DE102020102881A1 - Hybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor und Elektromotor - Google Patents

Hybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor und Elektromotor Download PDF

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Michael Friedrich
Robert Mirlach
Stephan Rubbert
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit, die zur Koordination möglicher Betriebsmodi (eDrive, ZAS, ZAS+AGR, ...) einen Koordinator mit einer vorgegebenen Entscheidungslogik aufweist, der derart ausgestaltet ist, dass abhängig von einem vorgegebenen Soll-Moment und anderen definierten Eingangsinformationen der Betriebsmodus mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad (minimale Emissionen, bester Komfort, beste Dynamik) auswählbar ist. Dabei ist ein kombinierter Betriebsmodus bestehend aus einer zumindest teilweisen Zylinderabschaltung und einer externen Abgasrückführung als besonders vorteilhafter Betriebsmodus auswählbar.Die Kombination der teilweisen Zylinderabschaltung mit der externen Abgasrückführung ermöglicht auf der einen Seite eine Erweiterung des Betriebs mit teilweise abgeschalteten Zylindern in Richtung höhere Lasten. Auf der anderen Seite wird die Nutzung von höheren Abgasrückführungsraten bei niedrigen Lasten ermöglicht, was zur einen weiteren Wirkungsgraderhöhung führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug bzw. die Betriebsstrategie eines Hybridfahrzeugs mit Verbrennungsmotor und Elektromotor, insbesondere für ein Hybridfahrzeug mit sogenannter P1-Architektur.
  • Es gibt vielfältige Betriebsstrategien für Hybrid-Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und Elektromotor, die sich insbesondere auf die Auswahl des rein elektrischen, des rein verbrennungsmotorischen oder des kombinierten Antriebsmodus beziehen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hybridfahrzeug insbesondere auch im Hinblick auf den verbrennungsmotorischen Antrieb zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
  • Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit, die zur Koordination möglicher Betriebsmodi (eDrive, ZAS, ZAS+AGR, ...) einen Koordinator mit einer vorgegebenen Entscheidungslogik aufweist, der derart ausgestaltet ist, dass abhängig von einem vorgegebenen Soll-Moment und anderen definierten Eingangsinformationen der Betriebsmodus mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad (minimale Emissionen, bester Komfort, beste Dynamik) auswählbar ist. Dabei ist ein kombinierter Betriebsmodus bestehend aus einer zumindest teilweisen Zylinderabschaltung und einer externen Abgasrückführung als besonders vorteilhafter Betriebsmodus auswählbar.
  • Die Kombination der teilweisen Zylinderabschaltung mit der externen Abgasrückführung ermöglicht auf der einen Seite eine Erweiterung des Betriebs mit teilweise abgeschalteten Zylindern in Richtung höhere Lasten. Auf der anderen Seite wird die Nutzung von höheren Abgasrückführungsraten bei niedrigen Lasten ermöglicht, was zur einen weiteren Wirkungsgraderhöhung führt.
  • Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
    • Gegenstand der Erfindung ist eine Betriebsstrategie mit Optimierung folgender Zielgrößen:
      • Verbrauch, Emissionen, Dynamik und Komfort zur Erfüllung einer Fahraufgabe. Die Betriebsstrategie ist eine optimierte Koordination möglicher Betriebszustände unter größtmöglicher Ausnutzung vorhandener Komponenten.
  • Die Fahraufgabe wird erfüllt durch den jeweils besten Betriebsmodus aus zumindest folgenden bevorzugten verbrennungsmotorbezogenen Modi:
    • - P1e: Geschleppter Verbrennungsmotor (kein Zylinder wird befeuert) bei elektrischem Fahren; Ziel ist ein besonders hoher elektrischer Fahranteil abhängig von Ladezustand (SOC) des Hochvoltspeichers zur Minimierung von Abgasen.
    • - ZAS: Verbrennungsmotorisches Fahren mit Zylinderabschaltung (nur ein Teil der Zylinder, z.B. n/2-Zylinder, wird befeuert); Grenze hierbei ist z.B. die Klopfneigung.
    • - ZAS+AGR: Verbrennungsmotorisches Fahren mit Zylinderabschaltung und externer Abgasrückführung; Grenze hierbei ist z.B. die maximal darstellbare spezifische Last.
    • - AGR: Verbrennungsmotorisches Fahren im Vollmotorbetrieb (alle Zylinder werden befeuert) und mit externer Abgasführung; Grenze hierbei ist z.B. die Aufladung bzw. Zylinderfüllung.
    • - VM: Verbrennungsmotorisches Fahren im Vollmotorbetrieb (alle Zylinder werden befeuert) ohne Abgasrückführung.
  • Zusätzlich offenbart die Erfindung die Harmonisierung eines Betriebsmodewechsels durch gezielte Ansteuerung der/einer elektrischen Maschine (z.B. Elektromotor oder Kurbelwellen-Starter-Generator).
  • Die Betriebsstrategie kann folgende auch erweiterte Betriebsmodi nutzen:
    • VM:
    Betrieb mit Verbrennungsmotor mit allen Zylindern
    LPAn:
    Betrieb mit Verbrennungsmotor mit erhöhter Last zur Erzeugung von elektrischem Strom zum Laden des Speichers
    LPAb:
    Betrieb mit Verbrennungsmotor mit abgesenkter Last und Unterstützung der e-Maschine zur Erfüllung des Fahrerwunsches
    P1e:
    elektrisches Fahren mit einer E-Maschine (in P1-Anordnung) und Schleppen des Motors mit geschlossenen Ventilen
    P1eplus:
    P1e bei dem die E-Maschine dämpfend mit einem positiven Summenmoment wirkt
    ZAS:
    Betrieb mit Zylinderabschaltung, verbrennungsmotorischer Betrieb mit teilweise abgeschalteten Zylindern
    ZASplus:
    ZAS, bei dem die E-Maschine dämpfend mit einem positiven oder negativen Summenmoment wirkt
    P1eZAS:
    Erweiterung des ZAS-Bereichs durch Unterstützung der E-Maschine
    LPAn_AGR:
    Betrieb mit Verbrennungsmotor mit erhöhter Last zur Erzeugung von elektrischem Strom zum Laden des Speichers unter Verwendung von AGR
    AGR:
    Betrieb des Verbrennungsmotors mit extern rückgeführtem Abgas (Definition der AGR-Rate: Die AGR-Rate ist das Verhältnis der CO2-Konzentration in der Frischladung zur Konzentration im Abgas)
    DU:
    Drehungleichförmigkeit
    DU-System:
    Dämpfungssystem für Drehungleichförmigkeiten
    elDU/eDU:
    elektrisches DU-System
    ASSH:
    schaltbare Schlepphebel für die Auslassventile ➜ Deaktivieren der Auslassventile
    Nullhub-VVT:
    Valvetronic-System mit der Möglichkeit einen Nullhub einzustellen
    CV:
    Closed Valve; geschlossene Ventile
    CVi:
    geschlossene Einlassventile
    CVa:
    geschlossene Auslassventile
    Reku:
    Rückgewinnung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über z.B. eine elektrische Maschine
    CV-Reku:
    Rekuperation mit geschlossenen Ein- und Auslassventilen
    Schub:
    Motor wird ohne Verbrennung geschleppt
    KSG:
    Kurbelwellenstarter/-generator; mit der Kurbelwelle direkt ohne Übersetzung fest verbundene E-Maschine
    VM_LLe:
    elektrisch stabilisierter Leerlauf; wenn möglich auf niedrigerem Drehzahlniveau
    ZAS_LLe:
    elektrisch stabilisierter Leerlauf mit teilweise abgeschalteten Zylindern; wenn möglich auf niedrigerem Drehzahlniveau
    VM_Miller:
    Vollmotorbetrieb mit Ventilsteuerung für frühes Einlassschließen
    ZAS_Miller:
    ZAS-Betrieb mit Ventilsteuerung für frühes Einlass-Schließen
    VM_Mager:
    Motorbetrieb mit magerem Gemisch
    ZAS+AGR:
    Kombination von Zylinderabschaltung und Abgasrückführung
  • Die Betriebsmodi zielen in erster Linie auf eine P1-Anordnung der elektrischen Maschine ab. Sie gelten aber auch grundsätzlich für andere Topologien von Hybridsystemen. Funktionen und Betriebsmodi sind unabhängig von der Spannungslage (z.B. Bereich 48 V bis Hochvolt-Anwendungen).
  • Die Betriebsstrategie ermittelt mit einer geeigneten Entscheidungslogik auf Basis von Komponenten-, System-, Fahrzeug- und Umfeld-Informationen sowie dem Fahrerwunsch oder der Anforderung eines Fahrcomputers (z.B. Fahrgeschwindigkeitsregler oder automatisiertes Fahren) bzw. externen Anforderern (z.B. Fernsteuerung) den Betriebsmodus, der die Zielgröße am besten erfüllt.
  • Typische Komponenten-, System-, Fahrzeug- und Umfeld-Informationen sind Geschwindigkeiten, Steigungen, Drücke, Temperaturen, Ladezustände, Komponenten-Effizienzwerte, Gänge, Drehzahlen, Verlustmomente, Motorgrößen (Ventilspreizung, Ventilhub, Ladedruck etc.), AGR-Rate (AGR=Abgasrückführung), Komponentenbegrenzungen und Zugkraftpotenzial.
  • Im Folgenden werden besonders bevorzugte Details vorgestellt und erläutert.
  • Optimierung und Kombination verschiedener Betriebsmodi für möglichst energieeffizientes Fahren
  • Beispiele der Zylinderzahlen im Teilzylinderbetrieb gelten für einen 6-Zylindermotor mit einem Elektromotor, der fest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist (sogenannter Kurbelwellen-Starter-Generator) oder direkt an diese angekoppelt werden kann.
  • Abhängig vom Fahrerwunsch bzw. von Regelsystemen wird auf Basis eines Soll-Moments (MD) auf den Betriebsmodus für den maximalen Wirkungsgrad verzweigt. Dazu werden verschiedene Kennfelder des Energieverbrauchs hinterlegt, die von einem Algorithmus bewertet und ausgewählt werden. Nachstehend folgt eine Beschreibung der wichtigsten Betriebszustände:
  • - Kaltstart
  • Nach dem Kaltstart des Verbrennungsmotors wird der Katalysator-Heizzyklus aktiviert und das Fahrzeug soweit wie möglich nur elektrisch angetrieben. Damit erzeugt der Verbrennungsmotor möglichst geringe Schadstoffemissionen und der Katalysator erreicht schnell seine Betriebstemperatur. Der elektrische Antrieb kann dabei eine verschleppte Verbrennung und mögliche Aussetzer ausgleichen und ermöglicht einen extremeren Katalysatorheizzykl us.
  • - Motorwarmlauf
  • Während des Warmlaufs kann der Verbrennungsmotor den Batteriespeicher laden, während das Fahrzeug weiterhin bevorzugt elektrisch fährt. Damit wird ein Instationärbetrieb des Verbrennungsmotors mit den damit unter Umständen verbundenen höheren Partikelemissionen vermieden.
  • - Normalbetrieb bei warmem Motor
  • Bei vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten bis etwa z.B. 40 km/h (z.B. 8 kW Antriebsleistung je nach Fahrwiderstand) und verfügbarer elektrischer Energie soll das Fahrzeug elektrisch angetrieben werden. Bei leerem Speicher soll der Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung den Speicher laden, z.B. im Staubetrieb mit Stillstandphasen.
  • Bei mittleren Geschwindigkeiten und geringer Dynamikanforderung soll der Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung und bei weiter steigenden Anforderungen an die Geschwindigkeit zusätzlich mit externer Abgasrückführung laufen. Dabei können abhängig von der Lastanforderung eine unterschiedliche Anzahl von Zylindern (z.B. bei einem 6 Zylindermotor zwei, drei oder vier Zylinder) befeuert werden. Dieser Betriebsmodus sollte bis ca. 120 km/h ausreichen.
  • Im Autobahnbetrieb, bei Bergauf-Passagen und im Anhängerbetrieb mit höherer Lastanforderung soll der Motor als Vollmotor mit externer Abgasrückführung laufen.
  • Bei maximaler Dynamikanforderung und hoher Geschwindigkeit soll der Motor als Vollmotor ohne externe Abgasrückführung betrieben werden. Im Schubbetrieb soll das Fahrzeug zur besseren Regelbarkeit des Drehmoments elektrisch angetrieben werden. Bei leerem Batteriespeicher soll der Verbrennungsmotor im ZAS-Modus (ZAS=Zylinderabschaltung) den Speicher aufladen.
  • - I nstationärverhalten
  • Beim Übergang zwischen den verschiedenen Betriebsmodi entstehen Drehmoment-Spitzen bzw. -Senken, die den Fahrkomfort beeinträchtigen und zu Fahrzeugruckeln führen können. Diese Unstetigkeiten lassen sich durch Applikation und Funktionen nur ungenügend beseitigen. Der Kurbelwellen-Starter-Generator (KSG) bzw. die elektrische Maschine kann die Drehmomentverläufe durch Zugabe eines elektromotorischen Moments bei einer Drehmomentsenke oder durch rekuperatives Abbremsen bei einem Drehmomentpeak glätten. In gleicher Weise kann der KSG das vergleichsweise hohe Massenträgheitsmoment des Kurbeltriebs bei der Zylinderabschaltung (ZAS) kompensieren und den Drehzahlgradienten steigern. Ein weiteres nutzbares Verfahren, speziell für den Zustandsübergang der vollen Zylinderabschaltung in den Vollzylinderbetrieb ist in DE 10 2019 107 775.3 beschrieben.
  • - Aktive Dämpfung der Drehungleichförmigkeit
  • Die Zylinderabschaltung verursacht eine größere Drehungleichförmigkeit als der Vollmotorbetrieb, da auf den Kurbeltrieb höhere Kolbenkräfte bei größerem Zündabstand einwirken. Der Kurbel-Starter-Generator kann diese Drehungleichförmigkeit teilweise ausgleichen, indem z.B. bei leerem bzw. aufnahmefähigem Batteriespeicher die Kurbelwelle bei Drehzahlpeaks (positive Halbwelle) abgebremst wird und bei voll aufgeladenem Speicher bei Drehzahlsenken beschleunigt. Abhängig von der Zahl der befeuerten Zylinder ändern sich der Verlauf der Drehungleichförmigkeit und damit die Form des Ausgleichs. Ein weiteres nutzbares Verfahren zur aktiven Dämpfung mittels EM bei vorhandenem Schwingungstilger in der Antriebskonfiguration ist in der DE 10 2019 111 481.0 beschrieben.
  • - Sonderzustände
  • Bei eingeschalteter Klimaanlage wird der Batteriespeicher schnell leer durch den Antrieb des Klimakompressors und des Ventilators. Durch Standladen bzw. Laden bei niedriger Geschwindigkeit kann der Batteriespeicher durch den Verbrennungsmotor im ZAS-Betrieb aufgeladen werden. Dabei sollen mehrere kurze Intervalle mit höherer Last bevorzugt werden gegenüber einem längeren Betrieb bei niedriger Last. Neben dem Ladezustand des Batteriespeichers soll die Motortemperatur und die Temperatur im Katalysator berücksichtigt werden.
  • Bei einer Heizungsanforderung soll der Verbrennungsmotor abhängig von der Heizleistung als zylinderabgeschalteter Motor oder als Vollmotor aktiviert werden.
  • Generell sollen im ZAS-Betrieb die Zylinder nur kurzzeitig abgeschaltet werden und durchwechseln. Entsprechend kommt es auch bei einem konstanten Betriebsmodus zu einem Wechsel der befeuerten Zylinder z.B. bei einem 6 Zylinder zwischen den Zylindern 1 bis 3 und 4 bis 6 im Dreizylinderbetrieb oder zwischen den Zylindern 1 und 6, 2 und 5 sowie 3 und 4 im Zweizylinderbetrieb. Auch bei diesen Wechseln innerhalb eines Betriebsmodus muss der KSG instationär den unstetigen Drehmomentverlauf ausgleichen. Die Harmonisierung des Modewechsels erfordert ggf. eine Vorsteuerung.
  • - ZAS+AGR
  • Grundlagen zur Synergie der Zylinderabschaltung (ZAS) und der (externen) Abgasrückführung (AGR)
    • - Externe Abgasrückführung ist ein Befähiger für die Erweiterung des ZAS-Betriebsbereiches aufgrund der Klopfneigungsreduktion.
    • - Zylinderabschaltung führt zur Erhöhung der AGR-Verträglichkeit bei niedrigen Lasten durch einen Motorbetrieb mit höheren spezifischen Lasten.
  • Als externe Abgasrückführung wird ein Niederdruck-System mit Einleitung des Abgases vor dem Verdichter unterstellt. Dieses verursacht eine Trägheit im Instationärbetrieb. Beim „Lastabwurf“ kann es bei hohen Abgasrückführraten zu Aussetzern beim Übergang zu niedrigen Motorlasten kommen. Dieses kann durch den Übergang zur Zylinderabschaltung mit minimaler Zylinderzahl (z.B. Zweizylinderbetrieb) vermieden werden. Zusätzlich kann die spezifische Last der befeuerten Zylinder durch kurzzeitiges elektrisches Laden (Lastpunktanhebung, LPA) erhöht werden, grundsätzlich bereits bekannt aus der DE 10 2016 211 528 A1 .
  • Alternativ kann der KSG mögliche Aussetzer ausgleichen, wenn beim Lastabwurf späte Zündwinkel eingestellt werden und das gewünschte Drehmoment elektrisch erzeugt wird.
  • Die Kombination der Zylinderabschaltung mit der externen Abgasrückführung ermöglicht, auf der einen Seite, eine Erweiterung des Betriebs mit abgeschalteten Zylinder(n) in Richtung höhere Lasten. Grund dafür ist die Reduktion der Klopfneigung, die der Betrieb mit rückgeführtem Abgas zur Folge hat. Auf der anderen Seite, aufgrund der höheren spezifischen Lasten, welche der Motor während des Betriebs mit abgeschalteten Zylinder(n) fährt, wird die Nutzung von höheren AGR-Raten bei niedrigen absoluten Lasten ermöglicht, was zur einen weiteren Wirkungsgraderhöhung führt.
  • Das beschriebene System kann mit einem Vorkammer-Zündsystem kombiniert werden. Die Zylinderabschaltung erhöht die spezifische Last der betriebenen Zylinder und hilft dadurch, Aussetzer der Vorkammer im kritischen Niedriglastbereich zu vermeiden. Bei höheren Motorlasten verbessert die Vorkammer durch eine schnellere Verbrennung die Restgasverträglichkeit und die Abgasrückführrate kann weiter gesteigert werden mit entsprechenden Verbrauchsvorteilen.
  • Hinsichtlich der CO2-Reduktion:
    • - Relevante Verbrauchsvorteile im Betrieb mit externer Abgasrückführung sind erst ab mittlerer Last (wi > 0,6 kJ/l) zu finden.
    • - Solche Lasten (oberhalb wi = 0,6 kJ/l) werden mit dem Vollmotor mit niedriger Häufigkeit angefahren.
    • - Die besonders vorteilhafte Kombination der Zylinderabschaltung mit der externen AGR führt dazu, dass hohe spezifische Lasten mit erhöhtem Verbrauchsvorteil öfter angefahren werden können.
  • Zusatzaspekte zur Betriebsstrategie
  • Schubbetrieb:
  • Falls z.B. bei Verzögerungen oder Bergabfahrt die Bremsleistung des elektrischen Systems nicht ausreicht, um die gewünschte Geschwindigkeit einzustellen, kann zusätzlich das Motorschleppmoment erhöht werden, indem vorzugsweise die Auslassventile geöffnet werden. In dieser Betriebsart wird Abgas angesaugt und wieder ausgeschoben, ohne den Katalysator mit Sauerstoff anzureichern.
  • Merkmale bei Zylinderabschaltung (ZAS):
    • - Einsatz der ZAS abhängig von der Motortemperatur, z.B. ab 30° C, von der Katalysatortemperatur, Umgebungsbedingungen, Kraftstoff, Motorlast und Drehzahl.
    • - Im ZAS-Betrieb aktive Dämpfung der Drehungleichförmigkeit abhängig von Last und Drehzahl, mit steigender Drehzahl und sinkender Last geringere Dämpfung, oberhalb einer Grenzdrehzahl keine weitere Dämpfung.
    • - Aktive Dämpfung der Drehungleichförmigkeit bevorzugt durch Glättung der oberen Halbwelle des Drehzahlverlaufs, Abbremsen des KSG bei in den entsprechenden Winkelintervallen, damit Laden des Batteriespeichers, falls der Speicher vollgeladen ist, Beschleunigung des KSG und Glätten der unteren Halbwelle.
    • - Sicherer Dreizylinderstart des betriebswarmen Motors im MSA-Modus.
    • - Genauere Laufruhe- und Drehzahlerkennung durch den KSG als mit dem Geberrad der Motorsteuerung, damit Adaption und Steuerung der AGR-Rate.
    • - Zeitliche Begrenzung der Abschaltung einer Zylindergruppe, danach Wechsel auf die andere Zylindergruppe abhängig von den Umgebungsbedingungen (insbesondere Umgebungstemperatur).
    • - Abschaltung der Zündung bei den deaktivierten Zylindern, bei Bi-Turbo-Motoren Abschaltung der Ölversorgung der deaktivierten Turbolader.
  • Die Optimierung und Kombination verschiedener Betriebsmodi erfolgt über einen Koordinator, der zur Auswahl eines Betriebsmodus insbesondere folgende Eingangsinformationen erhält:
    • - Fahrerwunsch (z.B. Fahrpedalstellung, Momentenanforderung eines Fahrautomaten)
    • - Umweltgrößen, Fahrzeug- und Antriebsgrößen (z.B. Geschwindigkeit, Temperaturen, Drücke, Drehzahlen,...), Randbedingungen, Betriebsbereiche (z.B. SOC, Leistungsgrenzen, Momentengrenzen etc.)
    • - Effizienz- und Emissionsgrößen (z.B. Motorkennfelder von Verbrennungsmotor und Elektromotor,..), Komfortgröße (z.B. NVH-Empfindlichkeitsmatrix)
    • - Zielgröße (z.B. minimaler Energieverbrauch, minimale Emissionen, bestmöglicher Komfort,...), Vorgabe (z.B. durch Voreinstellung, Fahrereingabe, Fahrautomat, Connected Foresight etc.)
  • Beispielhafte Eingangsgrößen für die Betriebsstrategie:
    • - Fahrerwunsch
    • - Vorausschau und Prädiktion (z.B. Connected Foresight)
    • - Betriebsbereiche der jeweiligen Modi mit zeitlicher Vorausschau (z.B. Auskühlen Katalysator, SOC) und wechselseitigen Abhängigkeiten (z.B. E-Maschinenunterstützungsleistung und mögliche AGR-Rate)
    • - Katalysatorbetriebsbereitschaft
    • - „Frequenzlandkarte“ Antriebstrang und Fahrzeug
  • Beispielhafte Eingangsgrößen für die Auswahl eines der Modi:
    • - genaue Erfassung der Drehunförmigkeit ggf. über die E-Maschine
    • - Bestimmung der Phasenlage zwischen Kurbelwelle und E-Maschinenwelle (evtl. modellbasiert)
    • - Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur, Feuchte), Motortemperatur, Katalysatortemperatur, Kraftstoff, Motorlast und Drehzahl, SOC, Bordnetzbedarf, Zugkraftreserven, Degradation von Komponenten, Kühlungskapazität, Einschaltverhinderer etc.
  • Zielgrößen sind insbesondere Verbrauch, Emissionen, Dynamik und Komfort.
  • In der Zeichnung sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
    • 1 schematisch wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs mit einer P1-Hybridantriebsarchitektur,
    • 2 wesentliche koordinierbare Betriebsmodi in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Soll-Moment,
    • 3 Messkurven zur Erläuterung der Dämpfung bei Drehungleichförmigkeit,
    • 4 Messkurven zum Aufzeigen eines auszugleichenden instationären unstetigen Drehmomentverlaufs beim Wechsel zwischen Vollzylinderbetrieb und Teilzylinderbetrieb (ZAS),
    • 5 eine Darstellung der beiden Übergangsmöglichkeiten ausgehend von einer Zylinderabschaltung (ZAS) oder ausgehend von einer externer Abgasrückführung (AGR) hin zum kombinierten Betriebsmodus (ZAS+AGR) und
    • 6 den Fall eines sogenannten Lastabwurfes im Zusammenhang mit einer Zylinderabschaltung ZAS.
  • 1 zeigt den Teil des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs 101 mit einer P1-Hybridantriebsarchitektur, bei der die elektrische Maschine 105 direkt auf die Kurbelwelle einwirkt, ohne Vorliegen einer zwischen elektrischer Maschine 105 und Verbrennungsmotor 103 liegenden Trennkupplung. Weitere Komponenten sind eine Ventilsteuervorrichtung 102 für die Ein- und Auslassventile, die in Kombination mit einem Modul SRM (Software Programm) einer elektronischen Steuereinheit 10 eine Schleppmomentreduzierungsmaßnahme bei verzögertem Start des Verbrennungsmotors 103 darstellen kann. Schließlich ist in 1 ein optionaler Drehschwingungsdämpfer 104, ein optionales Anfahrelement 106 und ein Getriebe 107 gezeigt.
  • Der Verbrennungsmotor 103 des P1-Hybridantriebs kann zumindest zeitweise und/oder teilweise deaktiviert werden. Die Antriebswelle des deaktivierten Verbrennungsmotors 103 kann somit in einem unbefeuert geschleppten Betrieb von der elektrischen Maschine 105 (ohne Trennkupplung) mitgedreht werden. Ein unbefeuert geschleppter Betrieb des Verbrennungsmotors 103 hat den Vorteil, dass der Verbrennungsmotor kurzfristig und in effizienter Weise wieder befeuert werden kann, um Antriebsdrehmoment zum Gesamtantrieb des Fahrzeugs 101 beizusteuern.
  • Die elektronische Steuereinheit 10 ist insbesondere durch entsprechende weitere Programm-Funktionsmodule (Computerprogrammprodukt) zur Koordination der oben genannten Betriebsmodi ausgestaltet. Hierauf wird in den folgenden Figuren eingegangen:
    • 2 zeigt das Kernstück eines Koordinators 1 in der elektronischen Steuereinheit 10, der die wichtigsten Betriebsmodus-Übergänge im Normalbetrieb bei warmem Verbrennungsmotor 103 zumindest abhängig von der Drehzahl n und dem vorgegebenen Soll-Moment MD vorgibt.
  • Der Koordinator 1 weist eine nicht näher dargestellte vorgegebenen Entscheidungslogik basierend auf diversen Kennfeldern K (siehe 1) auf und ist derart ausgestaltet, dass abhängig von einem vorgegebenen Soll-Moment MD und anderen definierten Eingangsinformationen, insbesondere der Kurbelwellen-Drehzahl n, der Betriebsmodus für den maximalen Wirkungsgrad auswählbar ist. Dabei ist insbesondere ein kombinierter Betriebsmodus ZAS+AGR bestehend aus einer zumindest teilweisen Zylinderabschaltung ZAS und einer externen Abgasrückführung AGR auswählbar, der entweder von einer Zylinderabschaltung ZAS ohne Abgasrückführung oder von einer Abgasrückführung AGR ohne Zylinderabschaltung ZAS erreichbar ist. Auf die übrigen möglichen und bevorzugten Betriebmodi wurde bereits oben detailliert eingegangen.
  • Der Koordinator 1 ist vorzugsweise weiterhin derart ausgestaltet, dass ausgehend vom auswählbaren Betriebsmodus Zylinderabschaltung ZAS bei mittleren Geschwindigkeiten v und vergleichsweise geringer Dynamikanforderung MD bzw. dM/dt mit einer weiter steigenden Anforderungen an die Geschwindigkeit v in den kombinierten Betriebsmodus ZAS+AGR gewechselt wird.
  • 3 zeigt zwei Beispiele (oben: mit ZAS (3 Zylinder-Betrieb); unten: mit VM (6 Zylinder-Betrieb)), wie insbesondere bei Zylinderabschaltung ZAS Drehungleichförmigkeiten -dn oder +dn auftreten können. Daher werden diese erfindungsgemäß vorzugsweise im ausgewählten Betriebsmodus mit Zylinderabschaltung ZAS durch Hinzuschalten des Elektromotors 105 (z. B. in Form eines Kurbelwellen-Startergenerators KSG) ausgeglichen, indem abhängig von der Zahl der befeuerten Zylinder die Kurbelwelle KW bei Drehzahlpeaks (positive Halbwelle) abgebremst und bei Drehzahlsenken (-dn) beschleunigt wird.
  • In ähnlicher Weise zeigt 4 Drehmomentsprünge dMD durch Umschaltung der Zylinderbefeuerung im Zusammenhang mit einer Zylinderabschaltung (ZAS), entweder beim Umschalten zwischen Vollbetrieb VM und Zylinderabschaltung ZAS oder beim Umschalten zwischen verschiedenen befeuerten Zylindern während einer Zylinderabschaltung ZAS. Vorzugsweise werden mittels des Elektromotors 105 diese Drehmomentsprünge dMD durch Zugabe eines elektromotorischen Moments bei einer Drehmomentsenke oder durch elektromotorisches Abbremsen bei einem Drehmomentpeak kompensiert.
  • Im Fall A der 5 wird gezeigt, dass die Umschaltung des Betriebsmodus Zylinderabschaltung ZAS hin zum kombinierten Betriebsmodus ZAS+AGR durch Zuschalten der externen Abgasrückführung AGR bei Auftritt einer Klopfneigung vorgenommen wird (Pfeil nach oben).
  • Im Fall B der 5 wird gezeigt, dass die Umschaltung des Betriebsmodus der externen Abgasrückführung AGR hin zum kombinierten Betriebsmodus ZAS+AGR durch Zuschalten der Zylinderabschaltung ZAS zur Erhöhung der Zündfähigkeit (AGR-Verträglichkeit) bei vergleichsweise niedrigem vorgegebenen Soll-Moment MD vorgenommen wird (Pfeil nach unten).
  • 6 zeigt schließlich den Fall eines sogenannten Lastabwurfes; d.h. eine sprunghafte Abnahme des Soll-Moments MD in kurzer Zeit t: bei einem Betriebsmodus der externen Abgasrückführung AGR mit einem Niederdruck-System, bei dem das Abgas vor dem Verdichter eingeleitet wird, wird erfindungsgemäß in einer bevorzugten Ausgestaltung bei einem Übergang zu einem vergleichsweise niedrigen Soll-Moment MD („Lastabwurf“) zu einer Zylinderabschaltung ZAS mit minimaler Zylinderzahl übergegangen.
  • 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 102019107775 [0024]
    • DE 102019111481 [0025]
    • DE 102016211528 A1 [0030]

Claims (10)

  1. Hybridfahrzeug (101) mit einem Verbrennungsmotor (103), einem Elektromotor (105) und mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit (10), die zur Koordination möglicher Betriebsmodi (eDrive, ZAS, ZAS+AGR, ...) einen Koordinator (1) mit einer vorgegebenen Entscheidungslogik aufweist, der derart ausgestaltet ist, dass abhängig von einem vorgegebenen Soll-Moment (MD) und anderen definierten Eingangsinformationen (n,v) der Betriebsmodus für den maximalen Wirkungsgrad auswählbar ist, wobei dazu ein kombinierter Betriebsmodus (ZAS+AGR) bestehend aus einer zumindest teilweisen Zylinderabschaltung (ZAS) und einer externen Abgasrückführung (AGR) auswählbar ist.
  2. Hybridfahrzeug (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass ausgehend vom auswählbaren Betriebsmodus Zylinderabschaltung (ZAS) bei mittleren Geschwindigkeiten (v) und vergleichsweise geringer Dynamikanforderung (MD, dM/dt) mit einer weiter steigenden Anforderungen an die Geschwindigkeit (v) in den kombinierten Betriebsmodus (ZAS+AGR) gewechselt wird.
  3. Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass in einem ausgewählten Betriebsmodus mit Zylinderabschaltung (ZAS) durch Hinzuschalten des Elektromotors (105) Drehungleichförmigkeiten (-dn; +dn) ausgeglichen werden, indem abhängig von der Zahl der befeuerten Zylinder die Kurbelwelle (KW) bei Drehzahlpeaks (+dn) abgebremst und bei Drehzahlsenken (-dn) beschleunigt wird.
  4. Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass mittels des Elektromotors (105; KSG) Drehmomentsprünge (dMD) durch Umschaltung der Zylinderbefeuerung im Zusammenhang mit einer Zylinderabschaltung (ZAS) durch Zugabe eines elektromotorischen Moments bei einer Drehmomentsenke oder durch elektromotorisches Abbremsen bei einem Drehmomentpeak kompensiert werden.
  5. Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass die Umschaltung des Betriebsmodus Zylinderabschaltung (ZAS) zum kombinierten Betriebsmodus (ZAS+AGR) durch Zuschalten der externen Abgasrückführung (AGR) bei Auftritt einer Klopfneigung vorgenommen wird.
  6. Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass die Umschaltung des Betriebsmodus der externe Abgasrückführung (AGR) zum kombinierten Betriebsmodus (ZAS+AGR) durch Zuschalten der Zylinderabschaltung (ZAS) zur Erhöhung der Zündfähigkeit (AGR-Verträglichkeit) bei vergleichsweise niedrigem vorgegebenen Soll-Moment (MD) vorgenommen wird.
  7. Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koordinator (1) weiterhin derart ausgestaltet ist, dass bei einem Betriebsmodus der externen Abgasrückführung (AGR) mit einem Niederdruck-System, bei dem das Abgas vor dem Verdichter eingeleitet wird, im Falle eines Übergangs zu einem vergleichsweise niedrigen Soll-Moment (MD) („Lastabwurf“) zu einer Zylinderabschaltung (ZAS) mit minimal möglicher Zylinderzahl übergegangen wird.
  8. Elektronische Steuereinheit (10) mit einem Koordinator (1) für ein Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche.
  9. Verfahren mittels einer elektronischen Steuereinheit (10) für ein Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, durch das mögliche definierte Betriebsmodi (eDrive, ZAS, ZAS+AGR, ...) wirkungsgradoptimiert koordiniert werden.
  10. Computerprogrammprodukt für eine elektronische Steuereinheit (10), das in einem Hybridfahrzeug (101) nach einem der vorangegangenen Patentansprüche einsetzbar ist.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001047A1 (de) 2005-01-07 2006-07-20 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs sowie Hybridfahrzeug
DE102016211528A1 (de) 2016-06-27 2017-12-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb
DE102019118464A1 (de) 2018-07-09 2020-01-09 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und systeme zur fahrzeugantriebsstrangsteuerung auf nvh-basis
DE102019107775A1 (de) 2018-12-04 2020-06-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuereinheit und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs mit einem Schleppmoment-reduzierten Verbrennungsmotor
DE102019111481A1 (de) 2019-05-03 2020-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001047A1 (de) 2005-01-07 2006-07-20 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs sowie Hybridfahrzeug
DE102016211528A1 (de) 2016-06-27 2017-12-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinheit zur Einstellung eines Lastpunktes eines Verbrennungsmotors im dynamischen Motorbetrieb
DE102019118464A1 (de) 2018-07-09 2020-01-09 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und systeme zur fahrzeugantriebsstrangsteuerung auf nvh-basis
DE102019107775A1 (de) 2018-12-04 2020-06-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuereinheit und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs mit einem Schleppmoment-reduzierten Verbrennungsmotor
DE102019111481A1 (de) 2019-05-03 2020-11-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs

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