DE102015201904A1 - Method for operating a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem eine aktuelle Betriebsstrategie Segeln des Hybridfahrzeugs, durch eine Betätigung eines Bremspedals gesteuert, verlassen wird und ein Schließen eines Antriebsstranges des Hybridfahrzeugs erfolgt, wird vorgesehen, zu prüfen, ob durch eine Verringerung einer zum Schließen des Antriebsstrangs benötigten Zeit durch einen Einsatz einer elektrischen Unterstützung ein durch die Rekuperation zu erzielender Energiewert verbessert werden kann und wenn dies der Fall ist, die elektrische Unterstützung einzusetzen.In a method of operating a hybrid vehicle in which an actual operating strategy is exited from sailing the hybrid vehicle, controlled by operation of a brake pedal, and closing a powertrain of the hybrid vehicle, it is provided to check whether by a driveline closure reduction required time can be improved by the use of electrical support an energy value to be achieved by the recuperation and if this is the case to use the electrical support.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem eine aktuelle Betriebsstrategie Segeln des Hybridfahrzeugs durch eine Betätigung eines Bremspedals gesteuert, verlassen wird und ein Schließen eines Antriebsstranges des Hybridfahrzeugs erfolgt, und wobei nach dem Schließen des Antriebsstranges kinetische Energie des Hybridfahrzeugs zur Rekuperation genutzt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, ein Hybridfahrzeug mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben.The invention relates to a method for operating a hybrid vehicle, in which a current operating strategy controlled by the operation of a hybrid brake pedal, left and closing a drive train of the hybrid vehicle, and wherein after closing the drive train kinetic energy of the hybrid vehicle used for recuperation becomes. Furthermore, the present invention relates to a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention and to a machine-readable storage medium on which the computer program according to the invention is stored. In addition, the invention relates to an electronic control unit which is set up to operate a hybrid vehicle by means of the method according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Elektronische Kupplungssysteme automatisieren den Antriebstang eines Fahrzeuges mit manuellem Schaltgetriebe und trockener Reibkupplung. Die Erfassung des Pedalweges des Kupplungspedals wird bei diesen Systemen über einen Sensor realisiert, welcher ein elektronisches Steuersignal erzeugt, das zum Motorsteuergerät übertragen wird. Das Motorsteuergerät errechnet aus diesem Steuersignal eine Sollposition der Kupplung und kommuniziert, beispielsweise über einen im Fahrzeug installierten CAN-Bus, mit dem Aktuator.Electronic clutch systems automate the drive train of a vehicle with manual transmission and dry friction clutch. The detection of the pedal travel of the clutch pedal is realized in these systems via a sensor which generates an electronic control signal which is transmitted to the engine control unit. The engine control unit calculates a desired position of the clutch from this control signal and communicates with the actuator, for example via a CAN bus installed in the vehicle.
Boost- und Rekuperationssysteme zur Elektrifizierung des Antriebsstranges eines konventionellen Fahrzeugs arbeiten beispielsweise auf einer Spannungsbasis von 48 Volt. Ein derartiges System umfasst eine luftgekühlte Elektromaschine, auch als E-Maschine bezeichnet mit integrierter Elektronik (BRM Boost Rekuperation Maschine), welche Leistungen bis zu 10 kW aufweisen sowie eine Lithium-Ionen-Batterie. Weiterhin sind derartige Systeme mit sogenannten DC/DC Konvertern zur Leistungsübertragung auf das konventionelle 14 Volt Bordnetz ausgestattet. Diese Systeme ermöglichen durch das 48-Volt-Bordnetz Rekuperations- und Traktionsvorgänge sowie die Versorgung von potenziellen elektrischen Hochleistungsverbrauchern.Boost and Rekuperationssysteme for electrification of the drive train of a conventional vehicle, for example, operate on a voltage basis of 48 volts. Such a system includes an air-cooled electric machine, also referred to as e-machine with integrated electronics (BRM Boost recuperation machine), which have outputs up to 10 kW and a lithium-ion battery. Furthermore, such systems are equipped with so-called DC / DC converters for power transmission to the conventional 14 volt electrical system. These systems enable recuperation and traction as well as the supply of potential high-power electrical consumers through the 48-volt on-board electrical system.
Bei Hybridfahrzeugen, bei welchen die E-Maschine beispielsweise anstelle einer Lichtmaschine eingebaut und mit dem Verbrennungsmotor mittels eines Riemens direkt gekoppelt ist, kann der Vortrieb nur dann rein elektrisch erfolgen, wenn beim Verbrennungsmotor die Einspritzung ausgeblendet wird und die E-Maschine das Schleppmoment des Verbrennungsmotors überwindet. Da diese direkt an den Verbrennungsmotor gekoppelte E-Maschine üblicherweise nur kleine Leistungen besitzen, kann dieser Betrieb nur bei geringen Geschwindigkeiten ausgeführt werden, beispielsweise beim Anfahren.In hybrid vehicles, in which the electric motor is installed, for example, instead of an alternator and directly coupled to the engine by means of a belt, the propulsion can only take place electrically, if the injection is hidden in the engine and the electric motor, the drag torque of the engine overcomes. Since these electric motors coupled directly to the internal combustion engine usually have only low powers, this operation can only be carried out at low speeds, for example when starting up.
Verlässt der Fahrer während der Fahrt alle Fahrpedale, so wird üblicherweise die Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor ausgeblendet und das Fahrzeug verzögert durch den Luftwiderstand, Rollwiderstand sowie das Schleppen des Verbrennungsmotors. Zur Verringerung der verzögernden Widerstände des Fahrzeuges und somit zur Verlängerung der Rollphase des Fahrzeuges ist mittels einer Betriebsstrategie „Segeln“ ein Öffnen des Antriebsstrangs bei manuellen Schaltgetrieben durch das Öffnen der Kupplung vorgesehen. In dieser Betriebsstrategie wird die Rolldistanz des Fahrzeuges deutlich erhöht und somit letztendlich Kraftstoff eingespart. Da der Antriebsstrang während der Segelphase geöffnet ist, kann der Verbrennungsmotor entweder im Leerlauf betrieben oder abgeschaltet werden.If the driver leaves all the accelerator pedals while driving, usually the injection of fuel into the internal combustion engine is hidden and the vehicle is decelerated by the air resistance, rolling resistance and dragging of the internal combustion engine. To reduce the delaying resistances of the vehicle and thus to prolong the rolling phase of the vehicle, opening of the drive train in the case of manual transmissions by opening the clutch is provided by means of an operating strategy "sailing". In this operating strategy, the rolling distance of the vehicle is significantly increased and thus ultimately saved fuel. Since the powertrain is open during the sailing phase, the internal combustion engine can either be idled or shut down.
Bei einer Bremspedalbetätigung während des Segelns wird ein sogenanntes Schubeinkuppeln realisiert, bei welchem der Verbrennungsmotor nur durch ein Schließen der elektronischen Kupplung auf eine Zieldrehzahl gebracht wird. Nachfolgend wird der Schlupf abgebaut, bis anschließend die Kupplung vollständig geschlossen werden kann. Während des gesamten Vorgangs wird kein Kraftstoff eingespritzt und der Motor ausschließlich durch die kinetische Energie des Fahrzeugs drehbeschleunigt und auf Zieldrehzahl gebracht.In a brake pedal operation during sailing, a so-called Schubeinkuppeln is realized in which the internal combustion engine is brought to a target speed only by closing the electronic clutch. Subsequently, the slip is removed until the coupling can be completely closed afterwards. During the entire process, no fuel is injected and the engine is spin-accelerated only by the kinetic energy of the vehicle and brought to the target speed.
Um in diesem Zusammenhang den Komfort für den Fahrer aufrechtzuerhalten, muss das übertragene Drehmoment der Kupplung verhältnismäßig gering gehalten werden, da sonst eine zu starke Verzögerung des Fahrzeugs die Folge wäre. Je nach Getriebeeingangsdrehzahl und abhängig von der Stärke der Bremspedalbetätigung, dauert dieser Vorgang mehrere Sekunden.In order to maintain the comfort for the driver in this context, the transmitted torque of the clutch must be kept relatively low, otherwise an excessive deceleration of the vehicle would be the result. Depending on the transmission input speed and depending on the strength of the brake pedal operation, this process takes several seconds.
Für ein Fahrzeug ohne Möglichkeit der Energierückgewinnung ist die Zeit bis zum Schließen des Antriebsstrangs ein reines Komfortthema und bringt keinerlei energetische Nachteile mit sich. Besitzt das Fahrzeug jedoch eine mit dem Verbrennungsmotor direkt gekoppelte E-Maschine im Antriebsstrang, mit der die Energie bei Bremspedalbetätigung durch Rekuperation teilweise zurückgewonnen werden kann, so entsteht beim Schubeinkuppeln ein Konflikt zwischen Komfort und möglicher Rekuperation.For a vehicle without the ability to recover energy, the time until the powertrain closes is a matter of comfort and does not entail any energy disadvantages. However, if the vehicle has an electric motor in the drive train directly coupled to the internal combustion engine, with which the energy can be partially recovered by recuperation when the brake pedal is actuated, a conflict between comfort and possible recuperation occurs during thrust coupling.
Besteht die Möglichkeit der Energierückgewinnung, so ist das Entziehen der Energie zum Schleppen des Verbrennungsmotors aus dem Fahrzeug grundsätzlich negativ zu bewerten, da diese Energie nicht mehr zurückgewonnen werden kann. Dauert der Vorgang aus Komfortgründen zudem lange, so geht in dieser Zeit durch den Luftwiderstand des Fahrzeugs zusätzliche Energie verloren, die nicht mehr rekuperiert werden kann. Dennoch sollte das Schubeinkuppeln ohne Einsatz des Verbrennungsmotors bzw. ohne Kraftstoffverbrauch ablaufen, da der Fahrer nur die Bremse betätigt.If there is the possibility of energy recovery, the removal of the energy for hauling the engine out of the vehicle is basically negative, as this energy can not be recovered. The process also takes for comfort reasons For a long time, the air resistance of the vehicle loses additional energy during this time, which can no longer be recuperated. Nevertheless, the Schubeinkuppeln should run without the use of the internal combustion engine or without fuel consumption, since the driver only operates the brake.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem eine aktuelle Betriebsstrategie Segeln des Hybridfahrzeugs, durch eine Betätigung eines Bremspedals gesteuert verlassen wird und ein Schließen eines Antriebsstranges des Hybridfahrzeugs erfolgt und wobei nach dem Schließen des Antriebsstranges kinetische Energie des Hybridfahrzeugs zur Rekuperation genutzt wird. Es nutzt die direkt mit dem Verbrennungsmotor gekoppelte E-Maschine sowie ein elektronisches Kupplungssystem, welches bereits für das Standard-Schubeinkuppeln ohne E-Maschine erforderlich ist.The inventive method is used to operate a hybrid vehicle, in which a current operating strategy sailing the hybrid vehicle is left controlled by an operation of a brake pedal and closing a drive train of the hybrid vehicle and wherein after closing the drive train kinetic energy of the hybrid vehicle is used for recuperation. It uses the electric motor coupled directly to the combustion engine as well as an electronic clutch system, which is already required for standard push-coupling without an electric motor.
Für den Fall, dass im Ergebnis einer Prüfung festgestellt wird, dass durch eine Verringerung einer zum Schließen des Antriebsstrangs benötigten Zeit durch einen Einsatz einer elektrischen Unterstützung ein durch die Rekuperation zu erzielender Energiewert verbessert werden kann, erfolgt erfindungsgemäß der Einsatz der elektrischen Unterstützung. Der Kern der Erfindung beruht darauf, dass der Konflikt zwischen Rekuperation und Komfort während des Schubeinkuppelns dadurch gelöst wird, dass für jeden Schubeinkuppelvorgang eine Bilanz aus einem benötigten Energieeinsatz für ein verfahrensgemäß beschleunigtes Schubeinkuppeln und einem danach zu erwartenden Energiegewinn berechnet wird und mittels dieser Bilanz eine Entscheidung über den Einsatz des beschleunigten Schubeinkuppelns erfolgt. Derart wird der beste Kompromiss aus Komfort und Effizienz gefunden.In the event that it is determined as a result of a test that a reduction of a time required to close the drive train by using an electrical support can be improved by the recuperation energy value can be improved according to the invention, the use of electrical assistance. The essence of the invention is based on the fact that the conflict between recuperation and comfort during the Schubeinkuppelns is solved, that for each Schubeinkuppelvorgang a balance from a required energy use for a procedure accelerated Schubeinkuppeln and then expected energy gain is calculated and by means of this balance a decision about the use of accelerated Schubeinkuppelns done. This is the best compromise between comfort and efficiency.
Durch den früher einsetzenden Vorgang der Rekuperation kann allgemein mehr Energie zurückgewonnen werden, als ohne den Einsatz der elektrischen Unterstützung. Da dieser Einsatz aber Energie verbraucht, ist eine Prüfung derart vorgesehen, dass der Energieeinsatz dem Energiegewinn gegenübergestellt wird. Nur für den Fall, dass diese Prüfung eine positive Bilanz aufweist, wird die elektrische Unterstützung in der Phase des Schubeinkuppelns zugeschaltet. Anderenfalls erfolgt die Schubeinkupplung wie im Stand der Technik üblich nur durch den Einsatz der Kupplung.Due to the recuperation process, which starts earlier, it is generally possible to recover more energy than without the use of electrical assistance. But since this use consumes energy, a test is provided so that the energy use is compared to the energy gain. Only in the event that this test has a positive balance, the electrical assistance in the phase of Schubeinkuppelns is switched on. Otherwise, the thrust coupling takes place as usual in the prior art only by the use of the clutch.
Vorteilhaft ist es, das Schließen des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs mittels einer elektronischen Kupplung durchzuführen. Somit kann das vorliegende Verfahren ein elektrisches Signal bereitstellen, mittels welchem die Kupplung gesteuert werden kann.It is advantageous to perform the closing of the drive train of the hybrid vehicle by means of an electronic clutch. Thus, the present method can provide an electrical signal by means of which the clutch can be controlled.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Unterstützung mittels einer E-Maschine des Hybridfahrzeugs erfolgt. Die E-Maschine ist bereits Bestandteil des Hybridkonzepts des Fahrzeuges und beispielsweise mittels eines Riemens direkt mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Somit kann die E-Maschine die Drehzahl des Verbrennungsmotors einstellen, wenn bei diesem die Einspritzung ausgeblendet wird. Aufgabe der E-Maschine ist es, die Drehzahl des Verbrennungsmotors in kurzer Zeit auf die Getriebeeingangsdrehzahl derart anzuheben, dass ein Schließen des Antriebsstrangs durch Schließen der elektronischen Kupplung möglich ist. Durch dieses beschleunigte Schließen des Antriebsstrangs kann der Vorgang der Rekuperation früher beginnen, ohne dass Komforteinbußen zu erwarten sind.It is also advantageous if the electrical support is effected by means of an electric motor of the hybrid vehicle. The e-machine is already part of the hybrid concept of the vehicle and coupled for example by means of a belt directly to the internal combustion engine. Thus, the electric motor can adjust the speed of the internal combustion engine, if this injection is hidden. Task of the electric motor is to raise the speed of the engine in a short time to the transmission input speed such that a closing of the drive train by closing the electronic clutch is possible. This accelerated closing of the drivetrain allows the process of recuperation to begin sooner without any loss of comfort.
Vorteilhaft ist es auch, wenn bei der Prüfung, ob der durch die Rekuperation zu erzielende Energiewert verbessert werden kann, eine Gegenüberstellung eines für die elektrische Unterstützung benötigten Energiewerts, d. h. einem Energieverbrauch, mit einem durch die früher beginnende Rekuperation zu erwartenden Energiewert, d. h. einem Energiegewinn, erfolgt. Für den Fall, dass der zu erwartende Energiewert größer ist, wird der Einsatz der elektrischen Unterstützung erfolgen.It is also advantageous if, in the test, whether the energy value to be achieved by the recuperation can be improved, a comparison of an energy value required for the electrical support, ie. H. an energy consumption, with an energy value to be expected from the earlier recuperation, d. H. an energy gain, takes place. In the event that the expected energy value is greater, the use of electrical support will take place.
Vorteilhaft ist es, die elektrische Unterstützung nur bei einer Auslenkung des Bremspedals in einem Bereich gleich oder kleiner einem Schwellenwert von beispielsweise 20 Prozent der Maximalauslenkung durchzuführen. Wird das Bremspedal stärker betätigt, wird durch die Reibbremse die kinetische Energie des Hybridfahrzeugs zu stark abgebaut und steht der Rekuperation nicht mehr zur Verfügung. Somit wäre eine vom Verfahren ermittelte Energiebilanz ungenau.It is advantageous to carry out the electrical assistance only in the case of a deflection of the brake pedal in a range equal to or less than a threshold value of, for example, 20 percent of the maximum deflection. If the brake pedal is pressed harder, the kinetic energy of the hybrid vehicle is reduced too much by the friction brake and is no longer available for recuperation. Thus, an energy balance determined by the method would be inaccurate.
Weiter vorteilhaft ist es, Informationen zu dem zu erwartenden Energiewert und Informationen zu dem bei der elektrischen Unterstützung benötigten Energiewert in Form von digitalen Kennliniendaten bereitzustellen. Diese können im Verfahrensablauf leicht aufgerufen und für einen Vergleich in einer digitalen Verarbeitungseinheit genutzt werden.It is also advantageous to provide information about the expected energy value and information about the energy value required for the electrical support in the form of digital characteristic data. These can easily be called up in the course of the procedure and used for comparison in a digital processing unit.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten. Dieses ist eingerichtet, um ein Hybridfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben.The computer program according to the invention is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular if it runs on a computing device or an electronic control device. It allows the implementation of the method according to the invention on a conventional electronic control unit, without having to make any structural changes thereto. For this purpose, it is on the machine-readable storage medium according to the invention saved. By loading the computer program according to the invention on a conventional electronic control unit, the electronic control unit according to the invention is obtained. This is set up to operate a hybrid vehicle by means of the method according to the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail in the following description.
Es zeigtIt shows
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
Bei der in
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Energie für eine schnellere Drehzahlanpassung und damit ein schnelleres Schließen des Antriebsstrangs investiert, um anschließend mehr Energie wieder zurückzuerhalten, als dafür eingesetzt wurde. Dafür muss zunächst eine Regelung die Drehzahlanpassung möglichst dynamisch vornehmen und dennoch den Fahrkomfort nicht verringern. In dieser Regelung müssen die verschiedenen Regelanteile so auf die beiden Momentensteller im Antriebsstrang aufgeteilt werden (E-Maschine und Kupplung), dass der optimale Kompromiss zwischen Komfort und Dynamik erreicht wird.In one embodiment of the method according to the invention energy is invested for a faster speed adjustment and thus a faster closing of the drive train to subsequently recover more energy than was used for it. For this purpose, a control must first make the speed adaptation as dynamic as possible and nevertheless not reduce the ride comfort. In this regulation, the various control components must be divided between the two torque drivers in the drive train (electric motor and clutch) so that the optimum compromise between comfort and dynamics is achieved.
Beachtet werden muss, dass sich die elektrische Unterstützung durch die E-Maschine
Das vorliegende Verfahren berechnet mit Hilfe von bereitgestellten elektronischen Daten in Form von Kennlinien, ob es im aktuellen Betriebspunkt des Hybridfahrzeugs sinnvoll ist, diese Unterstützung durchzuführen oder nicht. Derartige Kennliniendaten werden beispielsweise durch Versuche ermittelt und beispielsweise in einer zentralen Steuereinheit wie der Motorsteuerung abgespeichert. Für das Fahrgefühl ist es trotzdem wichtig, einen Teil der Einregelung der Getriebeeingangsdrehzahl mit der elektronischen Kupplung durchzuführen, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu erreichen, da dies bei einer Bremspedalbetätigung dem Fahrerwunsch entspricht.The present method calculates with the help of provided electronic data in the form of characteristics, whether it makes sense at the current operating point of the hybrid vehicle to perform this support or not. Such characteristic data are determined for example by tests and stored, for example, in a central control unit such as the engine control. Nevertheless, it is important for the driving feel to carry out part of the regulation of the transmission input speed with the electronic clutch in order to achieve a deceleration of the vehicle, since this corresponds to the driver's request when the brake pedal is actuated.
Neben dem energetischen Vorteil durch das Verfahren wird auch die Dynamik des Schubeinkuppelvorgangs durch die Unterstützung der E-Maschine
Die
Die
Eine diese Regelung und Verteilung realisierende Drehzahl- und Schlupfregelung
Zur Bildung des Kupplungssollmoments
Die Berechnung des Sollmoments
Bei der Bildung des Gradienten
Der Gradient
Anschließend werden diese berechneten Anteile
Für die Drehzahl- und Schlupfregelung
Die Drehzahl- und Schlupfregelung
Dadurch wird die E-Maschine entlastet, die den P-Anteil und den Trägheitsanteil aus einer Vorsteuerung erhält. Somit bleibt die Verzögerung für den Fahrer konstant. Nur der integrierte Anteil, der im Bereich kleiner Drehzahldifferenzen für den Restschlupfabbau sorgt, wird noch auf die Kupplung verlagert. Dadurch wird verhindert, dass das Drehmoment der E-Maschine am Ende der Regelung wieder verändert werden muss.This relieves the electric motor, which receives the P-component and the inertia component from a pilot control. Thus, the delay for the driver remains constant. Only the integrated component, which ensures residual slip reduction in the range of small speed differences, is still being transferred to the clutch. This prevents that the torque of the electric motor must be changed again at the end of the control.
Die
Die Darstellung beginnt zum Zeitpunkt Sekunde Null, in welchem sich das Fahrzeug in der Betriebsstrategie Segeln befindet. In dieser Phase sind die elektronische Kupplung
Zu einem Zeitpunkt
Für den Fall des Schubeinkuppelns mit elektrischer Unterstützung wird die E-Maschine
Der alternative Vorgang ohne elektrische Unterstützung durch die E-Maschine
Die
Die Möglichkeit der früher einsetzenden Rekuperation ist nur durch den im Block
Die elektrische Unterstützung lohnt sich energetisch gegenüber dem konventionellen Schubeinkuppeln immer dann, wenn durch die Maßnahme mehr Energie zusätzlich zurückgewonnen werden kann, als Energie für den Vorgang aufgewendet werden muss. Bei der energetischen Betrachtung des Vorgangs müssen zwei verschiedene Berechnungsschritte durchgeführt werden. The electrical support pays off energetically in comparison to the conventional thrust coupling whenever the measure allows additional energy to be recovered in addition to the energy required for the process. In the energetic consideration of the process, two different calculation steps must be performed.
Zum Ersten muss zumindest überschlägig geprüft werden, ob die unterstützte Variante mit E-Maschine
Zum Zweiten muss überprüft werden, ob durch Rekuperation im Anschluss an den Schubeinkuppelvorgang die Energie für die Unterstützung beim Start mindestens wieder zurückgewonnen werden kann.Secondly, it must be checked whether recuperation following the thrust coupling process can at least regain the energy needed for startup assistance.
Der erste Berechnungsschritt soll zeigen, dass eine Unterstützung durch die E-Maschine
Mit der Zeitersparnis von 1,9 s aus dem in der
Diese Energie kann durch das schnellere Schließen des Antriebsstrangs zusätzlich rekuperiert werden. Berücksichtigt man für Einspeisen und Entziehen der Energie den Batteriewirkungsgrad ηBatterie = 0,9, so wird mit 2,13 Wh dennoch mehr Energie zurückgewonnen, als für die Unterstützung gemäß
Es kann bei dieser Berechnung nicht nur der zeitliche Verlust durch Schubeinkuppeln ohne elektrische Unterstützung berücksichtigt werden, sondern auch der Verlust von kinetischer Energie in Form von Drehzahlverlusten nVerlust. Um diesen Verlust zu quantifizieren, wird die Energie der Anschlussrekuperation betrachtet.Not only the time loss due to shear engagement without electrical assistance can be considered in this calculation, but also the loss of kinetic energy in the form of speed losses n loss . To quantify this loss, look at the energy of the port recuperation.
Hierfür ist in der
Im Diagramm der
Somit können durch Schubeinkuppeln mit elektrischer Unterstützung 3,42 Wh mehr Energie rekuperiert werden. Unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades ergeben sich 2,78 Wh mehr Energie. In Summe ergibt das beim Beispielvorgang einen realen Vorteil von 5,09 Wh, die elektrische Unterstützung durch die E-Maschine kostet jedoch nur 2,1 Wh. Die Entscheidung für ein Schubeinkuppeln mit einer elektrischen Unterstützung gegenüber dem ohne ist in diesem dargestellten Fall energetisch sinnvoll. Das Verfahren steuert nachfolgend die E-Maschine
In einem zweiten Berechnungsschritt soll aufbauend ermittelt werden, ab wann mindestens die elektrische Energie für den Start und das Schließen des Antriebsstrangs wieder zurückgewonnen werden könnte. Dafür werden die eingesetzte in der
Beim Schubeinkuppeln mit elektrischer Unterstützung der E-Maschine
Zuerst wird die Getriebeeingangsdrehzahl nVeh bei Anforderung des Schubeinkuppelvorgangs durch den Fahrer erfasst, woraus sich die benötigte Energie bis zum Schließen des Antriebsstrangs ergibt. Die verlorene kinetische Energie wird als Drehzahlverlust nVerlust ausgedrückt und von der Getriebeeingangsdrehzahl subtrahiert. Ab dieser Drehzahl ist das Rekuperationspotenzial bekannt und es kann somit gegenübergestellt werden, ob sich die elektrische Unterstützung durch die E-Maschine
Das Potenzial nach vorangegangener Rechnung ist in
In dieser Darstellung erkennt man, dass sich die Funktion im vierten Gang bei jeder Getriebeeingangsdrehzahl lohnt. Im dritten Gang wird erst ab einer Start-Getriebeeingangsdrehzahl von nVeh = 1400 min–1 eine positive Gesamtenergiebilanz erreicht, im zweiten Gang kostet die Unterstützung des Schubeinkuppelvorgangs durch die E-Maschine
Auf die Erkenntnisse der Energiebetrachtung hin muss im Verfahren eine Entscheidung anhand des aktuellen Fahrzeugzustandes gefällt werden, ob der Schubeinkuppelvorgang elektrisch unterstützt werden soll oder nicht, da dies nicht immer energetisch sinnvoll ist. Im Verfahrensablauf wird vor der Auswahl eines Schubeinkuppelvorgangs nun eine Abfrage nach
Grundsätzlich ist eine Unterstützung nur dann sinnvoll, wenn die Reibbremse des Hybridfahrzeugs nicht zu stark betätigt wird, da in diesem Fall weniger Energie rekuperiert werden kann. Abhängig von der Getriebeeingangsdrehzahl
Zur Entscheidungsfindung im Block
Eine erste Prüfung
Auf der Grundlage der Information über den eingelegten Gang
In der Verknüpfung
Der Vorteil des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der optimalen Ausnutzung der Rekuperationsenergie bei einer Bremsung während einer Segelphase bei einem Fahrzeug mit elektronischem Kupplungssystem und einer E-Maschine
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