EP3271201A1 - Verfahren zum betrieb eines hybrid-fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines hybrid-fahrzeuges

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EP3271201A1
EP3271201A1 EP16702507.1A EP16702507A EP3271201A1 EP 3271201 A1 EP3271201 A1 EP 3271201A1 EP 16702507 A EP16702507 A EP 16702507A EP 3271201 A1 EP3271201 A1 EP 3271201A1
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EP
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internal combustion
combustion engine
hybrid vehicle
electric machine
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Withdrawn
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EP16702507.1A
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Inventor
Christian Landerl
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
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    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hybrid vehicle having the features of the preamble of patent claim 1.
  • a powertrain especially for motor vehicles known, comprising a drive unit, such.
  • a drive unit As an internal combustion engine, with a drive shaft, as well as with at least one, with the drive shaft operatively connected electric machine, which is used at least as a motor and generator.
  • the drive train is characterized in that the operative connection between the electric machine and the drive shaft at least two, of one at least in the start and operating phase
  • a disadvantage of this known state of the art are after electrical starting of the motor vehicle and connecting the internal combustion engine whose high speeds with optionally rated power immediately after Cold start, causing a significant wear of the tribological components of the internal combustion engine.
  • the hybrid vehicle comprises an electric motor for driving and an internal combustion engine with generator, which is intended to generate electricity and with an accumulator, wherein the internal combustion engine is towed unfurled by the generator in a warm-up phase and by one in a
  • heated gases are supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a disadvantage of this prior art is the use of the generator for towing the internal combustion engine, which does not have enough power to generate higher speeds of the internal combustion engine.
  • Object of the present invention is to show a measure with which a gentle and low-wear cold start of
  • Plug-in hybrid electric vehicles combine the advantages of battery-powered vehicles and conventionally powered vehicles: on shorter distances and in city traffic, the vehicle drives with the
  • the oil lines are filled with oil in an advantageous manner and wets all tribological components of the engine with oil.
  • oil pressure is present and at or in the lubrication points is already sufficient oil for lubrication available.
  • the internal friction of the internal combustion engine is thus minimized from the start of the internal combustion engine and increased wear of the tribological components is counteracted.
  • the respective operation is carried out according to the requested power to the hybrid vehicle by the driver.
  • the invention relates to a method for operating a hybrid vehicle, in particular a PHEV vehicle (plug-in hybrid electric vehicle, definition already mentioned above). It is in particular a method for operating the hybrid vehicle after a standstill of at least several minutes.
  • the hybrid vehicle includes at least an electric machine and an internal combustion engine with a
  • Internal combustion engine are independently operable, wherein the output shaft of the electric machine and the output shaft of the
  • Verbrennu ngsmotors via a clutch and / or a transmission for a separate or common drive of the hybrid vehicle can be brought into operative connection with each other.
  • the method for operating the hybrid vehicle after the steady state sand comprises the following method steps:
  • the periodic connection of the output shafts during the purely electric drive is further proposed and the towing of the internal combustion engine in a time range of 0.5 to 10 [ s] until a defined oil pressure in the oil circulation lubrication is established.
  • the towing operations can, as just executed, in a time range of several tenths of a second and several seconds.
  • a drag torque compensation can be performed so that the driver of the hybrid vehicle does not perceive the tow periods and the ride comfort would be impaired.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges nach einem Stillstand des Hybrid-Fahrzeuges mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor mit einer Ölumlaufschmierung, wobei die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor unabhängig voneinander betreibbar sind und deren Abtriebswellen über eine Kupplung und/oder ein Getriebe für einen getrennten oder gemeinsamen Antrieb miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, mit folgenden Verfahrensschritten: • Starten der elektrischen Maschine und Anfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb, • Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebes und Schleppen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffeinbringung, bis ein definierter Öldruck in der Ölumlaufschmierung aufgebaut ist, • Abkoppeln der Abtriebswellen, • Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb, bis der Verbrennungsmotor gestartet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind alle Bauelemente des Verbrennungsmotors beim Start mit Öl benetzt und die Lebensdauer des Verbrennungsmotors ist wesentlich erhöht.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die deutsche
Offenlegungsschrift DE 199 41 705 A1 hingewiesen. Aus dieser ist ein Antriebsstrang, insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt, umfassend eine Antriebseinheit, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, mit einer Antriebswelle, sowie mit zumindest einer, mit der Antriebswelle in Wirkverbindung stehenden elektrischen Maschine, die zumindest als Motor und Generator eingesetzt wird. Der Antriebsstrang ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Antriebswelle zumindest zwei, von einem zumindest in Start- und Betriebsphase
untergliederten Betriebsmodus der elektrischen Maschine abhängige, sich selbsttätig einstellende Übersetzungsstufen aufweist.
Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik sind nach elektrischem Anfahren des Kraftfahrzeuges und Zuschalten der Brennkraftmaschine deren hohe Drehzahlen mit gegebenenfalls Nennleistung unmittelbar nach dem Kaltstart, was einen deutlichen Verschleiß der tribologischen Bauelemente der Brennkraftmaschine verursacht.
Weiter ist aus der deutschen Patentschrift DE 195 48 120 C1 eine
Motorvorwärmung für ein Hybrid-Fahrzeug bekannt. Das Hybrid-Fahrzeug weist einen Elektromotor für den Fahrbetrieb und einen Verbrennungsmotor mit Generator auf, der zum Strom erzeugen vorgesehen ist und mit einem Akkumulator, wobei der Verbrennungsmotor in einer Warmlaufphase unbefeuert vom Generator geschleppt wird und die von einer in einem
Saugrohr des Verbrennungsmotors angeordneten Heizvorrichtung
aufgeheizten Gase den Brennräumen des Verbrennungsmotors zugeführt werden.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist die Verwendung des Generators zum Schleppen des Verbrennungsmotors, der nicht genug Leistung aufweist, um höhere Drehzahlen des Verbrennungsmotors zu generieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit der ein schonender und verschleißarmer Kaltstart von
Verbrennungsmotoren, insbesondere für PHEV-Fahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) dargestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Verfahrensmerkmalen aus dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Plug-in-Hybrid-Electric-Fahrzeuge (PHEV-Fahrzeuge) verbinden die Vorteile von Batteriefahrzeugen und konventionell angetriebenen Fahrzeugen: Auf kürzeren Strecken und im Stadtverkehr fährt das Fahrzeug mit dem
elektrischen Antrieb leise, lokal emissionsfrei und sparsam mit Strom aus einem Akkumulator, der auch über das Haushaltsstromnetz geladen werden kann, während durch den zweiten Antrieb (z. B. einem Benzin- oder auch Gasmotor) das Fahrzeug auch dann noch fährt, wenn der Akkumulator leer ist und so eine wesentlich höhere Reichweite möglich ist.
Durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte:
- Starten der elektrischen Maschine und Anfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb,
- Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebes und Schleppen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffeinbringung, bis ein definierter Öldruck in der Ölumlaufschmierung aufgebaut ist,
- Abkoppeln der Abtriebswellen,
- Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb, bis der Verbrennungsmotor gestartet wird, werden in vorteilhafter Weise die Ölleitungen mit Öl befüllt und alle tribologischen Bauteile des Verbrennungsmotors mit Öl benetzt. Somit ist beim Start des Verbrennungsmotors sofort Öldruck vorhanden und an bzw. in den Schmierstellen ist bereits ausreichend Öl für die Schmierung vorhanden. Die innere Reibung des Verbrennungsmotors ist somit ab dem Start des Verbrennungsmotors minimiert und einem erhöhten Verschleiß der tribologischen Bauteile ist entgegengewirkt.
Es erfolgt somit ein Durchdrehen des Verbrennungsmotors (ein Schleppen mit der elektrischen Maschine) ohne Einspritzen von Kraftstoff und ohne Zündung (damit nicht emissionsrelevant) nach dem elektrischen Anfahren des Hybrid-Fahrzeuges.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Um beim längeren Fahren des Hybrid-Fahrzeuges nach dem Anfahren mit rein elektrischem Antrieb gemäß Patentanspruch 2 den Öldruck im Verbrennungsmotor aufrecht zu erhalten, wird weiter ein periodisches Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebs
vorgeschlagen und Schleppen des Verbrennungsmotors, bis ein definierter Öldruck in der Ölumlaufschmierung aufgebaut ist.
Das heißt, es erfolgt ein periodisches Schleppen des Verbrennungsmotors während dem elektrischen Fahren, um eine permanente, bzw.
intermittierende Schmierung der tribologischen Bauteile zu gewährleisten.
Nach einem Starten des Verbrennungsmotors wird gemäß Patentanspruch 3 das Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges nur mit dem Verbrennungsmotor oder mit der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor
vorgeschlagen. Der jeweilige Betrieb erfolgt entsprechend der angeforderten Leistung an das Hybrid-Fahrzeug durch den Fahrer.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges, insbesondere eines PHEV-Fahrzeugs (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, Definition oben bereits aufgeführt). Es handelt sich insbesondere um ein Verfahren zum Betrieb des Hybrid-Fahrzeuges nach einem Stillstand von zumindest mehreren Minuten. Das Hybrid-Fahrzeug weist zumindest eine elektrische Maschine und einen Verbrennungsmotor mit einer
Ölumlaufschmierung auf. Die elektrische Maschine und der
Verbrennungsmotor sind unabhängig voneinander betreibbar, wobei die Abtriebswelle der elektrischen Maschine und die Abtriebswelle des
Verbrennu ngsmotors über eine Kupplung und/oder ein Getriebe für einen getrennten oder gemeinsamen Antrieb des Hybrid-Fahrzeuges miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Das Verfahren zum Betrieb des Hybrid-Fahrzeuges nach dem Stillsand weist folgende Verfahrensschritte auf:
- Starten der elektrischen Maschine und Anfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb,
- Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebes und Schleppen des Verbrennungsmotors auf einen Drehzahlbereich zwischen 100 und 1000 [1/min] ohne Kraftstoffeinbringung und ohne Zündung, bis ein definierter Öldruck in einem Druckbereich zwischen 1 und 5 [bar] in der Ölumlaufschmierung des Verbrennungsmotors aufgebaut ist,
- Abkoppeln der Antriebswellen,
- Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb, bis der Verbrennungsmotor gestartet wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Hybrid- Fahrzeuges nach einem Stillstand wird ein Durchdrehen des
Verbrennungsmotors ohne Einspritzung und Zündung (somit nicht
emissionsrelevant), nach dem elektrischen Anfahren durchgeführt. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise die Ölleitungen mit Öl befüllt und alle
tribologischen Bauteile des Verbrennungsmotors mit Öl benetzt. Somit ist beim Start des Verbrennungsmotors sofort Öldruck vorhanden und an bzw. in den Schmierstellen ist bereits ausreichend Öl für die Schmierung vorhanden. Die innere Reibung des Verbrennungsmotors ist somit ab dem Start des Verbrennungsmotors minimiert und einem erhöhten Verschleiß der tribologischen Bauteile ist entgegengewirkt.
Für den Fall, dass beispielsweise das Hybrid-Fahrzeug nach einem Start längere Zeit in rein elektrischem Betrieb gefahren wird, wird weiter das periodische Verbinden der Abtriebswellen während des rein elektrischen Antriebes vorgeschlagen und das Schleppen des Verbrennungsmotors in einem Zeitbereich von 0,5 bis 10 [s], bis ein definierter Öldruck in der Ölumlaufschmierung aufgebaut ist. Die Schleppvorgänge können, wie gerade ausgeführt, in einem Zeitbereich von mehreren zehntel Sekunden und mehreren Sekunden liegen. Somit wird bei rein elektrischem Betrieb verhindert, dass sich nach und nach der Öldruck über die Zeit im
Verbrennungsmotor abbaut, und der Verbrennungsmotor ohne Öldruck gestartet wird, was zu Verschleißproblemen führen kann.
Weiter kann beim Schleppen des Verbrennungsmotors durch die elektrische Maschine eine Schleppmomentkompensation durchgeführt werden, damit der Fahrer des Hybrid-Fahrzeuges die Schleppperioden nicht wahrnimmt und der Fahrkomfort beeinträchtigt würde.
In einem weiteren Schritt kann nach dem Starten des Verbrennungsmotors das Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges entweder nur mit dem
Verbrennungsmotor oder mit der elektrischen Maschine und dem
Verbrennungsmotor erfolgen. Dies erfolgt je nach angeforderter Leistung durch den Fahrer des Hybrid-Fahrzeuges.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges nach einem Stillstand des Hybrid-Fahrzeuges mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor mit einer Öiumlaufschmierung, wobei die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor unabhängig voneinander betreibbar sind und deren Abtriebswellen über eine Kupplung und/oder ein Getriebe für einen getrennten oder
gemeinsamen Antrieb miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
• Starten der elektrischen Maschine und Anfahren des Hybrid- Fahrzeuges mit rein elektrischem Antrieb,
• Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebes und Schleppen des Verbrennungsmotors ohne Kraftstoffeinbringung, bis ein definierter Öldruck in der
Öiumlaufschmierung aufgebaut ist,
• Abkoppeln der Abtriebswellen,
• Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges mit rein elektrischem
Antrieb, bis der Verbrennungsmotor gestartet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1 ,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
• bei längerem Fahren des Hybrid-Fahrzeuges nach dem
Anfahren mit rein elektrischem Antrieb,
• periodisches Verbinden der Abtriebswellen während des elektrischen Antriebes und Schleppen des
Verbrennungsmotors, bis ein definierter Öldruck in der Ölumlaufschmierung aufgebaut ist.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:
• nach dem Starten des Verbrennungsmotors Weiterfahren des Hybrid-Fahrzeuges nur mit dem Verbrennungsmotor oder mit der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor.
EP16702507.1A 2015-03-18 2016-01-27 Verfahren zum betrieb eines hybrid-fahrzeuges Withdrawn EP3271201A1 (de)

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EP (1) EP3271201A1 (de)
CN (1) CN107107903A (de)
DE (1) DE102015204836A1 (de)
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