DE102019132445A1 - Method for operating a drive device of a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs, wobei die Antriebseinrichtung eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektromotor umfasst, und wobei das Hybridfahrzeug bestrombare Nebenverbraucher aufweist, und wobei im Betrieb der Antriebseinrichtung eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine in einem Warmlaufbetrieb durchgeführt wird, wobei die Lastpunktverschiebung begrenzt ist, und wobei die Begrenzung der Lastpunktverschiebung mit Hilfe eines Drehmomentes (VKM) der Verbrennungskraftmaschine, einer Fahrerlast (FL) eines das Hybridfahrzeug betreibenden Fahrers und eines Lademomentes (LM) des Elektromotors bestimmt wird, wobei ein Betrag einer Differenz zwischen der Fahrerlast (FL) und dem Lademoment (LM) ermittelt wird, und sofern das Drehmoment (VKM) größer ist als der Betrag der Differenz zwischen der Fahrerlast (FL) und dem Lademoment (LM) ein Betrieb der Antriebseinrichtung in einem Bereich mit unzulässigen Lastpunktverschiebung (2) erkannt wird.The invention relates to a method for operating a drive device of a hybrid vehicle, wherein the drive device comprises an internal combustion engine and an electric motor, and wherein the hybrid vehicle has auxiliary consumers that can be powered, and wherein a load point shift of the internal combustion engine is carried out in a warm-up mode during operation of the drive device, the load point shift being limited and wherein the limitation of the load point shift is determined with the aid of a torque (ICE) of the internal combustion engine, a driver load (FL) of a driver operating the hybrid vehicle and a charging torque (LM) of the electric motor, an amount of a difference between the driver load (FL) and the loading torque (LM) is determined, and if the torque (ICE) is greater than the amount of the difference between the driver load (FL) and the loading torque (LM), an operation of the drive device in an area with an impermissible load point shift (2) is detected.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating a drive device of a hybrid vehicle according to the preamble of
Hybridfahrzeuge sind bekannt und weisen zusätzlich zu einem Antriebsaggregat in Form einer Verbrennungskraftmaschine ein weiteres Antriebsaggregat in Form eines Elektromotors auf. Der Elektromotor kann im Betrieb des Hybridfahrzeugs die Verbrennungskraftmaschine unterstützend betrieben werden. Auch besteht die Möglichkeit einzig mit Hilfe des Elektromotors das Hybridfahrzeug zu betreiben. Sofern der Elektromotor in einem Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs nicht zur Leistungsabgabe vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit einen Überschuss an Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine an den Elektromotor weiterzugeben und diesen somit aufzuladen, oder mit anderen Worten, es wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt, somit rekuperiert. Dabei treibt die Verbrennungskraftmaschine das Hybridfahrzeug sowie den Elektromotor an. So kann mit Hilfe des Elektromotors, welcher in diesem Zustand als Generator arbeitet, elektrische Energie erzeugt beziehungsweise in von der Verbrennungskraftmaschine verbranntem Kraftstoff enthaltene Energie in elektrische Energie umgewandelt und in einer Speichereinrichtung, beispielsweise einer Batterie, des Antriebsstrangs gespeichert und/oder wenigstens einem elektrischen Verbraucher eines Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs und/oder dem Hybridfahrzeug zugeführt werden. Da eine von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Leistung somit teilweise zum Antreiben des Hybridfahrzeugs und teilweise zum Gewinnen der elektrischen Energie genutzt wird, kann eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden, damit die Verbrennungskraftmaschine in einem besonders verbrauchsgünstigen Betriebspunkt betrieben werden kann.Hybrid vehicles are known and, in addition to a drive unit in the form of an internal combustion engine, have a further drive unit in the form of an electric motor. The electric motor can be operated to support the internal combustion engine when the hybrid vehicle is in operation. It is also possible to operate the hybrid vehicle solely with the aid of the electric motor. If the electric motor is not intended to output power in an operating mode of the hybrid vehicle, it is possible to pass on excess torque from the internal combustion engine to the electric motor and thus charge it, or in other words, kinetic energy is converted into electrical energy and thus recuperated. The internal combustion engine drives the hybrid vehicle and the electric motor. With the help of the electric motor, which works as a generator in this state, electrical energy can be generated or converted into electrical energy in the fuel burned by the internal combustion engine and stored in a storage device, for example a battery, of the drive train and / or at least one electrical consumer a drive train of the hybrid vehicle and / or the hybrid vehicle. Since a power provided by the internal combustion engine is thus partly used to drive the hybrid vehicle and partly to generate the electrical energy, a load point shift of the internal combustion engine can be carried out so that the internal combustion engine can be operated at a particularly economical operating point.
Aus der Druckschrift
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs anzugeben.The object of the present invention is to specify an improved method for operating a drive device of a hybrid vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention with a method for operating a drive device of a hybrid vehicle with the features of
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs ist zur Erkennung eines Betriebs der Antriebseinrichtung in einem Betriebsbereich derselben mit zulässiger Lastpunktverschiebung oder unzulässiger Lastpunktverschiebung ausgebildet. Die Antriebseinrichtung umfasst eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektromotor, und das Hybridfahrzeug bestrombare Nebenverbraucher auf. In einem Warmlaufbetrieb der Antriebseinrichtung kann eine Lastpunktverschiebung der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden, wobei die Lastpunktverschiebung begrenzt ist. Die Begrenzung der Lastpunktverschiebung wird mit Hilfe eines Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine, einer Fahrerlast eines das Hybridfahrzeug betreibenden Fahrers und eines Lademomentes des Elektromotors bestimmt, wobei ein Betrag einer Differenz zwischen der Fahrerlast und dem Lademoment ermittelt wird, und sofern das Drehmoment des Verbrennungskraftmaschine größer ist als der Betrag der Differenz zwischen der Fahrerlast und dem Lademoment ein Betrieb der Antriebseinrichtung in einem Bereich mit unzulässigen Lastpunktverschiebung erkannt wird. Der Vorteil ist in einem einfachen Verfahren zu sehen, da sämtliche zur Ermittlung des Betriebsbereiches benötigten Momente bereits für einen Betrieb des Kraftfahrzeugs in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs vorliegen. Das heißt mit anderen Worten, dass bereits ermittelte Daten im Betrieb des Kraftfahrzeugs weiter genutzt werden können zur Ermittlung des für eine Lastpunktverschiebung zulässigen oder unzulässigen Betriebsbereiches, und keine zusätzlichen Maßnahmen, wie bspw. Einbau zusätzlicher Sensoren, vorgenommen werden müssen.A method according to the invention for operating a drive device of a hybrid vehicle is designed to detect an operation of the drive device in an operating range of the same with a permissible load point shift or an impermissible load point shift. The drive device comprises an internal combustion engine and an electric motor, and the hybrid vehicle has auxiliary consumers that can be powered. In a warm-up operation of the drive device, a load point shift of the internal combustion engine can be carried out, the load point shift being limited. The limitation of the load point shift is determined with the aid of a torque of the internal combustion engine, a driver load of a driver operating the hybrid vehicle and a charging torque of the electric motor, an amount of a difference between the driver load and the charging torque being determined and provided that the torque of the internal combustion engine is greater than that Amount of the difference between the driver's load and the loading torque, an operation of the drive device in a range with an impermissible load point shift is detected. The advantage can be seen in a simple method, since all the torques required to determine the operating range are already available in a control unit of the motor vehicle for operation of the motor vehicle. In other words, data that have already been determined can continue to be used during operation of the motor vehicle to determine the operating range that is permissible or impermissible for a load point shift, and no additional measures, such as installing additional sensors, have to be undertaken.
Die Vermeidung einer Lastpunktverschiebung in einem unzulässigen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine ist in einem möglichen Anstieg von Emissionswerten der Verbrennungskraftmaschine zu sehen, da bei schlechten, oder mit anderen Worten geringen Wirkungsgraden der Verbrennungskraftmaschine ihr Verbrauch ansteigt, wodurch ebenfalls ihre Emissionen ansteigen. Somit ist es zur Reduzierung von Emissionen vorteilhaft die Lastpunktverschiebung im Warmlaufbetrieb zu begrenzen.Avoiding a load point shift in an impermissible operating range of the internal combustion engine can be seen in a possible increase in emission values of the internal combustion engine, since with poor, or in other words low, efficiency of the internal combustion engine, its consumption increases, which also increases its emissions. In order to reduce emissions, it is therefore advantageous to limit the load point shift in the warm-up mode.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zur Bestimmung der Beziehung zwischen dem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine und dem der Betrag der Differenz zwischen der Fahrerlast und dem Lademoment ein Offsetwert vorgesehen, wobei der Offsetwert dem Betrag der Differenz zwischen der Fahrerlast und dem Lademoment hinzugefügt wird. Mit Hilfe dieses Offsetwertes können Drehmomentschwankungen, welche eine Bestimmung der Beziehung zwischen dem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine und dem der Betrag der Differenz zwischen der Fahrerlast und dem Lademoment verfälschen würden, begrenzt werden.In one embodiment of the method according to the invention, an offset value is provided to determine the relationship between the torque of the internal combustion engine and the amount of the difference between the driver load and the loading torque, the offset value being the amount of the difference between the driver load and the Loading moment is added. With the aid of this offset value, torque fluctuations which would falsify a determination of the relationship between the torque of the internal combustion engine and which the amount of the difference between the driver load and the charging torque can be limited.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
-
1 in einem Moment-Zeit-Diagramm eine Drehmomentverlauf über der Zeit einer Verbrennungskraftmaschine, von Nebenverbrauchern und Lademoment einer Elektromaschine gemäß dem Stand der Technik, -
2 in einem prinzipiellen Moment-Zeit-Diagramm Drehmomentlinien der Verbrennungskraftmaschine, einer Fahrerlast und das Lademoment bei einem Betrieb einer Antriebseinrichtung bei positiver Fahrerlast bei zulässiger und unzulässiger Lastpunktverschiebung, -
3 in einem prinzipiellen Moment-Zeit-Diagramm Drehmomentlinien der Verbrennungskraftmaschine, einer Fahrerlast und das Lademoment bei einem Betrieb der Antriebseinrichtung ohne Fahrerlast bei zulässiger und unzulässiger Lastpunktverschiebung, und -
4 in einem prinzipiellen Moment-Zeit-Diagramm Drehmomentlinien der Verbrennungskraftmaschine, einer Fahrerlast und das Lademoment bei einem Betrieb der Antriebseinrichtung bei negativer Fahrerlast bei zulässiger und unzulässiger Lastpunktverschiebung.
-
1 in a torque-time diagram, a torque curve over the time of an internal combustion engine, secondary consumers and charging torque of an electric machine according to the prior art, -
2 In a basic torque-time diagram, torque lines of the internal combustion engine, a driver's load and the loading torque when a drive device is operated with a positive driver load with permissible and impermissible load point shifts, -
3rd In a basic torque-time diagram, torque lines of the internal combustion engine, a driver load and the loading torque when the drive device is operated without driver load with an allowable and an inadmissible load point shift, and -
4th In a basic moment-time diagram, torque lines of the internal combustion engine, a driver load and the loading torque when the drive device is operated with a negative driver load with an allowable and an inadmissible load point shift.
Ein nicht näher dargestelltes in Form eines Hybridfahrzeugs ausgebildetes Kraftfahrzeug umfasst in seinem Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektromotor. Der Elektromotor steht über eine Kupplung mit der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung, wobei die Kupplung geschlossen oder geöffnet, mit anderen Worten getrennt, werden kann.A motor vehicle not shown in more detail in the form of a hybrid vehicle includes an internal combustion engine and an electric motor in its drive train. The electric motor is connected to the internal combustion engine via a clutch, with the clutch being able to be closed or opened, in other words disconnected.
Bei geschlossener Kupplung kann die Verbrennungskraftmaschine den Elektromotor als Generator betreiben. Ebenso kann der Elektromotor die Verbrennungskraftmaschine antreiben. Bei geöffneter Kupplung erfolgt ein Antrieb des Kraftfahrzeugs ausschließlich über die Verbrennungskraftmaschine, der Elektromotor wird nicht betrieben. Auch besteht die Möglichkeit eines parallelen Betriebs der Verbrennungskraftmaschine und des Elektromotors. Beim Betreiben des Elektromotors als Generator, somit im Ladebetrieb und unter Aufnahme eines Lademomentes
In
Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist zur Diagnose der Begrenzung der Lastpunktverschiebung im Warmlauf der Verbrennungskraftmaschine ein Drehmoment
In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein so genannter Offsetwert
Mit diesem Offsetwert
Es können dem vorgeschlagenen Diagnoseverfahren zur Begrenzung der Lastpunktverschiebung im Warmlauf weitere Kriterien zur Beeinflussung der Fehlermeldung hinzugefügt werden. Ein zusätzliches Kriterium kann sein
- - eine Kühlmitteltemperatur unterhalb eines Schwellwertes von bspw. 60°C, oder
- - eine Öltemperatur unterhalb eines Schwellwertes von bspw. 60°C, oder
- - eine Katalysatortemperatur unterhalb eines Schwellwertes von bspw. 400°C, oder
- - ein Kriterienblock, welcher eine Bündelung mechanischer Kriterien vorsieht.
- - a coolant temperature below a threshold value of, for example, 60 ° C, or
- - an oil temperature below a threshold value of, for example, 60 ° C, or
- - A catalyst temperature below a threshold value of, for example, 400 ° C, or
- - A criteria block, which provides a bundling of mechanical criteria.
Der Kriterienblock setzt sich bspw. zusammen aus
- - einem aktuellen Betriebsstatus der Verbrennungskraftmaschine und des Elektromotors, und
- - Betriebsstatus der Kupplung, und
- - Betriebsstatus elektronischer Fahrunterstützungen wie bspw. Antischlupfregelung, elektronisches Stabilitätsprogramm,
- - Betriebsstatus des Getriebes, und
- - Priorisierungsfaktoren zum Betrieb der Antriebseinrichtung.
- - A current operating status of the internal combustion engine and the electric motor, and
- - operating status of the clutch, and
- - Operating status of electronic driving support such as anti-slip control, electronic stability program,
- - Operating status of the transmission, and
- - Prioritization factors for the operation of the drive device.
In den
Im Beispiel der positiven Fahrerlast
Sofern keine Fahrerlast
Im Beispiel einer negativen Fahrerlast
Mit Hilfe der Diagramme ist einfach erkennbar, unter welchen Bedingungen sich die Antriebseinrichtung in einem Betriebsbereich mit zulässiger Lastpunktverschiebung
Sofern der Betrieb der Antriebseinrichtung im Betriebsbereich der unzulässigen Lastpunktverschiebung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- zulässige Lastpunktverschiebungpermissible load point shift
- 22
- unzulässige Lastpunktverschiebungimpermissible load point shift
- MM.
- Momentmoment
- FLFL
- FahrerlastDriver load
- LMLM
- LademomentLoading moment
- OffOff
- OffsetwertOffset value
- TKTK
- Kühlmitteltemperatur KaltstartCoolant temperature cold start
- TWTW
- Kühlmitteltemperatur WarmlaufCoolant temperature warm-up
- VKMVKM
- Drehmoment VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine torque
- aa
- DrehmomentaufwandTorque expenditure
- bb
- DrehmomentbedarfTorque requirement
- cc
- LadeaufwandLoading effort
- dd
- DrehmomentüberschussExcess torque
- tt
- Zeittime
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication |