DE102018130775A1 - Hybridmodul und Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang, aufweisend einen Verbrennungsmotor (12) zur Bereitstellung eines ersten Antriebsmoments, einen mit dem Verbrennungsmotor (12) verbundenen ersten Elektromotor (14) zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen mit einem Abtrieb (24) verbundenen zweiten Elektromotor (16) zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments, eine wirksam zwischen dem ersten Elektromotor (14) und dem zweiten Elektromotor (16) angeordnete Trennkupplung (18), ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand des Fahrzeugs (110) heraus, bei dem das Fahrzeug und der zweite Elektromotor (16) stillstehen, erfolgt, indem in einem ersten Schritt (112) die Trennkupplung (18) geöffnet wird, anschließend in einem zweiten Schritt (114) der erste Elektromotor (14) auf einen ersten Drehzahlwert (116) beschleunigt wird, in einem dritten Schritt (118) die Trennkupplung (18) geschlossen wird und dabei das zweite Antriebsmoment an den Abtrieb (24) überträgt und dadurch das Fahrzeug beschleunigt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Hybridmodul (10) in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, wobei ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein derartiges Verfahren (100) gesteuert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Hybridmodul in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, bei dem ein derartiges Verfahren angewendet wird.
  • Ein Hybridantriebsstrang in einem Fahrzeug ist beispielsweise aus DE 102 46 839 A1 bekannt. Dabei ist ein Verbrennungsmotor mit einem ersten Elektromotor verbunden, der wiederum über eine Trennkupplung mit einem zweiten Elektromotor verbunden werden kann. Der zweite Elektromotor ist mit einem Abtrieb verbunden. Bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt der Antrieb durch den zweiten Elektromotor und der Verbrennungsmotor wird erst bei höheren Geschwindigkeiten durch die Trennkupplung zugeschaltet.
  • Der zweite Elektromotor muss dabei das zum Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs ausgehend von niedrigen Geschwindigkeiten erforderliche Antriebsmoment bereits bei niedrigen Drehzahlen bereitstellen, wodurch eine hohe Strom last in dem zweiten Elektromotor auftritt. Die den zweiten Elektromotor elektrisch ansteuernde Leistungselektronik kann dabei stark beansprucht sein.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Anfahrvorgang eines Fahrzeugs zu verbessern. Die Belastung auf die den jeweiligen Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik soll verringert oder begrenzt werden. Die Leistungselektronik soll einfacher aufgebaut und kostengünstiger umgesetzt werden.
  • Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend einen Verbrennungsmotor zur Bereitstellung eines ersten Antriebsmoments, einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen ersten Elektromotor zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen mit einem Abtrieb verbundenen zweiten Elektromotor zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments, eine wirksam zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnete Trennkupplung, wobei ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand des Fahrzeugs heraus, bei dem das Fahrzeug und der zweite Elektromotor stillstehen, erfolgt, indem in einem ersten Schritt die Trennkupplung geöffnet wird, anschließend in einem zweiten Schritt der erste Elektromotor auf einen ersten Drehzahlwert beschleunigt wird, in einem dritten Schritt die Trennkupplung geschlossen wird und dabei das zweite Antriebsmoment an den Abtrieb überträgt und dadurch das Fahrzeug beschleunigt.
  • Dadurch kann die Belastung auf die den zweiten Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik verringert werden. Weiterhin kann die Belastung auf die den ersten Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik gering bleiben, insbesondere da dieser erst ab Erreichen des ersten Drehzahlwerts das zweite Antriebsmoment an den Abtrieb abgibt. Weiterhin kann die Leistungselektronik einfacher aufgebaut und kostengünstiger umgesetzt werden. Auch kann ein Anfahren des Fahrzeugs über den ersten Elektromotor bewirkt werden, beispielsweise wenn der zweite Elektromotor ausfällt.
  • Der Antriebsstrang ist bevorzugt ein Hybridantriebsstrang. Das Fahrzeug kann wahlweise mit dem Verbrennungsmotor, dem ersten Elektromotor oder dem zweiten Elektromotor oder mit einem gleichzeitigen Betrieb von wenigstens zwei dieser Antriebe angetrieben werden.
  • In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird der zweite Elektromotor ab dem dritten Schritt in einem vierten Schritt passiv mitdrehen gelassen. Die Drehzahl des zweiten Elektromotors kann ab dem vierten Schritt ansteigen.
  • In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung wird die Trennkupplung in einem fünften Schritt bei Erreichen eines zweiten Drehzahlwerts des zweiten Elektromotors geöffnet.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird durch Öffnen der Trennkupplung das zweite Antriebsmoment am Abtrieb verringert.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der erste Elektromotor ab dem fünften Schritt abgeschaltet.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung gibt anschließend der zweite Elektromotor in einem sechsten Schritt das dritte Antriebsmoment ab. Der zweite Elektromotor kann ab dem sechsten Schritt aktiv betrieben werden. Bei Beginn der Abgabe des dritten Antriebsmoments dreht der zweite Elektromotor bereits mit einer Drehzahl, die bevorzugt gleich oder grösser dem zweiten Drehzahlwert ist. Dadurch kann die Belastung auf die den zweiten Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik verringert werden.
  • In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird in einem sechsten Schritt die Drehzahl des zweiten Elektromotors erhöht und dadurch das Fahrzeug weiter beschleunigt.
  • In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird in dem sechsten Schritt die Drehzahl des zweiten Elektromotors über den ersten Drehzahlwert hinaus erhöht.
  • In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird die Trennkupplung in dem dritten Schritt schlupfend geschlossen.
  • Wenigstens eine der zuvor genannten Aufgaben wird durch ein Hybridmodul in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem ein erstes Antriebsmoment bereitstellenden Verbrennungsmotor gelöst, wobei das Hybridmodul einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen ersten Elektromotor zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen mit einem Abtrieb verbundenen zweiten Elektromotor zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments und eine wirksam zwischen dem ersten Elektromotor und dem zweiten Elektromotor angeordnete Trennkupplung umfasst und ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein Verfahren mit wenigstens einem der vorstehend angegebenen Merkmale gesteuert wird.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
    • 1: Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Hybridmodul in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
    • 2: Eine zeitliche Abfolge eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs bei Anwendung eines Verfahrens in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Hybridmodul 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Antriebsstrang ist ein Hybridantriebsstrang, bei dem ein Verbrennungsmotor 12 ein erstes Antriebsmoment über eine Kurbelwelle bereitstellt. Der Verbrennungsmotor 12 ist mit dem Hybridmodul 10 verbunden, das einen ersten Elektromotor 14 zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen zweiten Elektromotor 16 zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments und eine wirksam zwischen dem ersten und zweiten Elektromotor 14, 16 angeordnete Trennkupplung 18 umfasst.
  • Der erste Elektromotor 14 ist mit dem Verbrennungsmotor 12 und mit einem Kupplungseingang 20 der Trennkupplung 18 verbunden. Der Kupplungseingang 20 kann bei betätigter Trennkupplung 18 mit einem Kupplungsausgang 22 der Trennkupplung 18 reibschlüssig verbunden werden. Der Kupplungsausgang 22 ist mit dem zweiten Elektromotor 16 verbunden, der wiederum mit einem Abtrieb 24, hier mit Fahrzeugrädern, verbunden ist.
  • In 2 ist eine zeitliche Abfolge eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs bei Anwendung eines Verfahrens 100 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Drehzahl 101 des ersten Elektromotors und die Drehzahl 102 des zweiten Elektromotors sind im zeitlichen Verlauf aufgetragen. Ein Anfahren des Fahrzeugs erfolgt aus dem Stand des Fahrzeugs 110 heraus, bei dem das Fahrzeug und der zweite Elektromotor stillstehen, indem in einem ersten Schritt 112 die Trennkupplung zunächst geöffnet wird und anschließend in einem zweiten Schritt 114 der erste Elektromotor auf einen ersten Drehzahlwert 116 beschleunigt wird.
  • In einem nachfolgenden dritten Schritt 118 wird die Trennkupplung schlupfend geschlossen. Dadurch wird das zweite Antriebsmoment des ersten Elektromotors an den Abtrieb übertragen und dadurch das Fahrzeug beschleunigt. Die Belastung auf die den ersten Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik kann verringert werden, insbesondere da dieser erst ab Erreichen des ersten Drehzahlwerts 116 das zweite Antriebsmoment an den Abtrieb abgibt.
  • In einem vierten Schritt 120 wird der zweite Elektromotor passiv mitdrehen gelassen. Bei Erreichen eines zweiten Drehzahlwerts 122 des zweiten Elektromotors wird die Trennkupplung in einem fünften Schritt 124 wieder geöffnet. Anschließend gibt in einem sechsten Schritt 126 der zweite Elektromotor das dritte Antriebsmoment ab.
  • Dadurch kann die Belastung auf die den zweiten Elektromotor ansteuernde Leistungselektronik verringert werden, insbesondere da dieser erst ab Erreichen des zweiten Drehzahlwerts 122 das dritte Antriebsmoment an den Abtrieb abgibt.
  • Durch Öffnen der Trennkupplung wird das zweite Antriebsmoment am Abtrieb verringert. Weiterhin wird der erste Elektromotor ab dem fünften Schritt abgeschaltet. Nach Öffnen der Trennkupplung in dem fünften Schritt 124 wird die Drehzahl des zweiten Elektromotors in dem sechsten Schritt 126 über den ersten Drehzahlwert 116 hinaus erhöht und dadurch das Fahrzeug weiter beschleunigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hybridmodul
    12
    Verbrennungsmotor
    14
    erster Elektromotor
    16
    zweiter Elektromotor
    18
    Trennkupplung
    20
    Kupplungseingang
    22
    Kupplungsausgang
    24
    Abtrieb
    100
    Verfahren
    101
    Drehzahl
    102
    Drehzahl
    110
    Stand des Fahrzeugs
    112
    erster Schritt
    114
    zweiter Schritt
    116
    erster Drehzahlwert
    118
    dritter Schritt
    120
    vierter Schritt
    122
    zweiter Drehzahlwert
    124
    fünfter Schritt
    126
    sechster Schritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10246839 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren (100) zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang, aufweisend einen Verbrennungsmotor (12) zur Bereitstellung eines ersten Antriebsmoments, einen mit dem Verbrennungsmotor (12) verbundenen ersten Elektromotor (14) zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen mit einem Abtrieb (24) verbundenen zweiten Elektromotor (16) zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments, eine wirksam zwischen dem ersten Elektromotor (14) und dem zweiten Elektromotor (16) angeordnete Trennkupplung (18), dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stand des Fahrzeugs (110) heraus, bei dem das Fahrzeug und der zweite Elektromotor (16) stillstehen, erfolgt, indem in einem ersten Schritt (112) die Trennkupplung (18) geöffnet wird, anschließend in einem zweiten Schritt (114) der erste Elektromotor (14) auf einen ersten Drehzahlwert (116) beschleunigt wird, in einem dritten Schritt (118) die Trennkupplung (18) geschlossen wird und dabei das zweite Antriebsmoment an den Abtrieb (24) überträgt und dadurch das Fahrzeug beschleunigt.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (16) ab dem dritten Schritt (118) in einem vierten Schritt (120) passiv mitdrehen gelassen wird.
  3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (18) in einem fünften Schritt (124) bei Erreichen eines zweiten Drehzahlwerts (122) des zweiten Elektromotors (16) geöffnet wird.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Öffnen der Trennkupplung (18) das zweite Antriebsmoment am Abtrieb (24) verringert wird.
  5. Verfahren (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (14) ab dem fünften Schritt (124) abgeschaltet wird.
  6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend in einem sechsten Schritt (126) der zweite Elektromotor (16) das dritte Antriebsmoment abgibt.
  7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem sechsten Schritt (126) die Drehzahl des zweiten Elektromotors (16) erhöht und dadurch das Fahrzeug weiter beschleunigt wird.
  8. Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem sechsten Schritt (126) die Drehzahl des zweiten Elektromotors (16) über den ersten Drehzahlwert (116) hinaus erhöht wird.
  9. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (18) in dem dritten Schritt (118) schlupfend geschlossen wird.
  10. Hybridmodul (10) in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem ein erstes Antriebsmoment bereitstellenden Verbrennungsmotor (12), wobei das Hybridmodul (10) einen mit dem Verbrennungsmotor (12) verbundenen ersten Elektromotor (14) zur Bereitstellung eines zweiten Antriebsmoments, einen mit einem Abtrieb (24) verbundenen zweiten Elektromotor (16) zur Bereitstellung eines dritten Antriebsmoments und eine wirksam zwischen dem ersten Elektromotor (14) und dem zweiten Elektromotor (16) angeordnete Trennkupplung (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche gesteuert wird.
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