DE102018131279A1 - Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs - Google Patents

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Ralf Mannsperger
Timo Enders
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (22) zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang (10), aufweisend einen Verbrennungsmotor (12), einen ersten Elektromotor (14), der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor (12) angeordnet ist, einen zweiten Elektromotor (16), der in Reihe zu dem ersten Elektromotor (14) angeordnet ist, eine Trennkupplung (18), die eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und dem zweiten Elektromotor (16) steuern kann, einen Abtrieb (20), der mit dem zweiten Elektromotor (16) verbunden ist, wobei ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein von dem zweiten Elektromotor (16) bereitgestelltes erstes Antriebsdrehmoment, bei geöffneter Trennkupplung (18), abgeschalteten ersten Elektromotor (14) und abgeschaltetem Verbrennungsmotor (12) erfolgt und im weiteren Verlauf des Anfahrvorgangs der zweite Elektromotor (16) beschleunigt und der Verbrennungsmotor (12) zur Bereitstellung eines zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments zu einem ersten Zeitpunkt (28) gestartet wird und zu einem zweiten Zeitpunkt (30) mit Leerlaufdrehzahl (26) dreht, wobei der erste Zeitpunkt (28) abhängig von einem Drehzahlgradienten (24) des zweiten Elektromotors (16) festgelegt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Ein Anfahrvorgang bei einem Fahrzeug mit einem Hybridantriebstrang ist beispielsweise aus DE 102 46 839 A1 bekannt. In dem Hybridantriebsstrang 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 Anfahrvorgang durch den zweiten Elektromotor und der Verbrennungsmotor wird erst bei höheren Geschwindigkeiten durch die Trennkupplung zugeschaltet.
  • Im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs kann der Antrieb des Kraftfahrzeugs durch den Verbrennungsmotor alleine, den Verbrennungsmotor in Kombination mit dem ersten Elektromotor, den Verbrennungsmotor in Kombination mit dem ersten und zweiten Elektromotor oder durch den zweiten Elektromotor alleine erfolgen. Der Verbrennungsmotor kann durch den ersten Elektromotor bei geöffneter Trennkupplung gestartet werden.
  • Bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt der Antrieb durch den zweiten Elektromotor. Dies ist vorteilhaft, da bei geschlossener Trennkupplung sonst eine Drehzahl des Verbrennungsmotors zu gering wäre. Der Verbrennungsmotor wird erst bei höheren Geschwindigkeiten durch die Trennkupplung zugeschaltet, nachdem der Verbrennungsmotor über den zweiten Elektromotor gestartet wurde.
  • Der Verbrennungsmotor wird bei dem Anfahrvorgang abhängig von einer Drehzahl des zweiten Elektromotors, entsprechend einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, gestartet. Ist der Verbrennungsmotor dann zur Abgabe eines Antriebsdrehmoments bereit, was üblicherweise ab einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors der Fall ist, hat der zweite Elektromotor bereits eine höhere Drehzahl eingenommen. Der Verbrennungsmotor wird an diese Drehzahl angepasst und dann durch Betätigung der Trennkupplung zugeschaltet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs zu verbessern. Der Energieverbrauch des Fahrzeugs soll gesenkt werden und die Belastung auf die Trennkupplung verringert 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, einen ersten Elektromotor, der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, einen zweiten Elektromotor, der in Reihe zu dem ersten Elektromotor angeordnet ist, eine Trennkupplung, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem zweiten Elektromotor steuern kann, einen Abtrieb, der mit dem zweiten Elektromotor verbunden ist, wobei ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein von dem zweiten Elektromotor bereitgestelltes erstes Antriebsdrehmoment, bei geöffneter Trennkupplung, abgeschalteten ersten Elektromotor und abgeschaltetem Verbrennungsmotor erfolgt und im weiteren Verlauf des Anfahrvorgangs der zweite Elektromotor beschleunigt und der Verbrennungsmotor zur Bereitstellung eines zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments zu einem ersten Zeitpunkt gestartet wird und zu einem zweiten Zeitpunkt mit Leerlaufdrehzahl dreht, wobei der erste Zeitpunkt abhängig von einem Drehzahlgradienten des zweiten Elektromotors festgelegt wird.
  • Die Zuschaltung des Verbrennungsmotors kann bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors erfolgen. Dadurch kann die Belastung auf die Trennkupplung verringert werden. Weiterhin kann der Energieverbrauch des ersten Elektromotors zur Beeinflussung der Drehzahl des Verbrennungsmotors verringert werden. Das Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs des Fahrzeugs kann verbessert werden und der Energiebedarf des Fahrzeugs kann verringert werden.
  • Der Drehzahlgradient des zweiten Elektromotors kann durch Extrapolation der während des Anfahrvorgangs bisher eingenommenen Drehzahlwerte ermittelt werden. Die dabei berücksichtigte Anzahl an Drehzahlwerten kann veränderlich sein.
  • Der zweite Zeitpunkt liegt um einen ersten Zeitabstand nach dem ersten Zeitpunkt. Der erste Zeitabstand kann von dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors und/oder dem Antriebsdrehmoment des ersten Elektromotors zum Starten des Verbrennungsmotors abhängen. Der erste Zeitabstand kann bei der Berechnung des ersten Zeitpunkts berücksichtigt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Trennkupplung zu einem dritten Zeitpunkt beginnend betätigt und kann zu einem vierten Zeitpunkt ein von dem mit Leerlaufdrehzahl betriebenen Verbrennungsmotor bereitgestelltes zweites Antriebsdrehmoment übertragen, wobei der dritte Zeitpunkt abhängig von dem Drehzahlgradienten des zweiten Elektromotors festgelegt wird.
  • Der erste Zeitpunkt kann zeitlich vor dem dritten Zeitpunkt liegen. Zwischen dem dritten und vierten Zeitpunkt kann die Trennkupplung durch Anwendung eines Drehmomentgradienten betätigt werden. Der vierte Zeitpunkt liegt um einen zweiten Zeitabstand nach dem dritten Zeitpunkt. Der zweite Zeitabstand kann von dem Drehmomentgradienten abhängen und durch diesen beeinflusst werden. Der Drehmomentgradient kann durch eine Kupplungssteuerung vorgegeben werden. Auch können der erste und dritte Zeitpunkt gleich sein.
  • In einer speziellen Ausführung der Erfindung weist der zweite Elektromotor zu einem fünften Zeitpunkt eine erste Drehzahl auf, die gleich der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist und der zweite Zeitpunkt gleich dem fünften Zeitpunkt ist. Auch kann der vierte Zeitpunkt gleich dem fünften Zeitpunkt sein. Der zweite und vierte Zeitpunkt können gleich sein.
  • In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung wird der Verbrennungsmotor zu dem ersten Zeitpunkt durch den ersten Elektromotor gestartet.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
    • 1: Einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bei dem das Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung angewendet wird.
    • 2: Einen zeitlichen Drehzahlverlauf bei einem Anfahrvorgang, der durch ein Verfahren in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung gesteuert wird.
  • 1 zeigt einen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs bei dem das Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung angewendet wird. Der Antriebsstrang 10 ist ein Hybridantriebsstrang, bei dem ein Verbrennungsmotor 12 ein erstes Antriebsmoment über eine Kurbelwelle bereitstellt. Der Verbrennungsmotor 12 ist mit einem ersten Elektromotor 14 in Reihe angeordnet.
    Ein zweiter Elektromotor 16 ist mit dem ersten Elektromotor 14 in Reihe angeordnet und eine wirksam zwischen dem ersten und zweiten Elektromotor 14, 16 angeordnete Trennkupplung 18 kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten und zweiten Elektromotor 14, 16 steuern.
  • Der zweite Elektromotor 16 ist mit einem Abtrieb 20, hier mit Fahrzeugrädern, verbunden. Ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs erfolgt durch ein von dem zweiten Elektromotor 16 bereitgestelltes erstes Antriebsdrehmoment bei geöffneter Trennkupplung 18, abgeschalteten ersten Elektromotor 14 und abgeschaltetem Verbrennungsmotor 12. Im weiteren Verlauf des Anfahrvorgangs wird der zweite Elektromotor 16 beschleunigt und der Verbrennungsmotor 12 zur Bereitstellung eines zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments zu einem ersten Zeitpunkt gestartet und dreht dann zu einem zweiten Zeitpunkt mit Leerlaufdrehzahl. Die Zuschaltung des Verbrennungsmotors 12 über die Trennkupplung 18 zur Bereitstellung des zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments an dem Abtrieb 20 erfolgt bevorzugt bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 12.
  • In 2 ist ein zeitlicher Drehzahlverlauf 21 bei einem Anfahrvorgang, der durch ein Verfahren 22 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung gesteuert wird, dargestellt. Ausgehend von einem Anfahrvorgang des Fahrzeugs, bei dem ein von dem zweiten Elektromotor bereitgestelltes erstes Antriebsdrehmoment bei geöffneter Trennkupplung, abgeschalteten ersten Elektromotor und abgeschaltetem Verbrennungsmotor an dem Abtrieb des Fahrzeugs anliegt, wird im weiteren Verlauf des Anfahrvorgangs der zweite Elektromotor beschleunigt. Die dabei auftretenden Drehzahlverläufe mit Drehzahlgradienten 24 des zweiten Elektromotors sind hier beispielhaft dargestellt.
  • Die Leerlaufdrehzahl 26 des Verbrennungsmotors ist als Bezugslinie eingezeichnet. Zwischen einem ersten Zeitpunkt 28, an dem der Verbrennungsmotor zur Bereitstellung eines zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments gestartet wird und einem zweiten Zeitpunkt 30, an dem der Verbrennungsmotor mit Leerlaufdrehzahl dreht, liegt eine erste Zeitspanne 32. Diese kann bekannt sein und im Folgenden berücksichtigt werden.
  • Außerdem ist zwischen einem dritten Zeitpunkt 34, ab dem die Trennkupplung betätigt wird und einem vierten Zeitpunkt 36, an dem die Trennkupplung ein von dem mit Leerlaufdrehzahl betriebenen Verbrennungsmotor bereitgestelltes zweites Antriebsdrehmoment übertragen kann, eine zweite Zeitspanne 38, die ebenfalls bekannt ist und im Folgenden berücksichtigt wird.
  • Der erste und dritte Zeitpunkt 28, 34 wird bei dem Anfahrvorgang abhängig von dem Drehzahlgradienten 24 des zweiten Elektromotors festgelegt. Insbesondere wird der erste und dritte Zeitpunkt 28, 34 derart abhängig von dem Drehzahlgradienten 24 festgelegt, dass der zweite und vierte Zeitpunkt 30, 36 gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig sind und auch gleichzeitig zu einem fünften Zeitpunkt 40 oder annähernd zu dem fünften Zeitpunkt 40 sind, an dem der zweite Elektromotor eine erste Drehzahl aufweist, die der Leerlaufdrehzahl 26 des Verbrennungsmotors entspricht. Durch die bekannte erste und zweite Zeitspanne 32, 38 kann somit von dem zweiten und vierten Zeitpunkt 30, 36 ausgehend zurückgerechnet der erste und dritte Zeitpunkt 28, 34 festgelegt werden. Der zweite und vierte Zeitpunkt 30, 36 können durch eine hier jeweils gestrichelt dargestellte zeitliche Extrapolation des Drehzahlverlaufs 21 unter Heranziehung des Drehzahlgradienten des zweiten Elektromotors festgelegt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Antriebstrang
    12
    Verbrennungsmotor
    14
    erster Elektromotor
    16
    zweiter Elektromotor
    18
    Trennkupplung
    20
    Abtrieb
    21
    Drehzahlverlauf
    22
    Verfahren
    24
    Drehzahlgradient
    26
    Leerlaufdrehzahl
    28
    erster Zeitpunkt
    30
    zweiter Zeitpunkt
    32
    erste Zeitspanne
    34
    dritter Zeitpunkt
    36
    vierter Zeitpunkt
    38
    zweite Zeitspanne
    40
    fünfter Zeitpunkt
  • 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 10246839 A1 [0002]

Claims (4)

  1. Verfahren (22) zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs mit einem Antriebsstrang (10), aufweisend einen Verbrennungsmotor (12), einen ersten Elektromotor (14), der in Reihe zu dem Verbrennungsmotor (12) angeordnet ist, einen zweiten Elektromotor (16), der in Reihe zu dem ersten Elektromotor (14) angeordnet ist, eine Trennkupplung (18), die eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor (12) und dem zweiten Elektromotor (16) steuern kann, einen Abtrieb (20), der mit dem zweiten Elektromotor (16) verbunden ist, wobei ein Anfahrvorgang des Fahrzeugs durch ein von dem zweiten Elektromotor (16) bereitgestelltes erstes Antriebsdrehmoment, bei geöffneter Trennkupplung (18), abgeschalteten ersten Elektromotor (14) und abgeschaltetem Verbrennungsmotor (12) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren Verlauf des Anfahrvorgangs der zweite Elektromotor (16) beschleunigt und der Verbrennungsmotor (12) zur Bereitstellung eines zusätzlichen zweiten Antriebsdrehmoments zu einem ersten Zeitpunkt (28) gestartet wird und zu einem zweiten Zeitpunkt (30) mit Leerlaufdrehzahl (26) dreht, wobei der erste Zeitpunkt (28) abhängig von einem Drehzahlgradienten (24) des zweiten Elektromotors (16) festgelegt wird.
  2. Verfahren (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (18) zu einem dritten Zeitpunkt (34) beginnend betätigt wird und zu einem vierten Zeitpunkt (36) ein von dem mit Leerlaufdrehzahl (26) betriebenen Verbrennungsmotor (12) bereitgestelltes zweites Antriebsdrehmoment übertragen kann, wobei der dritte Zeitpunkt (34) abhängig von dem Drehzahlgradienten (24) des zweiten Elektromotors (16) festgelegt wird.
  3. Verfahren (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (16) zu einem fünften Zeitpunkt (40) eine erste Drehzahl aufweist, die gleich der Leerlaufdrehzahl (26) des Verbrennungsmotors (12) ist und der zweite Zeitpunkt (30) gleich dem fünften Zeitpunkt (40) ist.
  4. Verfahren (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (12) zu dem ersten Zeitpunkt (28) durch den ersten Elektromotor (14) gestartet wird.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10246839A1 (de) 2002-10-08 2004-04-22 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hybridfahrzeugantriebsstrang

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10246839A1 (de) 2002-10-08 2004-04-22 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hybridfahrzeugantriebsstrang

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