weitere über das Drehmoment der elektrischen Maschine 3 darstellbare Funktionen lediglich die Differenz zwischen dem im aktuellen Betriebspunkt der elektrischen Maschine 2 maximal erzeugbaren Drehmoment der elektrischen Maschine 2 und des Startdrehmomentes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zur Verfügung gestellt wird.
  • Um das für den rein elektrischen Fahrbetrieb und/oder das zur Darstellung der weiteren Funktionen zur Verfügung stehende Drehmoment der elektrischen Maschine 3 in möglichst geringem Umfang durch den Vorhalt des Startdrehmomentes zu reduzieren, wird das vorzuhaltende Startdrehmoment jeweils in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ermittelt, wobei die exakte Ermittlung des aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2, der der Bestimmung des Startdrehmomentes zugrunde gelegt wird, nur im Stillstand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 in gewünschtem Umfang ermittelbar ist.
  • Der aktuelle Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 wird im Stillstand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 von einem Motorsteuergerät der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ermittelt und der übergeordneten Betriebsstrategie zur Verfügung gestellt. Dabei liefert das Motorsteuergerät beispielsweise eine aktuelle Stellung einer Kurbelwelle der Kolbenbrennkraftmaschine 2, aus der wiederum eine Stellung eines Kolbens der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ermittelbar ist, in dessen zugeordneten Brennraum während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt.
  • Des Weiteren wird der Bestimmung des von der elektrischen Maschine 3 zur Verfügung zu stellenden Startdrehmomentes zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 eine Füllung des Brennraumes der Brennräume der verschiedenen Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine 2, eine aktuelle Betriebstemperatur der Kolbenbrennkraftmaschine 2, d. h. eine Öltemperatur und eine Wassertemperatur, zugrunde gelegt, da das beim Starten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 aufzubringende Startdrehmoment im Wesentlichen vom Druck in den Brennräumen der Kolbenbrennkraftmaschine 2 abhängt.
  • Der in den Brennräumen jeweils vorliegende Druck der Kolbenbrennkraftmaschine 2 steht unter anderem auch in Abhängigkeit eines Schließzeitpunktes einer Drosselklappe der Kolbenbrennkraftmaschine 2 während des Abschaltvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2. Des Weiteren wird der Druck in den Brennräumen der Kolbenbrennkraftmaschine 2 auch durch die Abschaltdauer der Kolbenbrennkraftmaschine 2 sowie eines Ladedrucks eines vorzugsweise vorgesehenen Turboladers beeinflusst. Zusätzlich ist auch eine Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 2, zu der die Kolbenbrennkraftmaschine 2 abgeschaltet wird, für die Bestimmung des Abstellprofils der Kolbenbrennkraftmaschine 2 relevant.
  • Bei Drehzahlen der abgeschalteten Kolbenbrennkraftmaschine 2 größer Null ist die vorbeschriebene Vorgehensweise nicht durchführbar, weshalb während einer solchen Betriebsphase der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ein statistisch abgesichertes und von der elektrischen Maschine 3 zur Verfügung stellendes Startdrehmoment vorgehalten wird. Dieses statistisch abgesicherte Startdrehmoment entspricht einem Drehmomentwert, mit welchem die Kolbenbrennkraftmaschine 2 sicher aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand überführbar ist. Des Weiteren wird das statistisch abgesicherte Startdrehmoment auch als ein so genanntes Begrenzungsdrehmoment vorgesehen, das einen Grenzwert darstellt. Ist von der elektrischen Maschine 3 für das Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 nur ein Drehmoment zur Verfügung stellbar, das kleiner als das statistisch abgesicherte Startdrehmoment ist, wird die Kolbenbrennkraftmaschine 2 nicht abgeschaltet.
  • Das statistisch abgesicherte Startdrehmoment wird in Abhängigkeit einer statistisch abgesicherten Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine 2 vorzugsweise applikativ ermittelt, wobei die statistisch abgesicherte Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ein Abstellprofil aufweist, von dem ausgehend ein maximales Startdrehmoment aufzubringen ist, um die Kolbenbrennkraftmaschine 2 aus dem abgeschalteten Betriebszustand in ihren zugeschalteten Betriebszustand zu überführen.
  • Um ein laufzeitbedingtes Verändern der Betriebscharakteristik der Kolbenbrennkraftmaschine berücksichtigen zu können, wird überprüft, ob sich die statistisch abgesicherte Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine über der Laufzeit verändert. Eine Veränderung der Betriebscharakteristik der Kolbenbrennkraftmaschine 2 resultiert unter anderem aus einer Reduzierung der Reibkräfte im Bereich zwischen den Kolben und den Kolbenräumen sowie im Bereich weiterer Baugruppen der Kolbenbrennkraftmaschine 2, in deren Bereich im Betrieb der Kolbenbrennkraftmaschine 2, d. h. während einer Drehbewegung der einzelnen Elemente der Kolbenbrennkraftmaschine 2, Reibung auftritt.
  • Zusätzlich wird das jeweils in Abhängigkeit des aktuell vorliegenden Betriebszustandes der abgeschalteten Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei einer Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 2 gleich Null bestimmte Startdrehmoment während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 über die elektrische Maschine 3 in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 überprüft. Zur Überprüfung wird jeweils der Wert der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 ermittelt, zu dem die Kolbenbrennkraftmaschine 2 aus ihrem abgeschalteten Betriebszustand in ihren zugeschalteten Betriebszustand übergeht. In Abhängigkeit des ermittelten Wertes der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 ist das zum Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 tatsächlich aufgewendete Startdrehmoment bestimmbar, da dies dazu äquivalent ist. Anschließend wird das tatsächlich aufgewendete Startdrehmoment dem zuvor in Abhängigkeit des in nicht drehenden Betriebszustand der abgeschalteten Kolbenbrennkraftmaschine 2 bestimmten Startdrehmoment gegenüberstellt.
  • Wird eine Abweichung zwischen dem in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 ermittelten und dem tatsächlich aufgewendeten Startdrehmoment und dem vor dem Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei einer Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 2 gleich Null bestimmten Startdrehmoment größer als ein Schwellwert erkannt, wird das in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 bestimmte Startdrehmoment durch das in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 ermittelte und tatsächlich aufgewendete Startdrehmoment ersetzt.
  • Um eine zu schnelle und unter Umständen fehlerhafte Adaption des Startdrehmomentes zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, das Startdrehmoment erst bei mehrfacher Ermittlung einer Abweichung an den neuen Wert des Startdrehmomentes anzupassen.
  • 2 zeigt einen Verlauf der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 während eines Zuschaltvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ausgehend von seinem abgeschalteten Betriebszustand über der Zeit t. Des Weiteren sind ein Verlauf der Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 und ein Verlauf der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 über der Zeit t gezeigt.
  • Zu einem Zeitpunkt T0 ergeht eine Anforderung zum Zuschalten der abgeschalteten Brennkraftmaschine 2 ausgehend von einer Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 gleich Null. Die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 wird ab dem Zeitpunkt T0 bis hin zu einem Zeitpunkt T1 mit steilem Gradienten auf einen Zwischenwert geführt, der um einen vordefinierten Offsetwert kleiner als das in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ermittelte Startdrehmoment ist. Während dieser ersten Phase wird das Schaltelement 5 für das Zuschalten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 innerhalb eines kurzen Zeitraumes möglichst schnell vorbereitet. Ab dem Zeitpunkt T1 wird die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 mit kleinerem Gradienten wiederum rampenförmig bis zu einem Zeitpunkt T2 auf einen zum Startdrehmoment äquivalenten Wert angehoben, wobei durch das gegenüber der ersten Phase reduzierte weitere Anheben der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 ein Übergang der elektrischen Maschine 3 in einen Überlastbereich vermieden wird. Dieser Vorgehensweise liegt die Kenntnis zugrunde, dass ein an der noch stehenden Kolbenbrennkraftmaschine 2 anliegendes hohes Drehmoment bis zur Überwindung der Haftreibung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine 2 einen starken Anstieg dynamischer Effekte während des Anschleppens der Kolbenbrennkraftmaschine 2 verursacht, was jedoch die Belastung der elektrischen Maschine 3 zu Beginn des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 unerwünscht erhöht.
  • Während dieser durch die Zeitpunkte T1 und T2 begrenzten zweiten Phase steigt die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 nur geringfügig an, da zunächst eine Haftreibung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine 2 von der elektrischen Maschine 3 zu überwinden ist. Zu einem Zeitpunkt T3, der dem Zeitpunkt T2 vorgelagert ist und zu dem die Haftreibung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine 2 überwunden ist, beginnt die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 aufgrund der höheren Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 mit größerem Gradienten anzusteigen als vor dem Zeitpunkt T3, wobei die Drehzahl n_2 aufgrund der nunmehr über die Kolben jeweils zu verrichtenden Kompressionsarbeit im Bereich der Brennräume zunächst nur geringfügig stärker ansteigt.
  • Ab dem Zeitpunkt T2 wird die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 auf dem zu dem Startdrehmoment äquivalenten Wert bis zu einem Zeitpunkt T4 konstant gehalten, während die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 werter ansteigt. Das Niveau des Plateaus der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 variiert in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl n_2 und des aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2, wobei hier auch der Gradient des Verlaufes der Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei der Einstellung des Niveaus des Plateaus berücksichtigt wird.
  • Ab dem Zeitpunkt T4, zu dem die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ein definiertes Drehzahlniveau erreicht hat und ein vordefinierter positiver Schwellwert des Gradienten der Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine überschritten wird, wird die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 zunächst mit kleinem Gradienten auf einen weiteren Zwischenwert rampenförmig abgesenkt. Die Reduzierung der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 bewirkt einen sanften Anstieg der Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 bis hin zu einem Zeitpunkt T5, zu dem die Kolbenbrennkraftmaschine 2 zündet. Ab dem Zündzeitpunkt T5 wird die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 mit steilem Gradienten im Wesentlichen auf Null geführt, während die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 aufgrund der nunmehr vorliegenden Verbrennung im Bereich der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ohne weitere Unterstützung seitens der elektrischen Maschine 3 in Richtung der Leerlaufdrehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ansteigt, die zu einem Zeitpunkt T6 erreicht wird. Anschließend ist die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 auf das Niveau der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 führbar. Das Schaltelement 5 ist dann synchron und belastungsfrei in einen vollständig geschlossenen Betriebszustand überführbar, in dem ein von der Kolbenbrennkraftmaschine 2 erzeugtes Drehmoment vollständig von dem Schaltelement 5 übertragbar ist.
  • Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei geöffnetem Schaltelement 5 auf eine Drehzahl größer als die Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 einzustellen und das Schaltelement 5 zu schließen. Dann wird von der gestarteten Kolbenbrennkraftmaschine 2 zusätzlich zu dem von der elektrischen Maschine 3 erzeugten Drehmoment ebenfalls ein Drehmoment in den in Bezug auf das Schaltelement 5 abtriebsseitigen Teil des Fahrzeugantriebsstranges 1 eingeleitet.
  • Wird die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 auf einen Wert kleiner als die aktuelle Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 eingestellt, wird die Kolbenbrennkraftmaschine 2 bei geschlossenem Schaltelement 5 von der elektrischen Maschine 3 mitgeschleppt. Dies wird beispielsweise während eines Schubbetriebes des Fahrzeugantriebsstranges 1 vorgesehen, während dem die elektrische Maschine 3 generatorisch zu betreiben ist und die elektrische Maschine 3 aufgrund eines aktuellen Ladezustandes eines der elektrischen Maschine 3 zugeordneten elektrischen Energiespeichers jedoch nur motorisch betreibbar ist.
  • Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 ab dem Zeitpunkt T4 konstant auf dem zu dem Startdrehmoment äquivalenten Niveau zu halten und zum Zeitpunkt T6, zu dem die Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 entspricht und die Kolbenbrennkraftmaschine 2 im Wesentlichen vollständig zugeschaltet ist, auf den maximalen Wert anzuheben, zu dem ein von der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zur Verfügung gestelltes Drehmoment in vollem Umfang über das Schaltelement 5 in Richtung des Abtriebs 4 führbar ist.
  • Der Verlauf der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 ist während des vorbeschriebenen Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 im Wesentlichen konstant und ist vorliegend in etwa auf dem Niveau der Leerlaufdrehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine 2 eingestellt.
  • Die Reduzierung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 zum Zeitpunkt T4 wird während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit eines ermittelten Drehwinkels der Kurbelwelle der Kolbenbrennkraftmaschine 2 plausibilisiert. Damit wird gewährleistet, dass die Kolbenbrennkraftmaschine 2 bzw. der Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine 2, in dessen zugeordneten Brennraum vorhandenes Brennstoffgemisch während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zuerst gezündet wird, sicher über den oberen Totpunkt geführt wird.
  • Grundsätzlich wird bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine 2 ein von der elektrischen Maschine 3 zur Verfügung zu stellendes Startdrehmoment zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2 und ein zum Startdrehmoment äquivalenter Startwert der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 ermittelt, auf den die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 zum Führen des Startdrehmomentes von der elektrischen Maschine 3 in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine 2 mindestens einzustellen ist. Die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 wird während der ersten Phase auf den Zwischenwert geführt, der um den Offsetwert kleiner ist als der Startwert. Während der bis zum Zeitpunkt T2 andauernden zweiten Phase wird die Übertragungsfähigkeit auf den Startwert geführt, wobei der Gradient der Änderung der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 während der ersten Phase größer ist als der Gradient während der zweiten Phase.
  • Ab einem vordefinierten Wert der Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 größer als ein Schwellwert wird die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 während der zum Zeitpunkt T4 beginnenden und zum Zeitpunkt T5 endenden dritten Phase reduziert. Die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 wird ab dem Zeitpunkt T5, zu dem im Brennraum der Kolbenbrennkraftmaschine 2 während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine 2 zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt und der den Beginn einer vierten Phase darstellt, wenigstens annähernd auf Null geführt. Die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 ist vorliegend zu einem Zeitpunkt T7 gleich Null, der zeitlich vor dem Zeitpunkt T6 liegt. Dabei ist der Betrag des Gradienten der Änderung der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 während der dritten Phase kleiner als der Betrag des Gradienten der Änderung der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 während der vierten Phase, um den weiteren Startvorgang der Kolbenbrennkraftmaschine 2 durch das schnelle Entkoppeln der Kolbenbrennkraftmaschine 2 im Bereich des Schaltelementes 5 vom restlichen Teil des Fahrzeugantriebsstranges 1 nicht zu beeinflussen.
  • Bei Vorliegen eines Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine 2, von dem ausgehend die Kolbenbrennkraftmaschine 2 in ihren zugeschalteten Betriebszustand übergeht, bevor die Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 den ermittelten Startwert erreicht, wird der aktuelle Wert der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 plus einem Offsetwert als neuer Startwert für den Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine 2 gesetzt, in dessen Abhängigkeit der Startwert der Übertragungsfähigkeit m_5 des Schaltelementes 5 bestimmt wurde. Des Weiteren ist vorgesehen, dass bei einem Schleppstart der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ausgehend von einer Drehzahl n_2 der Kolbenbrennkraftmaschine 2 größer als eine Drehzahlschwelle das in Abhängigkeit der Abstellposition der Kolbenbrennkraftmaschine 2 ermittelte Anschleppmoment bzw. die ermittelte Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 5 nicht berücksichtigt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeugantriebsstrang
    2
    Kolbenbrennkraftmaschine
    3
    elektrische Maschine
    4
    Abtrieb
    5
    Schaltelement
    6
    weiteres Schaltelement
    7
    Getriebeeinrichtung
    m_5
    Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes
    n_2
    Drehzahl der Kolbenbrennkraftmaschine
    n_3
    Drehzahl der elektrischen Maschine
    T0 bis T7
    diskreter Zeitpunkt
    t
    Zeit

Claims (14)

  1. Verfahren zum Überführen einer Kolbenbrennkraftmaschine (2) eines Fahrzeugantriebsstranges (1) aus einem abgeschalteten Betriebszustand in einen zugeschalteten Betriebszustand, wobei eine elektrischen Maschine (3) über eine mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführtes Schaltelement (5) mit der Kolbenbrennkraftmaschine (2) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei abgeschalteter Kolbenbrennkraftmaschine (2) ein von der elek-trischen Maschine (3) zur Verfügung zu stellendes Startdrehmoment zum Starten der Kolbenbrennkraftmaschine (2) in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine (2) und ein zum Startdrehmoment äquivalenter Startwert der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) ermittelt wird, auf den die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) zum Führen des Startdrehmomentes von der elektrischen Maschine (3) in Richtung der Kolbenbrennkraftmaschine (2) mindestens einzustellen ist, wobei die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während einer ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) auf einen Zwischenwert, der um einen Offsetwert kleiner als der Startwert ist, und während einer zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) auf den Startwert geführt wird, wobei der Gradient der Änderung der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während der ersten Phase größer ist als der Gradient während der zweiten Phase.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während der ersten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine derart eingestellt wird, dass die Drehzahl (n_2) der Kolbenbrennkraftmaschine (2) während der ersten Phase wenigstens annähernd gleich Null ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während der zweiten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) derart eingestellt wird, dass die Drehzahl (n_2) der Kolbenbrennkraftmaschine (2) während der zweiten Phase in Richtung der Drehzahl (n_3) der elektrischen Maschine (3) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) auf dem Startwert gehalten wird, bis die Drehzahl (n_2) der Kolbenbrennkraftmaschine (2) einen Schwellwert erreicht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ab einer Drehzahl (n_2) der Kolbenbrennkraftmaschine (2) größer als der Schwellwert die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während einer dritten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) reduziert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes zu einem Zeitpunkt (T5), zu dem in einem Brennraum der Kolbenbrennkraftmaschine (2) während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt, während einer vierten Phase des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) wenigstens annähernd auf Null geführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Gradienten der Änderung der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) während der dritten Phase kleiner ist als der Betrag des Gradienten während der vierten Phase.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) in Abhängigkeit des während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) zurückgelegten Drehwinkels einer Kurbelwelle der Kolbenbrennkraftmaschine (2) plausibilisiert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine (2), von dem ausgehend die Kolbenbrennkraftmaschine (2) in seinen zugeschalteten Betriebszustand übergeht, bevor die Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) den ermittelten Startwert erreicht, der aktuelle Wert der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes plus einem Offsetwert als neuer Startwert für den Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine (2) gesetzt wird, in dessen Abhängigkeit der Startwert der Übertragungsfähigkeit (m_5) des Schaltelementes (5) bestimmt wurde.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Startdrehmoment in Abhängigkeit einer Stellung eines Kolbens der Kolbenbrennkraftmaschine (2) ermittelt wird, in dessen zugeordneten Brennraum während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Startdrehmoment in Abhängigkeit eines Drucks in einem einem Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine zugeordneten Brennraum ermittelt wird, in dem während eines Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) zuerst eine Verbrennung eines im Brennraum angeordneten Brennstoffgemisches erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenbrennkraftmaschine (2) bei Vorliegen einer Anforderung eines von der elektrischen Maschine (3) zur Verfügung stellenden Drehmomentes, das größer als das von der elektrischen Maschine (3) für weitere über die elektrische Maschine (3) darstellbaren Funktionen zur Verfügung stehende Drehmoment ist, die Kolbenbrennkraftmaschine (2) gestartet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Startdrehmoment während des Startvorganges der Kolbenbrennkraftmaschine (2) in Abhängigkeit des jeweils aktuell vorliegenden Betriebszustandes der Kolbenbrennkraftmaschine (2) ermittelt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Drehzahl (n_2) der Kolbenbrennkraftmaschine (2) größer als ein Grenzwert zur Bestimmung des Startdrehmomentes ein vordefinierter Betriebszustand der Kolbenbrennkraftmaschine (2) verwendet wird.
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