DE102017217832A1 - Starting procedure in a hybrid vehicle - Google Patents

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Jens Kastens
Tobias Zöllner
Tibor Meszaros
Frank Deprez
Thomas Holzleitner
Thomas Lemp
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Abstract

Ein Antriebsstrang (102) für ein Hybridfahrzeug (100) umfasst einen Verbrennungsmotor (105) und eine mittels einer Trennkupplung (115) angebundene elektrische Maschine (125). Zum Starten des Verbrennungsmotors (105) wird der Verbrennungsmotor (105) durch die elektrische Maschine (125) angeschleppt. Dabei wird nach zumindest teilweisem Schließen der Trennkupplung (115) eine mit dem Verbrennungsmotor (105) verbundene Kurbelwelle (110) beschleunigt. Zur Energie- und Leistungseinsparung wird die Beschleunigung der Kurbelwelle (110) mit einem von einer Steuereinrichtung (165) vorbestimmten, minimalen Drehmoment bewirkt, und der Kurbelwelle (110) wird eine minimale Drehzahl erteilt, welche entsprechend dem Minimum einer Mindestdrehzahl zum Zünden des Verbrennungsmotors (105) und einer für eine Öl-Druckversorgung der Trennkupplung (115) ausreichende Mindestdrehzahl vorbestimmt wird.

Figure DE102017217832A1_0000
A drive train (102) for a hybrid vehicle (100) comprises an internal combustion engine (105) and an electric machine (125) connected by means of a separating clutch (115). To start the internal combustion engine (105), the internal combustion engine (105) is towed by the electric machine (125). In this case, after at least partial closing of the separating clutch (115), a crankshaft (110) connected to the internal combustion engine (105) is accelerated. For energy and power saving, the acceleration of the crankshaft (110) is effected with a minimum torque predetermined by a control device (165), and the crankshaft (110) is given a minimum speed corresponding to the minimum of a minimum speed for igniting the internal combustion engine ( 105) and one for an oil pressure supply of the separating clutch (115) sufficient minimum speed is predetermined.
Figure DE102017217832A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang angeordneten Verbrennungsmotors durch eine elektrische Maschine, welche innerhalb des Antriebsstrangs über eine Trennkupplung mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Mit Schließen der Trennkupplung wird der Verbrennungsmotor von der elektrischen Maschine angeschleppt. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug mit elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor in einem gemeinsamen Antriebsstrang, das bevorzugt dazu ausgebildet und eingerichtet ist, dass hierin beschriebene Verfahren ganz oder in Teilen auszuführen.The present invention relates to a method for starting an internal combustion engine arranged in a hybrid vehicle drive train by an electric machine, which is coupled to the internal combustion engine within the drive train via a separating clutch. When the disconnect clutch is closed, the combustion engine is towed by the electric machine. Furthermore, the invention relates to a hybrid vehicle with electric machine and internal combustion engine in a common drive train, which is preferably designed and configured to carry out the method described herein in whole or in part.

Stand der TechnikState of the art

Ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs mit Elektromotor und Kraftmaschine, insbesondere Verbrennungsmotor, ist in DE 10 2015 207 009 A1 beschrieben. Darin ist offenbart, dass das von einem Elektromotor bereitgestellte Drehmoment während eines Starts der Kraftmaschine zu deren Anschleppen an eine Kurbelwelle angelegt wird. Das für einen Kraftmaschinenstart erforderliche Drehmoment soll dabei in zwei getrennte Drehmoment-Anforderungen aufgeteilt werden - einmal zum Drehen der Kraftmaschine über ein erstes Verdichtungsmoment und ein zum weiteren Anschleppen der Kraftmaschine im Anschluss daran erforderliches Anschleppmoment.A method for controlling a hybrid vehicle drive train with electric motor and engine, in particular internal combustion engine is in DE 10 2015 207 009 A1 described. Therein it is disclosed that the torque provided by an electric motor is applied to a crankshaft during a start of the engine for its towing. The torque required for an engine start is thereby to be divided into two separate torque requirements - one for turning the engine over a first compression moment and one for further towing the engine subsequently required towing torque.

In US 9 102 327 B2 sind zwei Startmodi für die Kraftmaschine eines Hybridelektrofahrzeugs beschrieben. Zum Start wird zunächst eine Kupplung eingerückt, und dann die Kraftmaschine mit der Antriebskraft des Elektromotors angefahren. In einem ersten Startmodus wird die Kraftmaschine aus der Ruhestellung auf eine Beschleunigungsanforderung des Fahrers hin gestartet. Im zweiten Startmodus wird die Kraftmaschine aus der Ruhestellung ohne Fahrer-Anforderung gestartet, wobei das von der Kupplung übertragene Drehmoment während des angefahren der Kraftmaschine kleiner gehalten wird als beim ersten Startmodus.In US 9 102 327 B2 two start modes for the engine of a hybrid electric vehicle are described. To start, first a clutch is engaged, and then the engine is started up with the driving force of the electric motor. In a first starting mode, the engine is started from the rest position to an acceleration request of the driver. In the second start mode, the engine is started from the rest position without a driver request, wherein the torque transmitted by the clutch is kept smaller during the approach of the engine than in the first start mode.

Bei einem Start des Verbrennungsmotors mit der elektrischen Maschine, bei dem durch Schließen der Trennkupplung der Verbrennungsmotor angeschleppt wird, kann es bei Kälte oder leerer Batterie entscheidend sein, dass dieser Start mit möglichst geringem Energieverbrauch bzw. möglichst geringer Leistung durchgeführt wird.At a start of the internal combustion engine with the electric machine in which the combustion engine is towed by closing the clutch, it can be crucial in cold or empty battery that this start is performed with the lowest possible energy consumption or the lowest possible power.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zum Starten des Verbrennungsmotors bzw. der Kraftmaschine in einem Antriebsstrang eines Hybridelektrofahrzeugs zu entwickeln. Die Aufgabe wird gelöst mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.An object underlying the present invention is to develop an improved technique for starting the engine in a powertrain of a hybrid electric vehicle. The object is achieved by means of the subject matters of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments of the invention again.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung basiert auf einer technischen Anwendung der physikalischen Gesetzmäßigkeit, dass sich die mechanische Leistung aus der Multiplikation des benötigten Drehmoments mit der Drehzahl ergibt. Erfindungsgemäß werden diese beiden Größen minimiert.The invention is based on a technical application of the physical law that the mechanical power results from the multiplication of the required torque with the rotational speed. According to the invention, these two quantities are minimized.

Das minimale Drehmoment, was zum Beschleunigen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors VM benötigt wird, wird einer den Funktionskomponenten des Antriebsstrang zugeordneten Funktionssteuerung von einem Motorsteuergerät mitgeteilt oder ist in einer Einrichtung in Form von beispielsweise temperaturabhängigen Kennfeldern oder über die Temperatur verlaufenden Kennlinien hinterlegt. Die minimale Drehzahl bestimmt sich aus dem Minimum einer Mindestdrehzahl, welche der Verbrennungsmotor VM benötigt, um zu zünden (gegebenenfalls eine in der Steuerungseinheit abgespeicherte Kennlinie über die Temperatur), und der Mindestdrehzahl, die für die Öldruckversorgung der Trennkupplung K0 für das zu übertragende Drehmoment erforderlich ist (temperaturabhängig).The minimum torque required for accelerating the crankshaft of the internal combustion engine VM is communicated to a functional control associated with the functional components of the drive train by an engine control unit or is stored in a device in the form of, for example, temperature-dependent characteristic maps or temperature-dependent characteristic curves. The minimum speed is determined by the minimum of a minimum speed required by the engine VM to ignite (possibly a temperature versus temperature characteristic stored in the control unit) and the minimum speed required for the oil pressure supply to the disconnect clutch K0 is required for the torque to be transmitted (temperature-dependent).

In einer beispielhaften Ausführung wird die elektrische Maschine auf die bestimmte Mindestdrehzahl geregelt, und anschließend die Trennkupplung K0 schnell oder sprungartig auf einen Drehmoment-Wert knapp unterhalb des bestimmten Drehmoments angesteuert. Dann wird das Drehmoment der Trennkupplung K0 zügig oder stetig, aber nicht sprunghaft weiter angehoben.In an exemplary embodiment, the electric machine is controlled to the certain minimum speed, and then the disconnect clutch K0 accelerated or jumped to a torque value just below the specific torque. Then the torque of the disconnect clutch K0 brisk or steady, but not jumped further.

In weiterer optionaler Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Funktionssteuerung zur Kontrolle oder Überwachung dahingehend eingesetzt, ob der Verbrennungsmotor sich zu drehen beginnt und anschließend selbstständig läuft. Solchenfalls wird die Trennkupplung zum Reduzieren des Drehmoments angesteuert.In a further optional embodiment of the method according to the invention, a function control is used to check or monitor whether the internal combustion engine starts to rotate and then runs independently. In such a case, the separating clutch is driven to reduce the torque.

Nach einer anderen optionalen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann für den Fall, dass die Drehzahl nicht ausreicht, um das Startmoment mit der Trennkupplung K0 zu übertragen, die Drehzahl der elektrischen Maschine weiter angehoben werden, um die Ölversorgung zu verbessern.According to another optional embodiment of the method according to the invention, in the event that the rotational speed is insufficient, the starting torque with the separating clutch K0 To transmit, the speed of the electric machine can be further raised to improve the oil supply.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Hybridfahrzeug, bei dem der Antriebsstrang zur zumindest teilweisen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die dazu eingesetzte Steuerungseinrichtung ist bevorzugt eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung und dazu eingerichtet, das hierin beschriebene Verfahren ganz oder in Teilen auszuführen. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller aufweisen, und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Merkmale oder Vorzüge des Verfahrens können auf die Steuerungseinrichtung und den zugeordneten Antriebsstrang bezogen werden und umgekehrt.In the context of the invention is also a hybrid vehicle, in which the drive train is designed for at least partially carrying out the method according to the invention. The control device used for this purpose is preferably an electronic data processing device and thereto arranged to carry out the method described herein in whole or in part. In particular, the controller may comprise a programmable microcomputer or microcontroller, and the method may be in the form of a computer program product with program code means. Features or benefits of the method may be related to the controller and the associated powertrain, and vice versa.

In besonderer optionaler Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Steuerungseinrichtung einen Motorsteuerteil (z.B. übliches Motorsteuergerät) und einen Funktionssteuerteil, wobei der Funktionssteuerteil eingangsseitig mit einem Ausgang des Motorsteuerteils zum Empfang eines Werts oder Datums für das minimale Drehmoment verbunden ist.In a particular optional embodiment of the invention, the control means comprises a motor control part (e.g., conventional engine control unit) and a function control part, the function control part being connected on the input side to an output of the motor control part for receiving a value or datum for the minimum torque.

Zweckmäßig und effizient ist der Gebrauch von bei Motorsteuerung üblichen Kennfeldern oder Kennlinien zur Ableitung motorspezifischer Werte für das jeweilige minimale Drehmoment und/oder für die jeweilige Mindestdrehzahl zum Zünden des Verbrennungsmotors oder zur ausreichenden Öl-Druckversorgung der Trennkupplung. Dazu ist gemäß einer optionalen Erfindungsausbildung die Steuereinrichtung mit einem Speichermedium und einer oder mehreren Ausgabeschnittstellen zur Ausgabe von aus den genannten Kennfeldern oder Kennlinien abgeleiteten Werten zu versehen. In weiterer Ausgestaltung dieses Gedankens kann der vorgenannte Funktionssteuerteil der Ausgabeschnittstelle zum Erhalt eines Signals, Werts oder Datums für das minimale Drehmoment verbunden sein.Expedient and efficient is the use of customary in engine control maps or curves for deriving engine-specific values for the respective minimum torque and / or for the respective minimum speed for igniting the engine or sufficient oil pressure supply to the clutch. For this purpose, according to an optional invention training, the control device is to be provided with a storage medium and one or more output interfaces for the output of values derived from the characteristic maps or characteristic curves mentioned. In a further refinement of this concept, the abovementioned function control part of the output interface can be connected to obtain a signal, value or datum for the minimum torque.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren anhand einer beispielhaften Ausführungsform genauer beschrieben, in denen:

  • 1 schematisch einen Antriebsstrang eines Hybridelektrofahrzeugs in Funktionsblöcken;
  • 2 zeitliche Verläufe von Moment, Drehzahl und Druck in einem Antriebsstrang; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Antriebsstrangs
darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures by means of an exemplary embodiment, in which:
  • 1 schematically a drive train of a hybrid electric vehicle in function blocks;
  • 2 temporal courses of torque, speed and pressure in a drive train; and
  • 3 a flowchart of a method for controlling a powertrain
represents.

1 gibt einen Überblick über die wesentlichen Komponenten und Funktionen beim Antrieb eines typischen Hybridfahrzeugs 100, insbesondere eines Hybridelektrofahrzeugs. Dieses weist einen hybriden Antriebsstrang 102 auf, der im wesentlichen durch einen Verbrennungsmotor 105 (VM), eine mit dessen Kurbelwelle 110 verbundene Trennkupplung 115 (K0) und eine über eine Trennkupplungs-Ausgangswelle 120 verbundene, elektrische Maschine 125 (EM) ausgemacht wird. Die elektrische Maschine 125 wird bevorzugt mit einem Gleich-/Wechselrichter 130 (GWR) betrieben, der auf seiner der elektrischen Maschine 125 abgewandten Seite für bidirektionalen Energiefluss mit dem Anschluss einer Batterie 135 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 140 der elektrischen Maschine 125 ist über eine Ausgangskupplung 145 und ein nachgeordnetes Ausgangsgetriebe 150 mit einem Differenzial 155 für Straßenräder 160 gekoppelt. Die Ausgangskupplung 145 kann baulich in das Ausgangsgetriebe 150 integriert sein. 1 gives an overview of the essential components and functions in the drive of a typical hybrid vehicle 100 , in particular a hybrid electric vehicle. This has a hybrid powertrain 102 essentially, by an internal combustion engine 105 (VM), one with its crankshaft 110 connected separating clutch 115 (K0) and one via a disconnect clutch output shaft 120 connected, electric machine 125 (EM) is made out. The electric machine 125 is preferred with a DC / inverter 130 (GWR) operated on his the electric machine 125 opposite side for bidirectional energy flow with the connection of a battery 135 connected is. An output shaft 140 the electric machine 125 is via an output clutch 145 and a downstream output gear 150 with a differential 155 for road bikes 160 coupled. The output clutch 145 can structurally in the output gearbox 150 be integrated.

Die Funktionen dieser Anordnung können von einer Steuereinheit 165 (CU) angestoßen und kontrolliert werden, welche zweckmäßigerweise elektronisch beispielsweise mit Mikrocomputer oder Mikrocontroller realisiert sein kann. Die Steuereinheit (CU) 165 empfängt zur Verarbeitung Eingangssignale und/oder Eingangsdaten insbesondere von Drehzahlsensoren 170 bzw. 175 für den Verbrennungsmotor (VM) 105 bzw. die elektrische Maschine (EM) 125 und steuert die Trennkupplung (K0) 115 beispielsweise über eine (nicht gezeichnete) Hydraulikpumpe und die elektrische Maschine (EM) 125 mittelbar über den Gleich-/Wechselrichter (GWR) 130 an.The functions of this arrangement can be performed by a control unit 165 (CU) are triggered and controlled, which can be conveniently implemented electronically, for example, with microcomputer or microcontroller. The control unit (CU) 165 receives for processing input signals and / or input data, in particular from rotational speed sensors 170 respectively. 175 for the internal combustion engine (VM) 105 or the electric machine (EM) 125 and controls the separating clutch ( K0 ) 115 For example, via a (not shown) hydraulic pump and the electric machine (EM) 125 indirectly via the DC / inverter (GWR) 130 at.

2 enthält drei übereinander dargestellte Zeitdiagramme für Druck, Drehzahl und Drehmoment, jeweils aufgetragen über die Zeit als Abszisse. Vertikal die Abszissen durchkreuzende, punktierte Linien markieren Zeitpunkte t0, t1, t2, t3, t4 und t5. Die dargestellten Diagramme zeigen typische Verläufe von Parametern an einem beispielhaften Antriebsstrang 102 in einer Ausführungsform. 2 contains three superimposed time charts for pressure, speed and torque, each plotted over time as the abscissa. Vertically crossing the abscissa, dotted lines mark points in time t0 . t1 . t2 . t3 . t4 and t5 , The diagrams shown show typical characteristics of parameters on an exemplary powertrain 102 in one embodiment.

Im untersten Zeitdiagramm 205 ist über die Zeit der Fluid-Betriebsdruck p_K0 der Trennkupplung 115 K0 aufgetragen, der bis zum Start-Zeitpunkt t0, wo der Verbrennungsmotor-Startvorgang beginnt, null beträgt, d.h., die Trennkupplung 115 K0 ist offen. Beim Startbeginn t0 wird sprungartig der Betriebsdruck p_K0 erhöht und dann im weiteren Verlauf zunächst stufenartig abgesenkt. Etwa ab dem Zeitpunkt t5, bei welchem die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors 105 ihren Sollwert n_soll_VM erreicht hat, ist der Betriebsdruck p_K0 wieder angestiegen auf einen stationären Wert nahe dem anfänglichen Betriebsdruck im Zeitpunkt t0. Dabei ist die Trennkupplung 115 geschlossen oder schlupfgeregelt.In the lowest time chart 205 is over time the fluid operating pressure p_K0 the disconnect clutch 115 K0 applied, which is zero until the start time t0, where the engine starting process begins, ie, the disconnect clutch 115 K0 is open. At the start of the start t0, the operating pressure p_K0 is suddenly increased and then gradually lowered in the further course. From about the time t5, at which the speed n_VM of the internal combustion engine 105 has reached its setpoint n_soll_VM, the operating pressure p_K0 has risen again to a steady state value near the initial operating pressure at time t0. Here is the disconnect clutch 115 closed or slip-regulated.

Ferner wird im Start-Zeitpunkt t0 die elektrische Maschine 125 auf ihre Minimaldrehzahl n_min_EM angesteuert, wie im mittleren Zeitdiagramm 210 dargestellt ist. Diese ist so bemessen, dass die elektrische Maschine 125 das Getriebe und insbesondere die Trennkupplung 105 mit ausreichendem Öldruck versorgen kann. Durch die Mindestdrehzahl n_min_EM der elektrischen Maschine 125 entsteht, wie im oberen Zeitdiagramm 215 für das Drehmoment dargestellt ist, ein Moment m_EM der elektrischen Maschine 125. Im weiteren Verlauf gemäß oberen Moment-Zeitdiagramm 215 verlaufen das Kupplungs-Moment m_K0 der Trennkupplung 115 und das Moment m_EM der elektrischen Maschine 125 ab einem Zeitpunkt im Zeitintervall t0 - t1 bis zu einem Zeitpunkt im Zeitintervall t3 - t4 weitgehend deckungsgleich.Further, at the start time t0, the electric machine becomes 125 to their minimum speed n_min_EM driven, as in the middle timing diagram 210 is shown. This is sized to the electric machine 125 the transmission and in particular the separating clutch 105 can supply with sufficient oil pressure. Due to the minimum speed n_min_EM of the electrical machine 125 arises, as in the upper time diagram 215 for the torque is shown a Moment m_EM of the electric machine 125 , In the further course according to the upper moment-time diagram 215 the clutch torque m_K0 of the disconnect clutch run 115 and the moment m_EM of the electric machine 125 from a time in the time interval t0 - t1 to a time in the time interval t3 - t4 largely congruent.

Im Zeitintervall t1 - t2 wird gemäß mittlerem Zeitdiagramm 210 durch den Eingriff der elektrischen Maschine 125 in die Kurbelwelle 110 der Verbrennungsmotor 105 angefahren, wie durch einen Anstieg seiner Drehzahl n_VM im mittleren Zeitdiagramm im Zeitintervall t1 - t2 erkennbar ist. Dies bedeutet, dass für den Verbrennungsmotor nun im Zeitintervall t1 - t2 der Startvorgang beginnt. Im nachfolgenden Zeitintervall t2 - t3 setzt sich der Anstieg deckungsgleich mit der Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine 125 fort, bis im ferner nachfolgenden Zeitintervall t3 - t4 die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors 105 ihren Sollwert n_soll_VM erreicht hat. Für den Zeitabschnitt vom Startzeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t4, wo der Verbrennungsmotor inzwischen seine Soll-Drehzahl n_soll_VM erreicht hat, findet eine Drehzahlregelung für die elektrische Maschine 125 und den Verbrennungsmotor 105 statt. Des Weiteren kann im Zeitabschnitt von t2 bis t5 eine Filterung des dem Fahrerwunsch entsprechenden Drehmoments stattfinden, beispielsweise wenn Motoreingriffe, Momentenänderungen oder -reduktionen und dergleichen anstehen.In the time interval t1 - t2, according to the mean time diagram 210 through the intervention of the electric machine 125 in the crankshaft 110 the internal combustion engine 105 approached, as can be seen by an increase in its speed n_VM in the mean time diagram in the time interval t1 - t2. This means that now for the internal combustion engine in the time interval t1 - t2 the starting process begins. In the subsequent time interval t2 - t3, the increase is congruent with the speed n_EM of the electric machine 125 until, in the further following time interval t3 - t4, the rotational speed n_VM of the internal combustion engine 105 has reached its setpoint n_soll_VM. For the period from the start time t0 to the time t4, where the engine has now reached its target speed n_soll_VM, finds a speed control for the electric machine 125 and the internal combustion engine 105 instead of. Furthermore, in the time interval from t2 to t5, a filtering of the torque corresponding to the driver's request may take place, for example when engine interventions, torque changes or reductions and the like are pending.

Gemäß obersten Zeitdiagramm wird vor dem Startzeitpunkt t0 bei der elektrischen Maschine 125 ein Reserve-Drehmoment EM_R als Reserve für den Start vorgehalten. Das von der elektrischen Maschine 125 maximal aufbringbare Drehmoment ist mit der Benennung EM_G zur Anschaulichkeit in das oberste Zeitdiagramm 215 eingezeichnet. Am Ende des Zeitintervalls t1 - t2 erreichen die Drehmomentwerte m_EM der elektrischen Maschine 125 und m_K0 der Trennkupplung 115 erste Maximalwerte, wobei sich der Wert des Moments m_K0 der Trennkupplung 115 knapp unterhalb des bestimmten Drehmoments befinden kann. Mit dem vertikalen Pfeil zwischen dem negativen Drehmoment-Wert m_VM und einer darüber befindlichen, gestrichelten, waagerechten Linie, die im Zeitintervall t1 - t2 im positiven Drehmoment-Wertebereich waagrecht bzw. konstant verläuft, werden das Anschleppen und die Aktivierung des Verbrennungsmotors 105 veranschaulicht. Zu Beginn des nachfolgenden Zeitintervalls t2 - t3 fallen gemäß oberstem Zeitdiagramm 215 diese Moment-Werte sprungartig ab, während das Drehmoment m_VM des Verbrennungsmotors 105 sprungartig ansteigt. Gleichzeitig nehmen, wie im mittleren Drehzahl-Zeitdiagramm 210 dargestellt, die Drehzahlen n_EM der elektrischen Maschine 125 und n_VM des Verbrennungsmotors 105 rampenartig bis zum nachfolgenden Zeitintervall t3 - t4 zu. In diesem Zeitintervall t3 - t4 werden dann die Leerlauf-Drehzahlen n_L der elektrischen Maschine 125 und des Verbrennungsmotors 105 erreicht. Durch den Verbrennungsmotor 105 kann dann eine Übernahme der Last vom elektrischen Motor 125 stattfinden, wie für das Zeitintervall t5 - t6 durch den Anstieg des Drehmoments m_Vm verdeutlicht ist. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine 125 mit ihrem nun negativen Moment m_EM in einen generatorischen Betrieb übergehen.According to top timing chart is before the start time t0 in the electric machine 125 a reserve torque EM_R held in reserve for the start. That of the electric machine 125 maximum applicable torque is with the designation EM_G for clarity in the top timing diagram 215 located. At the end of the time interval t1-t2, the torque values m_EM of the electrical machine reach 125 and m_K0 of the disconnect clutch 115 first maximum values, wherein the value of the torque m_K0 of the separating clutch 115 may be just below the specified torque. With the vertical arrow between the negative torque value m_VM and a dashed horizontal line above it, which is horizontal or constant in the time interval t1-t2 in the positive torque value range, the towing and the activation of the internal combustion engine 105 illustrated. At the beginning of the subsequent time interval t2-t3 fall according to the top timing diagram 215 these torque values abruptly, while the torque m_VM of the internal combustion engine 105 soaring. At the same time take, as in the middle speed-time diagram 210 represented, the rotational speeds n_EM of the electric machine 125 and n_VM of the internal combustion engine 105 ramp up until the subsequent time interval t3 - t4. In this time interval t3 - t4 then the idle speeds n_L of the electric machine 125 and the internal combustion engine 105 reached. By the internal combustion engine 105 can then take over the load from the electric motor 125 take place, as is illustrated for the time interval t5 - t6 by the increase of the torque m_Vm. At the same time, the electric machine 125 with their now negative moment m_EM switch to a generator operation.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Startverfahrens 300, insbesondere für einen Antriebsstrang 102 eines Hybridfahrzeugs 100 der Art von 1. Gemäß 3 wird zu Beginn des Verfahrens 300 eine Abfrage 305 daraufhin durchgeführt, ob ein Start des Verbrennungsmotors 105 VM angefordert wird. Wenn ja, wird im nächsten Schritt 310 die elektrische Maschine 125 EM auf die bestimmte Mindestdrehzahl hochgefahren. Ferner wird gemäß Schritt 315 die Trennkupplung 115 K0 „schnell“, d.h. sprungartig auf einen Wert knapp unterhalb des bestimmten Drehmoments angesteuert. Ist dieser Wert erreicht, wie durch die Abfrage 320 feststellbar, wird im nächsten Verfahrensschritt 325 eine Ansteuerung der Trennkupplung 115 K0 dahingehend durchgeführt, dass dabei eine stetige Drehmoment-Erhöhung stattfindet. Wird gemäß Abfrage 330 festgestellt, dass der Verbrennungsmotor 105 VM angelaufen ist, kann im nächsten Verfahrensschritt 335 eine Reduktion des Drehmoments der Trennkupplung 115 K0 stattfinden, wie sich auch aus 2, oberes Zeitdiagramm, im Zeitintervall von t2-t4 ergibt. 3 shows a flowchart of a startup procedure 300 , in particular for a drive train 102 a hybrid vehicle 100 the kind of 1 , According to 3 will be at the beginning of the procedure 300 a query 305 then carried out whether a start of the internal combustion engine 105 VM is requested. If so, the next step will be 310 the electric machine 125 EM started up to the specified minimum speed. Further, according to step 315 the separating clutch 115 K0 "Fast", ie jumped to a value just below the specified torque. This value is reached, as by the query 320 detectable, will in the next step 325 a control of the separating clutch 115 K0 carried out to the effect that there is a steady increase in torque. Is according to query 330 found that the internal combustion engine 105 VM has started, can in the next procedural step 335 a reduction of the torque of the separating clutch 115 K0 take place, as well as out 2 , upper timing diagram, in the time interval of t2-t4.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Hybridfahrzeughybrid vehicle
102102
Antriebsstrangpowertrain
105105
Verbrennungsmotor (VM)Internal combustion engine (VM)
110110
Kurbelwellecrankshaft
115115
Trennkupplung (K0)Disconnect coupling ( K0 )
120120
Trennkupplungs-AusgangswelleDisconnecting clutch output shaft
125125
elektrische Maschine (EM)electric machine (EM)
130130
Gleich-/Wechselrichter (GWR)DC / Inverter (GWR)
135135
Batteriebattery
140140
Ausgangswelleoutput shaft
145145
Ausgangskupplungoutput coupling
150150
Ausgangsgetriebeoutput gear
155155
Differenzialdifferential
160160
Straßenräderroad wheels
165165
Steuereinheit (CU)Control unit (CU)
170170
Drehzahlsensor für Verbrennungsmotor (VM)Speed sensor for internal combustion engine (VM)
175175
Drehzahlsensor für elektrische Maschine (EM) Speed sensor for electric machine (EM)
205205
unteres Zeitdiagrammlower time diagram
210 210
mittleres Zeitdiagrammmiddle timing diagram
215215
oberes Zeitdiagramm upper time diagram
300300
Verfahrenmethod
305305
Abfrage, ob Start VMQuery whether startup VM
310310
Ansteuerschritt elektrische Maschine auf MindestdrehzahlControl step electric machine to minimum speed
315315
Ansteuerschritt Trennkupplung auf minimales DrehmomentActivation step Disconnecting clutch to minimum torque
320320
Abfrage, ob Mindestdrehmoment erreichtQuery whether minimum torque has been reached
325325
Ansteuerschritt Trennkupplung für stetige DrehmomenterhöhungActivation step Disconnecting clutch for steady torque increase
330330
Abfrage, ob Verbrennungsmotor läuftQuery, if internal combustion engine is running
335335
Ansteuerschritt Trennkupplung auf Reduktion DrehmomentControl step Disconnect clutch to reduce torque

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015207009 A1 [0002]DE 102015207009 A1 [0002]
  • US 9102327 B2 [0003]US 9102327 B2 [0003]

Claims (10)

Verfahren (300) zum Starten eines in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang (100) angeordneten Verbrennungsmotors (105) durch eine elektrische Maschine (125), welche innerhalb des Antriebsstrangs (100) über eine Trennkupplung (115) mit dem Verbrennungsmotor (105) gekoppelt ist, wobei nach zumindest teilweisem Schließen der Trennkupplung (115) eine mit dem Verbrennungsmotor (105) verbundene Kurbelwelle (110) beschleunigt, und der Verbrennungsmotor (105) von der elektrischen Maschine (125) angeschleppt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Kurbelwelle (110) mit einem von einer Steuereinrichtung (165) vorbestimmten, minimalen Drehmoment (m_EM) bewirkt wird, und der Kurbelwelle (110) eine minimale Drehzahl (n_VM) erteilt wird, welche entsprechend dem Minimum einer Mindestdrehzahl zum Zünden des Verbrennungsmotors (105) und einer für eine Öl-Druckversorgung der Trennkupplung (115) ausreichende Mindestdrehzahl (n_min_EM) vorbestimmt wird.Method (300) for starting an internal combustion engine (105) arranged in a hybrid vehicle drive train (100) by an electric machine (125) which is coupled to the internal combustion engine (105) within the drive train (100) via a separating clutch (115), wherein after at least partially closing the separating clutch (115) accelerates a crankshaft (110) connected to the internal combustion engine (105) and the internal combustion engine (105) is towed by the electric machine (125), characterized in that the acceleration of the crankshaft (110 ) is effected with a minimum torque (m_EM) predetermined by a control device (165), and the crankshaft (110) is given a minimum speed (n_VM) which corresponds to the minimum of a minimum speed for igniting the internal combustion engine (105) and for an oil pressure supply of the separating clutch (115) is predetermined sufficient minimum speed (n_min_EM). Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine (125) auf die Mindestdrehzahl (n_min_EM) geregelt wird, und danach die Trennkupplung (115) auf einen Drehmoment-Wert unterhalb des vorbestimmten Drehmoments angesteuert wird.Method (300) according to Claim 1 wherein the electric machine (125) is controlled to the minimum speed (n_min_EM), and then the disconnect clutch (115) is driven to a torque value below the predetermined torque. Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei das Drehmoment (m_K0) der Trennkupplung (115) nach ihrer Ansteuerung stetig weiter angehoben wird.Method (300) according to Claim 2 , Wherein the torque (m_K0) of the separating clutch (115) is raised even further after being driven. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Funktionssteuerung zur Kontrolle oder Überwachung dahingehend eingesetzt wird, dass der Verbrennungsmotor (105) sich dreht und anschließend selbständig läuft.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein a function control for monitoring or monitoring is used in that the internal combustion engine (105) rotates and then runs independently. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennkupplung (115) zum Reduzieren ihres Drehmoments angesteuert wird, wenn der Verbrennungsmotor (105) selbstständig läuft.Method according to one of the preceding claims, wherein the separating clutch (115) is driven to reduce its torque when the internal combustion engine (105) runs independently. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ölversorgung der Trennkupplung (115) von der Drehzahl (n_EM) der elektrischen Maschine (125) abhängig ist, und überwacht wird, ob die minimale Drehzahl (n_min_EM) der elektrischen Maschine (125) für eine Übertragung des minimalen Drehmoments mit der Trennkupplung (115) ausreichend ist, und falls nicht ausreichend, die Drehzahl (n_EM) der elektrischen Maschine (125) weiter angehoben wird.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the oil supply of the separating clutch (115) is dependent on the rotational speed (n_EM) of the electric machine (125) and it is monitored whether the minimum rotational speed (n_min_EM) of the electric machine (125) is sufficient for a transmission of the minimum torque with the separating clutch (115), and if not sufficient, the rotational speed (n_EM) of the electric machine (125) is further increased. Hybridfahrzeug (100), insbesondere ausgebildet zur zumindest teilweisen Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit elektrischer Maschine (125) und Verbrennungsmotor (105), welche beiden über eine Trennkupplung (115) miteinander gekoppelt sind, wobei eine Steuerungseinrichtung (165) die elektrische Maschine (125), den Verbrennungsmotor (105) und/oder die Trennkupplung (115) kontrolliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (165) programm- und/oder schaltungstechnisch dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die elektrische Maschine (125) und/oder die Trennkupplung (115) zur Erteilung eines minimalen Drehmoments und einer minimalen Drehzahl, jeweils ausreichend für einen Anlauf des Verbrennungsmotors, (105) anzusteuern.Hybrid vehicle (100), in particular designed for at least partially carrying out the method according to one of the preceding claims, with electric machine (125) and internal combustion engine (105), which are both coupled to one another via a separating clutch (115), wherein a control device (165) Electric machine (125), the internal combustion engine (105) and / or the separating clutch (115) controlled, characterized in that the control device (165) is designed and / or circuit-technically designed and adapted to the electric machine (125) and / or the separating clutch (115) to provide a minimum torque and a minimum speed, each sufficient for a start of the internal combustion engine, (105) to control. Hybridfahrzeug (100) nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinrichtung (165) einen Motorsteuerteil und einen Funktionssteuerteil umfasst, und der Funktionssteuerteil eingangsseitig mit einem Ausgang des Motorsteuerteils zum Empfang eines Werts oder Datums für das minimale Drehmoment verbunden ist.Hybrid vehicle (100) after Claim 7 wherein the control means (165) comprises a motor control part and a function control part, and the function control part is connected on the input side to an output of the motor control part for receiving a value or datum for the minimum torque. Hybridfahrzeug (100) nach Ansprüche 7 oder 8, wobei die Steuerungseinrichtung (165) mit einem Speichermedium und einer oder mehrerer Ausgabeschnittstellen für ein/eine oder mehrere Kennfelder oder Kennlinien zur Ableitung von Werten für das jeweilige minimale Drehmoment und/oder für die jeweilige Mindestdrehzahl zum Zünden des Verbrennungsmotors (105) und/oder zur ausreichenden Öl-Druckversorgung der Trennkupplung versehen ist.Hybrid vehicle (100) after Claims 7 or 8th wherein the control device (165) with a storage medium and one or more output interfaces for one or more maps or characteristics for deriving values for the respective minimum torque and / or for the respective minimum speed for igniting the internal combustion engine (105) and / or is provided for sufficient oil pressure supply of the separating clutch. Hybridfahrzeug (100) nach Ansprüchen 8 und 9, wobei mit der Ausgabeschnittstelle der Funktionssteuerteil zum Erhalt eines Signals, Werts oder Datums für das minimale Drehmoment verbunden ist.Hybrid vehicle (100) after Claims 8 and 9 wherein the output control section connects the function control section to receive a minimum torque signal, value or date.
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