DE102017202315A1 - Control system with at least one electronic control unit for controlling an internal combustion engine in a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem und dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren zur Steuerung des Zustarts und des Ablegens eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug wird mittels einer elektronischen Steuereinheit ein definiertes Eingangssignal im Hinblick auf die Erkennung einer definierten wiederholten Geschwindigkeitserhöhungs- und Geschwindigkeitsreduzierungs-Situation ausgewertet und ein geschwindigkeitsabhängiges Zustarten des Verbrennungsmotors bei einem Anfahrvorgang nach Erkennung der definierten Situation verhindert, bis die Erreichung oder Überschreitung einer vorgegebenen ersten Geschwindigkeitsschwelle oder bis nach Erkennung der definierten Situation eine Fahrtdauer ohne Standphasen oberhalb einer bestimmten Maximaldauer erkannt wurde. In the control system according to the invention and the control method according to the invention for controlling the starting and depositing of an internal combustion engine in a hybrid vehicle, a defined input signal is evaluated by means of an electronic control unit with regard to the detection of a defined repeated speed increase and decrease situation and a speed-dependent activation of the internal combustion engine a startup process after detection of the defined situation prevented until the achievement or overshoot of a predetermined first speed threshold or until after detection of the defined situation, a journey without stagnant phases above a certain maximum duration was detected.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug.The invention relates to a control system with at least one electronic control unit for controlling an internal combustion engine in a hybrid vehicle.
Bereits seit vielen Jahren sind Hybridfahrzeuge auch schon als Serienfahrzeuge bekannt, die mindestens einen Verbrennungsmotor und mindestens einen Elektromotor als Antriebsmotoren enthalten. Derartige Hybridfahrzeuge weisen Steuersysteme mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit auf, die insbesondere durch entsprechend programmierte Funktionsmodule verschiedene Betriebsverfahren zur Auswahl eines an die jeweils aktuelle Fahrsituation angepassten Betriebsmodus durchführen. Auswählbare Betriebsmodi sind insbesondere rein elektrisches Fahren (nur der Elektromotor treibt an; „E-Modus“, „E-Fahren“), rein verbrennungsmotorisches Fahren (nur der Verbrennungsmotor treibt an) und/oder hybridangetriebenes Fahren (sowohl der Elektromotor als auch der Verbrennungsmotor treiben an).For many years, hybrid vehicles have already been known as production vehicles, which contain at least one internal combustion engine and at least one electric motor as drive motors. Hybrid vehicles of this kind have control systems with at least one electronic control unit which, in particular, carry out different operating methods for selecting an operating mode adapted to the respective current driving situation by means of appropriately programmed function modules. Selectable modes of operation are, in particular, purely electric driving (only the electric motor drives "E-mode", "E-driving"), pure internal combustion engine driving (only the internal combustion engine drives) and / or hybrid-propelled driving (both the electric motor and the internal combustion engine drive).
Vorrangig berücksichtigen bekannte Betriebsverfahren den Ladezustand der Batterie oder eines anderen elektrischen Speichers (z.B. Super-Cap) zur Auswahl des Betriebsmodus. Teilweise werden dabei auch Parameter wie die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, das aktuelle Fahrverhalten oder bestimmte aktuell eingestellte Kundenfunktionen berücksichtigt.Primarily, known operating methods take into account the state of charge of the battery or other electrical storage (e.g., super-cap) for selecting the operating mode. In some cases, parameters such as the current vehicle speed, the current driving behavior or certain currently set customer functions are taken into account.
Die nicht vorveröffentlichte deutsche Anmeldung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem eingangs genannter Art für eine Anwendung auf weitere Situationen zu verbessern.It is an object of the invention to improve a control system of the type mentioned for an application to other situations.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.This object is achieved by the subject of claim 1. Advantageous developments of the invention are contained in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Steuersystem weist mindestens eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung des Zustartens und des Ablegens eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug auf. Dabei ist die Steuereinheit insbesondere durch ein entsprechend programmiertes Funktionsmodul in einem elektronischen Steuergerät derart ausgestaltet, dass folgende Teilfunktionen ausführbar sind:
- - Es ist zumindest ein bestimmtes Eingangssignal, vorzugsweise die Fahrzeug-Geschwindigkeit und/oder ein Signal zur Erkennung eines Einlegens des Rückwärtsganges, im Hinblick auf die Erkennung einer definierten wiederholten Geschwindigkeitserhöhungs- und Geschwindigkeitsreduzierungs-Situation auswertbar. Diese definierte Situation soll insbesondere einen Stop & Go Betrieb, ein Nachschieben an der Ampel und/oder ein Rangieren zum Ausdruck bringen.
- - Nach Erkennung dieser definierten Situation ist ein - beispielsweise in einem aktuellen Modus eigentlich vorgesehenes - geschwindigkeitsabhängiges Zustarten des Verbrennungsmotors bei einem Anfahrvorgang verhinderbar, bis mindestens eine bestimmte weiter unten genannte Bedingung erfüllt ist. Der aktuelle Modus kann z. B. ein automatischer Motor-Start-Modus „MSA“ für Verbrennungsmotorzustarts bei vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten oder ein Ladephasen-Modus in einem unteren urbanen Geschwindigkeitsbereich sein. Beispielsweise wird üblicherweise im Lademodus zur Batterie-Steuerung der Verbrennungsmotor im Anfahrvorgang zugestartet; erfindungsgemäß wird dies durch die Stop & Go- und Rangier-Erkennung verhindert. Unter einem Anfahrvorgang wird insbesondere eine Geschwindigkeitserhöhung ausgehend vom Stillstand oder von einem vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeitsniveau verstanden.
- - Eine bestimmte Bedingung ist das Erreichen (oder Überschreiten) einer vorgegebenen ersten Geschwindigkeitsschwelle (z.B. in der Größenordnung von etwa 25 km/h) nach Erkennung der definierten Situation oder das Vorliegen einer Fahrtdauer ohne Standphasen oberhalb einer bestimmten Maximaldauer nach Erkennung der definierten Situation. Unter einer Standphase wird insbesondere ein Stillstand oder vergleichsweises niedriges Geschwindigkeitsniveau verstanden.
- It is at least a particular input signal, preferably the vehicle speed and / or a signal for detecting a reverse engagement, with regard to the detection of a defined repeated speed increase and speed reduction situation evaluable. This defined situation is intended in particular to express a stop-and-go operation, a follow-up at the traffic light and / or a maneuvering.
- After recognizing this defined situation, a speed-dependent activation of the internal combustion engine actually provided, for example in a current mode, can be prevented during a starting operation until at least one specific condition mentioned below is met. The current mode can, for. Example, an automatic engine start mode "MSA" for combustion engine starts at comparatively low speeds or a charging phase mode in a lower urban speed range. For example, usually in the charging mode for battery control, the internal combustion engine is started in the starting process; According to the invention this is prevented by the stop & go and shunting detection. A start-up process is understood in particular to be an increase in speed starting from a standstill or a comparatively low speed level.
- - A certain condition is the achievement (or exceeding) of a predetermined first speed threshold (eg in the order of about 25 km / h) after detection of the defined situation or the presence of a driving time without stance phases above a certain maximum duration after detection of the defined situation. A stance phase is understood in particular to mean a standstill or comparatively low speed level.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit derart ausgestaltet, dass die Verhinderung des Zustartens bei einem erneuten Anfahrvorgang aus einer Standphase ohne erneute Erkennung der definierten Situation aktiviert bleibt oder wieder aktivierbar ist, wenn nach Erkennung der definierten Situation vor dem erneuten Anfahrvorgang eine vorgegebene zweite im Vergleich zur ersten Geschwindigkeitsschwelle höhere Geschwindigkeitsschwelle nicht überschritten wurde und keine Fahrtdauer ohne Standphasen oberhalb einer bestimmten Maximaldauer vorlag.In an advantageous embodiment of the invention, the control unit is configured such that the prevention of Zustartens at a renewed startup from a stance phase without redetecting the defined situation remains activated or re-activated, if after recognizing the defined situation before the restarting a predetermined second higher speed threshold was not exceeded in comparison to the first speed threshold and there was no drive time without parking phases above a certain maximum duration.
Insbesondere ist die Steuereinheit derart ausgestaltet, dass die Verhinderung des Zustartens bei einem erneuten Anfahrvorgang nur nach erneuter Erkennung der definierten Situation wieder aktivierbar ist, wenn nach Überschreiten der ersten Geschwindigkeitsschwelle die vorgegebene zweite höhere Geschwindigkeitsschwelle überschritten wurde oder wenn eine Fahrtdauer ohne Standphasen oberhalb einer bestimmten Maximaldauer vorlag. In particular, the control unit is configured such that the prevention of Zustartens at a renewed startup can be reactivated only after re-recognition of the defined situation, if after exceeding the first speed threshold, the predetermined second higher speed threshold has been exceeded or if a driving time without stance phases above a certain maximum duration present.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die definierte Situation dadurch definiert, dass die Fahrzeug-Geschwindigkeit zumindest zweimal (vorzugsweise innerhalb einer bestimmten Zeit) eine festgesetzte obere Grenzgeschwindigkeit überschritten hat und/oder dass ein Signal zur Erkennung eines eingelegten Rückwärtsganges vorliegt.In a further advantageous embodiment of the invention, the defined situation is defined by the fact that the vehicle speed has exceeded a fixed upper limit speed at least twice (preferably within a certain time) and / or that a signal for detecting an engaged reverse gear is present.
Bevorzugt ist die definierte Situation dadurch definiert, dass die Fahrzeug-Geschwindigkeit zumindest zweimal eine festgesetzte obere Grenzgeschwindigkeit überschritten und jeweils danach eine festgesetzte untere Grenzgeschwindigkeit unterschritten hat.Preferably, the defined situation is defined by the fact that the vehicle speed has exceeded a fixed upper limit speed at least twice and has subsequently fallen below a fixed lower limit speed.
Besonders bevorzugt ist die definierte Situation dadurch definiert, dass die Fahrzeug-Geschwindigkeit zumindest zweimal sowohl eine festgesetzte obere Grenzgeschwindigkeit überschritten als auch jeweils danach eine festgesetzte untere Grenzgeschwindigkeit unterschritten hat und dass die Summe einer ersten Einzelzeit, die zwischen dem ersten Überschreiten und dem ersten Unterschreiten erfasst wird, und einer zweiten Einzelzeit, die zwischen dem zweiten Überschreiten und dem zweiten Unterschreiten erfasst wird, eine vorgegebene Gesamtzeit überschritten hat. Zusätzlich oder alternativ kann auch für die Einzelzeiten jeweils eine eigene Mindestzeit vorgebbar sein. Auch kann für die Dauer zwischen den Einzelzeiten eine Maximalzeit vorgebbar sein.Particularly preferably, the defined situation is defined by the fact that the vehicle speed has exceeded at least twice both a fixed upper limit speed and then has fallen below a fixed lower limit speed and that the sum of a first individual time, which detects between the first exceeding and the first falling below and a second single time detected between the second overrun and the second underrun has exceeded a predetermined total time. Additionally or alternatively, a separate minimum time can also be specified for the individual times. Also, a maximum time can be specified for the duration between the individual times.
Erfindungsgemäß wird auch eine elektronische Steuereinheit als Komponente des erfindungsgemäßen Steuersystems mit mindestens einem programmierten Funktionsmodul zur Durchführung des dem Steuersystem zugrundeliegenden Steuerverfahrens beansprucht.According to the invention, an electronic control unit is claimed as a component of the control system according to the invention with at least one programmed function module for carrying out the control method underlying the control system.
Ferner wird auch das Steuerverfahren selbst beansprucht. Dabei wird also im Wesentlichen ein definiertes Eingangssignal im Hinblick auf die Erkennung der definierten wiederholten Geschwindigkeitserhöhungs- und Geschwindigkeitsreduzierungs-Situation ausgewertet und ein geschwindigkeitsabhängiges Zustarten des Verbrennungsmotors bei einem Anfahrvorgang nach Erkennung der definierten Situation verhindert, bis die Erreichung oder Überschreitung einer vorgegebenen ersten Geschwindigkeitsschwelle oder bis nach Erkennung der definierten Situation eine Fahrtdauer ohne Standphasen oberhalb einer bestimmten Maximaldauer erkannt wurde.Furthermore, the tax procedure itself is claimed. In this case, essentially a defined input signal is evaluated with regard to the recognition of the defined repeated speed increase and speed reduction situation and prevents a speed-dependent activation of the internal combustion engine in a starting operation after detection of the defined situation, until the achievement or exceeding a predetermined first speed threshold or until After detection of the defined situation, a journey without stagnation phases above a certain maximum duration has been detected.
Durch das erfindungsgemäße Steuersystem bzw. das erfindungsgemäße Verfahren werden insbesondere folgende Vorteile erreicht:
- • Die Zustart- und Ablegehäufigkeit insbesondere im Rangier- und Stopp-and-Go-Betrieb wird reduziert.
- • Phasen mit nur kurz abgelegtem oder nur kurz zugestartetem Verbrennungsmotor werden vermieden.
- • Die Erfindung kann somit einen aktuellen spezifischen Modus überstimmen, der grundsätzlich ein häufiges Ablegen und Zustarten zur Folge haben kann, z.B. in einem ladungssollwertvorgebenden „Battery-Control“- oder „Charge Sustaining“-Betrieb bei den Fahrzeugen der Anmelderin.
- • The starting and stopping frequency, especially in shunting and stop-and-go operation, is reduced.
- • Phases with a combustion engine that has been switched off only a short time or only started for a short time are avoided.
- The invention can thus overrule a current specific mode, which in principle can result in frequent discarding and states, for example in a charge setpoint predetermining battery control or charge sustaining operation in the applicant's vehicles.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
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1 die wesentlichen erforderlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Steuersystems zur Durchführung des dem Steuersystem zugrundeliegenden Betriebsverfahrens und -
2 ein Beispiel für mögliche E-Fahrkennlinien zur Modusauswahl.
-
1 the essential components required of the control system according to the invention for carrying out the operating system underlying the control system, and -
2 an example of possible e-driving characteristics for mode selection.
Das Steuersystem umfasst gemäß
Erfindungsgemäß wird mittels des Funktionsmoduls
Vorzugsweise ist die Steuereinheit
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere in Form des Situationsauswertemoduls
- A= „Auto eDRIVE“: Normalbetrieb bei ausreichend geladenem Speicher
- B= „CS E-Fahren“ (CS=„Charge Sustaining“): urbanes Fahren in mittlerem Last- und Geschwindigkeitsbereich - hier mit erfindungsgemäßer Abwandlung B2 bei „S&G“
- C= „MSA“: Motor-Start-Stop-Automatik: Zustarten des Verbrennungsmotors bei sehr kleinen Geschwindigkeiten.
- A = "Auto eDRIVE": Normal operation when the memory is sufficiently charged
- B = "CS E-driving" (CS = "Charge Sustaining"): urban driving in medium load and speed range - here with inventive modification B2 at "S &G"
- C = "MSA": Engine start-stop automatic: states of the internal combustion engine at very low speeds.
Bei einer E-Fahrkennlinie ist auf der Ordinate die Lastanforderung an den Antriebsstrang bzw. die Fahrzeug-Beschleunigung a aufgetragen, auf der Abszisse ist die Fahrzeuggeschwindigkeit v aufgetragen. Unterhalb der momentan gültigen E-Fahrkennlinie 1, 2 oder 3 wird der Hybridantriebsstrang rein elektrisch, also im Nullemissionsmodus, betrieben, oberhalb davon im Emissionsmodus mit zugeschaltetem Verbrennungsmotor.In the case of an E-driving characteristic, the ordinate represents the load requirement for the drive train or the vehicle acceleration a, and the abscissa plots the vehicle speed v. Below the currently
Die Betriebsstrategie baut auf folgendem Stand der Technik auf: Wird die aktuell gültige E-Fahr-Geschwindigkeitsgrenze gemäß E-Fahrkennlinie durch die Ist-Geschwindigkeit v unterschritten, wird nach dem Stand der Technik der Verbrennungsmotor abgelegt. Wird die aktuell gültige E-Fahr-Geschwindigkeitsgrenze durch die Ist-Geschwindigkeit v überschritten, wird nach dem Stand der Technik der Verbrennungsmotors sofort zugestartet. Gleiches kann bei Überschreiten bzw. Unterschreiten geschwindigkeits- und ladungszustandsabhängig definierter Zustart- bzw. Ablegegrenzen durch den Lastwunsch seitens des Fahrers gelten.The operating strategy is based on the following state of the art: If the currently valid electric driving speed limit according to the E driving characteristic is undershot by the actual speed v, the internal combustion engine is stored according to the prior art. If the currently valid e-driving speed limit is exceeded by the actual speed v, the internal combustion engine is started immediately according to the state of the art. The same may apply to the load request on the part of the driver when exceeding or falling below the speed and charge state-dependent defined delivery or deposit limits.
Durch die Erfindung wird insbesondere ausgehend von einem spezifischen Modus, hier z.B. E-Fahrkennlinie C, ein dort grundsätzlich früher vorgesehenes Zuschalten des Verbrennungsmotors bei einem Anfahrvorgang nach Erkennung der definierten Situation S&G verhindert, bis die vorgegebene erste Geschwindigkeitsschwelle vs1 erreicht oder überschritten ist, hier indem auf die geänderte Kennlinie B2 übergegangen wird.As a result of the invention, in particular starting from a specific mode, here for example E-driving characteristic C, a connection of the internal combustion engine initially provided there is prevented during a starting operation after the defined situation S & G has been detected until the predetermined first speed threshold v s1 is reached or exceeded, here by going to the modified characteristic curve B2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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