WO2008122391A1 - Method for controlling the drive system of a motor vehicle - Google Patents

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internal combustion
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Michael Back
Harald Braun
Markus Bulling
Norbert Ebner
Ralf KÖRBER
Oliver Vollrath
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Daimler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive system for a motor vehicle with an internal combustion engine comprising a crankshaft and at least one electric motor which can be coupled to the internal combustion engine.
  • Such a drive system is commonly referred to as a hybrid drive.
  • a hybrid drive When developing and optimizing new drive systems for motor vehicles, emissions, fuel consumption, performance and ride comfort are taken into account.
  • Today's internal combustion engines are generally equipped with engine management functions that can set different operating conditions.
  • coasting is adjustable when the driver takes his foot off the accelerator pedal while driving.
  • the internal combustion engine is pushed by the inertia of the motor vehicle in overrun mode, the drive power of the internal combustion engine is no longer needed.
  • overrun fuel cutoff during coasting, especially above a lower speed limit, which is significantly above the idling speed limit, speed, usually the injection and the ignition of the internal combustion engine is switched off, wherein the motor vehicle is braked by the compression work to be performed by the internal combustion engine.
  • a deactivation of the fuel cut is either at least indirectly by the driver, for example by this gas again, or automatically, for example, when the speed of the engine falls below a certain limit, which is above the idle speed. Then, fuel is supplied again and the ignition is switched on, so that the internal combustion engine again generates a drive torque.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an improved method for controlling a drive system of a motor vehicle, in which a stalling is avoided in particular in overrun operation.
  • an anti-swelling protection is activated in the idling speed range when the idling target speed of the internal combustion engine falls short of the current actual rotational speed of the internal combustion engine.
  • the electric motor is subjected to a setpoint torque that is less than or equal to a currently possible maximum torque of the electric motor.
  • the electric motor in the idling speed range is applied to the determined dynamic setpoint torque until an upper speed limit for the internal combustion engine is reached or exceeded. This ensures that, in particular in a speed range below the idling speed of the internal combustion engine, the electric motor is set with the maximum possible and available dynamic torque which may be above a requested setpoint torque and then increases this.
  • a predetermined upper speed limit a predetermined upper threshold
  • the setting of the electric motor with the possible maximum torque is active in particular only once per ignition run, unless the predetermined upper speed threshold is reached or exceeded.
  • the nominal torque can be adapted dynamically to rotational speed fluctuations or critical rotational speed values of the internal combustion engine resulting from these rotational speed characteristics, so that these occurring rotational speed fluctuations correspond to the actual rotational speed of the engine Combustion engine can be compensated by switching on the dynamically set torque of the electric motor and results in a largely uniform and quiet speed curve.
  • fuel consumption and pollutant emissions are reduced by such an adjustable uniform driving behavior in overrun mode and especially in overrun with overrun fuel cutoff.
  • the process is preferably in one or more control ⁇ devices, in particular in an existing control device such as an engine control unit, or in a regulator, in particular an existing controller, such as an idle-running regulator ⁇ implemented.
  • an existing control device such as an engine control unit
  • a regulator in particular an existing controller, such as an idle-running regulator ⁇ implemented.
  • the currently possible maximum torque of the electric motor depending on the state of charge of a battery the speed difference, in particular the distance of the actual speed of the idle target speed of the engine, the cooling water temperature, the actual speed of the engine, the temperature of the engine, the temperature of the electric motor and / or the temperature of the battery can be determined.
  • the electric motor is adjusted only with a currently allowable maximum torque, so that an overload of the electric motor is avoided.
  • the determined target torque for the electric motor is limited to a predetermined minimum torque of the electric motor, in particular during torque-controlled operation.
  • a torque-guided operation is understood in particular to be a connection and operation of the electric motor in the idling speed range of the internal combustion engine without charging operation.
  • the permissible minimum torque is preferably dynamic, in particular as a function of the rotational speed difference, in particular the distance of the actual rotational speed from the idling nominal torque. speed of the internal combustion engine, the cooling water temperature and / or determined by the voltage of the electric motor.
  • the determined setpoint torque for the electric motor in the loading mode is limited down to a determined mimic load torque.
  • a variable charging torque is preferably set in the charging operation, which determines depending on the current charging requirement and which is limited to a depending on the distance of the actual speed of the idle target speed of the engine and the cooling water temperature Mimimalladecardmoment down or to a maximum load torque upwards. As a result, it is ensured that the electric motor is loaded within the permissible limit in the loading mode.
  • a lower load torque limit is specified which is limited by a gradient limiter with variable positive gradients and variable negative gradients to avoid a negative charge torque jump in the event of a voltage dip.
  • the difference between idle target speed and instantaneous actual speed of the internal combustion engine is determined as the speed difference.
  • a torque gradient can be additionally determined, for example.
  • the first derivation of the speed changes of the actual rotational speed of the internal combustion engine per predetermined time unit is preferably determined.
  • the instantaneous actual rotational speed of the internal combustion engine is detected continuously by means of a rotational speed sensor.
  • the idling target speed continuously determined.
  • the electric motor is in particular a rotating electrical machine, which can be operated both as an electric motor and as an electric brake, starter generator and / or generator.
  • a braking energy obtained in a conventional manner from a set and applied braking torque can be stored, for example in a battery, by the electric motor which can also be operated as a generator.
  • the electric motor can be coupled or coupled indirectly via an automated manual transmission or an automatic transmission with the internal combustion engine.
  • the electric motor may also be directly coupled or couplable, e.g. when the rotor of the electric motor - similar to a flywheel - is arranged directly on the crankshaft of the internal combustion engine or on a couplable extension of this crankshaft.
  • Fig. 1 shows schematically a control device for controlling a drive system with an internal combustion engine and a coupled or coupled to this electric motor, and
  • Fig. 2 is a schematic diagram with different torque curves as a function of time.
  • FIG. 1 schematically shows a drive system 1 designed as a hybrid drive for a motor vehicle, comprising a combustion engine 2 and an electric motor 3.
  • the electric motor 3 is connected or connectable to and can drive a crankshaft 4 of the internal combustion engine 2, that is. exert positive or negative torques on them.
  • the electric motor 3 is connected to a battery 5.
  • the electric motor 3 is directly or indirectly via a transmission 6, e.g. an automated manual transmission or an automatic transmission, with the crankshaft 4 coupled.
  • the electric motor 3 can be coupled directly to the crankshaft 4.
  • an electronic control unit 7 For controlling and / or regulating the drive system 1, an electronic control unit 7 is provided.
  • the control unit 7 may be an existing control device such as Brems Kunststoffge ⁇ advises its engine controller, Leerlaufregier, into which the method described hereinafter is implemented.
  • further control and / or regulation methods for example for driving stability, recuperation and charging of the battery 5, idling control, engine control and / or brake control, may be implemented in the control unit 7.
  • both the internal combustion engine 2 and the electric motor 3 preferably only the electric motor 3 can be controlled and / or regulated.
  • a pushing operation are set, in which the motor vehicle is pushed by its inertia and the driving power of the engine 2 is no longer needed.
  • the control unit 7 is provided with at least the following parameters, a torque request M derived from a set value A of a pedal value transmitter 9 of the accelerator pedal 8, at least one speed n of a speed sensor 10 (eg actual speed n i st v of the internal combustion engine 2 and actual rotational speed n est E of the electric motor), temperature values T v , T E and T B of temperature sensors 11 to 13 of the internal combustion engine 2, the electric motor 3 and the battery 5.
  • Another temperature sensor 14 determines the cooling water temperature T ⁇ .
  • a state of charge value L of a state of charge SOC of the battery 5 an inclination value N of a tilt sensor 15 , a program value P of an automatic program of the transmission 6 selected by means of a switch 16, the vehicle speed v, a longitudinal or lateral acceleration a L , Q of the motor vehicle.
  • a rotational speed gradient dn / dt representing the internal combustion engine 3 for a given time unit and a rotational speed difference ⁇ n are determined directly or indirectly on the basis of the ascertained or acquired characteristic values, parameters and / or physical variables. Both the speed gradient dn / dt and the speed difference ⁇ n are determined continuously.
  • FIG. 2 shows various torque curves V1 to V5 as a function of time t.
  • this is up to the time tl while driving. From the time t1 to the time t2, the vehicle is in overrun with or without fuel cut in which the vehicle is pushed by its inertia alone. At time t2 and t3 is a charging torque request for charging the battery 5, for the operation of electrical loads, eg. As an electric air compressor, and / or to support a vehicle electrical system. At time t4, the driving operation of the vehicle is resumed, for example, the driver again actuates an accelerator pedal.
  • electrical loads eg. As an electric air compressor, and / or to support a vehicle electrical system.
  • the setpoint torque M SOIIE is limited in particular at Momentenfuh- tion, ie in torque-guided operation down to the predetermined permissible minimum torque Ms t atmmE and up to the maximum torque M MaXE .
  • the application of the currently possible maximum torque M MaxE ensures that in the speed range below the idling speed n L the electric motor 3 is set with its maximum possible and available dynamic torque M maX E, which, for example, exceeds the determined setpoint torque Ms o ii E can lie. In this case, the electric motor 3 is set to reach or exceed a predetermined upper speed limit n Gre n z with the possible maximum torque M maxE .
  • the currently possible maximum torque M Ma ⁇ E is determined as a function of the following parameters: state of charge SOC of the battery 5, instantaneous speed difference ⁇ n, instantaneous actual speed ni st v of the internal combustion engine 2, instantaneous desired idling speed n So iiL e erv of the internal combustion engine 2 , the cooling water temperature T K / the temperature Tv of the internal combustion engine 2, the temperature T B of the battery 5, and / or the temperature T E of the electric motor 3.
  • the minimum torque Mst at minE serving as the lower torque limit can also be determined dynamically as a function of at least one of the following parameters: instantaneous speed difference ⁇ n, instantaneous actual speed n is v of the internal combustion engine 2, instantaneous desired idling speed nsoHLe e rv of the internal combustion engine 2, the cooling water temperature T ⁇ , the temperature T E of the electric motor 3 and / or the voltage of the electric motor. 3
  • the determined target torque M SOIIE down depending on the distance of the actual speed ni st v of the engine 2 to idle target speed n So iiL e erv to a dependent on idle minimum load torque M loading minE for the electric motor 3 be ⁇ limits, as shown by way of example on the basis of the torque curve V4.
  • a variable charging torque M Lade E (see torque curve V3) is determined, which depends on a current charging request, for. B. from a battery 5, a vehicle electrical system and / or a load, such as a Klimakompres ⁇ sor, is determined and the up by a maximum load torque M LademaxE and down by a Minimalladefit- torque ML ade miEn (see torque curve V4) is limited.
  • the minimum load torque M load is determined as a function of the distance of the actual speed n actual v of the internal combustion engine 2 to the idling nominal speed n So ii Leer v of the internal combustion engine 2 and is thus variably predetermined.
  • high positive gradients as shown at time t4 on torque curve V2, are permissible.
  • the speed behavior of the motor vehicle influencing parameters can be considered.
  • a determined characteristic in determining the distrtel ⁇ lumbar desired torque M as ⁇ ell serves in particular a ver ⁇ improved ride comfort and / or safety of the vehicle and / or the vehicle stability, whereby in the permissible operating range of the two engines, the stalling protection has priority.
  • the target torque Ms o ii E is not switched to avoid too high a load of the electric motor 3.

Abstract

The invention relates to a method for controlling a drive system (1) for a motor vehicle comprising an internal combustion engine (2) with a crankshaft (4) and at least one electric motor (3) that is or can be coupled to the internal combustion engine (2), in particular the crankshaft (4). According to the invention, when the vehicle is in overrun mode, if the speed near the idling range drops below an idling target speed (nSollLeerv) for the internal combustion engine (2), an anti-stall procedure is activated by means of an actual speed (nIstv) of the internal combustion engine (2), a target torque (MSollE) being applied to the electric motor (3) in the procedure and said torque being less than or equal to the maximum possible current torque (MMaxE) of the electric motor (3).

Description

Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug Method for controlling a drive system for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Kurbelwelle umfassenden Verbrennungsmotor und mindestens einem mit dem Verbrennungsmotor koppelbaren Elektromotor.The invention relates to a method for controlling a drive system for a motor vehicle with an internal combustion engine comprising a crankshaft and at least one electric motor which can be coupled to the internal combustion engine.
Ein derartiges Antriebssystem wird üblicherweise als Hybridantrieb bezeichnet. Bei der Entwicklung und Optimierung neuer Antriebssysteme von Kraftfahrzeugen werden insbesondere Emissionsverhalten, Verbrauch, Leistung und Fahrkomfort berücksichtigt. Dabei werden heutige Verbrennungsmotoren im Allgemeinen mit Motormanagementfunktionen ausgestattet, die verschiedene Betriebszustände einstellen können.Such a drive system is commonly referred to as a hybrid drive. When developing and optimizing new drive systems for motor vehicles, emissions, fuel consumption, performance and ride comfort are taken into account. Today's internal combustion engines are generally equipped with engine management functions that can set different operating conditions.
So ist beispielsweise zur Senkung des Verbrauchs und von Schadstoffemissionen als Betriebszustand ein Schubbetrieb einstellbar, wenn der Fahrer während der Fahrt den Fuß vom Fahrpedal nimmt. Dabei wird im Schubbetrieb der Verbrennungsmotor durch die Trägheit des Kraftfahrzeuges angeschoben, wobei die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors nicht mehr benötigt wird. Durch Aktivierung einer so genannten Schubabschaltung im Schubbetrieb werden insbesondere oberhalb einer unteren Drehzahlgrenze, die deutlich oberhalb der Leerlauf- drehzahl liegt, üblicherweise die Einspritzung und die Zündung des Verbrennungsmotors abgeschaltet, wobei das Kraftfahrzeug durch die vom Verbrennungsmotor zu verrichtende Kompressionsarbeit abgebremst wird. Eine Deaktivierung der Schubabschaltung erfolgt entweder zumindest mittelbar durch den Fahrer, z.B. indem dieser wieder Gas gibt, oder automatisch, z.B. wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine bestimmte Grenze, die oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, unterschreitet. Daraufhin wird erneut Kraftstoff zugeführt und die Zündung zugeschaltet, so dass der Verbrennungsmotor wieder ein Antriebsmoment erzeugt.For example, to reduce fuel consumption and pollutant emissions as an operating condition, coasting is adjustable when the driver takes his foot off the accelerator pedal while driving. In this case, the internal combustion engine is pushed by the inertia of the motor vehicle in overrun mode, the drive power of the internal combustion engine is no longer needed. By activating a so-called overrun fuel cutoff during coasting, especially above a lower speed limit, which is significantly above the idling speed limit, speed, usually the injection and the ignition of the internal combustion engine is switched off, wherein the motor vehicle is braked by the compression work to be performed by the internal combustion engine. A deactivation of the fuel cut is either at least indirectly by the driver, for example by this gas again, or automatically, for example, when the speed of the engine falls below a certain limit, which is above the idle speed. Then, fuel is supplied again and the ignition is switched on, so that the internal combustion engine again generates a drive torque.
Dabei erfolgt die Deaktivierung der Schubabschaltung und somit die Zuschaltung der Einspritzung üblicherweise in einem Drehzahlbereich deutlich über der Leerlaufdrehzahl in einem Drehzahlbereich von ca. 1500 U/min, da bei Aufrechterhaltung der Schubabschaltung unterhalb von diesem Drehzahlbereich die Gefahr bestehen würde, dass die Leerlaufdrehzahl erreicht o- der unterschritten wird und nicht schnell genug ein Drehmoment aufgebaut werden kann, so dass der Verbrennungsmotor ausgeht (= so genanntes "Abwürgen") .The deactivation of the fuel cut and thus the injection usually takes place in a speed range well above the idle speed in a speed range of about 1500 U / min, while maintaining the fuel cut below this speed range would risk that the idle speed reached o - The falls below and not fast enough torque can be built so that the engine runs out (= so-called "stalling").
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei welchem insbesondere im Schubbetrieb ein Abwürgen sicher vermieden ist.The invention is therefore based on the object of specifying an improved method for controlling a drive system of a motor vehicle, in which a stalling is avoided in particular in overrun operation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a method having the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Kurbelwelle umfassenden Verbrennungsmotor und mindestens einem mit dem Verbrennungsmotor, insbesondere dessen Kurbelwelle gekoppelten oder koppelbaren Elektromotor wird im leerlaufnahen Drehzahlbereich bei Unterschreiten der Leerlaufsolldrehzahl des Verbrennungsmotors durch die momentane Istdrehzahl des Verbrennungsmotors ein Abwürgeschutz aktiviert, bei welchem der Elektromotor mit einem Solldrehmoment beaufschlagt wird, das kleiner oder gleich einem momentan möglichen Maximaldrehmoment des Elektromotors ist. Dabei wird der Elektromotor im leerlaufnahen Drehzahlbereich solange mit dem ermittelten dynamischen Solldrehmoment beaufschlagt, bis eine obere Drehzahlgrenze für den Verbrennungsmotor erreicht oder überschritten wird. Dies stellt sicher, dass insbesondere in einem Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors der Elektromotor mit dem maximal möglichen und zur Verfügung stehenden dynamischen Drehmoment eingestellt wird, das über einem angeforderten Solldrehmoment liegen kann und diesen dann erhöht.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. In the method according to the invention for controlling a drive system for a motor vehicle having an internal combustion engine comprising a crankshaft and at least one electric motor coupled to or coupled to the internal combustion engine, in particular its crankshaft, an anti-swelling protection is activated in the idling speed range when the idling target speed of the internal combustion engine falls short of the current actual rotational speed of the internal combustion engine. in which the electric motor is subjected to a setpoint torque that is less than or equal to a currently possible maximum torque of the electric motor. In this case, the electric motor in the idling speed range is applied to the determined dynamic setpoint torque until an upper speed limit for the internal combustion engine is reached or exceeded. This ensures that, in particular in a speed range below the idling speed of the internal combustion engine, the electric motor is set with the maximum possible and available dynamic torque which may be above a requested setpoint torque and then increases this.
Bevorzugt wird der Elektromotor bis zum Erreichen oder Überschreiten einer vorgegebenen oberen Drehzahlgrenze (= einem vorgegebenen oberen Schwellwert) mit dem möglichen Maximaldrehmoment eingestellt, das dann auf die Kurbelwelle aufgebracht wird. Dabei ist die Einstellung des Elektromotors mit dem möglichen Maximaldrehmoment insbesondere nur einmal pro Zündungslauf aktiv, es sei denn die vorgegebene obere Drehzahlschwelle ist erreicht oder überschritten. Damit wird ver¬ mieden, dass bei aktiver Abwürgeschutzfunktion die Einstellung des Maximaldrehmomentes z.B. bei einem leeren Tank mehr als einmal aktiv ist. Durch das Einstellen und Aufbringen eines aus dem Solldrehmoment resultierenden Drehmomentes am Elektromotor auf ein maximal zur Verfügung stehendes dynamisches Drehmoment wird ein Ausgehen ("Abwürgen") des Verbrennungsmotors sicher vermieden, da durch das zusätzlich aufgebrachte Drehmoment des E- lektromotors an der Kurbelwelle die Istdrehzahl des Verbrennungsmotors in dem leerlaufnahen Drehzahlbereich gehalten wird. Diese Aufrechterhaltung einer Mindestdrehzahl für den Verbrennungsmotor durch Zuschaltung des Elektromotors und Aufschaltung eines Drehmomentes des Elektromotors auf die Kurbelwelle ermöglicht somit eine Abwürgeschutzfunktion für den Verbrennungsmotor.Preferably, the electric motor is set to reach or exceed a predetermined upper speed limit (= a predetermined upper threshold) with the maximum possible torque, which is then applied to the crankshaft. In this case, the setting of the electric motor with the possible maximum torque is active in particular only once per ignition run, unless the predetermined upper speed threshold is reached or exceeded. Thus, it is ver ¬ avoided that with active Abwürgeschutzfunktion the setting of the maximum torque, for example, more than once active with an empty tank. By setting and applying a torque resulting from the setpoint torque on the electric motor to a maximum available dynamic torque outgoing ("stalling") of the engine is reliably avoided, since the additional rotational torque of the E- lektromotors on the crankshaft, the actual speed of Internal combustion engine is held in the idling speed range. This maintenance of a minimum speed for the internal combustion engine by connecting the electric motor and connecting a torque of the electric motor to the crankshaft thus enables a stall protection function for the internal combustion engine.
Darüber hinaus kann durch die fortlaufende Ermittlung von weiteren Drehzahlkennwerten des Verbrennungsmotors, wie der Drehzahldifferenz, und/oder gegebenenfalls einem Drehzahlgradienten, das Solldrehmoment an aus diesen Drehzahlkennwerten resultierenden Drehzahlschwankungen bzw. kritischen Drehzahlwerten des Verbrennungsmotors dynamisch angepasst werden, so dass diese auftretenden Drehzahlschwankungen der Istdrehzahl des Verbrennungsmotors durch Aufschaltung des dynamisch eingestellten Drehmomentes des Elektromotors kompensiert werden und sich ein weitgehend gleichmäßiger und ruhiger Drehzahlverlauf ergibt. Darüber hinaus sind durch ein derartig einstellbares gleichmäßiges Fahrverhalten im Schubbetrieb und insbesondere im Schubbetrieb mit Schubabschaltung der Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen reduziert.Moreover, as a result of the continuous determination of further rotational speed characteristic values of the internal combustion engine, such as the rotational speed difference and / or optionally a rotational speed gradient, the nominal torque can be adapted dynamically to rotational speed fluctuations or critical rotational speed values of the internal combustion engine resulting from these rotational speed characteristics, so that these occurring rotational speed fluctuations correspond to the actual rotational speed of the engine Combustion engine can be compensated by switching on the dynamically set torque of the electric motor and results in a largely uniform and quiet speed curve. In addition, fuel consumption and pollutant emissions are reduced by such an adjustable uniform driving behavior in overrun mode and especially in overrun with overrun fuel cutoff.
Das Verfahren ist bevorzugt in einem oder in mehreren Steuer¬ geräten, insbesondere in einem bereits vorhandenen Steuergerät, z.B. einem Motorsteuergerät, oder in einem Regler, insbesondere einem bereits vorhandenen Regler, z.B. einem Leer¬ laufregler, implementiert. Vorzugsweise kann das momentan mögliche Maximaldrehmoment des Elektromotors in Abhängigkeit vom Ladezustand einer Batterie, von der Drehzahldifferenz, insbesondere vom Abstand der Istdrehzahl von der Leerlaufsolldrehzahl des Verbrennungsmotors, von der Kühlwassertemperatur, von der Istdrehzahl des Verbrennungsmotors, von der Temperatur des Verbrennungsmotors, der Temperatur des Elektromotors und/oder der Temperatur der Batterie ermittelt werden. Somit wird der Elektromotor nur mit einem derzeit zulässigen Maximaldrehmoment eingestellt, so dass eine Überlastung des Elektromotors vermieden ist.The process is preferably in one or more control ¬ devices, in particular in an existing control device such as an engine control unit, or in a regulator, in particular an existing controller, such as an idle-running regulator ¬ implemented. Preferably, the currently possible maximum torque of the electric motor depending on the state of charge of a battery, the speed difference, in particular the distance of the actual speed of the idle target speed of the engine, the cooling water temperature, the actual speed of the engine, the temperature of the engine, the temperature of the electric motor and / or the temperature of the battery can be determined. Thus, the electric motor is adjusted only with a currently allowable maximum torque, so that an overload of the electric motor is avoided.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das ermittelte Solldrehmoment für den Elektromotor insbesondere im momentengeführten Betrieb auf ein vorgegebenes Minimaldrehmoment des Elektromotors begrenzt. Unter einem momentengeführten Betrieb wird insbesondere ein Zuschalten und Betreiben des Elektromotors im leerlaufnahen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors ohne Ladebetrieb verstanden. Wird nach dem oben beschriebenen Verfahren ein Solldrehmoment für den E- lektromotor zur Erzielung eines Abwürgeschutzes ermittelt, das zweckmäßigerweise oberhalb des vorgegebenen Minimaldrehmoment des Elektromotors liegt, wird dieser vorzugsweise zugeschaltet, wobei das ermittelte Solldrehmoment für den E- lektromotor an diesem eingestellt wird. Das ermittelte Solldrehmoment wird auch bei bereits eingeschaltetem Elektromotor eingestellt. Im Detail wird bei eingeschaltetem Elektromotor die Abwürgeschutzfunktion hoch priorisiert, so dass das ermittelte Solldrehmoment hinreichend schnell eingestellt wird.In a further advantageous embodiment, the determined target torque for the electric motor is limited to a predetermined minimum torque of the electric motor, in particular during torque-controlled operation. A torque-guided operation is understood in particular to be a connection and operation of the electric motor in the idling speed range of the internal combustion engine without charging operation. If, according to the method described above, a setpoint torque for the electric motor to achieve stalling protection is determined, which is expediently above the predefined minimum torque of the electric motor, this is preferably switched on, wherein the determined setpoint torque for the electric motor is set at this. The determined setpoint torque is also set when the electric motor is already switched on. In detail, the stall protection function is highly prioritized when the electric motor is switched on, so that the determined target torque is set sufficiently fast.
Vorzugsweise wird das zulässige Minimaldrehmoment dynamisch, insbesondere in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz, insbesondere vom Abstand der Istdrehzahl von der Leerlaufsoll- drehzahl des Verbrennungsmotors, der Kühlwassertemperatur und/oder von der Spannung des Elektromotors ermittelt.The permissible minimum torque is preferably dynamic, in particular as a function of the rotational speed difference, in particular the distance of the actual rotational speed from the idling nominal torque. speed of the internal combustion engine, the cooling water temperature and / or determined by the voltage of the electric motor.
Darüber hinaus wird das ermittelte Solldrehmoment für den E- lektromotor im Ladebetrieb auf ein ermitteltes Mimimallade- drehmoment nach unten begrenzt. Im Detail wird im Ladebetrieb bevorzugt ein variables Ladedrehmoment eingestellt, das in Abhängigkeit von der aktuellen Ladeanforderung bestimmt und das auf ein in Abhängigkeit vom Abstand der Istdrehzahl von der Leerlaufsolldrehzahl des Verbrennungsmotors und der Kühlwassertemperatur ermitteltes Mimimalladedrehmoment nach unten oder auf ein Maximalladedrehmoment nach oben begrenzt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass im Ladebetrieb der Elektromotor innerhalb zulässiger Grenze belastet wird.In addition, the determined setpoint torque for the electric motor in the loading mode is limited down to a determined mimic load torque. In detail, a variable charging torque is preferably set in the charging operation, which determines depending on the current charging requirement and which is limited to a depending on the distance of the actual speed of the idle target speed of the engine and the cooling water temperature Mimimalladedrehmoment down or to a maximum load torque upwards. As a result, it is ensured that the electric motor is loaded within the permissible limit in the loading mode.
Zusätzlich wird für das Minimalladedrehmoment eine untere Ladedrehmomentgrenze vorgegeben, die durch einen Gradientenbegrenzer mit variablen positiven Gradienten und variablen negativen Gradienten begrenzt wird, um im Falle eines Spannungseinbruches einen negativen Ladedrehmomentsprung zu vermeiden.In addition, for the minimum load torque, a lower load torque limit is specified which is limited by a gradient limiter with variable positive gradients and variable negative gradients to avoid a negative charge torque jump in the event of a voltage dip.
Vorzugsweise wird als Drehzahldifferenz die Differenz von Leerlaufsolldrehzahl und momentaner Istdrehzahl des Verbrennungsmotors (auch Motordrehzahl genannt) ermittelt. Als weiterer Drehzahlkennwert zur variablen Einstellung des Solldrehmomentes des Elektromotors kann zusätzlich beispielsweise ein Drehmomentgradient ermittelt werden. Als Drehmomentgradient wird bevorzugt die erste Ableitung der Drehzahländerungen der Istdrehzahl des Verbrennungsmotors je vorgegebener Zeiteinheit ermittelt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine starke Reduzierung der Istdrehzahl dann erfassen, wenn im Schubbetrieb die Schubabschaltung aktiviert ist und die Istdrehzahl zusätzlich durch die Abbremsung des Kraftfahrzeuges aufgrund der vom Verbrennungsmotor zu verrichtenden Kompressionsarbeit stark sinkt und es somit im leerlaufnahen Drehzahlbereich schnell zu einem Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl und zu einem Ausschalten des Verbrennungsmotors führen könnte.Preferably, the difference between idle target speed and instantaneous actual speed of the internal combustion engine (also called engine speed) is determined as the speed difference. As a further speed characteristic for the variable adjustment of the setpoint torque of the electric motor, a torque gradient can be additionally determined, for example. As a torque gradient, the first derivation of the speed changes of the actual rotational speed of the internal combustion engine per predetermined time unit is preferably determined. In this way, for example, a strong reduction of the actual speed can be detected when the overrun fuel cutoff is activated in overrun mode and the actual speed additionally drops sharply due to the deceleration of the motor vehicle due to the compression work to be performed by the internal combustion engine and thus it could quickly lead to falling below the idling speed and to switching off the internal combustion engine in the idling speed range.
Vorteilhafterweise wird die momentane Istdrehzahl des Verbrennungsmotors mittels eines Drehzahlsensors fortlaufend erfasst. Darüber hinaus wird beispielsweise von einem Steuergerät, in welchem ein Leerlaufregier implementiert ist, die Leerlaufsolldrehzahl fortlaufend ermittelt.Advantageously, the instantaneous actual rotational speed of the internal combustion engine is detected continuously by means of a rotational speed sensor. In addition, for example, from a control unit, in which a Leerlaufregier is implemented, the idling target speed continuously determined.
Der Elektromotor ist insbesondere eine rotierende elektrische Maschine, welche sowohl als elektrischer Motor als auch als elektrische Bremse, Starter-Generator und/oder Generator betrieben werden kann. Darüber hinaus kann eine in herkömmlicher Weise aus einem eingestellten und aufgebrachten Bremsmoment gewonnene Bremsenergie durch den auch als Generator betreibbaren Elektromotor beispielsweise in einer Batterie gespeichert werden.The electric motor is in particular a rotating electrical machine, which can be operated both as an electric motor and as an electric brake, starter generator and / or generator. In addition, a braking energy obtained in a conventional manner from a set and applied braking torque can be stored, for example in a battery, by the electric motor which can also be operated as a generator.
Der Elektromotor kann indirekt über ein automatisiertes Handgetriebe oder ein Automatikgetriebe mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt oder koppelbar sein. Alternativ kann der Elektromotor auch direkt gekoppelt oder koppelbar sein, z.B. wenn der Läufer des Elektromotors - ähnlich einem Schwungrad - direkt auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors oder auf einer koppelbaren Verlängerung dieser Kurbelwelle angeordnet ist.The electric motor can be coupled or coupled indirectly via an automated manual transmission or an automatic transmission with the internal combustion engine. Alternatively, the electric motor may also be directly coupled or couplable, e.g. when the rotor of the electric motor - similar to a flywheel - is arranged directly on the crankshaft of the internal combustion engine or on a couplable extension of this crankshaft.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt :Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Showing:
Fig. 1 schematisch ein Steuergerät zur Steuerung eines Antriebssystems mit einem Verbrennungsmotor und einem an diesen koppelbaren oder gekoppelten Elektromotor, undFig. 1 shows schematically a control device for controlling a drive system with an internal combustion engine and a coupled or coupled to this electric motor, and
Fig. 2 ein schematisches Diagramm mit verschiedenen Drehmomentverläufen als Funktion der Zeit.Fig. 2 is a schematic diagram with different torque curves as a function of time.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In Figur 1 ist schematisch ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebssystem 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, das einen Verbrennungsmotor 2 und einen Elektromotor 3 umfasst. Der E- lektromotor 3 ist mit einer Kurbelwelle 4 des Verbrennungsmotors 2 verbunden oder verbindbar und kann diese antreiben, d.h. positive oder negative Drehmomente auf sie ausüben. Zur Gewinnung von Rekuperationsenergie ist der Elektromotor 3 mit einer Batterie 5 verbunden. Je nach Art und Aufbau des Hybridantriebs, z.B. serieller Hybrid, Parallelhybrid oder Mischhybrid, ist der Elektromotor 3 direkt oder indirekt über ein Getriebe 6, z.B. ein automatisiertes Handgetriebe oder ein Automatikgetriebe, mit der Kurbelwelle 4 koppelbar. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Elektromotor 3 direkt mit der Kurbelwelle 4 koppelbar.FIG. 1 schematically shows a drive system 1 designed as a hybrid drive for a motor vehicle, comprising a combustion engine 2 and an electric motor 3. The electric motor 3 is connected or connectable to and can drive a crankshaft 4 of the internal combustion engine 2, that is. exert positive or negative torques on them. To obtain recuperation energy, the electric motor 3 is connected to a battery 5. Depending on the type and structure of the hybrid drive, e.g. serial hybrid, parallel hybrid or hybrid hybrid, the electric motor 3 is directly or indirectly via a transmission 6, e.g. an automated manual transmission or an automatic transmission, with the crankshaft 4 coupled. In the embodiment of Figure 1, the electric motor 3 can be coupled directly to the crankshaft 4.
Zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebssystems 1 ist ein elektronisches Steuergerät 7 vorgesehen. Das Steuergerät 7 kann ein bereits vorhandenes Steuergerät, z.B. Bremssteuerge¬ rät, Motorsteuergerät, Leerlaufregier, sein, in welches das nachfolgend beschriebene Verfahren implementiert ist. Darüber hinaus können weitere Steuerungs- und/oder Regelungsverfahren, z.B. zur Fahrstabilität, Rekuperation und Laden der Batterie 5, Leerlaufregelung, Motorsteuerung und/oder Bremssteuerung, im Steuergerät 7 implementiert sein. Mittels des Steuergeräts 7 sind sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch der Elektromotor 3, bevorzugt nur der Elektromotor 3 steuer- und/oder regelbar.For controlling and / or regulating the drive system 1, an electronic control unit 7 is provided. The control unit 7 may be an existing control device such as Bremssteuerge ¬ advises its engine controller, Leerlaufregier, into which the method described hereinafter is implemented. About that In addition, further control and / or regulation methods, for example for driving stability, recuperation and charging of the battery 5, idling control, engine control and / or brake control, may be implemented in the control unit 7. By means of the control device 7, both the internal combustion engine 2 and the electric motor 3, preferably only the electric motor 3 can be controlled and / or regulated.
Im Betrieb des Kraftfahrzeuges kann durch Wegnahme einer Beschleunigungsanforderung, indem beispielsweise der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal 8 nimmt und dieses nicht mehr betätigt, o- der indem eine automatische Fahrantriebssteuerung, beispielsweise ein so genannter Tempomat, keine Beschleunigung, sondern eine Geschwindigkeitsreduzierung anfordert, oder indem ein Distanzhalter zur automatischen Einhaltung einer Distanz eine Geschwindigkeitsreduzierung anfordert, für das Kraftfahrzeug als Betriebszustand ein Schubbetrieb eingestellt werden, in welchem das Kraftfahrzeug durch dessen Trägheit angeschoben wird und die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 2 nicht mehr benötigt wird.In the operation of the motor vehicle, by removing an acceleration request, for example by the driver taking his foot off the accelerator pedal 8 and no longer actuating it, or by requesting an automatic traction drive control, for example a so-called cruise control, not acceleration, but a speed reduction, or a spacer for automatic compliance with a distance requesting a speed reduction, for the motor vehicle as the operating state, a pushing operation are set, in which the motor vehicle is pushed by its inertia and the driving power of the engine 2 is no longer needed.
Zur Steuerung des Antriebssystems 1 in einem solchen Schubbetrieb dienen dem Steuergerät 7 zumindest folgende Parameter, Werte und/oder Kenngrößen: eine aus einem Aufspannungswert A eines Pedalwertgebers 9 des Fahrpedals 8 abgeleitete Drehmomentanforderung M, mindestens eine Drehzahl n eines Drehzahlgebers 10 (z.B. Istdrehzahl nistv des Verbrennungsmotors 2 und Istdrehzahl nϊstE des Elektromotors) , Temperaturwerte Tv, TE und TB von Temperatursensoren 11 bis 13 des Verbrennungsmotors 2, des Elektromotors 3 bzw. der Batterie 5. Ein weiterer Temperatursensor 14 ermittelt die Kühlwassertemperatur Tκ. Darüber hinaus können dem Steuergerät 7 weitere Parameter zu¬ geführt oder von diesem anhand anderer Parameter ermittelt werden: eine Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv/ momentane minimale Istdrehmomente MminV und Mmj.nE des Verbrennungsmotors 2 bzw. des Elektromotors 3 des im Schubbetrieb fahrenden Kraftfahrzeuges (die im Weiteren Schubdrehmomente Mminv, MminE genannt werden) , Drehzahlgrenzwerte nGrenz, ein Anforderungssignal SSAS zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Schubabschaltung SAS und/oder ein zulässiges Minimaldrehmoment MstatminE des Elektromotors 3 (= minimaler Grenzwert) .To control the drive system 1 in such a coasting operation, the control unit 7 is provided with at least the following parameters, a torque request M derived from a set value A of a pedal value transmitter 9 of the accelerator pedal 8, at least one speed n of a speed sensor 10 (eg actual speed n i st v of the internal combustion engine 2 and actual rotational speed n est E of the electric motor), temperature values T v , T E and T B of temperature sensors 11 to 13 of the internal combustion engine 2, the electric motor 3 and the battery 5. Another temperature sensor 14 determines the cooling water temperature T κ . In addition, the controller 7 further parameters led to ¬ or determined by this on the basis of other parameters are: an idling nominal speed n So ii Lee rv / momentary minimum actual torques M m i nV and M m j .nE of the internal combustion engine 2 and the electric motor 3 of the motor vehicle driving in overrun mode (which are called thrust torques M m i n v, MminE) ), Speed limit values n limit , a request signal S SAS for activating or deactivating a fuel cut-off SAS and / or a permissible minimum torque Ms tat minE of the electric motor 3 (= minimum limit value).
Zusätzlich können zur Berücksichtigung von Betriebs- und Fahrkenngrößen zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Schubabschaltung und/oder zur Aktivierung oder Deaktivierung einer Rekuperation oder eines Ladebetriebes der Batterie 5 weitere Kennwerte dienen: ein Ladezustandswert L eines Ladezustands SOC der Batterie 5, ein Neigungswert N eines Neigungssensors 15, ein Programmwert P eines mittels eines Schalters 16 gewählten Automatikprogramms des Getriebes 6, die Fahrzeuggeschwindigkeit v, eine Längs- bzw. Querbeschleunigung aL, Q des Kraftfahrzeuges.In addition, for the consideration of operating and driving parameters for activating or deactivating a fuel cut and / or for activating or deactivating a recuperation or a charging operation of the battery 5 further characteristic values are used: a state of charge value L of a state of charge SOC of the battery 5, an inclination value N of a tilt sensor 15 , a program value P of an automatic program of the transmission 6 selected by means of a switch 16, the vehicle speed v, a longitudinal or lateral acceleration a L , Q of the motor vehicle.
Mittels des Steuergeräts 7 werden anhand der ermittelten oder erfassten Kennwerte, Parameter und/oder physikalischen Größen direkt oder indirekt ein den Verbrennungsmotor 3 repräsentierender Drehzahlgradient dn/dt für eine vorgegebene Zeiteinheit sowie eine Drehzahldifferenz Δn ermittelt. Sowohl der Drehzahlgradient dn/dt als auch die Drehzahldifferenz Δn werden fortlaufend ermittelt.By means of the control unit 7, a rotational speed gradient dn / dt representing the internal combustion engine 3 for a given time unit and a rotational speed difference Δn are determined directly or indirectly on the basis of the ascertained or acquired characteristic values, parameters and / or physical variables. Both the speed gradient dn / dt and the speed difference Δn are determined continuously.
Im Betrieb des Fahrzeuges wird im leerlaufnahen Drehzahlbereich in Abhängigkeit vom Wert der dem Steuergerät 7 zugeführten und/oder von diesem ermittelten Kenngrößen, insbesondere in Abhängigkeit vom Abstand der Istdrehzahl nIstv von der Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv des Verbrennungsmotors 2 das nachfolgend anhand der Figur 2 beschriebene Verfahren zur Einstellung eines Solldrehmomentes MSOIIE für den Elektromotor 3 ausgeführt.During operation of the vehicle is in idle speed range depending on the value of the control unit 7 supplied and / or determined by this parameters, in particular depending on the distance of the actual speed n Ist v of the idling target speed n So ii Leer v of the internal combustion engine 2 the Subsequently, with reference to Figure 2 described method for setting a target torque M SOIIE for the electric motor 3 executed.
Figur 2 zeigt verschiedene Drehmomentverläufe Vl bis V5 in Abhängigkeit von der Zeit t.FIG. 2 shows various torque curves V1 to V5 as a function of time t.
Dabei stellt der Drehmomentverlauf Vl den Verlauf des Solldrehmomentes MsoiiE des Elektromotors 3 (= Momentenvorgabe für Elektromotor im momentengeführten Betrieb) , der Drehmomentverlauf V2 eine untere Ladedrehmomentgrenze MLadegrenz (= unterer, von der aktuellen Ladedrehmomentanforderung abhängiger Grenzwert) , der Drehmomentverlauf V3 ein Ladedrehmoment MLadeEHere, the torque curve Vl the course of the target torque Ms o iiE of the electric motor 3 (= torque specification for electric motor in torque-controlled operation), the torque curve V2 a lower charging torque limit M Ladeg renz (= lower, dependent on the current load torque request limit), the torque curve V3 charging torque M charge e
(= virtuelles Ladedrehmoment im momentengeführten Betrieb o- der rückgerechnetes Ladedrehmoment im Ladebetrieb) des Elektromotors 3, der Drehmomentverlauf V4 ein Minimalladedrehmoment MLademinE (= untere Ladedrehmomentbeschränkung) und der Drehmomentverlauf V5 ein zulässiges Minimaldrehmoment MstatminE(= virtual charging torque in the torque-controlled operation o- the recalculated charging torque during charging) of the electric motor 3, the torque curve V4 a minimum load torque M LademinE (= lower charging torque limit) and the torque curve V5 a permissible minimum torque M sta tminE
(= untere Drehmomentgrenze) des Elektromotors 3 dar.(= lower torque limit) of the electric motor 3 is.
Im Betrieb des Fahrzeuges befindet sich dieses bis zum Zeitpunkt tl im Fahrbetrieb. Ab dem Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t2 befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb mit oder ohne Schubabschaltung, in welchem das Fahrzeug allein durch dessen Trägheit angeschoben wird. Zum Zeitpunkt t2 und t3 liegt eine Ladedrehmomentanforderung zum Laden der Batterie 5, zum Betrieb von elektrischen Verbrauchern, z. B. einem elektrischen Klimakompressor, und/oder zur Stützung eines Bordnetzes an. Zum Zeitpunkt t4 wird der Fahrbetrieb des Fahrzeuges wieder aufgenommen, beispielsweise betätigt der Fahrer wieder ein Fahrpedal. Um im Schubbetrieb im leerlaufnahen Drehzahlbereich ein so genanntes Abwürgen des Verbrennungsmotors 3 zu vermeiden, wird bei Unterschreiten der Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv durch die Istdrehzahl nIstv des Verbrennungsmotors 2 ein Ab- wurgeschutz aktiviert, durch welchen der Elektromotor 3 mit einem Solldrehmoment MSOIIE beaufschlagt wird, das kleiner o- der gleich einem momentan möglichen Maximaldrehmoment MMaχE ist, wie dies beispielhaft am variablen Drehmomentverlauf Vl für das Solldrehmoment MSOIIE ab dem Zeitpunkt t2 gezeigt ist.During operation of the vehicle, this is up to the time tl while driving. From the time t1 to the time t2, the vehicle is in overrun with or without fuel cut in which the vehicle is pushed by its inertia alone. At time t2 and t3 is a charging torque request for charging the battery 5, for the operation of electrical loads, eg. As an electric air compressor, and / or to support a vehicle electrical system. At time t4, the driving operation of the vehicle is resumed, for example, the driver again actuates an accelerator pedal. In order to avoid in the overrun mode in the near-idle rotational speed range a so-called engine stall 3, when falling below the desired idling speed So iiLe e rv n n by the actual speed V of the internal combustion engine 2, an exhaust wurgeschutz enabled, through which the electric motor 3 with a setpoint torque M SOIIE is applied, which is less than or equal to a currently possible maximum torque M Ma χE, as shown by way of example the variable torque curve Vl for the target torque M SOIIE from the time t2.
Dabei werden mittels des eingestellten Solldrehmomentes MSOIIE positive Drehmomentwerte als antreibendes Moment auf die Kurbelwelle 4 gebracht. Durch das zusätzlich aufgebrachte Drehmoment MistE des Elektromotors 3 an der Kurbelwelle 4 des Verbrennungsmotors 2 steigt die Istdrehzahl nIstv des Verbrennungsmotors 2 und wird ein Abfallen der Istdrehzahl nIstv des Verbrennungsmotors 2 weit unterhalb der Leerlaufdrehzahl nL in einen Ausschaltbereich für den Verbrennungsmotor 2 hinein sicher vermieden.In this case, positive torque values are brought to the crankshaft 4 as a driving torque by means of the set desired torque M SOIIE . As a result of the additionally applied torque MistE of the electric motor 3 on the crankshaft 4 of the internal combustion engine 2, the actual rotational speed n actual of the internal combustion engine 2 increases and a fall of the actual rotational speed n actual v of the internal combustion engine 2 is far below the idling rotational speed n L into a switch-off region for the internal combustion engine 2 safely avoided.
Das Solldrehmoment MSOIIE wird insbesondere bei Momentenfuh- rung, d.h. im momentengefuhrten Betrieb, nach unten auf das vorgegebene zulassige Minimaldrehmoment MstatmmE und nach oben auf das Maximaldrehmoment MMaXE begrenzt. Die Beaufschlagung mit dem momentan möglichen Maximaldrehmoment MMaxE stellt sicher, dass im Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdreh- zahl nL der Elektromotor 3 mit seinem maximal möglichen und zur Verfugung stehenden dynamischen Drehmoment MmaXE eingestellt wird, das beispielsweise über dem ermittelten Solldrehmoment MsoiiE liegen kann. Dabei wird der Elektromotor 3 bis zum Erreichen oder Überschreiten einer vorgegebenen oberen Drehzahlgrenze nGrenz mit dem möglichen Maximaldrehmoment MmaxE eingestellt. Je nach Vorgabe wird das momentan mögliche Maximaldrehmoment MMaχE in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt: Ladezustand SOC der Batterie 5, momentane Drehzahldifferenz Δn, momentane Istdrehzahl nistv des Verbrennungsmotors 2, momentane Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv des Verbrennungsmotors 2, der Kühlwassertemperatur TK/ der Temperatur Tv des Verbrennungsmotors 2, der Temperatur TB der Batterie 5 und/oder der Temperatur TE des Elektromotors 3.The setpoint torque M SOIIE is limited in particular at Momentenfuh- tion, ie in torque-guided operation down to the predetermined permissible minimum torque Ms t atmmE and up to the maximum torque M MaXE . The application of the currently possible maximum torque M MaxE ensures that in the speed range below the idling speed n L the electric motor 3 is set with its maximum possible and available dynamic torque M maX E, which, for example, exceeds the determined setpoint torque Ms o ii E can lie. In this case, the electric motor 3 is set to reach or exceed a predetermined upper speed limit n Gre n z with the possible maximum torque M maxE . Depending on the specification, the currently possible maximum torque M Ma χE is determined as a function of the following parameters: state of charge SOC of the battery 5, instantaneous speed difference Δn, instantaneous actual speed ni st v of the internal combustion engine 2, instantaneous desired idling speed n So iiL e erv of the internal combustion engine 2 , the cooling water temperature T K / the temperature Tv of the internal combustion engine 2, the temperature T B of the battery 5, and / or the temperature T E of the electric motor 3.
Das als untere Momentengrenze dienende Minimaldrehmoment MstatminE kann ebenfalls in Abhängigkeit von mindestens einem der nachfolgenden Parameter dynamisch bestimmt werden: momentane Drehzahldifferenz Δn, momentane Istdrehzahl nIstv des Verbrennungsmotors 2, momentane Leerlaufsolldrehzahl nsoHLeerv des Verbrennungsmotors 2, der Kühlwassertemperatur Tκ, der Temperatur TE des Elektromotors 3 und/oder der Spannung des Elektromotors 3.The minimum torque Mst at minE serving as the lower torque limit can also be determined dynamically as a function of at least one of the following parameters: instantaneous speed difference Δn, instantaneous actual speed n is v of the internal combustion engine 2, instantaneous desired idling speed nsoHLe e rv of the internal combustion engine 2, the cooling water temperature T κ , the temperature T E of the electric motor 3 and / or the voltage of the electric motor. 3
Kommt es zusätzlich zu einer Ladeanforderung und somit zu einem Ladebetrieb (siehe Zeitpunkte t2, t3; Figur 2), so wird in Abhängigkeit vom Abstand der Istdrehzahl nistv des Verbrennungsmotors 2 zur Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv das ermittelte Solldrehmoment MSOIIE nach unten auf ein vom Leerlauf abhängiges Minimalladedrehmoment MLademinE für den Elektromotor 3 be¬ grenzt, wie dies beispielhaft anhand des Drehmomentverlaufs V4 gezeigt ist.If it comes in addition to a charging request and thus to a charging operation (see times t2, t3; Figure 2), then the determined target torque M SOIIE down depending on the distance of the actual speed ni st v of the engine 2 to idle target speed n So iiL e erv to a dependent on idle minimum load torque M loading minE for the electric motor 3 be ¬ limits, as shown by way of example on the basis of the torque curve V4.
Darüber hinaus wird ein variables Ladedrehmoment MLadeE (siehe Drehmomentverlauf V3) ermittelt, welches in Abhängigkeit von einer aktuellen Ladeanforderung, z. B. von einer Batterie 5, einem Bordnetz und/oder einer Last, z.B. einem Klimakompres¬ sor, bestimmt wird und das nach oben durch ein Maximalladedrehmoment MLademaxE und nach unten durch ein Minimalladedreh- moment MLademinE (siehe Drehmomentverlauf V4) begrenzt wird. Dabei wird das Minimalladedrehmoment MLademinE in Abhängigkeit vom Abstand der Istdrehzahl nIstv des Verbrennungsmotors 2 zur Leerlaufsolldrehzahl nSoiiLeerv des Verbrennungsmotors 2 bestimmt und somit variabel vorgegeben. Um im Falle eines Spannungseinbruches einen negativen Ladedrehmomentsprung zu vermeiden, wird eine untere Ladedrehmomentgrenze MLadegrenz (= Drehmomentverlauf V2 = von der aktuellen Ladedrehmomentanforderung abhängiger Grenzwert) variabel vorgegeben, die durch einen Gradientenbegrenzer (= Begrenzung der Veränderung der unteren Ladedrehmomentgrenze MLadegrenz) mit variablen positiven Gradienten und variablen negativen Gradienten begrenzt wird. Dabei sind insbesondere hohe positive Gradienten, wie zum Zeitpunkt t4 am Drehmomentverlauf V2 gezeigt, zulässig.In addition, a variable charging torque M Lade E (see torque curve V3) is determined, which depends on a current charging request, for. B. from a battery 5, a vehicle electrical system and / or a load, such as a Klimakompres ¬ sor, is determined and the up by a maximum load torque M LademaxE and down by a Minimalladedreh- torque ML ade miEn (see torque curve V4) is limited. In this case, the minimum load torque M load is determined as a function of the distance of the actual speed n actual v of the internal combustion engine 2 to the idling nominal speed n So ii Leer v of the internal combustion engine 2 and is thus variably predetermined. In order to avoid a negative Ladedrehmomentsprung in the event of a voltage dip, a lower charging torque limit M Lade grenz (= torque curve V2 = dependent on the current load torque request limit) is variably specified by a Gradientenbegrenzer (= limiting the change of the lower load torque limit M Lade grenz) with variable positive gradient and variable negative gradient is limited. In particular, high positive gradients, as shown at time t4 on torque curve V2, are permissible.
Das insgesamt zulässige Minimalladedrehmoment MeffLademnE und somit auch das Ladesolldrehmoment MLadesoiiE ist nach unten begrenzt durch das Maximum aus dem Minimalladedrehmomentes MLademinE (= Drehmomentverlauf V4 ) und der unteren Ladedrehmomentgrenze MLadegrenz (= Drehmomentverlauf V2). Hierdurch wird sichergestellt, dass das virtuelle Ladedrehmoment MLadeE im momentengeführten Betrieb nicht beliebig negativ werden kann.The total permissible minimum load torque M e ffLademnE and thus also the desired charging torque M Ladeso iiE is bounded below by the maximum of the minimum load torque M Ladem i nE (= torque curve V4) and the lower load torque limit M Lade g re nz (= torque curve V2). This ensures that the virtual charging torque M charge E in the torque-guided operation can not be arbitrarily negative.
Ferner können weitere, das Drehzahlverhalten des Kraftfahrzeuges beeinflussende Kenngrößen berücksichtigt werden. Dazu sind beispielsweise Kennlinien in Abhängigkeit vom gewählten Automatikprogramm P, von der ermittelten Steigung N und/oder der Temperaturen Tv, TE, TB, für eine drehzahlabhängige Kenn¬ linienführung des Solldrehmomentes MSOHE des Elektromotors 3 vorgegeben. Die Berücksichtigung dieser Abhängigkeiten durch eine ermittelte Kennlinie bei der Bestimmung des einzustel¬ lenden Solldrehmomentes MSOIIE dient insbesondere einem ver¬ besserten Fahrkomfort und/oder der Fahrzeugsicherheit und/oder der Fahrzeugstabilität, wobei im zulässigen Betriebsbereich der beiden Motoren der Abwürgeschutz Vorrang hat. Zur Fahrzeugsicherheit wird beispielsweise bei einer zu hohen Motortemperatur TE des Elektromotors 3 das Solldrehmoment MsoiiE nicht aufgeschaltet, um eine zu hohe Belastung des Elektromotors 3 zu vermeiden. Further, further, the speed behavior of the motor vehicle influencing parameters can be considered. For this purpose, for example, characteristic curves as a function of the selected automatic program P, of the determined pitch N and / or the temperatures T v , T E , T B , predetermined for a speed-dependent Kenn ¬ line guide the target torque M SOHE of the electric motor 3. Taking into account these dependencies by a determined characteristic in determining the einzustel ¬ lumbar desired torque M as ļell serves in particular a ver ¬ improved ride comfort and / or safety of the vehicle and / or the vehicle stability, whereby in the permissible operating range of the two engines, the stalling protection has priority. For vehicle safety, for example, at a high engine temperature T E of the electric motor 3, the target torque Ms o ii E is not switched to avoid too high a load of the electric motor 3.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
1 Antriebssystem1 drive system
2 Verbrennungsmotor2 internal combustion engine
3 Elektromotor3 electric motor
4 Kurbelwelle4 crankshaft
5 Batterie5 battery
6 Getriebe6 gears
7 Steuergerät7 control unit
8 Fahrpedal8 accelerator pedal
9 Fahrpedalgeber9 accelerator pedal
10 Drehzahlsensor10 speed sensor
11 Temperatursensor für Verbrennungsmotor11 Temperature sensor for internal combustion engine
12 Temperatursensor für Elektromotor12 temperature sensor for electric motor
13 Temperatursensor für Batterie13 temperature sensor for battery
14 Temperatursensor für die Kühlwassertemperatur14 Temperature sensor for the cooling water temperature
15 Neigungssensor15 tilt sensor
16 Schalter zur Auswahl eines Automatikprogramms16 switches for selecting an automatic program
A Aufspannung am Fahrpedal aL Längsbeschleunigung aQ QuerbeschleunigungA clamping the accelerator pedal a longitudinal acceleration a L Q lateral acceleration
MmaxE Maximaldrehmoment des ElektromotorsM maxE maximum torque of the electric motor
MminE Minimaldrehmoment des ElektromotorsM m i nE minimum torque of the electric motor
MLadeE Ladedrehmoment des ElektromotorsM La de E charging torque of the electric motor
MLadegrenz untere Ladedrehmomentgrenze des ElektromotorsM charging limit lower charging torque limit of the electric motor
MLademaxE Maximalladedrehmoment des Elektromotors MLademinE Minimalladedrehmoment des ElektromotorsM L ad em a xE Maximum load torque of the electric motor M Charging i nE Minimum load torque of the electric motor
^LadesoiiE Ladesolldrehmoment des Elektromotors^ Charge so IIe charging target torque of the electric motor
MsoiiE Solldrehmoment des ElektromotorsMs o iiE target torque of the electric motor
N Steigung n Drehzahl nistE Istdrehzahl des Elektromotors nistv Istdrehzahl des Verbrennungsmotors nL Leerlaufdrehzahl nsoiiLeerv Leerlauf sol ldrehzahlN Slope n Speed ni s tE Actual speed of the electric motor nistv Actual speed of the combustion engine n L Idling speed nsoiiLeerv idle idle speed
P AutomatikprogrammP automatic program
SSAS Anforderungssignal für SchubabschaltungS SAS request signal for fuel cut
SAS SchubabschaltungSAS overrun cutoff
SOC Ladezustand der Batterie SOC State of charge of the battery

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Kurbelwelle (4) umfassenden Verbrennungsmotor (2) und mindestens einem mit dem Verbrennungsmotor (2), insbesondere der Kurbelwelle (4) gekoppelten oder koppelbaren Elektromotor (3), wobei wenn sich das Fahrzeug im Schubbetrieb befindet, im leerlaufnahen Drehzahlbereich bei Unterschreiten einer Leerlaufsolldrehzahl (nsoiiLeerv) des Verbrennungsmotors (2) durch eine Istdrehzahl (nistv) des Verbrennungsmotors (2) ein Abwürgeschutz aktiviert wird, bei welchem der Elektromotor (3) mit einem Solldrehmoment (MSonE) beaufschlagt wird, das kleiner oder gleich einem momentan möglichen Maximaldrehmoment (MMaXE) des Elektromotors (3) ist.1. A method for controlling a drive system (1) for a motor vehicle with a crankshaft (4) comprising an internal combustion engine (2) and at least one of the internal combustion engine (2), in particular the crankshaft (4) coupled or coupled electric motor (3), wherein when the vehicle is in overrun, in the idling speed range falls below an idle speed (ns o iiL ee rv) of the internal combustion engine (2) by an actual speed (ni st v) of the engine (2) a stall protection is activated, wherein the electric motor ( 3) is acted upon by a setpoint torque (M So n E ), which is less than or equal to a currently possible maximum torque (M MaX E) of the electric motor (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Solldrehmoment (MSOIIE) für den Elektromotor (3) solange mit dem momentan möglichen Maximaldrehmoment (MMaxE) des Elektromotors (3) eingestellt wird, bis die momentane Istdrehzahl (nistv) des Verbrennungsmo¬ tors (2) gleich oder größer einem vorgegebenen oberen Schwellwert ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the determined target torque (M SOIIE ) for the electric motor (3) as long as the currently possible maximum torque (M MaxE ) of the electric motor (3) is set until the current actual speed (ni st v ) of the Verbrennungsmo ¬ gate (2) is equal to or greater than a predetermined upper threshold value.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das momentan mögliche Maximaldrehmoment (MMaxE) des Elektromotors (3) in Abhängigkeit vom Ladezustand (SOC) einer Batterie (5), von der Drehzahldifferenz (Δn) , von der Kuhlwassertemperatur (Tκ) , von einer Istdrehzahl (nistv) des Verbrennungsmotors (2), von einer Temperatur (Tv) des Verbrennungsmotors (2), von einer Temperatur (TE) des E- lektromotors (3) und/oder von einer Temperatur (TB) der Batterie (5) ermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the currently possible maximum torque (M MaxE ) of the electric motor (3) in dependence on the state of charge (SOC) of a battery (5), of the speed difference (Δn), of the Kuhlwassertemperatur ( T κ ), an actual speed (ni st v) of the internal combustion engine (2), a temperature (T v ) of the internal combustion engine (2), a temperature (T E ) of the electric motor (3) and / or of a Temperature (T B ) of the battery (5) is determined.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Solldrehmoment (MSOIIE) fur den Elektromotor (3) im momentengefuhrten Betrieb auf ein vorgegebenes zulassiges Minimaldrehmoment (MstatmmE) nach unten begrenzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the target torque determined (M as ļell) for (Ms did MME) the electric motor (3) in momentengefuhrten operation to a predetermined zulassiges minimum torque is limited downwards.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zulassige Minimaldrehmoment (MstatmmE) in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz (Δn) , der Kuhlwassertemperatur (TK) und/oder von der Spannung (U) des Elektromotors (3) ermittelt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the permissible minimum torque (Ms ta TmmE) in dependence on the speed difference (Δn), the Kuhlwassertemperatur (T K ) and / or of the voltage (U) of the electric motor (3) is determined ,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Solldrehmoment (MSOIIE) für den Elektromo¬ tor (3) im Ladebetrieb auf ein ermitteltes Mimimallade- drehmoment (MLademinE) nach unten begrenzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the determined target torque (M SOIIE ) for the Elektromo ¬ tor (3) in the loading mode to a determined Mimimallade- torque (M Ladem i nE ) is limited downwards.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Ladebetrieb ein variables Ladedrehmoment (MLadeE) eingestellt wird, das in Abhängigkeit von der aktuellen Ladeanforderung bestimmt und das auf ein in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahldifferenz (Δn) und der Kühlwassertemperatur (Tκ) ermitteltes Mimimalladedrehmo- ment (MLademinE) nach unten oder Maximalladedrehmoment (MLademaχE) nach oben begrenzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a variable load torque (M loading E) is set in the charging mode, which determines in dependence on the current load request and a function of the current rotational speed difference (An) and the cooling water temperature (T κ) unidentified Mimimalladedrehmo- ment (M La Demine) is limited at the bottom or the maximum charging torque (M Lad emaχE) upwards.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für das Minimalladedrehmoment (MLademinE) eine untere Ladedrehmomentgrenze (MLadegrenz) vorgegeben wird, die durch einen Gradientenbegrenzer mit variablen positiven Gradienten und variablen negativen Gradienten begrenzt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that for the minimum load torque (M Lade minE) a lower charging torque limit (M La degrenz) is given, which is limited by a Gradientenbegrenzer with variable positive gradient and variable negative gradient.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahldifferenz (Δn) die Differenz von Leerlaufsolldrehzahl (nsoiiLeerv) und momentaner Istdrehzahl (nIstv) des Verbrennungsmotors (2) ermittelt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the speed difference (Δn), the difference between the idle target speed (ns o iiLeerv) and instantaneous actual speed (n Ist v) of the internal combustion engine (2) is determined.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Drehzahlsensors (10) die momentane Istdrehzahl (nistv) des Verbrennungsmotors (3) fortlaufend er- fasst wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that by means of a speed sensor (10) the instantaneous actual speed (ni st v) of the internal combustion engine (3) is continuously recorded.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufsolldrehzahl (nSoiiLeer) fortlaufend ermittelt wird. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the idling target speed (n So iiLeer) is determined continuously.
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