DE102012206158A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs und Steuerungseinrichtung desselben - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, welches einen Hybridantrieb (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) und einer elektrische Maschine (3), eine zwischen den Verbrennungsmotor (2) und die elektrische Maschine (3) geschaltete Kupplung (6) und ein zwischen den Hybridantrieb (1) und einen Abtrieb (4) geschaltetes Getriebe (5) umfasst, wobei beim hybridischen Fahren im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors (2) der Verbrennungsmotor zum Übergang ins rein elektrische Fahren vom Abtrieb (4) abgekoppelt und stillgesetzt wird, und wobei dann, wenn der Verbrennungsmotor (2) in einer Schubabschaltung unbefeuert betrieben wird, der Verbrennungsmotor (2) unter Aufrechterhaltung der Schubabschaltung durch Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor (2) und die elektrische Maschine (3) geschalteten Kupplung (6) vom Abtrieb (4) abgekoppelt und stillgesetzt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
- Kraftfahrzeuge werden zunehmend als Hybridfahrzeuge ausgeführt, deren Antriebsaggregat von einem Hybridantrieb bereitgestellt wird, welcher einen Verbrennungsmotor und zusätzlich eine elektrische Maschine umfasst. Zwischen den Hybridantrieb eines Hybridfahrzeugs und einen Abtrieb desselben ist ein Getriebe geschaltet. Der Betrieb des Getriebes wird dabei von einer Getriebesteuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt. Der Betrieb der elektrischen Maschine wird von einer Hybridsteuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt. Der Betrieb des Verbrennungsmotors wird von einer Motorsteuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt.
- In einer hybridischen Fahrt eines Kraftfahrzeugs wird sowohl vom Verbrennungsmotor als auch von der elektrischen Maschine des Hybridantriebs am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein Antriebsmoment bereitgestellt. Beim rein elektrischen Fahren ist der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs vom Abtrieb abgekoppelt und vorzugsweise stillgesetzt. Soll ein Wechsel vom hybridischen Fahren ins rein elektrische Fahren in einem Schubbetrieb des Verbrennungsmotors des Hybridantriebs erfolgen, so wird im Schubbetrieb der Verbrennungsmotor vom Abtrieb abgekoppelt und stillgesetzt, wobei dies bei aus der Praxis bekannten Hybridfahrzeugen derart erfolgt, dass der im Schubbetrieb betriebene Verbrennungsmotor sein Drehmoment über einen vorgegebenen Verlauf auf in etwa Null anhebt und dann eine zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine gekoppelte Kupplung geöffnet wird, um den Verbrennungsmotor vom Abtrieb abzukoppeln. Hierbei ist von Nachteil, dass zum Anheben des Verbrennungsmotormoments der Verbrennungsmotor befeuert und demnach in denselben Kraftstoff eingebracht werden muss.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs sowie eine neuartige Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß wird dann, wenn der Verbrennungsmotor in einer Schubabschaltung unbefeuert betrieben wird, der Verbrennungsmotor unter Aufrechterhaltung der Schubabschaltung durch Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine geschalteten Kupplung vom Abtrieb abgekoppelt und stillgesetzt.
- Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, den Verbrennungsmotor des Hybridantriebs im Schubbetrieb für einen Wechsel vom hybridischen Fahren ins rein elektrische Fahren über die zwischen den Verbrennungsmotor des Hybridantriebs und die elektrische Maschine des Hybridantriebs geschaltete Kupplung abzukoppeln, nämlich durch definiertes Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrischen Maschine geschalteten Kupplung, wobei hierbei die Schubabschaltung für den Verbrennungsmotor aktiv bleibt, sodass demnach für das Abkoppeln und Stillsetzen des Verbrennungsmotors derselbe nicht befeuert und demnach in denselben kein Kraftstoff eingebracht werden muss.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird ausgehend von einer geschlossenen Kupplung, deren Übertragungsfähigkeit größer als ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors in der Schubabschaltung ist, die zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine geschaltete Kupplung über einen definieren Verlauf geöffnet und damit deren Übertragungsfähigkeit absenkt. Ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine geschalteten Kupplung dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors in der Schubabschaltung entspricht, wird zeitgleich zur weiteren Absenkung der Übertragungsfähigkeit der Kupplung das von der elektrischen Maschine am Abtrieb bereitgestellte Moment derart angepasst, ein am Abtrieb vom Verbrennungsmotors des Hybridantriebs und der elektrischen Maschine des Hybridantriebs bereitgestelltes Summenmoment einem Fahrerwunschmoment entspricht. Die obige Vorgehensweise erlaubt ein besonders bevorzugtes Abkoppeln und Stillsetzen des Verbrennungsmotors des Hybridantriebs im Schubbetrieb desselben.
- Vorzugsweise wird ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine geschalteten Kupplung dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors in der Schubabschaltung entspricht, einerseits die Übertragungsfähigkeit der Kupplung rampenartig bzw. linear auf Null reduziert und andererseits das von der elektrischen Maschine am Abtrieb bereitgestellte Moment derart angepasst, ein am Abtrieb vom Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine bereitgestelltes Summenmoment in etwa konstant bleibt. Diese Vorgehensweise ist für das Abkoppeln des Verbrennungsmotors und das Stillsetzen desselben im Schubbetrieb besonders bevorzugt.
- Das erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs ist in Patentanspruch 5 definiert.
- 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:
-
1 ein exemplarisches Antriebsstrangschema eines Hybridfahrzeugs; und -
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. -
1 zeigt ein Antriebsstrangschema eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat1 umfasst, welches einen Verbrennungsmotor2 und eine elektrische Maschine3 aufweist. - Zwischen das Antriebsaggregat
1 und einen Abtrieb4 des Hybridfahrzeugs ist ein Getriebe5 geschaltet. - Zwischen den Verbrennungsmotors
2 des Hybridantriebs1 und die elektrische Maschine3 desselben ist eine Kupplung6 geschaltet, wobei bei geöffneter Kupplung6 der Verbrennungsmotor2 vom restlichen Antriebsstrang abgekoppelt ist, und wobei bei geschlossener Kupplung6 der Verbrennungsmotor2 an den Antriebsstrang angekoppelt ist. - Zum Betreiben des Hybridfahrzeugs verfügt dasselbe über ein Steuerungssystem, wobei das Steuerungssystem eine Motorsteuerungseinrichtung
7 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs zumindest des Verbrennungsmotors2 des Hybridantriebs1 umfasst, wobei das Steuerungssystem weiterhin eine Getriebesteuerungseinrichtung8 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs zumindest des Getriebes5 umfasst, und wobei das Steuerungssystem weiterhin eine Hybridsteuerungsteuerungseinrichtung9 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs zumindest der elektrischen Maschine3 des Hybridantriebs1 umfasst. - Gemäß
1 tauscht die Motorsteuerungseinrichtung7 mit dem Verbrennungsmotor2 , die Getriebesteuerungseinrichtung8 mit dem Getriebe5 und die Hybridsteuerungseinrichtung9 mit der elektrischen Maschine3 Daten aus, wobei die obigen Steuerungseinrichtungen7 ,8 ,9 Stellsignale zum Steuern und/oder Regeln und damit Betreiben von Verbrennungsmotor2 , elektrischer Maschine3 und Getriebe5 generieren. -
1 kann entnommen werden, dass die Motorsteuerungseinrichtung7 mit der Hybridsteuerungseinrichtung9 und die Hybridsteuerungseinrichtung9 mit der Getriebesteuerungseinrichtung8 Daten austauscht. - Gemäß
1 tauscht die Hybridsteuerungseinrichtung9 auch mit der zwischen den Verbrennungsmotor2 und die elektrischen Maschine3 geschalteten Kupplung6 Daten aus. - Der Hybridantrieb
1 bzw. das Hybridfahrzeug kann hybridisch betrieben werden, wobei beim hybridischen Fahren sowohl der Verbrennungsmotor2 als auch die elektrische Maschine3 am Abtrieb4 ein Antriebsmoment bereitstellen. Beim rein elektrischen Fahren ist der Verbrennungsmotor2 vom Abtrieb4 abgekoppelt, nämlich durch Öffnen der Kupplung6 , wobei dann ausschließlich die elektrische Maschine3 am Abtrieb4 ein Antriebsmoment bereitstellt. - Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechsel vom hybridischen Fahren ins rein elektrische Fahren bei einem im Schubbetrieb betriebenen Verbrennungsmotor
2 , wobei hierzu der Verbrennungsmotor2 vom Abtrieb abgekoppelt und stillgesetzt wird. - Erfindungsgemäß wird dann, wenn der Verbrennungsmotor
2 in einer Schubabschaltung unbefeuert betrieben wird, der Verbrennungsmotor2 unter Aufrechterhaltung der Schubabschaltung durch Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor2 und die elektrische Maschine3 geschalteten Kupplung6 vom Abtrieb4 abgekoppelt und stillgesetzt. - Hierzu erzeugt vorzugsweise die Hybridsteuerungseinrichtung
9 entsprechende Stellsignale für die elektrische Maschine3 und die zwischen die elektrische Maschine3 und den Verbrennungsmotor2 geschaltete Kupplung6 . Hierauf wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Diagramm der2 im Detail eingegangen. - In
2 sind über der Zeit t einerseits unterschiedliche Verläufe von Momenten M und andererseits unterschiedliche Verläufe von Drehzahlen n aufgetragen. So zeigt2 einen Momentverlauf eines Fahrerwunschmoments MFW, einen Momentverlauf MEM eines von der elektrischen Maschine3 bereitgestellten Moments, einen Momentverlauf MVM des Moments des Verbrennungsmotors2 und einen Momentverlauf MK für die Kupplung6 . Weiterhin sind ein Drehzahlverlauf nVM des Verbrennungsmotors2 und ein Drehzahlverlauf nEM der elektrischen Maschine3 gezeigt. - Vor dem Zeitpunkt t1 wird das Hybridfahrzeug bzw. der Hybridantrieb
1 im hybridischen Betrieb betrieben, wobei ein Fahrerwunschmoment MFW negativ ist, und wobei dieses Fahrerwunschmoment MFW bei vollständig geschlossener Kupplung6 einerseits vom Verbrennungsmotor2 und andererseits von der elektrischen Maschine3 in Summe bereitgestellt wird. Der Verbrennungsmotor2 wird dabei in Schubabschaltung unbefeuert betrieben, sodass das Moment MVM dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors2 entspricht. - Beim Moment MK handelt es sich um das von der Kupplung
6 übertragbare Moment, wobei vor dem Zeitpunkt t1 die Kupplung6 vorzugsweise vollständig geschlossen ist, und wobei das von der Kupplung6 übertragbare Moment MK vor dem Zeitpunkt t1 größer als der Betrag |MVM| des Schleppmoments MVM des Verbrennungsmotors2 des Hybridantriebs1 ist. - Beginnend zum Zeitpunkt t1 erfolgt ein Wechsel vom hybridischen Fahren ins rein elektrische Fahren, wobei hierzu beginnend zum Zeitpunkt t1 die Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor
2 und die elektrische Maschine3 geschalteten Kupplung durch Absenken des Moments MK verringert wird, wobei zum Zeitpunkt t2 das von der Kupplung6 übertragbare Moment MK dem Betrag |MVM| des Schleppmoments MVM des Verbrennungsmotors2 entspricht. Ab diesem Zeitpunkt t2 wird die Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor2 und die elektrische Maschine3 geschalteten Kupplung6 weiter abgesenkt, nämlich gemäß2 vorzugsweise linear bzw. rampenartig, und zwar solange, bis zum Zeitpunkt t3 das von der Kupplung6 übertragbare Moment Null entspricht, sodass also zum Zeitpunkt t3 die Kupplung6 vorzugsweise vollständig geöffnet ist. - Zu dem Zeitpunkt t2, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung
6 dem Betrag |MVM| des Schleppmoments des Verbrennungsmotors2 entspricht, ab welchem also der Betrag des Kupplungsmotors MK dem Betrag des Schleppmoments MVM des Verbrennungsmotors2 entspricht, wird parallel bzw. zeitgleich zur weiteren Absenkung der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor2 und der elektrischen Maschine3 geschalteten Kupplung6 weiterhin das von der elektrischen Maschine3 am Abtrieb4 bereitgestellte Moment MEM derart angepasst, dass am Abtrieb4 vom Verbrennungsmotor2 und der elektrischen Maschine3 ein Summenmoment bereitgestellt wird, welches dem Fahrerwunschmoment MFW entspricht, sodass demnach das am Abtrieb4 vom Verbrennungsmotor2 und der elektrischen Maschine3 gemeinsam bereitgestelltes Summenmoment in etwa konstant und damit unverändert bleibt. - Der Wechsel vom hybridischen Fahren ins elektrische Fahren durch Abkoppeln und Stillsetzen des Verbrennungsmotors
2 im Schubbetrieb beim Verbrennungsmotor2 in Schubabschaltung wirkt sich am Abtrieb4 nicht aus. Insofern kann ein komfortabler Wechsel vom hybridischen Fahren ins rein elektrische Fahren gewährleistet werden, wobei während des gesamten Verfahrens die Schubabschaltung für den Verbrennungsmotor2 aufrechterhalten wird, sodass demnach während des gesamten Verfahrens der Verbrennungsmotor2 nicht befeuert wird und demnach in denselben kein Kraftstoff eingebracht wird. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsaggregat
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- elektrische Maschine
- 4
- Abtrieb
- 5
- Getriebe
- 6
- Kupplung
- 7
- Motorsteuerungseinrichtung
- 8
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 9
- Hybridsteuerungseinrichtung
Claims (8)
- Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, welches einen Hybridantrieb (
1 ) mit einem Verbrennungsmotor (2 ) und einer elektrische Maschine (3 ), eine zwischen den Verbrennungsmotor (2 ) und die elektrische Maschine (3 ) geschaltete Kupplung (6 ) und ein zwischen den Hybridantrieb (1 ) und einen Abtrieb (4 ) geschaltetes Getriebe (5 ) umfasst, wobei beim hybridischen Fahren im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors (2 ) der Verbrennungsmotor (2 ) zum Übergang ins rein elektrische Fahren vom Abtrieb (4 ) abgekoppelt und stillgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Verbrennungsmotor (2 ) in einer Schubabschaltung unbefeuert betrieben wird, der Verbrennungsmotor (2 ) unter Aufrechterhaltung der Schubabschaltung durch Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor (2 ) und die elektrische Maschine (3 ) geschalteten Kupplung (6 ) vom Abtrieb (4 ) abgekoppelt und stillgesetzt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer geschlossenen Kupplung (
6 ), deren Übertragungsfähigkeit größer als ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung ist, die Kupplung (6 ) über einen definieren Verlauf geöffnet und damit deren Übertragungsfähigkeit absenkt wird, wobei ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, zeitgleich zur weiteren Absenkung der Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) das von der elektrischen Maschine (3 ) am Abtrieb (4 ) bereitgestellte Moment derart angepasst wird, dass ein am Abtrieb (4 ) vom Verbrennungsmotors (2 ) und der elektrischen Maschine (3 ) bereitgestelltes Summenmoment einem Fahrerwunschmoment entspricht. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (
6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, das von der elektrischen Maschine (3 ) am Abtrieb bereitgestellte Moment derart angepasst wird, dass ein am Abtrieb (4 ) vom Verbrennungsmotors (2 ) und der elektrischen Maschine (3 ) bereitgestelltes Summenmoment in etwa konstant bleibt. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (
6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) rampenartig bzw. linear auf Null reduziert wird. - Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs, welches einen Hybridantrieb (
1 ) mit einem Verbrennungsmotor (2 ) und einer elektrische Maschine (3 ), eine zwischen den Verbrennungsmotor (2 ) und die elektrische Maschine (3 ) geschaltete Kupplung (6 ) und ein zwischen den Hybridantrieb (1 ) und einen Abtrieb (4 ) geschaltetes Getriebe (5 ) umfasst, wobei die Steuerungseinrichtung beim hybridischen Fahren im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors (2 ) zum Übergang ins rein elektrische Fahren Stellsignale generiert, um den Verbrennungsmotor (2 ) vom Abtrieb (4 ) abzukoppeln und stillzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung dann, wenn der Verbrennungsmotor (2 ) in einer Schubabschaltung unbefeuert betrieben wird, die Stellsignale derart erzeugt, dass der Verbrennungsmotor (2 ) unter Aufrechterhaltung der Schubabschaltung durch Absenken der Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor (2 ) und die elektrische Maschine (3 ) geschalteten Kupplung (6 ) vom Abtrieb (4 ) abkoppelbar und stillsetzbar ist. - Steuerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe ein Stellsignal für die zwischen den Verbrennungsmotor (
2 ) und die elektrische Maschine (3 ) geschaltete Kupplung (6 ) derart erzeugt, dass ausgehend von einer geschlossenen Kupplung (6 ), deren Übertragungsfähigkeit größer als ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung ist, die Kupplung (6 ) über einen definieren Verlauf geöffnet und damit deren Übertragungsfähigkeit absenkt wird, und dass dieselbe weiterhin ein Stellsignal für die elektrische Maschine (3 ) derart erzeugt, dass ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, zeitgleich zur weiteren Absenkung der Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) das von der elektrischen Maschine (3 ) am Abtrieb (4 ) bereitgestellte Moment derart angepasst wird, dass ein am Abtrieb (4 ) vom Verbrennungsmotors (2 ) und der elektrischen Maschine (3 ) bereitgestelltes Summenmoment einem Fahrerwunschmoment entspricht. - Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe das Stellsignal für die elektrische Maschine (
3 ) derart erzeugt, dass ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, das von der elektrischen Maschine (3 ) am Abtrieb bereitgestellte Moment derart angepasst wird, dass ein am Abtrieb (4 ) vom Verbrennungsmotors (2 ) und der elektrischen Maschine (3 ) bereitgestelltes Summenmoment in etwa konstant bleibt. - Steuerungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe das Stellsignal für die Kupplung (
6 ) derart erzeugt, dass ab dem Zeitpunkt, ab welchem die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors (2 ) in der Schubabschaltung entspricht, die Übertragungsfähigkeit der Kupplung (6 ) rampenartig bzw. linear auf Null reduziert wird.
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