WO2009053296A1 - Hybridantriebsanordnung und verfahren zum steuern und/oder regeln einer hybridantriebsanordnung eines fahrzeuges - Google Patents

Hybridantriebsanordnung und verfahren zum steuern und/oder regeln einer hybridantriebsanordnung eines fahrzeuges Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid drive assembly and a method for controlling and / or regulating a hybrid drive assembly of a vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1 and 7, respectively.
  • the known hybrid drive arrangement includes, for example, an internal combustion engine which can be coupled via a clutch to an input shaft of an electric machine.
  • the electric machine can optionally be connected via a further second clutch to the input shaft of a transmission with variable ratio. In this way, the vehicle can be driven with the hybrid drive arrangement both with the internal combustion engine or with the electric machine and with both together.
  • the internal combustion engine and the electric machine jointly supply the driving torque and the driver's desired torque.
  • “In the driving state” electric driving” the engine is decoupled from the output through the clutch and the electric machine alone provides the driver's desired torque.
  • the clutch is suddenly opened in the known method, and the drive torque is transmitted immediately to the electric machine. This results in the disadvantage that due to the sudden drive transmission a jolt in the drive train is created, the driver clearly feels. This reduces the comfort. Accordingly, the present invention, the object of the invention to propose a method of the type mentioned, with a more comfortable uncoupling of the engine is made possible.
  • a method for controlling and / or regulating a hybrid drive arrangement of a vehicle is proposed in which a hybrid control unit is used, with which an internal combustion engine, at least one clutch, at least one electric machine and / or a transmission are controlled, the division of the driver's desired torque between the Internal combustion engine and the electric machine for decoupling of the internal combustion engine in the driving state "electric driving" is specified by the hybrid control unit.
  • the driving torque requested by the driver during the transitional period ie during the decoupling of the internal combustion engine are constantly available without the driver can feel the drive change.
  • the ride comfort and the driving dynamics for the driver is increased by the method according to the invention.
  • the target torque of the engine is reduced and the target torque of the electric machine is increased accordingly until the desired torque of the electric machine corresponds to the driver's desired torque.
  • the target torque of the internal combustion engine can be guided to the value zero via a ramp function or the like, so that the own friction is compensated.
  • the desired torque of the electric machine can preferably be a similar or identical ramp function are performed on the driver's desired torque. There are also other control options conceivable.
  • M_EMsoll target torque of the electric machine
  • M_found driver desired torque
  • M_Motsoll target torque of the internal combustion engine
  • the driver does not feel any jerk when disconnecting the internal combustion engine, since the clutch is not opened until no more torque is transmitted.
  • the moment distribution according to the invention in the internal combustion engine and the electric machine results in that the total torque at the output constantly corresponds to the driver's desired torque. The driver can therefore perceive no changes in the vehicle behavior, so that the ride comfort is increased.
  • the method according to the invention can be provided within the scope of a next development of the invention that it is checked before the driver request torque is distributed whether the clutch between the internal combustion engine and the electric machine is open. If the hybrid control unit determines that the clutch is already open, the method according to the invention can be abbreviated, in which the internal combustion engine is operated in the idle controller and the driver's desired torque in the electric machine, for example, is constructed like a ramp.
  • the task underlying the invention can also by a hybrid drive arrangement of a vehicle with an internal combustion engine and with at least one electric machine, which are coupled to each other via a clutch, and are solved with at least one transmission and with a hybrid control device, for decoupling of the internal combustion engine in the driving state "electric driving" of the internal combustion engine and the electric machine can be controlled by the hybrid control unit for dividing the driver's desired torque ,
  • the hybrid control unit comprises a corresponding drive logic, which allows a continuous change in the distribution of the respective applied drive torques in the internal combustion engine and the electric machine, the decoupling of the internal combustion engine can be realized while driving in the hybrid vehicle without compromising comfort.
  • the proposed hybrid drive arrangement the advantages already mentioned, which are made possible by the method according to the invention.
  • the proposed hybrid drive arrangement can be used to carry out or use the aforementioned method. There are also other applications of the method conceivable.
  • the hybrid propulsion system proposed according to the invention and the proposed method can be used in parallel hybrid propulsion systems, for example for city buses, distribution trucks and vans. There are also other applications conceivable.
  • FIGURE of the invention schematically shows a drive train of a vehicle with a hybrid drive arrangement according to the invention.
  • the vehicle includes an internal combustion engine 1, which can be coupled via a first clutch 2 to an electric machine 3.
  • the output shaft of the electric machine 3 is connected to the input shaft of a variable transmission 4. prevented.
  • a second clutch 5 may be provided between the electric machine 3 and the transmission 4, which is indicated by a dashed line in the figure.
  • the control of the desired torques in the internal combustion engine and the electric machine can be carried out according to the invention via a hybrid control unit 6.
  • This makes it possible to implement decoupling of the internal combustion engine while driving without reducing the driving comfort into the driving state "electric driving.”
  • the hybrid control device 6 can be equipped with the internal combustion engine, with the electric motor 3, with the first clutch 2 and also be connected to the variable transmission 4.
  • the hybrid control device 6, which is indicated only schematically, may also comprise further control devices, which are associated, for example, with the individual components to be controlled.
  • the presence of the second coupling 5 is not relevant since it remains closed during the entire process. Therefore, the second clutch 5 is indicated only by dashed lines.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Hybridsteuergerät (6) verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor (1), zumindest eine Kupplung (2), zumindest eine Elektromaschine (3) und/oder ein Getriebe (4) angesteuert werden, wobei die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1) und der Elektromaschine (3) zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1) bei einem Wechsel des Fahrzustandes "Hybrid-Fahren" zum Fahrzustand "Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät (6) vorgegeben wird. Ferner wird eine Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (1), mit zumindest einer Elektromaschine (3), welche über eine Kupplung (2) miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe (4) sowie mit einem Hybridsteuergerät (6) vorgeschlagen, wobei zur Abkopplung des Verbrennungsmotors (1) beim Fahrzustand "Elektrisches Fahren" der Verbrennungsmotor (1) und die Elektromaschine (3) von dem Hybridsteuergerät (6) zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.

Description

Hybridantriebsanordnunq und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hvbhdantriebsanordnunq eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridantriebsanordnung und ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 7 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik sind Hybridantriebsanordnungen und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug bekannt. Die bekannte Hybridantriebsanordnung umfasst beispielsweise einen Verbrennungsmotor, der über eine Kupplung mit einer Eingangswelle einer Elektromaschine koppelbar ist. Die Elektromaschine kann optional über eine weitere zweite Kupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes mit variabler Übersetzung verbunden sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug mit der Hybridantriebsanordnung sowohl mit dem Verbrennungsmotor oder mit der Elektromaschine als auch mit beiden zusammen angetrieben werden.
Wenn sich das Fahrzeug in dem Fahrzustand „Hybrid-Fahren" befindet, liefern der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine gemeinsam das Antriebsmoment beziehungsweise das Fahrerwunschmoment. Beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" ist der Verbrennungsmotor durch die Kupplung vom Abtrieb abgekoppelt und die Elektromaschine liefert allein das Fahrerwunschmoment. Wenn vom Fahrzustand „Hybrid-Fahren" in den Fahrzustand „elektrisches Fahren" gewechselt werden soll, wird bei dem bekannten Verfahren dazu die Kupplung schlagartig geöffnet und das Antriebsmoment wird sofort auf die Elektromaschine übertragen. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass aufgrund der plötzlichen Antriebsübertragung ein Ruck im Antriebsstrang entsteht, den der Fahrer deutlich spürt. Dies mindert den Komfort. Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem ein komfortableres Abkoppeln des Verbrennungsmotors ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.
Demnach wird ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei dem ein Hybridsteuergerät verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor, zumindest eine Kupplung, zumindest eine Elektromaschine und/oder ein Getriebe angesteuert werden, wobei die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät vorgegeben wird.
Auf diese Weise kann das vom Fahrer angeforderte Fahrmoment während der Übergangszeit, also während des Abkoppeins des Verbrennungsmotors ständig zur Verfügung stehen, ohne dass der Fahrer den Antriebswechsel spüren kann. Somit wird der Fahrkomfort und die Fahrdynamik für den Fahrer durch das erfindungsgemäße Verfahren erhöht.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Sollmoment des Verbrennungsmotors verringert und das Sollmoment der Elektromaschine entsprechend erhöht wird, bis das Sollmoment der Elektromaschine dem Fahrerwunschmoment entspricht. Beispielsweise kann dazu das Sollmoment des Verbrennungsmotors über eine Rampenfunktion oder dergleichen auf den Wert Null geführt werden, so dass die eigene Reibung kompensiert wird. Das Sollmoment der Elektromaschine kann vorzugsweise über eine ähnliche oder glei- che Rampenfunktion auf das Fahrerwunschmoment geführt werden. Es sind auch andere Ansteuerungsmöglichkeiten denkbar.
Vorzugsweise kann das Sollmoment der Elektromaschine nach folgender Gleichung durch das Hybridsteuergerät bestimmt wird: M_EMsoll = M_wunsch - M_Motsoll; mit
M_EMsoll = Sollmoment der Elektromaschine M_wunsch = Fahrerwunschmoment M_Motsoll = Sollmoment des Verbrennungsmotors
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sichergestellt, dass der Fahrer keinen Ruck beim Abkoppeln des Verbrennungsmotors spürt, da die Kupplung erst geöffnet wird, wenn kein Drehmoment mehr übertragen wird. Zudem führt die erfindungsgemäße Momentverteilung bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine dazu, dass das Summenmoment am Abtrieb ständig dem Fahrerwunschmoment entspricht. Der Fahrer kann demnach keine Änderungen im Fahrzeugverhalten wahrnehmen, so dass der Fahrkomfort gesteigert wird.
Um das erfindungsgemäße Verfahren robuster zu gestalten, kann im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass vor der Aufteilung des Fahrerwunschmomentes geprüft wird, ob die Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine geöffnet ist. Sollte das Hybridsteuergerät feststellen, dass die Kupplung bereits offen ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren abgekürzt werden, in dem der Verbrennungsmotor im Leerlaufregler betrieben wird und das Fahrerwunschmoment bei der Elektromaschine zum Beispiel rampenartig aufgebaut wird.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe kann auch durch eine Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und mit zumindest einer Elektromaschine, welche über eine Kupplung miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe sowie mit einem Hybridsteuergerät gelöst werden, wobei zur Abkopplung des Verbrennungsmotors beim Fahrzustand „Elektrisches Fahren" der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine von dem Hybridsteuergerät zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.
Dadurch, dass das Hybridsteuergerät eine entsprechende Ansteuerlogik umfasst, die eine kontinuierliche Veränderung der Aufteilung der jeweils aufgebrachten Antriebsmomente bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine ermöglicht, kann die Abkoppelung des Verbrennungsmotors während der Fahrt bei dem Hybrid-Fahrzeug ohne Minderung des Komforts realisiert werden. Somit ergeben sich bei der vorgeschlagenen Hybridantriebsanordnung die bereits genannten Vorteile, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht werden. Vorzugsweise kann die vorgeschlagene Hybridantriebsanordnung zum Durchführen bzw. zum Einsatz des vorgenannten Verfahrens verwendet werden. Es sind auch andere Anwendungsgebiete des Verfahrens denkbar.
Vorzugsweise können die erfindungsgemäß vorgeschlagene Hybridantriebsanordnung und das vorgeschlagene Verfahren bei Parallelhybrid Antriebssytemen beispielsweise für Stadtbusse, Verteiler- Lastkraftwagen und Transporter eingesetzt werden. Es sind auch andere Einsatzgebiete denkbar.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung.
Das Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 1 , der über eine erste Kupplung 2 mit einer Elektromaschine 3 koppelbar ist. Die Abtriebswelle der Elektromaschine 3 ist mit der Eingangswelle eines variablen Getriebes 4 ver- bunden. Optional kann zwischen der Elektromaschine 3 und dem Getriebe 4 eine zweite Kupplung 5 vorgesehen sein, welche mit gestrichelter Linie in der Figur angedeutet ist.
Die Ansteuerung der Sollmomente bei dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine kann erfindungsgemäß über ein Hybridsteuergerät 6 erfolgen. Dadurch kann eine Abkoppelung des Verbrennungsmotors während der Fahrt ohne Minderung des Fahrkomforts in den Fahrzustand „ Elektrisches Fahren" realisiert werden. Um die erfindungsgemäße Ansteuerung stabil auszugestalten, kann das Hybridsteuergerät 6 zur Ansteuerung mit dem Verbrennungsmotor, mit der Elektromaschine 3, mit der ersten Kupplung 2 und auch mit dem variablen Getriebe 4 datentechnisch verbunden sein. Das nur schematisch angedeutete Hybridsteuergerät 6 kann noch weitere Steuergeräte umfassen, die beispielsweise den einzelnen anzusteuernden Komponenten zugeordnet sind.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Vorhandensein der zweiten Kupplung 5 nicht relevant, da diese während des gesamten Verfahrens geschlossen bleibt. Deshalb ist die zweite Kupplung 5 nur durch gestrichelte Linien angedeutet.
Bezuαszeichen
1 Verbrennungsmotor
2 erste Kupplung
3 Elektromaschine
4 Getriebe
5 zweite Kupplung
6 Steuergerät

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges, bei dem ein Hybridsteuergerät (6) verwendet wird, mit dem ein Verbrennungsmotor (1 ), zumindest eine Kupplung (2), zumindest eine Elektromaschine (3) und/oder ein Getriebe (4) angesteuert werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aufteilung des Fahrerwunschmomentes zwischen dem Verbrennungsmotor (1 ) und der Elektromaschine (3) zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1 ) bei einem Wechsel des Fahrzustandes „Hyb- rid-Fahren" zum Fahrzustand „Elektrisches Fahren" durch das Hybridsteuergerät (6) vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sollmoment des Verbrennungsmotors (1 ) verringert und das Sollmoment der Elektromaschine (3) entsprechend erhöht wird, bis das Sollmoment der Elektromaschine (3) dem Fahrerwunschmoment entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch zwei, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollmoment der Elektromaschine (3) nach folgender Gleichung durch das Hybridsteuergerät (6) bestimmt wird:
M_EMsoll = M_wunsch - M_Motsoll
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) zwischen dem Verbrennungsmotor (1 ) und der Elektromaschine (3) geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor (1 ) momentenfrei ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aufteilung des Fahrerwunschmomentes geprüft wird, ob die Kupplung (2) zwischen dem Verbrennungsmotor (1 ) und der Elektromaschine (3) geöffnet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneter Kupplung (2) der Verbrennungsmotor (1 ) im Leerlaufregler betrieben wird und bei der Elektromaschine (3) das Sollmoment rampenförmig auf das Fahrerwunschmoment erhöht wird.
7. Hybridantriebsanordnung eines Fahrzeuges, mit einem Verbrennungsmotor (1 ), mit zumindest einer Elektromaschine (3), welche über eine Kupplung (2) miteinander gekoppelt sind, und mit zumindest einem Getriebe (4) sowie mit einem Hybridsteuergerät (6), insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abkoppeln des Verbrennungsmotors (1 ) beim Fahrzustand „E- lekthsches Fahren" der Verbrennungsmotor (1 ) und die Elektromaschine (3) von dem Hybridsteuergerät (6) zur Aufteilung des Fahrerwunschmomentes ansteuerbar sind.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19950567A1 (de) * 1998-10-21 2000-05-11 Toyota Motor Co Ltd Fahrzeugsteuersystem
US20030004031A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Philips Anthony Mark Method for stopping an engine in a parallel hybrid electric vehicle
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WO2007093249A1 (de) * 2006-02-13 2007-08-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum abkoppeln wenigstens einer momentenquelle, antrieb für ein kraftfahrzeug, steuerungssystem und kraftfahrzeug

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