DE102017208265A1 - Verfahren zur Rückwärtsfahrt - Google Patents

Verfahren zur Rückwärtsfahrt Download PDF

Info

Publication number
DE102017208265A1
DE102017208265A1 DE102017208265.8A DE102017208265A DE102017208265A1 DE 102017208265 A1 DE102017208265 A1 DE 102017208265A1 DE 102017208265 A DE102017208265 A DE 102017208265A DE 102017208265 A1 DE102017208265 A1 DE 102017208265A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
speed
eda
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017208265.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes GLÜCKLER
Christian Mittelberger
Kai Bornträger
Stefan Blattner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102017208265.8A priority Critical patent/DE102017208265A1/de
Publication of DE102017208265A1 publication Critical patent/DE102017208265A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18036—Reversing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA), umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor (1), eine elektrische Maschine (2), ein Getriebe (3), einen Planetenradsatz (4) mit den Elementen Sonnenrad (10), Hohlrad (9) und Steg (8) und ein Schaltelement (6), wobei zum elektrodynamischen Fahren ein Element des Planetenradsatzes (4) mit dem Verbrennungsmotor (1) verbunden wird, ein weiteres Element des Planetenradsatzes (4) von der elektrischen Maschine (2) angetrieben wird und über ein drittes Element des Planetenradsatzes (4) eine Eingangswelle des Getriebes (3) angetrieben wird, wobei das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) erhöht wird, um ein Rückwärtsfahren mit erhöhtem Drehmoment zu ermöglichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2010 063 311 A1 ist ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs bekannt, mit einem die Elemente Hohlrad, Sonnenrad und Steg aufweisenden Planetengetriebe, wobei ein erstes Element dieser Elemente des Planetengetriebes der festen Anbindung einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes dient, und wobei ein zweites Element dieser Elemente des Planetengetriebes der festen Anbindung einer elektrischen Maschine dient und mit einer Kupplung, über die zwei dieser drei Elemente des Planetengetriebes koppelbar sind, und mit einem Schaltelement, über welches ein drittes Element dieser Elemente des Planetengetriebes in einer ersten Schaltstellung des Schaltelements an einen Verbrennungsmotor und in einer zweiten Schaltstellung des Schaltelements gehäuseseitig bzw. statorseitig ankoppelbar ist. Die mit diese Antriebsstrang mögliche EDA-Funktion (elektrodynamische Anfahren) ermöglicht komfortables Anfahren in der Vorwärtsfahrt, da der Verbrennungsmotor mit seinem Drehmoment das entsprechend gewünschte Abstützmoment genau und gezielt aufbringen kann.
  • Bei Rückwärtsfahrt allerdings fehlt dem Verbrennungsmotor die Eigenschaft bremsend zu wirken, da nur sein Schubmoment das Abstützmoment stellen kann. Folglich ist die Rückwärtsfahrt zwar möglich, aber nur mit geringem Drehmoment. Dies ist abhängig vom maximalen verfügbaren Abstützmoment des Verbrennungsmotors.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Fahrbarkeit im EDA-Modus rückwärts zu fahren verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Beim erfindungsgemäße Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA), umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, ein Getriebe, einen Planetenradsatz mit den Elementen Sonnenrad, Hohlrad und Steg und ein Schaltelement, wird zum elektrodynamischen Fahren ein Element des Planetenradsatzes mit dem Verbrennungsmotor verbunden, ein weiteres Element des Planetenradsatzes wird von der elektrischen Maschine angetrieben und über ein drittes Element des Planetenradsatzes wird das Antriebssystem angetrieben. Das dritte Element des Planetengetriebes leitet damit den Leistungsfluss zum Getriebe und ist deshalb bevorzugt direkt mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes verbunden. Um ein Rückwärtsfahren mit erhöhtem Drehmoment zu ermöglichen, wird das Abstützmoment des Verbrennungsmotors erhöht. Dies kann erfindungsgemäß durch Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder durch die Nutzung vorhandener Aggregate wie Aktivierung einer Motorbremse und/oder einer Zusatzbremse und/oder eines Motornebenverbrauchers geschehen.
  • Zur konstanten Erhöhung des Abstützmoments an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors für Rückwärtsfahrten im EDA-Modus mit konstanter Geschwindigkeit wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf ein konstant höheres Drehzahlniveau erhöht. Die elektrische Maschine wird als variable Komponente eingesetzt, um die gewünschte Drehzahl einzustellen.
  • Generell gilt für den Betrieb im EDA-Modus am Planetensatz die Willis-Gleichung. Der Verbrennungsmotor dreht mit positiver Drehzahl. Die Höhe des Abtriebsmoments für Rückwärtsfahrt ist daher abhängig vom negativen Moment an der Kurbelwelle bzw. am Eingangselement des Planetenradsatzes, was mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Um das Schubmoment konstant zu erhöhen sind nachfolgende Möglichkeiten vorgesehen, welche entweder einzeln anwendbar sind, oder kombiniert werden können:
    • Gezielte Erhöhung der Motordrehzahl auf ein konstant höheres Drehzahlniveau und damit Erhöhung des Schleppmoments.
    • Aktivierung der Motorbremse zum Beispiel durch die Auspuffklappe oder Dekompressionsbremse.
    • Aktivierung von Zusatzbremsen wie beispielsweise eines Kurbelwellen-Retarders.
    • Aktivierung von Motornebenverbrauchern wie zum Beispiel Generatoren, Luftpressern.
  • Die elektrische Maschine dient dabei wie beschrieben als variable Komponente, um die gewünschte Drehzahl einzustellen und damit auch die gewünschte Geschwindigkeit. Dies ermöglicht bzw. verbessert die Rückwärtsfahrt im EDA-Modus auch bei erhöhter Drehmomentanforderung.
  • Die Erhöhung des Abstützmoments an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors für Rückwärtsfahrten im EDA-Modus kann auch nur temporär durchgeführt werden, um Drehmomentspitzen zu erzeugen, wobei durch Drehzahländerungen am Verbrennungsmotor dynamische Abtriebsdrehmomente erzeugt werden. Auch hier gillt generell am Planetensatz die Willis-Gleichung. Der Verbrennungsmotor dreht mit positiver Drehzahl. Die Höhe des Abtriebsmoments für Rückwärtsfahrt ist daher abhängig vom negativen Moment an der Kurbelwelle bzw. am Eingangselement des Planetenradsatzes, was mit der elektrischen Maschine verbunden ist. Im Gegensatz zur konstanten Erhöhung des Abstützmoments die temporäre Erhöhung des Abstützmoments auf eine kurzzeitige Erhöhung des Schubmoments ab, um die genannten Drehmomentspitzen zu erreichen. Hierfür werden durch gezielte Drehzahländerungen am Verbrennungsmotor dynamische Momente erzeugt, welche in bestimmten Fahrsituationen nützlich sind. Dies kann z.B. das Freischaukeln sein.
  • Im Beispiel Freischaukeln steht das Fahrzeug mit den Rädern in einer Mulde. Ein Verlassen dieser Mulde ist aufgrund durchdrehender Räder nicht ohne weiteres möglich. Durch mehrmaliges Hin- und Her-Fahren in schnellem Wechsel zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt gewinnt das Fahrzeug zunehmend an Schwung, welcher irgendwann ausreicht, um die Mulde zu verlassen. Dieses Aufschaukeln, wird Freischaukeln genannt.
  • Zum Freischaukeln werden folgende Verfahrensschritte wiederholend durchlaufen:
    • - Das Fahrzeug steht still in einer Mulde.
    • - Die Drehzahl des Verbrennungsmotors wird zum Anfahren in einem Vorwärtsbetrieb auf ein konstantes Niveau angehoben.
    • - Die elektrische Maschine dreht aufgrund der Willis-Gleichung im EDA-Betrieb rückwärts und erzeugt ein positives Drehmoment, wodurch sich das Fahrzeug vorwärts bewegt. Dies entspricht einer EDA-Anfahrt mit erhöhter Motordrehzahl.
    • - Kann das Fahrzeug nicht weiter beschleunigen, weil beispielsweise das Moment nicht mehr auf den Untergrund der Räder übertragen werden kann, wäre eine Schlupfgrenze der Vorwärtsfahrt erreicht und es wird die Rückwärtsfahrt eingeleitet. Es wird die EDA-Funktion für die Rückwärtsfahrt genutzt. Die elektrische Maschine beschleunigt dafür weiter ins Negative.
    • - Das Abtriebsdrehmoment wird verstärkt, indem zugelassen wird, dass sich die Drehzahle des Verbrennungsmotors erhöhen darf. Der Beschleunigung wirkt aufgrund der Massenträgheit ein dynamisches Trägheitsmoment entgegen, welches ein zusätzliches Abstützmoment erzeugt und somit mehr Moment für die Rückwärtsfahrt zur Verfügung stellt.
    • -Sobald die Schlupfgrenze der Rückwärtsfahrt erreicht ist, steht das Fahrzeug im Umkehrpunkt und der Steg des Planetengetriebes dreht nicht mehr. EDA geht wieder in den Vorwärtsbetrieb, um wieder Geschwindigkeit aufzubauen. Die abgesenkte Verbrennungsmotordrehzahl wird hierfür wieder auf das erhöhte Niveau gebracht.
  • Das Verfahren wird anhand der folgenden Figuren beispielhaft veranschaulicht.
    • 1: Beispielhafter Aufbau eines erfindungsgemäßen Antriebssystems
    • 2a - 2c: Veranschaulichung des Freischaukelns
    • 3: Drehzahl- und Drehmomentverlauf beim Freischaukeln mit dem Verfahren zur temporären Erhöhung des Abstützmoments an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors für Rückwärtsfahrten im EDA-Modus
  • 1 zeigt ein bekanntes Schema eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs mit EDA-Anordnung, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen könnte. Der Antriebsstrang der 1 zeigt einen Hybridantrieb bzw. ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor 1 und einer elektrischen Maschine 2, wobei zwischen den Hybridantrieb bzw. das Antriebsaggregat und einen nicht gezeigten Abtrieb ein Getriebe 3 geschaltet ist, welches vorzugsweise als automatisches bzw. automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt ist.
  • Zwischen das Antriebsaggregat bzw. den Hybridantrieb, der vom Verbrennungsmotor 1 und der elektrischen Maschine 2 bereitgestellt wird, und das Getriebe 3 ist eine Vorrichtung mit einem Planetengetriebe in Form eines Planetenradsatzes 4, einer Kupplung 5 und einem Schaltelement 6 zwischengeschaltet. 1 zeigt auch einen dem Verbrennungsmotor zugeordneten Torsionsdämpfer 7 zur Anbindung desselben an den Planetenradsatz 4.
  • Der Planetenradsatz 4 umfasst zumindest die Elemente Steg 8, Hohlrad 9 und Sonnenrad 10, wobei ein erstes Element dieser drei Elemente 8, 9 und 10 des Planetenradsatzes 4 der festen Anbindung einer Getriebeeingangswelle 11 des Getriebes 3 dient, und wobei ein zweites Element dieser drei Elemente 8, 9 und 10 des Planetenradsatzes 4 der festen Anbindung der elektrischen Maschine 2 dient. Im Ausführungsbeispiel der 1 handelt es sich beim ersten Element, welches der Anbindung der Getriebeeingangswelle 11 des Getriebes 3 dient, um den Steg 8 des Planetenradsatzes 4 und beim zweiten Element des Planetenradsatzes 4, welches der festen Anbindung der elektrischen Maschine 2 dient, um das Hohlrad 9 des Planetenradsatzes 4.
  • Über das Schaltelement 6 ist ein drittes Element der drei Elemente 8, 9 und 10 des Planetenradsatzes 4 in einer ersten Schaltstellung A des Schaltelements an den Verbrennungsmotor 1 des Hybridantriebs ankoppelbar, wohingegen in einer zweiten Schaltstellung B des Schaltelements 6 das dritte Element der drei Elemente 8, 9 und 10 des Planetenradsatzes 4 gehäuseseitig bzw. statorseitig ankoppelbar ist, wobei es sich in 1 bei diesem dritten Element des Planetenradsatzes 4 um das Sonnenrad 10 des Planetenradsatzes 4 handelt. Zum Betrieb im EDA-Modus, also zum elektrodynamischen Fahren, muss das Schaltelement 6 in die erste Schaltstellung A geschaltet werden.
  • Die Kupplung 5 ist zwischen zwei dieser drei Elemente 8, 9 und 10 des Planetenradsatzes 4 koppelbar, nämlich im Ausführungsbeispiel der 1 in der Schaltstellung A des Schaltelements 6 zwischen den Steg 8 und das Sonnenrad 10.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das Schaltelement 6 neben den beiden Schaltstellungen A und B eine weitere optionale Schaltstellung O, wobei in der Schaltstellung O des Schaltelements 6 das dritte Element des Planetenradsatzes 4, nämlich in 1 das Sonnenrad 10, sowohl vom Verbrennungsmotor 1 abgekoppelt ist als auch gehäuseseitig abgekoppelt ist, sodass das dritte Element des Planetenradsatzes 4, nämlich in 1 das Sonnenrad 10, frei drehen kann.
  • 2a bis 2c zeigen den generellen Ablauf eines Freischaukel-Verfahrens. Beispielhaft dargestellte Räder 13 eines Fahrzeugs befinden sich in einer Mulde 12. Um die Mulde 12 zu verlassen wird durch mehrmaliges Hin- und Her-fahren zunehmend an Schwung gewonnen, bis dieser irgendwann ausreicht, um die Mulde 12 zu verlassen. Zuerst wird das Fahrzeug vorwärts bewegt, was in 2a dargestellt ist. Der Pfeil zeigt jeweils die Bewegungsrichtung der Räder 13 an. Wenn das Fahrzeug nicht weiter beschleunigen kann, weil die Schlupfgrenze erreicht ist, also kein weiteres Moment mehr von den Rädern 13 auf den Untergrund übertragen werden kann, wird eine Rückwärtsfahrt eingeleitet, wie in 2b ersichtlich. Das Fahrzeug fährt Rückwärts bis auch hier nicht weiter beschleunigt werden kann. Dieser Wendepunkt mit anschließend notwendigem weiterem Fahrrichtungswechsel wird in 2c dargestellt.
  • 3 zeigt den Drehzahl- und Drehmomentverlauf beim Freischaukeln mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur temporären Erhöhung des Abstützmoments an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 1 für Rückwärtsfahrten im EDA-Modus. In der Ausgangssituation steht das Fahrzeug still in einer Mulde12. Das Drehmoment und die Drehzahl am Fahrzeug, welche dem Drehmoment T_Steg und der Drehzahl am Steg n_Steg entsprechen, sind Null. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors n_Eng, also die Drehzahl an der Sonne, wird auf ein konstantes Niveau erhöht. Die elektrische Maschine (2) dreht aufgrund der Willisgleichung im EDA-Betrieb rückwärts und erzeugt ein positives Moment T_EM am Hohlrad wobei sich das Fahrzeug ab diesem Zeitpunkt t1 vorwärts bewegt.
  • Kann das Fahrzeug nicht weiter beschleunigt werden, so wird die EDA-Funktion für die Rückwärtsfahrt genutzt. Die elektrische Maschine (2) beschleunigt dafür weiter ins Negative. (siehe Zeitpunkt 2 t2 ) Das Abtriebsdrehmoment T_Steg wird verstärkt, indem zugelassen wird, dass sich die Drehzahl des Verbrennungsmotors n_Eng erhöhen darf. Der Beschleunigung wirkt ein dynamisches Trägheitsmoment entgegen, welches ein zusätzliches Abstützmoment erzeugt und somit mehr Moment für die Rückwärtsfahrt zur Verfügung stellt.
  • Das Fahrzeug fährt rückwärts bis auch hier nicht weiter beschleunigt werden kann. Im Umkehrpunkt t3 steht das Fahrzeug (n_Steg=0) und EDA geht wieder in den Vorwärtsbetrieb, um wieder Geschwindigkeit aufzubauen. Die Verbrennungsmotordrehzahl n_Eng wird hierfür wieder auf das erhöhte Niveau gebracht. Das Verfahren wird solange wiederholt, bis genug Schwung gewonnen wurde, um die Mulde 12 zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    elektrische Maschine
    3
    Getriebe
    4
    Planetenradsatz
    5
    Kupplung
    6
    Schaltelement
    7
    Torsionsdämpfer
    8
    erstes Element des Planetengetriebes, Steg
    9
    zweites Element des Planetengetriebes, Hohlrad
    10
    drittes Element des Planetengetriebes, Sonne
    11
    Getriebeeingangswelle
    12
    Mulde
    13
    Räder
    M
    Drehmoment
    n
    Drehzahl
    n_EM
    Drehzahl elektrische Maschine
    n_Steg
    Drehzahl Steg
    n_Eng
    Drehzahl Verbrennungsmotor
    T_EM
    Drehmoment elektrische Maschine
    T_Steg
    Drehmoment Steg
    T_Eng
    Drehmoment Verbrennungsmotor
    t1
    Zeitpunkt 1
    t2
    Zeitpunkt 2
    t3
    Zeitpunkt 3
    t4
    Zeitpunkt 4
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010063311 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA), umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor (1), eine elektrische Maschine (2), ein Getriebe (3), einen Planetenradsatz (4) mit den Elementen Sonnenrad (10), Hohlrad (9) und Steg (8) und ein Schaltelement (6), wobei zum elektrodynamischen Fahren ein Element des Planetenradsatzes (4) mit dem Verbrennungsmotor (1) verbunden wird, ein weiteres Element des Planetenradsatzes (4)von der elektrischen Maschine (2) angetrieben wird und über ein drittes Element des Planetenradsatzes (4) eine Eingangswelle des Getriebes (3) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) erhöht wird, um ein Rückwärtsfahren mit erhöhtem Drehmoment zu ermöglichen.
  2. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mit einer positiven Drehzahl dreht und, um das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) zu erhöhen, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) erhöht wird.
  3. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mit einer positiven Drehzahl dreht und, um das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) zu erhöhen, eine Motorbremse aktiviert wird.
  4. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mit einer positiven Drehzahl dreht und, um das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) zu erhöhen, eine Zusatzbremse aktiviert wird.
  5. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) mit einer positiven Drehzahl dreht und, um das Abstützmoment des Verbrennungsmotors (1) zu erhöhen, ein Motornebenverbraucher aktiviert wird.
  6. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) auf ein konstant höheres Drehzahlniveau erhöht wird.
  7. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (2) als variable Komponente eingesetzt wird, um die gewünschte Drehzahl einzustellen.
  8. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Abstützmoments temporär durchgeführt wird, um Drehmomentspitzen zu erzeugen, wobei durch Drehzahländerungen am Verbrennungsmotor (1) dynamische Abtriebsdrehmomente erzeugt werden.
  9. Verfahren zur Rückwärtsfahrt in einem Antriebssystem mit elektrodynamischem Anfahrelement (EDA) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Freischaukeln folgende Verfahrensschritte wiederholend durchlaufen werden: - die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) wird zum Anfahren in einem Vorwärtsbetrieb auf ein konstantes Niveau angehoben und die elektrische Maschine (2) erzeugt ein positives Drehmoment, wobei sie rückwärts dreht, - sobald eine Schlupfgrenze der Vorwärtsfahrt erreicht ist, wird die Rückwärtsfahrt eingeleitet, indem die elektrische Maschine (2) weiter ins Negative beschleunigt, wobei ein Abtriebsdrehmoment verstärkt wird, indem zugelassen wird, dass sich die Drehzahlen des Verbrennungsmotors (2) erhöhen darf, -sobald eine Schlupfgrenze der Rückwärtsfahrt erreicht ist, steht das Fahrzeug und der Steg (8) des Planetengetriebes (4) dreht nicht mehr, wonach durch Erhöhen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) das Antriebssystem wieder in den Vorwärtsbetrieb gebracht wird.
DE102017208265.8A 2017-05-17 2017-05-17 Verfahren zur Rückwärtsfahrt Pending DE102017208265A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208265.8A DE102017208265A1 (de) 2017-05-17 2017-05-17 Verfahren zur Rückwärtsfahrt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208265.8A DE102017208265A1 (de) 2017-05-17 2017-05-17 Verfahren zur Rückwärtsfahrt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017208265A1 true DE102017208265A1 (de) 2018-11-22

Family

ID=64278478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017208265.8A Pending DE102017208265A1 (de) 2017-05-17 2017-05-17 Verfahren zur Rückwärtsfahrt

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017208265A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040153A1 (de) * 2005-08-25 2007-03-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches Antriebssystem und Betriebsverfahren hierfür
DE102008036048A1 (de) * 2008-08-01 2010-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung von Fahrzeugkomponenten zum automatischen Freischaukeln eines Kraftfahrzeugs
DE112009004501T5 (de) * 2009-03-10 2012-06-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motorsteuersystem
DE102010063311A1 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040153A1 (de) * 2005-08-25 2007-03-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches Antriebssystem und Betriebsverfahren hierfür
DE102008036048A1 (de) * 2008-08-01 2010-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Ansteuerung von Fahrzeugkomponenten zum automatischen Freischaukeln eines Kraftfahrzeugs
DE112009004501T5 (de) * 2009-03-10 2012-06-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motorsteuersystem
DE102010063311A1 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT513352B1 (de) Antriebsstrang für ein Fahrzeug
EP2328789B1 (de) Verfahren zum antreiben eines hybridfahrzeugs bei einem lastwechsel
DE112014005375B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Antriebssystems eines Fahrzeugs, Antriebssystem, Computerprogrammprodukt und Fahrzeug
DE102012219947A1 (de) Weit-Knoten-Antriebssystem
DE102007038585A1 (de) Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb bei einem parallelen Hybridfahrzeug
DE102009002176A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges
DE102010063311A1 (de) Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102009036992A1 (de) Antrieb für ein Fahrzeug und Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs
DE102014107955A1 (de) Verfahren zum Steuern des Antreibens eines Hybridfahrzeuges
DE102019114369A1 (de) Elektrische antriebseinheit
DE102011006087A1 (de) Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Antriebs-/Rekuperationshydraulik
DE102007004458A1 (de) Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang
DE102017202322A1 (de) Verfahren zur Umsetzung einer fahrerseitigen Verzögerungsanforderung in eine Fahrzeugverzögerung beim Betrieb eines Elektrofahrzeugs sowie Elektrofahrzeug zur Durchführung des Verfahrens
DE102014214614A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit Startvorrichtung
DE102019220191A1 (de) Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang mit hybridisiertem Doppelkupplungsgetriebe
DE102008044035B4 (de) Allrad-Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des Hybridantriebsstrangs
DE102017208265A1 (de) Verfahren zur Rückwärtsfahrt
DE102011087122A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Antriebsstrangs in einem Elektrofahrzeug
DE102018215454A1 (de) Hydraulisches Betätigungssystem eines Getriebes mit einer Flügelzellenpumpe
DE102019119655A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Kopplung eines Motors zumindest mit einem Antriebsstrang
DE102020001348A1 (de) Verfahren zum Steuern der Bremsung eines Fahrzeuges
DE102019102981A1 (de) Hybridgetriebe mit Variator
DE102018219610A1 (de) Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs
DE102022003151B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems
DE102017126231A1 (de) Verfahren zur Ansteuerung einer Hybridtrennkupplung in einem Hybridfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication