DE102019203243A1 - Method and control device for operating a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor (2) und eine elektrische Maschine (3) aufweisenden Antriebsaggregat (1), und mit einem Getriebe (4), wobei der Verbrennungsmotor (2) an einen Eingang des Getriebes (4) gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine (3) an einen Ausgang des Getriebes (4) zwischen das Getriebe (4) und einen Abtrieb (5) des Hybridfahrzeugs gekoppelt ist. Zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe (4) wird ein zuvor geschlossenes Schaltelement (6) geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement (6) geschlossen, wobei hierzu in einer Überscheidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung (19) für das zu öffnende Schaltelement (6) unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schaltelement übertragbaren Moments (16) verringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung (20) für das zu schließende Schaltelement (6) unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schaltelement übertragbaren Moments (17) erhöht wird. Zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) wird ein getriebeseitiges Differenzmoment (18a), welches von dem zu schließenden Schaltelement (6) in Richtung auf den Abtrieb (5) übertragen wird, über das von der elektrischen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) bereitstellte Moment (14) frühestens mit Beginn der Überscheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase zumindest teilweise kompensiert.A method for operating a hybrid vehicle with a drive unit (1) having an internal combustion engine (2) and an electric machine (3), and with a transmission (4), the internal combustion engine (2) being coupled to an input of the transmission (4), and wherein the electric machine (3) is coupled to an output of the transmission (4) between the transmission (4) and an output (5) of the hybrid vehicle. To carry out a shift in the gearbox (4), a previously closed shift element (6) is opened and a previously opened shift element (6) is closed, with a pressure control (19) for the shift in a shift phase that precedes a speed adjustment phase of the shift The switching element (6) to be opened is reduced while reducing the torque (16) that can be transmitted by the switching element to be opened, and an overlapping pressure control (20) for the switching element (6) to be closed is increased while increasing the torque (17) that can be transmitted by the switching element to be closed becomes. To carry out the shift in the transmission (4), a differential torque (18a) on the transmission side, which is transmitted from the shifting element (6) to be closed in the direction of the output (5), is generated by the electric machine (3) at the output of the transmission (4) or at the output (5) provided torque (14) at the earliest with the beginning of the transition phase and at the latest with the beginning of the speed adjustment phase at least partially compensated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a hybrid vehicle. The invention also relates to a control device for carrying out the method.
Aus der
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem der Verbrennungsmotor an den Eingang des Getriebes und die elektrische Maschine an den Ausgang des Getriebes zwischen das Getriebe und den Abtrieb gekoppelt ist, wobei zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe mindestens ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement des Getriebes geschlossen wird, und zwar zeitlich parallel im Sinne einer Überschneidungsschaltung.The present invention now relates to a method and a control device for operating a hybrid vehicle, in which the internal combustion engine is coupled to the input of the transmission and the electric machine is coupled to the output of the transmission between the transmission and the output, for performing a shift in the transmission at least one previously closed shift element is opened and at least one previously opened shift element of the transmission is closed, specifically in parallel in terms of an overlapping shift.
Bei Ausführung einer solchen Schaltung im Getriebe wird nach der Praxis vom Verbrennungsmotor ein Motoreingriff am Getriebeeingang bereitgestellt. Um einen solchen Motoreingriff bereitzustellen, müssen motorseitige Maßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel eine Zündwinkelverstellung. Hierdurch können der Verbrauch des Verbrennungsmotors sowie dessen Emissionen erhöht werden. Dies ist von Nachteil.When such a shift is carried out in the transmission, according to practice, the internal combustion engine provides engine intervention at the transmission input. In order to provide such an engine intervention, measures must be taken on the engine side, such as an ignition angle adjustment. This can increase the consumption of the internal combustion engine and its emissions. This is a disadvantage.
Es besteht Bedarf an einem Verfahren sowie einem Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem Verbrauchsnachteile und Emissionsnachteile vermieden werden können.There is a need for a method and a control device for operating a hybrid vehicle in which consumption disadvantages and emissions disadvantages can be avoided.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a novel method for operating a hybrid vehicle and a control device for carrying out the method.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method for operating a hybrid vehicle according to
Zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe wird ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen, wobei hierzu in einer Überscheidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung für das zu öffnende Schaltelement unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schaltelement übertragbaren Moments verringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung für das zu schließende Schaltelement unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schaltelement übertragbaren Moments erhöht.To perform a shift in the transmission, a previously closed shifting element is opened and a previously opened shifting element is closed, for this purpose, in a shifting phase that precedes a speed adjustment phase of the shifting, a pressure control for the shifting element to be opened, reducing the transferable shifting element to be transmitted Reduced torque and overlapping this increases a pressure control for the switching element to be closed while increasing the torque that can be transmitted by the switching element to be closed.
Zur Ausführung der Schaltung im Getriebe wird weiterhin ein getriebeseitiges Differenzmoment, welches von dem zu schließenden Schaltelement in Richtung auf den Abtrieb übertragen wird, über das von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb bereitstellte Moment frühestens mit Beginn der Überscheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase zumindest teilweise kompensiert.To execute the shift in the transmission, a differential torque on the transmission side, which is transmitted from the shifting element to be closed in the direction of the output, is used via the torque provided by the electrical machine at the output of the transmission or output at the earliest at the beginning of the transition phase and at the latest with Start of the speed adjustment phase at least partially compensated.
Mit der hier vorliegenden Erfindung können Schaltungen im Getriebe des Hybridfahrzeugs ohne Motoreingriff des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. Hierzu wird das getriebeseitige Differenzmoment, welches insbesondere infolge beschleunigter Massenträgheiten des Getriebes während der Schaltungsausführung auftritt, über die elektrische Maschine am Abtrieb des Getriebes zumindest teilweise kompensiert. Abhängig von der auszuführenden Schaltung muss hierzu die elektrische Maschine motorisch oder generatorisch betrieben werden. Auf einen Eingriff über den Verbrennungsmotor kann verzichtet werden. Hierdurch können Verbrauchsvorteile und Emissionsvorteile realisiert werden.With the present invention, shifts in the transmission of the hybrid vehicle can be carried out without engine intervention by the internal combustion engine. For this purpose, the differential torque on the transmission side, which occurs in particular as a result of accelerated inertia of the transmission during the shift execution, is at least partially compensated for via the electric machine at the output of the transmission. Depending on the circuit to be carried out, the electrical machine must be operated as a motor or generator. There is no need for intervention via the internal combustion engine. Consumption advantages and emission advantages can be realized in this way.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ausführung einer Zug-Hoch-Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein positives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung ist das zu öffnende Schaltelement vollständig geöffnet und das zu schließende Schaltelement wird noch weiter geschlossen. Mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein negatives, generatorisches Moment bereitstellt, um das getriebeseitige Differenzmoment zu kompensieren. Vorzugsweise wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs das generatorische Moment bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung bereitgestellt. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung ein konstantes positives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei einer Zug-Hoch-Schaltung einen vorteilhaften verbrauchsoptimierten und emissionsoptimierten Betrieb des Hybridfahrzeugs.According to a first advantageous development, a positive torque is provided at the input of the transmission by the internal combustion engine before, during and after the execution of the shift in order to carry out a pull-up shift in the transmission. With the start of the speed adjustment phase of the pull-up shift, the shift element to be opened is completely open and the shift element to be closed is closed even further. At the start of the speed adjustment phase of the train upshift, the electric machine provides a negative, generator torque at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle in order to compensate for the differential torque on the transmission side. The generator torque is preferably provided by the electric machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed adjustment phase of the train upshift. The internal combustion engine preferably provides a constant positive torque at the input of the transmission before, during and after the upshift is carried out. This development of the invention allows a train upshift advantageous consumption-optimized and emission-optimized operation of the hybrid vehicle.
Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt, wobei mit Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Hoch-Schaltung von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein negatives, generatorisches Moment bereitstellt wird, um das getriebeseitige Differenzmoment zu kompensieren. Vorzugsweise wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs das negative, generatorische Moment bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Schub-Hoch-Schaltung bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung ein konstantes negatives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung einen vorteilhaften verbrauchsoptimierten und emissionsoptimierten Betrieb des Hybridfahrzeugs.According to a second advantageous development of the invention, a negative torque at the input of the transmission is provided by the internal combustion engine before, during and after the execution of the shift in order to execute a thrust-upshift in the transmission, with the start of the overlap phase of the thrust-upshift from the electrical machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle, a negative, generator torque is provided in order to compensate for the differential torque on the transmission side. The negative, generator torque is preferably provided by the electric machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed adjustment phase of the thrust-up shift. The internal combustion engine preferably provides a constant negative torque at the input of the transmission before, during and after the execution of the overrun upshift. This further development of the invention allows an advantageous consumption-optimized and emission-optimized operation of the hybrid vehicle when a thrust-upshift is carried out.
Nach einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Nach Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Rück-Schaltung und vor Beginn der Drehzahlangleichsphase der Schub-Rück-Schaltung wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein positives, motorisches Moment bereitstellt, um das getriebeseitige Differenzmoment zu kompensieren.Vorzugsweise wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs das positive, motorische Moment bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Schub-Rück-Schaltung bereitgestellt. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schub-Rück-Schaltung ein konstantes negatives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung einen vorteilhaften verbrauchsoptimierten und emissionsoptimierten Betrieb des Hybridfahrzeugs.According to a third advantageous development of the invention, a negative torque is provided at the input of the transmission by the internal combustion engine before, during and after the execution of the shift in order to execute a thrust-down shift in the transmission. After the start of the overlap phase of the thrust-downshift and before the start of the speed adjustment phase of the thrust-downshift, the electric machine provides a positive motor torque at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle in order to compensate for the differential torque on the transmission side. The positive motor torque is preferably provided by the electrical machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed adjustment phase of the thrust-down shift. The internal combustion engine preferably provides a constant negative torque at the input of the transmission before, during and after the execution of the thrust-down shift. This development of the invention allows an advantageous consumption-optimized and emission-optimized operation of the hybrid vehicle when a thrust / downshift is carried out.
Das erfindungsgemäße Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 11 definiert. Das Steuergerät ist eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The control device according to the invention for performing the method is defined in
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 ein Blockschaltbild eines Hybridfahrzeugs; und -
2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Zug-Hoch-Schaltung; -
3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung. -
4 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung.
-
1 a block diagram of a hybrid vehicle; and -
2 a timing diagram to illustrate the method according to the invention when performing a train-upshift; -
3 a time diagram to illustrate the method according to the invention when performing a thrust-up shift. -
4th a time diagram to illustrate the method according to the invention when performing a thrust-down shift.
Das Getriebe
Ferner zeigt
Der Betrieb des Getriebes
Um nun im Getriebe
Ein bei Ausführung der Schaltung im Getriebe
Das Moment, welches die elektrische Maschine
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann demnach auf einen Eingriff des Verbrennungsmotors
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
So zeigt der Kurvenverlauf
Bei der Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung im Getriebe
Beginnend mit dem Zeitpunkt t2 wird die Übertragungsfähigkeit des für die Schaltung zu schließenden Schaltelements gemäß der Druckansteuerung
Mit dem Zeitpunkt t3 beginnt eine Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung, wobei in dieser Drehzahlangleichsphase gemäß dem Kurvenverlauf
Während der Drehzahlangleichsphase bleibt das Moment
Das von der elektrischen Maschine
Das vom Verbrennungsmotor
Bei Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung der
Steuerungsseitig wird das Aufbauen des generatorischen Moments
Zur Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe
Während also in
Gemäß
Vom Verbrennungsmotor
Bei der unter Bezugnahme auf
Die Erfindung kann vorteilhaft auch bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung im Getriebe
Bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung im Getriebe
Der steuerungsseitige Auslöser zum Aufbauen dieses positiven, motorischen Moments über die elektrische Maschine
Bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung ist das vom Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das Verfahren, welches oben beschrieben wurde, steuerungsseitig auszuführen.The invention further relates to a control device for operating a hybrid vehicle, the control device being set up to execute the method described above on the control side.
Zur Ausführung einer Schaltung steuert das Steuergerät im Getriebe
Das erfindungsgemäße Steuergerät verfügt über hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, Daten auszutauschen, so zum Beispiel mit Hydraulikkomponenten, die der Ansteuerung der Schaltelemente
Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, kann es sich um das Getriebesteuergerät
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AntriebsaggregatDrive unit
- 22
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 33
- elektrische Maschineelectric machine
- 44th
- Getriebetransmission
- 55
- AbtriebDownforce
- 66
- SchaltelementSwitching element
- 77th
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 88th
- AnfahrelementStarting element
- 99
- GetriebesteuergerätTransmission control unit
- 1010
- MotorsteuergerätEngine control unit
- 1111
- HybridsteuergerätHybrid control unit
- 1212th
- Drehzahlrotation speed
- 1313
- Moment VerbrennungsmotorMoment combustion engine
- 1414th
- Moment elektrische MaschineMoment electric machine
- 1515th
- Moment AbtriebMoment output
- 1616
- Moment öffnendes SchaltelementMoment opening switching element
- 1717th
- Moment schließendes SchaltelementMomentary closing switching element
- 18a18a
- Differenzmoment schließendes SchaltelementSwitching element closing differential torque
- 18b18b
- Differenzmoment AbtriebDifferential torque output
- 18c18c
- Kompensationsmoment elektrische MaschineCompensation torque electrical machine
- 1919th
- Druckansteuerung öffnendes SchaltelementPressure control opening switching element
- 2020th
- Druckansteuerung schließendes SchaltelementPressure control closing switching element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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