DE102020214424A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Mario Baydar
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Jens Kastens
Johannes KEMLER
Xianghui Shen
Heidi Rathgeb
Bernd Ummer
Nicolas Blum
Fabian Hainzl
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das eine elektrische Maschine (3), einen Verbrennungsmotor (2) und ein Getriebe (5) aufweist, wobei zum Ankoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus rein elektrischer Fahrt heraus und/oder zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus hybrider Fahrt heraus zunächst abhängig von einem Fahrerwunschmoment und/oder einer Fahrerwunschleistung der Gradient des Fahrerwunschmoments und/oder der Fahrerwunschleistung ermittelt wird. Anschließend abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten und einer zum Ankoppeln des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne einerseits ein prognostizierter Fahrerwunschmomentanteil und/oder ein prognostizierter Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und andererseits ein prognostiziertes Fahrerwunschmoment und/oder eine prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt wird. Anschließend abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmoment und/oder Fahrerwunschleistung, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil und abhängig von einem maximal verfügbaren Moment und/oder einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine ein Zählerinkrement für einen Zugbetrieb ermittelt wird. Im Zugbetrieb wird das ermittelte Zählerinkrement für den Zugbetrieb mit einem Zählerstand eines Zählers, der einen definierten Startwert aufweist, verrechnet, um einen aktuellen Zählerstand für den Zugbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig ausgelöst wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs.
  • Aus der Praxis bekannte Hybridfahrzeuge verfügen als Antriebsaggregate über einen Verbrennungsmotor und über eine elektrische Maschine. Ferner verfügen Hybridfahrzeuge über ein Getriebe, welches Drehzahlen und Drehmomente wandelt und so ein Zugkraftangebot der Antriebsaggregate an einen Abtrieb des Hybridfahrzeugs bereitstellt. Ein Hybridfahrzeug kann dabei in paralleler Ausführung, serieller Ausführung oder in leistungsverzweigter Ausführung ausgebildet sein.
  • Ein Hybridfahrzeug kann in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. So kann ein Hybridfahrzeug rein elektrisch bei insbesondere stillgesetztem und vom Abtrieb abgekoppeltem Verbrennungsmotor betrieben werden. Ferner kann ein Hybridfahrzeug hybridisch betrieben werden, wobei dann der Verbrennungsmotor zugestartet ist und an den Abtrieb angekoppelt ist. Dabei muss steuerungsseitig die Entscheidung getroffen werden, ob das Hybridfahrzeug rein elektrisch betrieben werden kann, oder ob der Verbrennungsmotor zusätzlich benötigt wird, um ein gewünschtes Fahrerwunschmoment und/oder eine gewünschte Fahrerwunschleistung am Abtrieb bereitzustellen.
  • Bislang bereitet es Schwierigkeiten, die Entscheidung, ob ein gewünschtes Fahrerwunschmoment und/oder eine gewünschte Fahrerwunschleistung am Abtrieb entweder rein elektromotorisch ausschließlich über die elektrische Maschine bereitgestellt werden kann, oder ob zusätzlich der Verbrennungsmotor benötigt wird, sicher und zuverlässig zu treffen. Es besteht daher Bedarf an einem neuartigen Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, mithilfe dessen die Entscheidung, ob die elektrische Maschine alleine das vom Fahrer gewünschte Fahrerwunschmoment und/oder die vom Fahrer gewünschte Fahrerwunschleistung bereitstellen kann, oder ob zusätzlich der Verbrennungsmotor benötigt wird, sicher, zuverlässig und binnen kurzer Zeit erfolgen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs und ein neuartiges Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird zum Ankoppeln des Verbrennungsmotors aus einer rein elektrischen Fahrt heraus und/oder zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors aus einer hybriden Fahrt heraus wie folgt vorgegangen: Zunächst wird abhängig von einem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrerwunschleistung der aktuelle zeitliche Gradient des aktuellen Fahrerwunschmoments und/oder der aktuelle zeitliche Gradient der aktuellen Fahrerwunschleistung ermittelt. Anschließend werden abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten und einer zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne einerseits ein prognostizierter Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und andererseits ein prognostiziertes Fahrerwunschmoment und/oder eine prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt. Anschließend wird abhängig von dem prognostizierten Fahrerwunschmoment und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und abhängig von einem maximal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine für einen Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs ein Zählerinkrement für den Zugbetrieb ermittelt. Im Zugbetrieb wird das ermittelte Zählerinkrement für den Zugbetrieb mit einem Zählerstand eines Zählers, der einen definierten Startwert aufweist, verrechnet, um einen aktuellen Zählerstand für den Zugbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors steuerungsseitig ausgelöst wird.
  • Mit der Erfindung kann sicher, zuverlässig und binnen kurzer Zeit entschieden werden, ob ein am Abtrieb gewünschtes Fahrerwunschmoment und/oder eine am Abtrieb gewünschte Fahrerwunschleistung allein über die elektrische Maschine des Hybridfahrzeugs bereitgestellt werden kann, oder ob zusätzlich der Verbrennungsmotor benötigt wird. Dabei ist von Vorteil, dass unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens der Verbrennungsmotor nicht sofort angekoppelt und gegebenenfalls gestartet bzw. abgekoppelt und gegebenenfalls stillgesetzt wird, wenn das prognostizierte Fahrerwunschmoment und/oder die prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors das von der elektrischen Maschine maximal bereitstellbare Drehmoment nur für einen kurzen Zeitraum überschreitet oder unterschreitet bzw. nur geringfügig überschreitet oder unterschreitet. Mit der Erfindung wird das Ankoppeln des Verbrennungsmotors initiiert, bevor das Fahrerwunschmoment bzw. die Fahrerwunschleistung das von der elektrischen Maschine maximal bereitstellbare Drehmoment bzw. die maximal bereitstellbare Leistung erreicht. Dies erfolgt umso früher, je höher der Gradient des Fahrerwunschmoments und/oder der Fahrerwunschleistung ist und je länger die zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigte Zeitspanne ist.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmomentanteils und/oder des prognostizierten Fahrerwunschleistungsanteils während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors der jeweilige ermittelte Gradient mit der zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne multipliziert, wobei die zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors benötigte Zeitspanne vorzugsweise abhängig von einer Temperatur des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von einer zum Einsatz kommenden Startart des Verbrennungsmotors und/oder abhängig von einer Eingangsdrehzahl des Getriebes steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist. Hiermit lässt sich der prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil und/oder der prognostizierte Fahrerwunschanteil für die Zeitspanne während des Ankoppelns und gegebenenfalls Startens des Verbrennungsmotors besonders vorteilhaft ermitteln. Durch eine steuerungsseitige Applikation der zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne lässt sich das Verfahren individuell anpassen.
  • Vorzugsweise wird zur Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmoments und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach Ankoppeln des Verbrennungsmotors der prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil und/oder der prognostizierte Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors mit dem aktuellen Fahrerwunschmoment oder der aktuellen Fahrerwunschleistung additiv verrechnet. Hiermit lässt sich das prognostizierte Fahrerwunschmoment und/oder die prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors besonders vorteilhaft ermitteln.
  • Vorzugsweise wird das Zählerinkrement für den Zugbetrieb kennfeldabhängig ermittelt wird, wobei das Kennfeld steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist. Die Ermittlung des Zählerinkrements für den Zugbetrieb abhängig von einem Kennfeld ist besonders bevorzugt. Durch steuerungsseitige Applikation dieses Kennfelds lässt sich das Verfahren individuell anpassen.
  • Vorzugsweise wird das Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors steuerungsseitig ausgelöst, wenn der aktuelle Zählerstand einen ersten Grenzwert erreicht oder unterscheitet. Das Abkoppeln und gegebenenfalls Sillsetzen des Verbrennungsmotors wird steuerungsseitig ausgelöst, wenn der aktuelle Zählerstand einen zweiten Grenzwert erreicht oder überscheitet. Dies erlaubt ein vorteilhaftes Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird ferner abhängig von dem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder der aktuellen Fahrerwunschleistung und abhängig von einem minimal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine ein Zählerinkrement für den Schubbetrieb ermittelt, wobei im Schubbetrieb das ermittelte Zählerinkrement für den Schubbetrieb mit dem Zählerstand des Zählers verrechnet wird, um einen aktuellen Zählerstand für den Schubbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors steuerungsseitig ausgelöst wird.
  • Mit dieser Weiterbildung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren weiter verbessern. Auch für den Schubbetrieb wird vorzugsweise ein Zählerinkrement ermittelt, welches dann im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs verwendet wird, um den Zählerstand des Zählers zu verändern und so im Schubbetrieb abhängig vom Zählerstand den Verbrennungsmotor anzukoppeln und/oder abzukoppeln.
  • Vorzugsweise wird das Zählerinkrement für den Schubbetrieb kennlinienabhängig ermittelt, wobei die Kennlinie steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist. Durch die Applikation dieser Kennlinie lässt sich das Verfahren individuell anpassen.
  • Vorzugsweise wird der Zählerstand des Zählers bei jedem Zug-Schub-Wechsel und/oder bei jedem Schub-Zug-Wechsel auf seinen definierten Startwert zurückgesetzt. Hierdurch kann die Erfindung weiter verbessert werden.
  • Vorzugsweise ist der definierte Startwert des Zählers abhängig von einer Fahrbahnsteigung und/oder abhängig von einer vor dem Hybridfahrzeug liegenden Fahrstrecke und/oder abhängig von einer Masse des Hybridfahrzeugs und/oder abhängig von einer im Getriebe des Hybridfahrzeugs gewählten Fahrtstufe und/oder von einem gewählten Fahrprogramm steuerungsseitig vorgegeben und/oder applizierbar. Durch Applikation des Startwerts für den Zähler kann die Erfindung individuell angepasst werden.
  • Das erfindungsgemäße Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs ist in Anspruch 12 definiert.
  • 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 Antriebsstrangschema eines Hybridfahrzeugs;
    • 2 ein erstes Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines ersten Teilaspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs;
    • 3 ein zweites Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines zweiten Teilaspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs;
    • 4 ein drittes Blockschaltbild zur Verdeutlichung eines dritten Teilaspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs;
    • 5 ein Zeitdiagramm zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs;
    • 6 ein weiteres Zeitdiagramm zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs.
  • 1 zeigt ein exemplarisches Schema eines Antriebsstrangs 1 eines Hybridfahrzeugs.
  • Ein Hybridfahrzeug umfasst mehrere Antriebsaggregate, nämlich als erstes Antriebsaggregat eine elektrische Maschine 3 und als zweites Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor 2. Zwischen die elektrische Maschine 3 und den Verbrennungsmotor 2 ist eine Trennkupplung 4 geschaltet. Zwischen die elektrische Maschine 3 und einen Abtrieb 6 des Hybridfahrzeugs ist ein Getriebe 5 geschaltet.
  • Das Getriebe 5 kann eine Anfahrkupplung 7 umfassen, die ebenfalls zwischen die elektrische Maschine 3 und den Abtrieb 6 geschaltet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Anfahrkupplung 7 um ein getriebeinternes Schaltelement des Getriebes 5. Es ist auch möglich, dass eine getriebeexterne Anfahrkupplung 7 vorhanden ist.
  • Dann, wenn die Trennkupplung 4 geöffnet ist, ist der Verbrennungsmotor 2 von der elektrischen Maschine 3, vom Getriebe 5 und vom Abtrieb 6 abgekoppelt. In diesem Fall kann dann, wenn im Getriebe 5 ein kraftschlüssiger Gang eingelegt ist, ausschließlich ausgehend von der elektrischen Maschine 3 Antriebsmoment am Abtrieb 6 bereitgestellt werden. Bei geöffneter Trennkupplung 4 kann der Verbrennungsmotor 2 laufen oder stillgesetzt sein.
  • Dann, wenn der Antriebsstrang 1 der 1 bei geöffneter Trennkupplung 4 und stillgesetztem Verbrennungsmotor 2 betrieben wird, liegt der Zustand eines rein elektrischen Betriebs vor. Dann, wenn bei geöffneter Trennkupplung 4 der Verbrennungsmotor 2 läuft, kann zum Beispiel ein nicht gezeigter Generator angetrieben und derart ein nicht gezeigter elektrischer Energiespeicher geladen werden. Es wird jedoch auch rein elektrisch gefahren und rein elektrisch Antriebsmoment am Abtrieb 6 bereitgestellt.
  • Dann, wenn die Trennkupplung 4 geschlossen ist, ist der Verbrennungsmotor 2 an den Abtrieb 6 angekoppelt. Es kann dann, wenn im Getriebe 5 ein kraftschlüssiger Gang eingelegt ist, ausgehend von der elektrischen Maschine 3 und ausgehend vom Verbrennungsmotor 2 Antriebsmoment am Abtrieb 6 bereitgestellt werden.
  • Obwohl die in 1 gezeigte Anordnung von Verbrennungsmotor 2, elektrischer Maschine 3 und Getriebe 5 des Hybridfahrzeugs bevorzugt ist, kann selbstverständlich auch eine andere Anordnung genutzt werden.
  • 1 zeigt weiter steuerungsseitige Baugruppen, so ein Getriebesteuergerät 8, welches den Betrieb des Getriebes 5 steuert und/oder regelt. Hierzu tauscht das Getriebesteuergerät 8 mit dem Getriebe 5 im Sinne des gezeigten Doppelpfeils Daten aus. Über das Getriebesteuergerät 8 kann auch die zwischen Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 geschaltete Trennkupplung 4 angesteuert werden.
  • Der Betrieb des Verbrennungsmotors 2 wird von einem VM-Steuergerät 9 und der Betrieb der elektrischen Maschine 3 von einem EM-Steuergerät 10 gesteuert und/oder geregelt. Hierzu tauscht das VM-Steuergerät 9 mit dem Verbrennungsmotor 2 und das EM-Steuergerät 10 mit der elektrischen Maschine 3 im Sinne der gestrichelten Pfeile Daten aus. Ebenso tauschen das VM-Steuergerät 9 und das EM-Steuergerät 10 mit einem Hybridsteuergerät 11 Daten aus. Das Hybridsteuergerät 11 tauscht weiterhin mit dem Getriebesteuergerät 8 Daten aus. Gemäß 1 kann das Getriebesteuergerät 8 auch unmittelbar mit dem EM-Steuergerät 10 kommunizieren. Obwohl in 1 nicht gezeigt, kann auch ein direkter Datenaustausch zwischen dem VM-Steuergerät 9 und dem EM-Steuergerät 10 erfolgen.
  • Das Hybridsteuergerät 11 kann hardwareseitig Bestandteil des VM-Steuergeräts 9 sein. Es ist aber möglich, dass das Hybridsteuergerät 11 hardwareseitig Bestandteil des Getriebesteuergeräts 8 ist. Das Hybridsteuergerät 11 steuert und/oder regelt insbesondere eine Drehmomentabgabe von Verbrennungsmotor 2 und elektrischer Maschine 3. Das Getriebesteuergerät 8 steuert bzw. regelt den Betrieb des Getriebes 5 sowie der Trennkupplung 4.
  • Obwohl diese Systemarchitektur der Steuergeräte 8, 9, 10 und 11 bevorzugt ist, kann auch eine andere steuerungsseitige Systemarchitektur implementiert sein.
  • Bei der Erfindung geht es darum, einfach und zuverlässig zu entscheiden, ob zur Bereitstellung eines gewünschten Fahrerwunschmoments und/oder einer gewünschten Fahrerwunschleistung am Abtrieb 6 des Hybridfahrzeugs dasselbe rein elektrisch oder hybridisch betrieben wird, ob also die elektrische Maschine 3 alleine das Fahrerwunschmoment und/oder die Fahrerwunschleistung am Abtrieb 6 bereitstellen kann oder ob zusätzlich der Verbrennungsmotor 2 benötigt wird. Abhängig hiervon kann aus rein elektrischer Fahrt heraus der Verbrennungsmotor 2 angekoppelt und gegebenenfalls gestartet und/oder aus hybrider Fahrt heraus der Verbrennungsmotor 2 abgekoppelt und gegebenenfalls stillgesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß wird zunächst abhängig von einem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrerwunschleistung der aktuelle Gradient des Fahrerwunschmoments und/oder der aktuelle Gradient der Fahrerwunschleistung ermittelt. Es handelt sich hierbei jeweils um den aktuellen zeitlichen Gradienten.
  • Anschließend wird abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten und einer zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne einerseits ein prognostizierter Fahrerwunschmomentanteil und/oder ein prognostizierter Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und andererseits ein prognostiziertes Fahrerwunschmoment und/oder eine prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt.
  • Bei dem prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil sowie dem prognostizierten Fahrerwunschleistungsanteil handelt es sich um denjenigen Momentanteil bzw. denjenigen Leistungsanteil, der sich über die zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors benötigte Zeitspanne ausbildet oder ergibt.
  • Anschließend wird abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmoment und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder prognostizierten Fahrerwunschanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors sowie abhängig von einem maximal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine 3 und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine 3 für den Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs ein Zählerinkrement für den Zugbetrieb ermittelt.
  • Im Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs wird dieses Zählerinkrement für den Zugbetrieb mit einem Zählerstand eines Zählers verrechnet, um einen aktuellen Zählerstand für den Zugbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln des Verbrennungsmotors 2 und/oder das Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 steuerungsseitig ausgelöst wird. Der Zähler verfügt dabei über einen definierten Startwert.
  • Die obigen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden steuerungsseitig innerhalb einer steuerungsseitigen Zykluszeit eines das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Steuergeräts zyklisch wiederholend ausgeführt. Der aktuelle Zählerstand wird demnach wie oben ausgeführt gemäß der Zykluszeit zyklisch immer neu berechnet, um abhängig hiervon das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 steuerungsseitig auszulösen.
  • Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben, wobei 2, 3 und 4 Blockschaltbilder und 5 und 6 Zeitdiagramme zeigen.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild, welches die Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmomentanteils während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und die Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmoments nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors visualisiert. Auf analoge Art und Weise kann auch der prognostizierte Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und die prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt werden.
  • Gemäß dem Blockschaltbild der 2 wird als Eingangsgröße das aktuelle Fahrerwunschmoment 12 bereitgestellt. Dieses aktuelle Fahrerwunschmoment 12 wird einem Block 13 zugeführt, der als Ausgangsgröße einen aktuellen zeitlichen Gradienten 14 des aktuellen Fahrerwunschmoments ermittelt, nämlich vorzugsweise einen aktuellen zeitlichen Gradienten des gefilterten, aktuellen Fahrerwunschmoments 12. Dabei wird im Block 13 für die Filterung eine Filterkonstante 15 bereitgestellt. Ebenso wird dem Block 13 eine Zykluszeit 16, in Abhängigkeit derer die Ermittlung des aktuellen zeitlichen Gradienten 14 erfolgt. Ein Initialisierungsflag 17 dient der steuerungsseitigen Initialisierung der Filterung und Gradientenbildung.
  • Für die Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmomentanteils sowie des prognostizierten Fahrerwunschmoments werden nur positive aktuelle zeitliche Gradienten 14 des aktuellen und vorzugsweise gefilterten Fahrerwunschmoments 12 verwendet, wobei im Block 18 aus dem vorm Block 13 bereitgestellten aktuellen zeitlichen Gradienten 14 negative Gradienten herausgefiltert werden, sodass als Ausgangsgröße des Blocks 18 lediglich positive zeitliche Gradienten 14 des aktuellen und vorzugsweise gefilterten Fahrerwunschmoments ausgegeben werden. Der Block 18a visualisiert, dass die untere Begrenzung der Filterung des Blocks 18 Null beträgt.
  • Um nun den prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil während des Ankoppelns und gegebenenfalls Startens des Verbrennungsmotors 2 zu ermitteln, wird im Block 19 die Ausgangsgröße des Blocks 18, also der jeweilige berechnete, positive zeitliche Gradient 14 des aktuellen und vorzugsweise gefilterten Fahrerwunschmoments 12 mit einer Zeitspanne 20 verrechnet, nämlich multipliziert, die zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 benötigt wird.
  • Diese zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 benötigte Zeitspanne 20 ist steuerungsseitig vorgegeben und vorzugsweise steuerungsseitig applizierbar, wobei diese Zeitspanne 20 vorzugsweise abhängig von einer Temperatur des Verbrennungsmotors 2 und/oder abhängig von einer zum Einsatz kommenden Startart des Verbrennungsmotors 2 und/oder abhängig von einer Eingangsdrehzahl des Getriebes 6 ist. Als Startart für den Verbrennungsmotor 2 kann zum Beispiel ein Anlasserstart oder ein Schleppstart genutzt werden.
  • Bei einem Schleppstart wird der Verbrennungsmotor 2 durch zumindest teilweises Schließen der Anfahrkupplung 4 von der elektrischen Maschine 3 aus angeschleppt. Bei einem Anlasserstart erfolgt das Starten des Verbrennungsmotor 2 über einen Anlasser oder einen Startergenerator.
  • Das Ergebnis der Multiplikation in Block 19, also der Multiplikation des positiven aktuellen zeitlichen Gradienten 14 des aktuellen und vorzugsweise gefilterten Fahrerwunschmoments mit der zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 benötigten Zeitspanne 20 ist der prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil 21, der sich während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors ausbildet.
  • In einem Block 22 wird zur Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmoments 23 nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors 2 der in Block 19 ermittelte Fahrerwunschmomentanteil 21 mit dem aktuellen Fahrerwunschmoment 12 additiv verrechnet. Das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23, welches nach dem Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 zu erwarten ist, entspricht also der Addition aus dem prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil 21 und dem aktuellen Fahrerwunschmoment 12.
  • Im Blockschaltbild der 3, welches unter anderem die Ermittlung des Zählerinkrements für den Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs visualisiert, dienen die Ausgangsgrö-ßen des Blockschaltbilds der 2 als Eingangsgrößen.
  • Die Ermittlung des Zählerinkrements für den Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs erfolgt demnach in Abhängigkeit vom prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors sowie in Abhängigkeit vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil 21 während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors 2. Ferner wird das Inkrement für den Zugbetrieb abhängig von einem maximal verfügbaren Moment 24 der elektrischen Maschine 3 ermittelt.
  • In einem Block 25 wird zunächst eine Differenz zwischen dem ermittelten prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem von der elektrischen Maschine 3 maximal bereitstellbaren Moment 24 ermittelt. Diese Differenz 26 wird vom Block 25 ausgegeben und einem Block 27 bereitgestellt, dem als weitere Eingangsgröße der ermittelte prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil 21 bereitgestellt wird.
  • Bei dem Block 27 handelt es sich um ein Kennfeld, welches als Eingangsgrößen den ermittelten prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil 21 und die Differenz zwischen dem prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem maximal verfügbaren Moment 24 der elektrischen Maschine nutzt und als Ausgangsgröße das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs ausgibt.
  • Die Ermittlung des Zählerinkrements 28 für den Zugbetrieb erfolgt demnach mithilfe des Kennfelds 27 abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil 21 sowie abhängig von der Differenz 26 zwischen dem prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem maximal zur Verfügung stehenden Moment 24 der elektrischen Maschine 3. Durch steuerungsseitige Applikation des Kennfelds 27 lässt sich das Verfahren individuell anpassen.
  • Bei der Bestimmung des Inkrements 28 für den Zugbetrieb wird demnach die Überschreitung des maximal zur Verfügung stehenden Moments 24 der elektrischen Maschine 3 durch das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23 sowie die Dynamik des Fahrerwunschmoments, nämlich der Gradient desselben, und die für das Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 benötigte Zeitspanne 20 berücksichtigt.
  • 3 verdeutlicht weiterhin, dass auch ein Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs ermittelt wird, und zwar in Abhängigkeit des aktuellen Fahrerwunschmoments 12 sowie in Abhängigkeit eines minimal zur Verfügung stehenden Moments 30 der elektrischen Maschine 3. In einem Block 31 wird eine Differenz 32 aus dem aktuellen Fahrerwunschmoment 12 und dem minimal zur Verfügung stehenden Moment 30 der elektrischen Maschine 3 ermittelt, wobei diese Differenz 32 einem Block 33 als Eingangsgröße bereitgestellt wird, der dann als Ausgangsgröße das Zählerinkrement für den Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs ermittelt. Bei dem Block 33 handelt es sich um eine Kennlinie. Durch steuerungsseitige Applikation der Kennlinie 33 lässt sich das Verfahren weiter individuell anpassen.
  • Das Zählerinkrement für den Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs wird demnach kennlinienabhängig ermittelt, und zwar abhängig von der Differenz 32 zwischen dem aktuellen Fahrerwunschmoment 12 und dem minimal zur Verfügung stehenden Drehmoment 30 der elektrischen Maschine 3. Dadurch wird die Unterschreitung des minimal zur Verfügung stehenden Moments 30 der elektrischen Maschine 3 durch das Fahrerwunschmoment 12 berücksichtigt.
  • Wie bereits ausgeführt, wird das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb im Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs und das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb im Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs verwendet bzw. genutzt. Ein Block 34 stellt entweder das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb oder das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb als Ausgangsgröße bereit.
  • Dann, wenn, wie in 3 gezeigt, der Block 34 das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb als Ausgangsgröße bereitstellt, befindet sich das Fahrzeug demnach im Zugbetrieb.
  • Über eine Eingangsgröße 35 für den Block 34 erfolgt ein Umschalten des Blocks 34 zwischen dem Zugbetrieb und dem Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs, um im Zugbetrieb das Zählerinkrement 28 und im Schubbetrieb das Zählerinkrement 29 als Ausgangsgröße bereitzustellen. Unter einem Zugbetrieb wird ein Betrieb des Hybridfahrzeugs verstanden, bei dem das vom Fahrer gewünschte Antriebsmoment größer Null ist. Unter einem Schubbetrieb wird ein Betrieb des Hybridfahrzeugs verstanden, bei dem das vom Fahrer gewünschte Antriebsmoment kleiner Null ist.
  • Beim Block 34 handelt es sich demnach um einen Schalter, der abhängig von der Eingangsgröße 35 geschaltet wird. Die Eingangsgröße 35 entspricht dabei einem logischen Bit, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel im Zugbetrieb den Wert 1 und im Schubbetrieb den Wert Null aufweist. Weist die Eingangsgröße 35 den Wert 1 auf, so nimmt der Schalter 34 die in 3 gezeigte Schaltstellung ein und gibt demnach das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb als Ausgangsgröße aus. Weist die Eingangsgröße 35 den Wert Null auf, so nimmt der Schalter 34 die andere Schaltstellung ein und gibt das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb als Ausgangsgröße aus.
  • In 3 kann zur Ermittlung der Zählerinkremente 28, 29 auf analoge Art und Weise kann auch mit dem prognostizierten Fahrerwunschleistungsanteil und der prognostizierten Fahrerwunschleistung gearbeitet werden. Die erfolgt dann zusammen mit einer aktuellen Fahrerwunschleistung, einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine und einer minimal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine.
  • Im Zugbetrieb wird das ermittelte Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb und im Schubbetrieb wird das ermittelte Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb mit einem Zählerstand des Zählers verrechnet, um den aktuellen Zählerstand zu ermitteln und um abhängig hiervon das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 steuerungsseitig auszulösen. Diese Verrechnung des jeweiligen Zählerinkrements mit dem Zählerstand des Zählers zeigt das Blockschaltbild der 4.
  • Gemäß 4 wird das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb oder das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb, abhängig davon, ob das Hybridfahrzeug im Zugbetrieb oder Schubbetrieb betrieben wird, dem Zähler 36 als Eingangsgröße zugeführt, wobei der Zähler 36 als Ausgangsgröße den aktuellen Zählerstand 37 des Zählers 36 ausgibt.
  • Dem Zähler 36 wird als weitere Eingangsgröße ein definierter Startwert 38 zur Verfügung gestellt.
  • Dieser Startwert 38 des Zählers 36 kann abhängig von einer Fahrbahnsteigung und/oder abhängig von einer vor dem Hybridfahrzeug liegenden Fahrtstrecke und/oder abhängig von einer Masse des Hybridfahrzeugs und/oder abhängig von einer im Getriebe 5 des Hybridfahrzeugs gewählten Fahrstufe und/oder abhängig von einem gewählten Fahrprogramm steuerungsseitig vorgegeben und/oder appliziert werden. Dies dient der individuellen Anpassung des Verfahrens.
  • Die Elemente des gestrichelten Blocks 39 der 4 visualisieren eine Initialisierung des Zählerstands des Zählers 36, wobei bei der Initialisierung der Zählerstand des Zählers 36 auf seinen Startwert 38 zurückgesetzt wird. In 4 erfolgt eine Initialisierung abhängig von einem Steuergerätehochlauf-Bit 40, sowie abhängig von einem Zug-Schub-Wechsel-Bit 41 des Hybridfahrzeugs repräsentiert. Liegt demnach ein Steuergerätehochlauf oder ein Zug-Schub-Wechsel oder ein Schub-Zug-Wechsel vor, so erfolgt eine Initialisierung des Zählers 36 auf seinen Startwert 38.
  • Abhängig vom aktuellen Zählerstand 37 des Zählers wird in 4 ein Steuersignal 42 für das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 gegebenenfalls unter Zustarten oder Stillsetzen des Verbrennungsmotors 2 generiert, wobei hierzu in einem Block 43 überprüft wird, ob der Zählerstand 37 einen ersten Grenzwert erreicht oder unterschreitet, und wobei in einem Block 44 überprüft wird, ob der aktueller Zählerstand 37 einen zweiten Grenzwert erreicht oder überschreitet.
  • Beim ersten Grenzwert des Blocks 43 handelt es sich vorzugsweise um einen Zählerstand von Null, bei dem zweiten Grenzwert des Blocks 44 handelt es sich vorzugsweise um den Startwert 38 des Zählers 36. Die Ausgangsgrößen der Blöcke 43 und 44 dienen als Eingangsgrößen eines Blocks 45, welcher letztendlich als Ausgangsgröße das Steuersignal 42 für das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 ausgibt. Wird in Block 43 festgestellt, dass der aktuelle Zählerstand 37 Null entspricht, so wird ein Steuersignal 42 ausgegeben, welches das Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors 2 auslöst. Sollte ein abgekoppelter Verbrennungsmotor 2 bereits laufen, so muss derselbe nicht mehr gestartet, sondern nur noch angekoppelt werden.
  • Wird in Block 44 festgestellt, dass der aktuelle Zählerstand 37 dem Startwert 38 entspricht, so wird als Steuersignal 42 ein Steuersignal ausgegeben, über welches der Verbrennungsmotor 2 abgekoppelt und gegebenenfalls stillgesetzt wird.
  • 2 und 4 zeigen Totzeitblocks 46. Am Ausgang eines solchen Totzeitblocks steht der Eingangswert des letzten Rechenzyklus an. Solche Totzeitblocks 46 werden auch als 1/z-Blocks bezeichnet. In 4 liegt am Ausgang des AND-Blocks in Block 39 als Ausgangwert eine 1 an, wenn der Wert des Zug-Schub-Wechsel-Bits 41 im aktuellen Rechenzyklus ungleich dem Wert des Zug-Schub-Wechsel-Bits 41 im vorherigen Rechenzyklus ist.
  • 5 und 6 zeigen zeitliche Kurvenverläufe, die sich bei Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausbilden können, nämlich 5 ausschließlich für den Zugbetrieb und 6 für einen Zugbetrieb und einen sich an den Zugbetrieb anschließenden Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs. So sind in 5 für den Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs als zeitliche Kurvenverläufe das aktuelle Fahrerwunschmoment 12, das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23 nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors 2, das maximale Moment 24 der elektrischen Maschine 3, die Differenz 26 zwischen dem prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem maximal verfügbaren Moment 24 der elektrischen Maschine 3, sowie ein Verlauf des prognostizierten Fahrerwunschmomentanteils 21 während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors 2 als Momentverläufe gezeigt. Ferner sind in 5 den Zähler 36 betreffende Signalverläufe gezeigt, nämlich ein Verlauf des aktuellen Zählerstands 37 sowie ein Verlauf des Zählerinkrements 28 für den Zugbetrieb. Ferner ist das Steuersignal 42 gezeigt, welches dem Ankoppeln und Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 dient. 5 kann entnommen werden, dass beginnend zum Zeitpunkt t1 das Fahrerwunschmoment 12 steigt, ebenso wie das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23, und zwar mit einem relativ steilen Gradienten, sodass in 5 unmittelbar anschließend an den Zeitpunkt t1, nämlich im Zeitpunkt t2, der aktuelle Zählerstand 37 des Zählers 36 den Wert Null erreicht und dann zum Zeitpunkt t2 der Verbrennungsmotor 2 angekoppelt und die gegebenenfalls zuvor zugestartet wird. Zum Zeitpunkt t3 erreicht der Zählerstand 37 wieder seinen Startwert 38, sodass zum Zeitpunkt t3 der Verbrennungsmotor 2 abgekoppelt wird.
  • Anschließend an den Zeitpunkt t3 ändert sich das Fahrerwunschmoment 12 nur noch geringfügig, sodass anschließend an den Zeitpunkt t3 der Verbrennungsmotor 2 abgekoppelt bleibt.
  • 6 zeigt die Kurvenverläufe der 5 für den Zugbetrieb und nachfolgenden Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs zusammen mit einem weiteren zeitlichen Kurvenverlauf, nämlich einem Kurvenverlauf der Differenz 32 zwischen dem Fahrerwunschmoment 12 und dem minimalen Moment 30 der elektrischen Maschine 3.
  • In 6 beginnt wieder zum Zeitpunkt t1 das Fahrerwunschmoment 12 sowie das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23 an zu steigen, wobei zum Zeitpunkt t2 der Verbrennungsmotor 2 angekoppelt und zum Zeitpunkt t3 der Verbrennungsmotor 2 wieder abgekoppelt wird. Zum Zeitpunkt t4 beginnt das Fahrerwunschmoment 12 stark abzusinken, wobei sich zum Zeitpunkt t5 ein Zug-Schub-Wechsel ereignet, sodass zum Zeitpunkt t5 das Hybridfahrzeug vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb wechselt. Bei Wechsel vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb wird vom Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb auf das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb gewechselt, welches in Abhängigkeit der Differenz 32 zwischen dem Fahrerwunschmoment 12 und dem minimalen Moment 30 der elektrischen Maschine 3 ermittelt wird.
  • Auf Grundlage des Inkrements 29 für den Schubbetrieb erreicht zum Zeitpunkt t6 der aktuelle Zählerstand 37 des Zählers 36 wiederum den Wert Null, sodass in 6 zum Zeitpunkt t6 der Verbrennungsmotor 2 angekoppelt wird. Nachfolgend im Zeitpunkt t7 wird der Verbrennungsmotor 2 wieder abgekoppelt, da der aktuelle Zählerstand 37 wiederum seinen Ausgangswert erreicht hat.
  • Das Kennfeld des Blocks 27 für den Zugbetrieb zur Ermittlung des Inkrements 28 für den Zugbetrieb ist vorzugsweise derart parametriert, dass dann, wenn die Differenz 26 zwischen dem ermittelten prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem von der elektrischen Maschine 3 maximal bereitstellbaren Moment 24 negativ ist, das Inkrement 28 positiv ist.
  • Ist hingegen die Differenz 26 zwischen dem ermittelten prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und dem von der elektrischen Maschine 3 maximal bereitstellbaren Moment 24 positiv, so ist das Inkrement 28 negativ. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Betrag des jeweiligen Inkrements umso größer ist, je größer das prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil 21 ist.
  • Die Kennlinie des Blocks 33 ist vorzugsweise derart parametriert, dass dann, wenn die Differenz 32 zwischen dem Fahrerwunschmoment 12 und dem minimalen Moment 30 der elektrischen Maschine 3negativ ist, das Inkrement 29 für den Schubbetrieb negativ ist. Ist hingegen diese Differenz 32 positiv, so ist das Inkrement 29 für den Schubbetrieb positiv. Je höher der Betrag dieser Differenz 32 ist, desto größer ist der Betrag des jeweiligen Inkrements.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig auszuführen. Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät handelt es sich vorzugsweise um das Getriebesteuergerät 8.
  • Wie oben bereits ausgeführt, führt das Steuergerät 8 das oben beschriebene Verfahren zyklisch aus, und zwar abhängig von der Zykluszeit 16 desselben.
  • So ermittelt das Steuergerät zyklisch abhängig von einem aktuellen Fahrerwunschmoment 12 und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrerwunschleistung den aktuellen zeitlichen Gradienten 14 des aktuellen Fahrerwunschmoments und/oder den aktuellen zeitlichen Gradienten der aktuellen Fahrerwunschleistung.
  • Ferner ermittelt das Steuergerät zyklisch abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten 14 und der zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne 20 einerseits den prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil 21 und/oder den prognostizierte Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors 2 und andererseits das prognostizierte Fahrerwunschmoment 23 und/oder die prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors 2 ermittelt.
  • Abhängig von dem prognostizierten Fahrerwunschmoment 23 und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil 21 und/oder vom prognostizierten Fahrerwunschleistungsanteil sowie abhängig von dem maximal verfügbaren Moment 24 der elektrischen Maschine 3 und/oder der maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine 3 ermittelt das Steuergerät im Zugbetrieb zyklisch das Zählerinkrement 28 für den Zugbetrieb, im Schubbetrieb das Zählerinkrement 29 für den Schubbetrieb abhängig vom aktuellen Fahrerwunschmomen12 und dem minimal verfügbaren Moment 30 der elektrischen Maschine 3.
  • Das Steuergerät verrechnet im Zugbetrieb das ermittelte Zählerinkrement für den Zugbetrieb und im Schubbetrieb das ermittelte Zählerinkrement für den Schubbetrieb zyklisch mit dem Zählerstand des Zählers 36, um den aktuellen Zählerstand 37 desselben zu ermitteln und um abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand 37 das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors 2 steuerungsseitig auszulösen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät handelt es sich um ein elektronisches Steuergerät, welches hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel aufweist. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, Daten auszutauschen. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen weiterhin ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im Steuergerät implementiert sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    elektrische Maschine
    4
    Trennkupplung
    5
    Getriebe
    6
    Abtrieb
    7
    Anfahrkupplung
    8
    Getriebesteuergerät
    9
    VM-Steuergerät
    10
    EM-Maschine
    11
    Hybridsteuergerät
    12
    aktuelles Fahrerwunschmoment
    13
    Block
    14
    aktueller Gradient des Fahrerwunschmoments
    15
    Filterkonstante
    16
    Zykluszeit
    17
    Initialisierungsflag
    18
    Block
    19
    Block
    20
    Zeitspanne
    21
    prognostizierter Fahrerwunschmomentanteil
    22
    Block
    23
    prognostiziertes Fahrerwunschmoment
    24
    maximales Moment der elektrische Maschine
    25
    Block
    26
    Differenz
    27
    Kennfeldblock
    28
    Zählerinkrement für Zugbetrieb
    29
    Zählerinkrement für Schubbetrieb
    30
    minimales Moment der elektrische Maschine
    31
    Block
    32
    Differenz
    33
    Kennfeldblock
    34
    Block
    35
    Eingangsgröße
    36
    Zähler
    37
    aktueller Zählerstand
    38
    Startwert
    39
    Block
    40
    Steuergerätehochlauf-Bit
    41
    Zug-Schub-Wechsel-Bit
    42
    Steuergröße
    43
    Block
    44
    Block
    45
    Block
    46
    Totzeitblock

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug als erste Antriebsquelle eine elektrische Maschine (3), als zweite Antriebsquelle einen Verbrennungsmotor (2) und ein Getriebe (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ankoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus einer rein elektrischen Fahrt heraus und/oder zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus einer hybriden Fahrt heraus zunächst abhängig von einem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrerwunschleistung der aktuelle zeitliche Gradient des aktuellen Fahrerwunschmoments und/oder der aktuelle zeitliche Gradient der aktuellen Fahrerwunschleistung ermittelt wird, anschließend abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten und einer zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne einerseits ein prognostizierter Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und andererseits ein prognostiziertes Fahrerwunschmoment und/oder eine prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt wird, anschließend abhängig von dem prognostizierten Fahrerwunschmoment und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und abhängig von einem maximal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine (3) und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine ein Zählerinkrement für einen Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs ermittelt wird, im Zugbetrieb das ermittelte Zählerinkrement für den Zugbetrieb mit einem Zählerstand eines Zählers, der einen definierten Startwert aufweist, verrechnet wird, um einen aktuellen Zählerstand für den Zugbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig ausgelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmomentanteils und/oder des prognostizierten Fahrerwunschleistungsanteils während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors der jeweilige ermittelte Gradient mit der zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors (2) benötigten Zeitspanne multipliziert wird, die zum Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors (2) benötigte Zeitspanne vorzugsweise abhängig von einer Temperatur des Verbrennungsmotors (2) und/oder abhängig von einer zum Einsatz kommenden Startart des Verbrennungsmotors (2) und/oder abhängig von einer Eingangsdrehzahl des Getriebes (5) steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des prognostizierten Fahrerwunschmoments und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach Ankoppeln des Verbrennungsmotors (2) der prognostizierte Fahrerwunschmomentanteil und/oder der prognostizierte Fahrerwunschleistungsanteil mit dem aktuellen Fahrerwunschmoment oder der aktuellen Fahrerwunschleistung additiv verrechnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählerinkrement für den Zugbetrieb kennfeldabhängig ermittelt wird, wobei das Kennfeld steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankoppeln und gegebenenfalls Starten des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig ausgelöst wird, wenn der aktuelle Zählerstand einen ersten Grenzwert erreicht oder unterscheitet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkoppeln und gegebenenfalls Sillsetzen des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig ausgelöst wird, wenn der aktuelle Zählerstand einen zweiten Grenzwert erreicht oder überscheitet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ferner abhängig von dem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder der aktuellen Fahrerwunschleistung und abhängig von einem minimal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine (3) und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine (3) für einen Schubbetrieb des Hybridfahrzeugs ein Zählerinkrement für den Schubbetrieb ermittelt wird, das ermittelte Zählerinkrement für den Schubbetrieb mit dem Zählerstand des Zählers verrechnet wird, um einen aktuellen Zählerstand für den Schubbetrieb zu ermitteln, wobei abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig ausgelöst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählerinkrement für den Schubbetrieb kennlinienabhängig ermittelt wird, wobei die Kennlinie steuerungsseitig vorgegeben und/oder steuerungsseitig applizierbar ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Hybridfahrzeug im Zugbetrieb betrieben wird, das Zählerinkrement für den Zugbetrieb verwendet wird, dann, wenn Hybridfahrzeug im Schubbetrieb betrieben wird, das Zählerinkrement für den Schubbetrieb verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählerstand des Zählers bei jedem Zug-Schub-Wechsel und/oder bei jedem Schub-Zug-Wechsel auf einen definierten Startwert zurückgesetzt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Startwert des Zählers abhängig von einer Fahrbahnsteigung und/oder abhängig von einer vor dem Hybridfahrzeug liegenden Fahrstrecke und/oder abhängig von einer Masse des Hybridfahrzeugs und/oder abhängig von einer im Getriebe des Hybridfahrzeugs gewählten Fahrtstufe und/oder von einem gewählten Fahrprogramm steuerungsseitig vorgegeben und/oder applizierbar ist.
  12. Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug als erste Antriebsquelle eine elektrische Maschine (3), als zweite Antriebsquelle einen Verbrennungsmotor (2) und ein Getriebe (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät zum Ankoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus einer rein elektrischen Fahrt heraus und/oder zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) aus einer hybriden Fahrt heraus zunächst abhängig von einem aktuellen Fahrerwunschmoment und/oder abhängig von einer aktuellen Fahrerwunschleistung einen aktuellen zeitlichen Gradienten des aktuellen Fahrerwunschmoments und/oder einen aktuellen zeitlichen Gradienten der aktuellen Fahrerwunschleistung ermittelt, anschließend abhängig vom jeweiligen ermittelten Gradienten und einer zum Ankoppeln und gegebenenfalls zum Starten des Verbrennungsmotors benötigten Zeitspanne einerseits einen prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und andererseits ein prognostiziertes Fahrerwunschmoment und/oder eine prognostizierte Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors ermittelt, anschließend abhängig von dem prognostizierten Fahrerwunschmoment und/oder der prognostizierten Fahrerwunschleistung nach dem Ankoppeln des Verbrennungsmotors, abhängig vom prognostizierten Fahrerwunschmomentanteil und/oder Fahrerwunschleistungsanteil während des Ankoppelns des Verbrennungsmotors und abhängig von einem maximal verfügbaren Moment der elektrischen Maschine (3) und/oder abhängig von einer maximal verfügbaren Leistung der elektrischen Maschine (3) für einen Zugbetrieb des Hybridfahrzeugs ein Zählerinkrement für den Zugbetrieb ermittelt, im Zugbetrieb das ermittelte Zählerinkrement für den Zugbetrieb mit einem Zählerstand eines Zählers, der einen definierten Startwert aufweist, verrechnet, um einen aktuellen Zählerstand für den Zugbetrieb zu ermitteln, wobei das Steuergerät abhängig vom ermittelten aktuellen Zählerstand das Ankoppeln und/oder Abkoppeln des Verbrennungsmotors (2) steuerungsseitig auslöst.
  13. Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 steuerungsseitig auszuführen.
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