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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebsstrangs eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebsstrangs eines Fahrzeugs ist beispielsweise bereits der
DE 10 2011 079 079 A1 als bekannt zu entnehmen. Der hybride Antriebsstrang wird auch als hybridischer Antriebsstrang bezeichnet und umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, mittels welcher das als Hybridfahrzeug ausgebildete Fahrzeug antreibbar ist. Ferner umfasst der hybride Antriebsstrang wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Fahrzeug antreibbar ist. Außerdem umfasst der hybride Antriebsstrang wenigstens ein Getriebe, das wenigstens zwei Gangstufen mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen aufweist. Das Fahrzeug ist über das Getriebe, insbesondere von der Verbrennungskraftmaschine und/oder der elektrischen Maschine, antreibbar, wobei die Gangstufen jeweils wahlweise eingelegt beziehungsweise aktiviert werden können. Bei den Gangstufen handelt es sich beispielsweise um Gänge, welche sich in ihren jeweiligen Übersetzungen voneinander unterscheiden. Dabei kann das Getriebe insbesondere als Handschaltgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe oder aber als Automatikgetriebe, insbesondere mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, ausgebildet sein.
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Im Rahmen des Verfahrens wird von einem elektrischen Betriebszustand, in welchem das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird und die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist, in einen hybriden beziehungsweise hybridischen Betriebszustand, in welchem die elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine aktiviert sind, umgeschaltet, indem die Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass in dem hybriden Betriebszustand das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine und mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Insbesondere erfolgt in dem elektrischen Betriebszustand eine rein elektrische Fahrt beziehungsweise ein rein elektrischer Betrieb, bei welcher beziehungsweise welchem das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders komfortablen und schnellen Start der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders schneller und komfortabler Start der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Umschalten von dem elektrischen Betriebszustand in den hybriden Betriebszustand die Verbrennungskraftmaschine durch einen Wechsel von einer der Gangstufen zu der anderen Gangstufe gestartet, das heißt aktiviert wird. Der Wechsel von einer der Gangstufen zu der anderen Gangstufe wird auch als Gangstufenwechsel oder Gangwechsel bezeichnet. Dies bedeutet, dass es erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Start der Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe des Gangwechsels erreicht beziehungsweise durchgeführt wird.
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Ferner wird das Umschalten von dem elektrischen Betriebszustand in den hybriden Betriebszustand, welcher auch als hybridischer Betriebszustand oder hybridischer Betrieb bezeichnet wird, auch als Übergang von dem elektrischen Betriebszustand zu dem hybridischen beziehungsweise hybriden Betriebszustand bezeichnet. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun vorgesehen, den Übergang von dem elektrischen Betriebszustand zu dem hybridischen Betriebszustand und den Gangstufenwechsel zusammenzuführen, das heißt zumindest teilweise parallel beziehungsweise zeitgleich durchzuführen.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei als Hybridfahrzeugen ausgebildeten Fahrzeugen, welche jeweils einen hybriden Antriebsstrang umfassen, üblicherweise die Herausforderung besteht, einen hinsichtlich Komfort, Leistungsfähigkeit und Reaktionszeit vorteilhaften Übergang von dem elektrischen Betriebszustand zu dem hybridischen beziehungsweise hybriden Betriebszustand zu realisieren. Ein solch vorteilhafter Übergang kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden, da der Übergang und der Gangstufenwechsel zeitlich zusammengeführt werden, sodass das Starten der Verbrennungskraftmaschine und der Gangstufenwechsel zeitlich zusammengeführt werden. Hierdurch kann ein besonders komfortabler und schneller Start der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Zusätzlich kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders hohe Leistung im elektrischen Betriebszustand realisiert werden, wobei der elektrische Betriebszustand auch als elektromotorischer Betriebszustand bezeichnet wird.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird genutzt, dass es bei einem Gangstufenwechsel aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungen der Gangstufen zu einer Drehzahlveränderung wenigstens einer Welle des Antriebsstrangs, insbesondere des Getriebes, kommt. Bei dieser Welle handelt es sich beispielsweise um eine Eingangswelle des Getriebes, wobei die Verbrennungskraftmaschine mit der genannten Welle koppelbar oder gekoppelt ist. Die eine Gangstufe, von welcher in die andere Gangstufe gewechselt wird, wird beispielsweise auch als aktueller Gang oder aktuelle Gangstufe bezeichnet, wobei die andere Gangstufe, in welche im Rahmen des Gangstufenwechsels gewechselt wird, auch als Zielgang oder Zielgangstufe bezeichnet wird. Die Drehzahlveränderung infolge des Gangwechsels, das heißt beim Wechseln von dem aktuellen Gang in den Zielgang in Verbindung mit einer auf den Getriebeeingang reduzierten Massenträgheit, wird als Impuls zum Starten der Verbrennungskraftmaschine genutzt. Mit anderen Worten kann beispielsweise beim Gangwechsel bereitgestellte rotatorische Energie genutzt und insbesondere der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden, um die Verbrennungskraftmaschine schnell und komfortabel zu starten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben eines hybriden Antriebsstrangs eines Fahrzeugs.
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Die einzige Fig. zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben eines hybriden Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Der hybride Antriebsstrang wird auch als hybridischer Antriebsstrang oder als Hybridantriebsstrang bezeichnet, wobei das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Der hybride Antriebsstrang umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Brennkraftmaschine bezeichnet wird und grundsätzlich zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet ist. Ferner umfasst der hybride Antriebsstrang wenigstens eine elektrische Maschine, welche zumindest in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist. In dem Motorbetrieb kann die elektrische Maschine das Fahrzeug antreiben. Der hybride Antriebsstrang umfasst ferner ein Getriebe, über welchen das Fahrzeug, insbesondere Räder des Fahrzeugs, antreibbar ist beziehungsweise sind, wobei die Räder beispielsweise über das Getriebe zumindest von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind.
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Das Getriebe weist beispielsweise eine erste Welle auf, welche als Eingangswelle beziehungsweise Getriebeeingangswelle ausgebildet ist. Über die Eingangswelle können beispielsweise von der Verbrennungskraftmaschine und/oder von der elektrischen Maschine in ihrem Motorbetrieb bereitgestellte Drehmomente in das Getriebe eingeleitet werden. Ferner umfasst das Getriebe eine zweite Welle, welche beispielsweise als Ausgangswelle beziehungsweise Getriebeausgangswelle ausgebildet ist. Über die Ausgangswelle kann das Getriebe Drehmomente bereitstellen, welche auf die Räder übertragen werden können, wodurch das Fahrzeug antreibbar ist.
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Das Getriebe weist wenigstens zwei Gangstufen mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen auf. Mit anderen Worten weist eine erste der Gangstufen eine erste Übersetzung und eine zweite der Gangstufen eine von der ersten Übersetzung unterschiedliche, zweite Übersetzung auf. Wird beispielsweise die Ausgangswelle mit einer konstanten Drehzahl gedreht, so kommt es bei einem Wechsel von einer der Gangstufen in die andere Gangstufe aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungen der Gangstufen zu einer Drehzahländerung der Eingangswelle. Unter einem solchen Wechsel von einer der Gangstufen in die andere Gangstufe ist zu verstehen, dass die eine Gangstufe ausgelegt beziehungsweise deaktiviert in die andere Gangstufe eingelegt beziehungsweise aktiviert wird.
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Der hybride Antriebsstrang kann ferner wenigstens eine Koppeleinrichtung umfassen, welche zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand verstellbar ist. In dem geöffneten Zustand ist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eine Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, von der Eingangswelle entkoppelt, sodass keine Drehmomente zwischen der Eingangswelle und der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Abtriebswelle übertragen werden können. In dem geschlossenen Zustand ist die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die Abtriebswelle, über die Koppeleinrichtung mit der Eingangswelle gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle über die Koppeleinrichtung übertragen werden können.
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Bei einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird das Fahrzeug in einem elektrischen Betriebszustand betrieben, welcher auch als elektrischer Betrieb, elektromotorischer Betrieb oder elektromotorischer Betriebszustand bezeichnet wird. In dem elektrischen Betriebszustand wird das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine angetrieben und die Verbrennungskraftmaschine ist deaktiviert. Mit anderen Worten wird das Fahrzeug in dem ersten Betriebszustand mittels der elektrischen Maschine angetrieben, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, das heißt ausgeschaltet ist. Somit ist in dem elektrischen Betriebszustand die elektrische Maschine aktiviert, während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Im Rahmen des elektrischen Betriebszustands wird insbesondere eine rein elektrische Fahrt durchgeführt, bei welcher das Fahrzeug einzig und allein mithilfe von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom, das heißt elektromotorisch angetrieben wird.
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Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird ein Übergang von dem elektrischen Betriebszustand in einen hybriden Betriebszustand durchgeführt. Nach diesem Übergang wird das Fahrzeug in dem hybriden Betriebszustand betrieben, welcher auch als hybridischer Betriebszustand oder hybridischer Betrieb bezeichnet wird. In dem hybriden Betriebszustand sind sowohl die elektrische Maschine als auch die Verbrennungskraftmaschine aktiviert. Insbesondere ist es vorgesehen, dass in dem hybriden Betriebszustand das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine und mittels der aktivierten Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Hierzu wird von dem elektrischen Betriebszustand in den hybriden Betriebszustand umgeschaltet, indem die Verbrennungskraftmaschine aktiviert wird. Das Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Brennkraftmaschine bezeichnet wird, wird auch als Starten oder Start der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet.
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Um nun einen besonders komfortablen und schnellen Start der Verbrennungskraftmaschine bei dem genannten Übergang zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem zweiten Schritt S2, das heißt bei dem Umschalten von dem elektrischen Betriebszustand in den hybriden Betriebszustand die Verbrennungskraftmaschine durch einen Wechsel von einer der Gangstufen zu der anderen Gangstufe gestartet wird. Ein solcher Wechsel von einer der Gangstufen zu der anderen Gangstufe wird auch als Gangstufenwechsel oder Gangwechsel bezeichnet. Dies bedeutet, dass das Starten der Verbrennungskraftmaschine und der Gangstufenwechsel zeitlich zusammengeführt sind und beispielsweise zumindest teilweise parallel beziehungsweise gleich erfolgen, wobei der Start der Verbrennungskraftmaschine mittels beziehungsweise mit Hilfe des Gangwechsels erreicht wird.
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Wie bereits beschrieben, kommt es aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungen der Gangstufen zu einer Drehzahländerung. Mit anderen Worten kommt es zu einem Drehzahlunterschied zwischen der Drehzahl der einen Gangstufe und der Drehzahl der anderen Gangstufe, wobei die eine Gangstufe, von welcher in die andere Gangstufe gewechselt wird, als aktueller Gang und die andere Gangstufe, in welche gewechselt wird, als Zielgang bezeichnet wird. Im Rahmen des Starts der Verbrennungskraftmaschine wird der Drehzahlunterschied zwischen der Drehzahl des aktuellen Gangs und der Drehzahl des Zielgangs in Verbindung mit einer auf den Getriebeeingang reduzierten Massenträgheit als Impuls zum Start der Verbrennungskraftmaschine genutzt, sodass ein besonders komfortabler schneller Start der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist. Zusätzlich kann in dem elektrischen Betriebszustand eine besonders hohe Leistung, insbesondere zum Antreiben des Fahrzeugs, realisiert werden.
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In dem elektrischen Betriebszustand ist die Koppeleinrichtung beispielsweise geöffnet. Somit ist die Verbrennungskraftmaschine im elektrischen Zustand beispielsweise von der als Antriebswelle ausgebildeten Eingangswelle entkoppelt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bei dem zweiten Schritt S2, das heißt im Zuge des Umschaltens von dem elektrischen Betriebszustand in den hybriden Betriebszustand die Koppeleinrichtung geschlossen wird, wodurch die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere die Abtriebswelle, mit der Eingangswelle (Antriebswelle) gekoppelt wird.
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Bezugszeichenliste
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- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011079079 A1 [0002]
