WO2013056907A1 - Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs eines hybridfahrzeugs - Google Patents

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electric machine
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Markus Eisele
Wilfrid Eberhard
Martina JEHLE
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive train of a hybrid vehicle. Furthermore, the invention relates to a control device for carrying out the method.
  • motor vehicles whose drive unit comprises only an internal combustion engine. Furthermore, it is known that in such exclusively combustion engine driven motor vehicles in a control device of the motor vehicle, for. B. in an engine control device, driver assistance functions are implemented, such.
  • driver assistance functions are implemented, such.
  • a cruise control function which is also referred to as a cruise control function, or a speed limiter function.
  • a cruise control function an actual speed of the motor vehicle is automatically influenced such that it follows a predetermined desired speed, for which purpose the control device in which the speed control function is implemented influences the output torque provided by the internal combustion engine at the output.
  • hybrid vehicles are still known whose drive unit in addition to the internal combustion engine comprise an electric machine. With the electric machine can be provided in the engine operation of the same at the output a positive, engine output torque, as well as the same can be provided with the electric machine in the generator operation of a negative, regenerative output torque.
  • driver assistance functions are to be implemented in such a hybrid vehicle, the driver assistance functions known from practice must be modified by motor vehicles driven exclusively by internal combustion engines, since, as already mentioned, in hybrid vehicles the electric machine of the drive unit can also provide an output torque at the output. For this purpose, the procedure has hitherto been such that completely independent driver assistance functions are provided for hybrid vehicles compared to motor vehicles driven exclusively by internal combustion engines. This is expensive.
  • the invention is based on the object to provide a novel method for operating a drive train of a hybrid vehicle and a control device for carrying out the method. This object is achieved by a method according to claim 1.
  • an output torque provided by the engine at the output is influenced via a driver assistance function implemented in a first control device of the hybrid vehicle, wherein a second control device of the hybrid vehicle, namely a hybrid control device thereof, then when the respective driver assistance function is activated and / or is activated, on the one hand a hybrid drive for the hybrid vehicle with running and coupled to the output engine pretend and on the other hand provided by the electric motor at the output output torque is influenced such that thereby caused, provided by the engine output at the output torque greater than a corresponding lower limit is.
  • the hybrid control device of the hybrid vehicle then, when the respective driver assistance function is activated, on the one hand a hybrid drive with running and coupled to the output engine specified, on the other hand, the output provided by the electric motor output torque is influenced so that the output torque provided by the engine in a defined order of magnitude.
  • the output torque provided by the internal combustion engine at the output can both be increased and reduced by means of the driver assistance function.
  • the driver assistance function can influence the output torque provided by the internal combustion engine without there being the danger that an undesired, positive output torque is provided by the electric machine at the output.
  • the output torque provided by the electric machine at the output is changed by the hybrid control device with a low dynamic than by the driver assistance function or by the driver assistance function exporting first control device is provided by the engine output provided output torque. This can be used to avoid oscillating changes in vehicle speed.
  • a negative or regenerative output torque is specified by the hybrid control device for the electric machine.
  • the control device according to the invention has means for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram of a hybrid vehicle
  • FIG. 2 shows a first diagram to illustrate the method according to the invention for operating a drive train of a hybrid vehicle
  • Fig. 3 is a second diagram to illustrate the invention
  • FIG. 6 shows a fifth diagram to illustrate the method according to the invention.
  • Fig. 7 is a sixth diagram to illustrate the invention
  • Fig. 8 is a seventh diagram to illustrate the invention
  • a transmission 5 is connected, which is preferably designed as an automatic or automated transmission.
  • a clutch 6 is connected, wherein when the clutch 6 is open, the internal combustion engine 1 is decoupled from the output 4. When the clutch 6 is closed, however, the internal combustion engine 2 is coupled to the output 4.
  • the clutch 7 may be present, which is connected between the electric machine 3 of the drive unit 1 and the transmission 5.
  • the hybrid vehicle comprises an electrical energy store 8, wherein an inverter 9 is connected between the electrical energy store 8 and the electric machine 3.
  • the electric machine 3 of the drive unit 1 can be operated by a motor and a generator, wherein in the motor operation of the electric machine 3 the same the electric energy storage 8 discharges more, whereas the electric machine 3 in the regenerative operation of the same, the electric energy storage 8 more charges.
  • Fig. 1 shows control means 10, 1 1 and 12, namely a first control means 10, which is designed as a motor control means, a second control means 1 1, which is designed as a transmission control means, and a third control means 12, which is designed as a hybrid control means.
  • the engine controller 10 controls the operation of the engine 2 and exchanges data with the same.
  • the transmission control device 1 1 controls the operation of the transmission 5 and exchanges data with the transmission 5.
  • the hybrid control device 12 controls or regulates the operation of the electric machine 3 and exchanges with the latter preferably via an inverter, not shown, as well as with a not shown battery control unit of the electric energy storage 8.
  • the control devices 10, 1 1 and 12 with each other Data from.
  • a further control device may be present, such as, for example, a superordinate vehicle control computer for these control devices 10, 11 and 12.
  • At least one driver assistance function in particular a cruise control function or cruise control function, is implemented, as it is known from motor vehicles driven purely by internal combustion engines and is adopted unchanged for the hybrid vehicle.
  • a speed limiting function or Road Speed Governor function an ABS function, ESP function and ASR function can be implemented.
  • the driver assistance function implemented in the first control device of the hybrid vehicle for example in the engine control device 10, is taken over unchanged from motor vehicles driven purely by internal combustion engines, wherein the same is adapted for operation in the hybrid vehicle via the hybrid control device 12.
  • This adaptation of the purely internal combustion engine driven motor vehicles adopted unchanged driver assistance function to the operation in the hybrid vehicle is such that when the respective driver assistance function is activated in the control device 10 and / or activated, the hybrid control device 12 on the one hand a hybrid drive of the hybrid vehicle with running and on on the other hand, an output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 is influenced in such a way that the output torque provided thereby or dependent therefrom, provided by the internal combustion engine 2 at the output 4, lies in a defined order of magnitude, that is larger is a corresponding lower limit value and preferably smaller than a corresponding upper limit value, so that the same is the output M.sub.M provided by the combustion engine 2 at the output 4 for execution of the driver assistance function oment can both zoom in and out.
  • driver assistance function is a speed control function, ie cruise control function
  • this can ensure that it is the actual speed of the motor vehicle both when the setpoint speed is exceeded and when the setpoint speed is undershot by a corresponding change in the engine 2 at the output 4 provided output torque during hybrid travel of the hybrid vehicle can change.
  • the electric machine 3 provides a positive, engine output torque at the output 4, the cruise control function or cruise control function behaves as in a downhill drive in a motor vehicle driven purely by internal combustion engine. If, on the other hand, the electric machine 3 provides a regenerative or negative output torque at the output 4, the situation is the same Cruise control function as in an uphill drive in a purely internal combustion engine driven motor vehicle.
  • the hybrid control device 12 reduces a positive output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 to zero. In this way, it can then be ensured in the case of a cruise control function or cruise control function that the output torque provided by the internal combustion engine 2 can be influenced without the risk that an undesirable, positive output torque is provided by the electric machine 3 at the output 4.
  • the influencing of the output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 by the hybrid control device 12 takes place with a lower dynamic than the change made by the driver assistance function of the output torque provided by the internal combustion engine 2 at the output. This can then be avoided in particular in a cruise control oscillating change in the vehicle speed.
  • the invention can specifically influence the state of charge of the electrical energy store 8 when the driver assistance function is activated.
  • a negative or regenerative output torque can be predetermined by the hybrid control device 12 for the electric machine 3, which is then applied by the internal combustion engine 2 to charge the electric energy storage 8 stronger.
  • the engine brake when an engine brake is requested by the driver assistance function or by the driver assistance function executing controller 10 by the engine 2, then from the hybrid controller 12, when the state of charge of the electric Energy storage 8 is smaller than a corresponding upper limit, the engine brake can be suppressed. Together with the suppression of the engine brake, a regenerative output torque corresponding to the engine braking torque is then predetermined for the electric machine 3, in order to charge the electric energy storage 8 more strongly with excess energy at the output 4.
  • the hybrid control device 12 will not suppress the engine brake and possibly terminate the generator operation of the electric machine 3 in order to avoid that a maximum allowable state of charge of the electrical energy storage device 8, which is defined by the corresponding upper limit, is exceeded.
  • the regenerative operation of the electric machine 3 is not stopped abruptly, but rather continuously in the sense of a ramp-like reduction of the regenerative operation.
  • driver assistance function of motor vehicles driven purely by internal combustion engines can therefore also be used without change in hybrid vehicles.
  • the adaptation of the corresponding driver assistance function is carried out by the hybrid control device 12, namely by specifying a hybrid operation for the hybrid vehicle with running and coupled to the output 4 combustion engine 2 and by corresponding influence of the provided by the electric machine 3 at the output 4 output torque, so that of the internal combustion engine. 2 At the output 4 provided output torque is within a range of values, so that the driver assistance function can both increase and decrease the output torque provided by the engine.
  • a speed control function or cruise control function is executed by the control device 10 as a driver assistance function, wherein the cruise control function is activated or switched on at the time t1 and deactivated or switched off at the time t2.
  • a setpoint speed 1 3 for the hybrid vehicle is set, which is constant in the exemplary embodiment of FIG. 2, an actual speed 14 of the motor vehicle being influenced by the cruise control function such that the actual speed 14 the target speed 1 3 follows.
  • FIG. 2 shows output torques provided on the output 4, namely on the one hand an electric motor output torque 1 5 provided by the electric machine 3 of the hybrid drive 1 and additionally an internal combustion engine output torque 1 6 provided by the internal combustion engine 2 of the hybrid drive 1 on the output 4, FIG. 2 It can be seen that in Fig. 2 the hybrid vehicle to be driven is already operated hybridisch, ie with running, electric machine 3 and running internal combustion engine 2 under the provision of appropriate output torques at the output 4 before activation of the cruise control at time t1.
  • the hybrid control device 1 2 When the cruise control function or cruise control function is activated, the hybrid control device 1 2 specifies an output torque of the electric machine 3, which ensures that the output torque 1 6 provided by the internal combustion engine 2 is within a defined order of magnitude, ie not smaller than a lower limit value.
  • This lower limit value for the output torque 1 6 provided by the internal combustion engine 2 at the output 4 is visualized in FIG. 2 by a double arrow 17.
  • a double arrow 1 8 is the active with the cruise control function by the hybrid control device 1 2 for the electric machine 3 predetermined electric motor output torque and by a double arrow 1 9 specified by the cruise control internal combustion engine output torque of the engine 2.
  • these moments 18, 19 undergo a change, whereby it is ensured by appropriate influencing of the electric motor output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 that the combustion engine-dependent one or dependent thereon provided by the internal combustion engine 2 at the output 4
  • Output torque is in a defined order of magnitude, that is greater than the lower limit value 17, so that the output torque provided by the engine 2 at the output 4 can be both increased and decreased by the cruise control function.
  • a corresponding upper limit value 20 results from the maximum torque which can be provided by the internal combustion engine 2.
  • This summation torque corresponds to the sum of the electric motor output torque 15 provided by the electric machine 3 of the hybrid drive 1 and the engine output torque 1 6 provided by the internal combustion engine 2 at the output 4.
  • a gradient which relates to the dynamics of the change of the output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 is limited.
  • the dynamics for the change of the output torque provided by the electric machine 3 is less than the dynamics of the cruise control, with which the same influences the output torque provided by the engine 2 at the output 4, so as to ensure that the cruise control function on changes of the electric machine 3 can respond to output 4 provided output torque.
  • oscillating changes in the actual speed 14 of the motor vehicle forming during active cruise control function can be avoided.
  • FIG. 3 shows a driving situation in which the set speed 13 for the hybrid vehicle is reduced when the cruise control function or cruise control function is activated.
  • the cruise control function again ensures that the actual speed 14 follows the set speed 13, it being possible to deduce from FIG. 3 that due to the reduction of the set speed 13, the cruise control function provided by the engine 2 at the output 4 output torque 1 6 and 19 reduced.
  • the hybrid control device 12 detects that the output torque 1 6 or 19 provided by the engine 2 at the output 4 approaches or falls below a lower limit value 17 and therefore becomes too small, the hybrid control device 12 transmits the output signal from the electric machine 3 at the output 4 provided output torque 15 and 18, namely in accordance with FIG. 3 ramp-like, so that the same at time t3, in which the provided by the engine 2 at the output 4 output torque 1 6 and 19 corresponds to the lower limit 17, zero.
  • the output torque 15 provided by the electric machine 3 is reduced to zero.
  • FIG. 4 illustrates a driving situation when the cruise control function is activated and the setpoint speed 13 is constant.
  • a charging state of the electrical energy store 8 drops below a predetermined, lower limit value at time t4. Accordingly, at time t4, a state of charge of the electrical energy store 8 becomes too low.
  • a negative or regenerative output torque 18 is predetermined for the output torque 15 or 18 provided by the electric machine 3 at the output 4, which can then be provided by the internal combustion engine in order to be able to provide a desired summation torque 21 at the output 4 2 must be applied additionally.
  • the influencing of the output torque provided by the electric machine 3 by the hybrid control device 12 is again with relatively little dynamics, wherein in Fig. 4 before the time t4 of the electric machine 3 at the output 4 a positive, motor output torque 18 and after the time t4 negative or regenerative output torque 18 is provided on the output 4.
  • This regenerative output torque 18 or 15 can then be used to charge the electrical see energy storage 8 are used and is compensated by a correspondingly increased, positive output torque 19 of the engine 2 in order to maintain the desired total moment 21 at the output 4 can.
  • a regenerative torque 18 for the electric machine 3 can be used both to charge the electrical energy store 8 when it falls below its lower limit value for the state of charge and to ensure efficient internal combustion engine operation in a fuel-saving region of a consumption map of the internal combustion engine 2.
  • Fig. 5 illustrates a driving behavior of a hybrid vehicle, in which the same initially runs purely electrically with deactivated cruise control function, in which therefore initially an output torque 15 is provided at the output 4 of the hybrid vehicle exclusively by the electric machine 3, in which case the internal combustion engine 2 with the clutch open 6 is decoupled from the output 4 and preferably stands still.
  • the cruise control function is activated in FIG. At time t5, therefore, a target speed 13 for the hybrid vehicle is set, which is to follow the actual speed 14, it being possible to deduce that during the period At5 the control device 12 overrides the cruise control function, since initially in the sense of the invention when the driver assistance function or cruise control function of the engine 2 is started and must be coupled by closing the clutch 6 to the output 4, so as to ensure a hybrid driving.
  • the output torque 15 or 18 provided by the electric machine 3 at the output 4 is influenced by the hybrid control device 13 in such a way that the output torque 1 6 provided here or dependent therefrom and provided by the internal combustion engine 2 at the output 4 19 at time t6 is so great that it can be both increased and decreased for the cruise control function, that the same is therefore in a defined order and in Fig. 5 at least the lower limit value 17 speaks. Accordingly, starting with the time t6, the cruise control function can influence the output torque 1 6 provided by the internal combustion engine 2 at the output 4.
  • FIG. 6 illustrates a driving situation in which, when the cruise control function is activated, that is, at a predetermined set speed 13, which is to follow the actual speed 14 of the hybrid vehicle, the hybrid vehicle is operated along a route with a changing gradient s.
  • the slope of the route is negative, so the vehicle is then operated in a downhill.
  • the hybrid vehicle is then operated in a mountain drive.
  • the cruise control calls for an engine brake to at the Downhill to be able to keep the target speed 13.
  • the hybrid control device 12 suppresses the engine brake requested by the cruise control function and specifies a negative output torque 15 for the electric machine 3 starting at the time t10, which is in the order of magnitude of the requested engine braking torque, in order then to charge the electrical energy store 8 more strongly in the recuperation operation of the electric machine 3 or in generator operation thereof.
  • the generator torque 15 of the electric machine 3 is correspondingly reduced to zero and then the engine brake function of the internal combustion engine 2 is permitted.
  • the engine brake function of the internal combustion engine 2 is visualized in FIG. 6 by the hatched area 22.
  • FIG. 7 illustrates a driving situation with an activated speed limiting function, FIG. 7 showing an admissible maximum speed 23 which may not be exceeded.
  • a speed limit function is also referred to as a Road Speed Governor function or as a speed limiter function.
  • FIG. 7 shows an actual speed 24 and an actual acceleration 25 of the hybrid vehicle.
  • the speed limiting function also exclusively influences the output torque provided by the internal combustion engine 2 at the output 4. Then, when the actual speed 24 approaches the maximum speed 23, the output torque provided by the internal combustion engine 2 at the output 4 is reduced by this driver assistance function.
  • the cruise control function when the cruise control function is activated, the hybrid control device 12, as well as the activated cruise control function, specifies a hybrid drive for the hybrid vehicle, ie a drive with the combustion engine 2 running and coupled to the output 4, In this case, the output torque provided by the electric machine 3 at the output 4 is influenced in such a way that the internal combustion engine 2 provides an output torque of a defined order, so that the speed control function which can exclusively influence the output torque provided by the internal combustion engine 2 at the output 4 that can affect the speed of the motor vehicle.
  • a speed limit function or Road Speed Governor function or speed limiter function is typically not activated on the driver side in contrast to the cruise control function, but rather is automatically activated, for example in commercial vehicles, and always monitors that a permissible maximum speed of the commercial vehicle is not exceeded. The activation of the speed limit function thus takes place automatically by approximation of the actual speed to the permissible maximum speed.
  • the transition into hybrid driving must take place before the maximum speed 23 is reached.
  • the actual speed 24 and, on the other hand, the actual acceleration 25 are considered as variables.
  • a time period At which remains until the maximum speed 23 is reached, is always of a similar length and there is always enough time to ensure the transition to hybrid operation by closing the clutch 6.
  • Fig. 7 the activation of the hybrid drive for different actual speeds 24 and actual accelerations 25 is shown, wherein in Fig. 7 at time t12, in which a relatively high actual acceleration 25 is present, the transition from a purely electric drive in a hybrid ride takes place at a relatively low actual speed 24 in order to avoid exceeding the maximum speed 23.
  • time t13 in which there is a lower actual acceleration 25 the transition from a purely electric drive into a hybrid drive can take place at a higher actual speed 24 in order to avoid exceeding the maximum speed 23.
  • FIG. 8 illustrates a driving situation in which an ABS function or ASR function or ESP function is activated at a time t1 6 as the driver assistance function. Accordingly, at time t16, there is a transition from an ABS or ASR or ESP function to an active ABS or ASR or ESP driver assistance function.
  • FIG. 8 shows that, starting with the time t1 6, ie the activation of the corresponding driver assistance function, a negative or regenerative output torque previously provided by the electric machine on the output 4 is reduced in a ramp-like manner and therefore continuously to zero. Positive moments of the internal combustion engine 2 and optionally the electric machine, however, are not affected in this case.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs, welcher ein eine elektrische Maschine (3) und einen Verbrennungsmotor (2) umfassendes Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebaggregat (1) und einen Abtrieb (4) geschaltetes Getriebe (5) aufweist, wobei über eine in einer ersten Steuerungseinrichtung, insbesondere in einer Motorsteuerungseinrichtung (10), des Hybridfahrzeugs implementierte Fahrerassistenzfunktion bei der Ausführung derselben ein vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestelltes Abtriebsmoment beeinflusst wird, und wobei über eine zweite Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs, nämlich über eine Hybridsteuerungseinrichtung (12) desselben, dann, wenn die jeweilige Fahrerassistenzfunktion aktiviert wird und/oder aktiviert ist, einerseits eine Hybridfahrt für das Hybridfahrzeug mit laufendem und an den Abtrieb (4) angekoppelten Verbrennungsmotor (2) vorgeben und andererseits ein von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestelltes Abtriebsmoment derart beeinflusst wird, dass das hierdurch bewirkte, vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment größer als ein entsprechender unterer Grenzwert ist.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranas eines Hybridfahrzeuqs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der Praxis sind Kraftfahrzeuge bekannt, deren Antriebsaggregat ausschließlich einen Verbrennungsmotor umfasst. Ferner ist es bekannt, dass bei solchen ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen in einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs, z. B. in einer Motorsteuerungseinrichtung, Fahrerassistenzfunktionen implementiert sind, so z. B. eine Geschwindigkeitsregelungsfunktion, die auch als Tempomatfunktion bezeichnet wird, oder eine Geschwindigkeitslimiterfunktion. Bei einer solchen Geschwindigkeitsregelungsfunktion wird eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs automatisch so beeinflusst, dass dieselbe einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit folgt, wobei hierzu die Steuerungseinrichtung, in welcher die Geschwin- digkeitsregelungsfunktion implementiert ist, das vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment beeinflusst.
Aus der Praxis sind weiterhin Hybridfahrzeuge bekannt, deren Antriebsaggregat zusätzlich zum Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine umfassen. Mit der elektrischen Maschine kann im motorischen Betrieb derselben am Abtrieb ein positives, motorisches Abtriebsmoment bereitgestellt werden, ebenso kann mit der elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb derselben ein negatives, generatorisches Abtriebsmoment bereitgestellt werden. Sollen bei einem solchen Hybridfahrzeug Fahrerassistenzfunktionen realisiert werden, müssen hierzu die aus der Praxis bekannten Fahrerassistenzfunktionen von ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen modifiziert werden, da, wie bereits erwähnt, bei Hybridfahrzeugen auch die elektrische Maschine des Antriebsaggregats am Abtrieb ein Abtriebsmoment bereitstellen kann. Hierzu wird bislang so vorgegangen, dass für Hybridfahrzeuge gegenüber ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen vollständig eigenständige Fahrerassistenzfunktionen bereitgestellt werden. Dies ist aufwendig. Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs sowie an einer Steuerungseinrichtung, mithilfe derer Fahrerassistenzfunktionen von ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen ohne Änderung derselben an einem Hybridfahrzeug verwendet werden können. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs sowie eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird über eine in einer ersten Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs implementierte Fahrerassistenzfunktion bei der Ausführung derselben ein vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestelltes Abtriebsmoment beeinflusst, wobei über eine zweite Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs, nämlich über eine Hybridsteuerungseinrichtung desselben, dann, wenn die jeweilige Fahrerassistenzfunktion aktiviert wird und/oder aktiviert ist, einerseits eine Hybridfahrt für das Hybridfahrzeug mit laufendem und an den Abtrieb angekoppelten Verbrennungsmotor vorgeben und andererseits ein von der elektrischen Maschine am Abtrieb bereitgestelltes Abtriebsmoment derart beeinflusst wird, dass das hierdurch bewirkte, vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment größer als ein entsprechender unterer Grenzwert ist.
Mit der Erfindung ist es möglich, Fahrerassistenzfunktionen von ausschließlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen an einem Hybridfahrzeug zu nutzen, nämlich ohne Änderungen der jeweiligen Fahrerassistenzfunktion, wobei die Anpassung der jeweiligen Fahrerassistenzfunktion an das Hybridfahrzeug über die Hybridsteuerungseinrichtung erfolgt. Hierzu wird über die Hybridsteuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs dann, wenn die jeweilige Fahrerassistenzfunktion aktiviert wird bzw. ist, einerseits eine Hybridfahrt mit laufendem und an den Abtrieb angekoppelten Verbrennungsmotor vorgegeben, andererseits wird das von der elektrischen Maschine bereitgestellte Abtriebsmoment so beeinflusst, dass das vom Verbrennungsmotor bereitgestellte Abtriebsmoment in einer definierten Größenordnung liegt. Hierdurch ist dann sicher gestellt, dass im Wege der Ausführung der Fahrerassistenzfunktion von derselben das vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment sowohl vergrößert als auch verkleinert werden kann. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, wenn das vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment den entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, von der Hybridsteuerungseinrichtung das von der elektrischen Maschine am Abtrieb zuvor bereitgestellte, positive Abtriebsmoment auf Null reduziert. Hierdurch wird sicher gestellt, dass die Fahrerassistenzfunktion das vom Verbrennungsmotor bereitgestellte Abtriebsmoment beeinflussen kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass am Abtrieb ein nicht gewünschtes, positives Abtriebsmoment durch die elektrische Maschine bereitgestellt wird.
Vorzugsweise wird das von der elektrischen Maschine am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment von der Hybridsteuerungseinrichtung mit einer geringen Dynamik geändert als von der Fahrerassistenzfunktion bzw. von der die Fahrerassistenzfunktion ausführenden ersten Steuerungseinrichtung das vom Verbrennungsmotor am Abtrieb bereitgestellte Abtriebsmoment geändert wird. Hiermit können oszillierende Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit vermieden werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, wenn bei aktivierter Fahrerassistenzfunktion ein Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers des Hybridfahrzeugs einen entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, von der Hybridsteuerungseinrichtung für die elektrische Maschine ein negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment vorgegeben. Hiermit ist es möglich, bei aktiver Fahrerassistenzfunktion den elektrischen Energiespeicher zu laden, ohne dass die Fahrerassistenzfunktion, die von rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen bekannt ist, für ein Hybridfahrzeug abgeändert werden muss.
Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung weist Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein exemplarisches Schema eines Hybridfahrzeugs; Fig. 2 ein erstes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs;
Fig. 3 ein zweites Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Fig. 4 ein drittes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 5 ein viertes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 6 ein fünftes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 7 ein sechstes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen
Verfahrens; und
Fig. 8 ein siebtes Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert ein exemplarisches Antriebsstrangschema eines Hybridfahrzeugs, dessen Antriebsaggregat 1 einen Verbrennungsmotor 2 und eine elektrische Maschine 3 umfasst. Zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 4 ist ein Getriebe 5 geschaltet, welches vorzugsweise als automatisches oder automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildet ist. Zwischen den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 ist eine Kupplung 6 geschaltet, wobei bei geöffneter Kupplung 6 der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 4 abgekoppelt ist. Bei geschlossener Kupplung 6 ist hingegen der Verbrennungsmotor 2 an den Abtrieb 4 angekoppelt. Weiterhin kann optional die Kupplung 7 vorhanden sein, die zwischen die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 und das Getriebe 5 geschaltet ist.
Weiterhin umfasst das Hybridfahrzeug einen elektrischen Energiespeicher 8, wobei zwischen den elektrischen Energiespeicher 8 und die elektrische Maschine 3 ein Wechselrichter 9 geschaltet ist. Die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 kann motorisch und generatorisch betrieben werden, wobei im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 3 dieselbe den elektrischen Energiespeicher 8 stärker entlädt, wohingegen die elektrische Maschine 3 im generatorischen Betrieb derselben dem elektrischen Energiespeicher 8 stärker auflädt.
Ferner zeigt Fig. 1 Steuereinrichtungen 10, 1 1 und 12, nämlich eine erste Steuerungseinrichtung 10, die als Motorsteuerungseinrichtung ausgeführt ist, eine zweite Steuerungseinrichtung 1 1 , die als Getriebesteuerungseinrichtung ausgeführt ist, und eine dritte Steuerungseinrichtung 12, die als Hybridsteuerungseinrichtung ausgeführt ist. Die Motorsteuerungseinrichtung 10 steuert bzw. regelt den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 und tauscht hierzu mit demselben Daten aus. Die Getriebesteuerungseinrichtung 1 1 steuert bzw. regelt den Betrieb des Getriebes 5 und tauscht mit dem Getriebe 5 Daten aus. Die Hybridsteuerungseinrichtung 12 steuert bzw. regelt den Betrieb der elektrischen Maschine 3 und tauscht hierzu mit derselben vorzugsweise über einen nicht gezeigten Wechselrichter Daten aus, ebenso wie mit einem nicht gezeigten Batteriesteuergerät des elektrischen Energiespeichers 8. Weiterhin tauschen die Steuerungseinrichtungen 10, 1 1 und 12 untereinander Daten aus. Zusätzlich zu den gezeigten Steuerungseinrichtungen 10, 1 1 und 12 kann eine weitere Steuerungseinrichtung vorhanden sein, so zum Beispiel ein diesen Steuerungseinrichtungen 10, 1 1 und 12 übergeordneter Fahrzeugleitrechner.
In einer Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs, zum Beispiel in der Motorsteuerungseinrichtung 10 oder im übergeordneten Fahrzeugleitrechner, ist mindestens eine Fahrerassistenzfunktion, insbesondere eine Geschwindigkeitsregelungsfunktion bzw. Tempomatfunktion, implementiert, wie dieselbe aus rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen bekannt und unverändert für das Hybridfahrzeug übernommen ist.
Weiterhin kann als Fahrerassistenzfunktion in dieser Steuerungseinrichtung 10 des Hybridfahrzeugs eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion bzw. Road Speed Governor Funktion, eine ABS-Funktion, ESP-Funktion sowie ASR-Funktion implementiert sein. Wie bereits erwähnt, ist die in der ersten Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs, zum Beispiel in der Motorsteuerungseinrichtung 10, implementierte Fahrerassistenzfunktion aus rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen unverändert übernommen, wobei eine Anpassung derselben für den Betrieb im Hybridfahrzeug über die Hybridsteuerungseinrichtung 12 erfolgt.
Diese Anpassung der aus rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen unverändert übernommen Fahrerassistenzfunktion an den Betrieb im Hybridfahrzeug erfolgt derart, dass dann, wenn die jeweilige Fahrerassistenzfunktion in der Steuerungseinrichtung 10 aktiviert wird und/oder aktiviert ist, die Hybridsteuerungseinrichtung 12 einerseits eine Hybridfahrt des Hybridfahrzeugs mit laufendem und an den Abtrieb 4 angekoppeltem Verbrennungsmotor 2 vorgibt und andererseits ein von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestelltes Abtriebsmoment derart beein- flusst, dass das hierdurch bewirkte bzw. hiervon abhängige, vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment in einer definierten Größenordnung liegt, also größer als ein entsprechender unterer Grenzwert und vorzugsweise kleiner als ein entsprechender oberer Grenzwert ist, sodass zur Ausführung der Fahrerassistenzfunktion dieselbe das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment sowohl vergrößern als auch verkleinern kann.
Handelt es sich bei der Fahrerassistenzfunktion um eine Geschwindigkeitsrege- lungsfunktion, also Tempomatfunktion, kann hierdurch sicher gestellt werden, dass dieselbe die Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sowohl bei Überschreiten der Soll- Geschwindigkeit als auch bei Unterschreiten der Soll-Geschwindigkeit durch entsprechende Veränderung des vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments bei Hybridfahrt des Hybridfahrzeugs verändern kann.
Wenn in diesem Fall die elektrische Maschine 3 ein positives, motorisches Abtriebsmoment am Abtrieb 4 bereitsteilt, verhält sich die Geschwindigkeitsregelungsfunk- tion bzw. Tempomatfunktion wie bei einer Bergabfahrt bei einem rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeug. Stellt hingegen die elektrische Maschine 3 am Abtrieb 4 ein generatorisches bzw. negatives Abtriebsmoment bereit, so verhält sich die Geschwindigkeitsregelungsfunktion wie bei einer Bergauffahrt bei einem rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeug.
Dann, wenn das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment bei der obigen Ausführung der Fahrerassistenzfunktion den entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, wird von der Hybridsteuerungseinrichtung 12 ein von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestelltes, positives Abtriebsmoment auf Null reduziert. Hierdurch kann dann bei einer Geschwindigkeitsre- gelungsfunktion bzw. Tempomatfunktion sicher gestellt werden, dass das vom Verbrennungsmotor 2 bereitgestellte Abtriebsmoment beeinflusst werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 ein unerwünschtes, positives Abtriebsmoment bereitgestellt wird.
Die Beeinflussung des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments durch die Hybridsteuerungseinrichtung 12 erfolgt mit einer geringeren Dynamik als die von der Fahrerassistenzfunktion vorgenommene Änderung des vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb bereitgestellten Abtriebsmoments. Hiermit können dann insbesondere bei einer Tempomatfunktion oszillierende Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit vermieden werden.
Ferner ist es mit der Erfindung möglich, bei aktivierter Fahrerassistenzfunktion den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8 gezielt zu beeinflussen. So kann dann, wenn bei aktivierter Fahrerassistenzfunktion der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8 einen entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, von der Hybridsteuerungseinrichtung 12 für die elektrische Maschine 3 ein negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment vorgegeben werden, welches dann vom Verbrennungsmotor 2 aufgebracht wird, um so den elektrischen Energiespeicher 8 stärker aufzuladen.
Weiterhin kann mit der hier vorliegenden Erfindung dann, wenn von der Fahrerassistenzfunktion bzw. von der die Fahrerassistenzfunktion ausführenden Steuerungseinrichtung 10 eine Motorbremse durch den Verbrennungsmotor 2 angefordert wird, von der Hybridsteuerungseinrichtung 12 dann, wenn der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8 kleiner als ein entsprechender oberer Grenzwert ist, die Motor- bremse unterdrückt werden. Zusammen mit der Unterdrückung der Motorbremse wird dann für die elektrische Maschine 3 ein dem Motorbremsemoment entsprechendes generatorisches Abtriebsmoment vorgegeben, um bei überschüssiger Energie am Abtrieb 4 den elektrischen Energiespeicher 8 stärker aufzuladen.
Ist hingegen der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8 größer als der entsprechende obere Grenzwert oder wird im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine der Ladezustand größer als der entsprechende obere Grenzwert, so wird die Hybridsteuerungseinrichtung 12 die Motorbremse nicht unterdrücken und gegebenenfalls den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 3 beenden, um zu vermeiden, dass ein maximal zulässiger Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8, der durch den entsprechenden oberen Grenzwert definiert ist, überschritten wird. Dabei wird vorzugsweise der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine 3 nicht abrupt, sondern vielmehr kontinuierlich im Sinne einer rampenartigen Reduzierung des generatorischen Betriebs beendet.
Mit der hier vorliegenden Erfindung können demnach Fahrerassistenzfunktion von rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen auch bei Hybridfahrzeugen ohne Änderung verwendet werden. Die Anpassung der entsprechenden Fahrerassistenzfunktion erfolgt durch die Hybridsteuerungseinrichtung 12, nämlich durch Vorgabe eines Hybridbetriebs für das Hybridfahrzeug mit laufendem und an den Abtrieb 4 angekoppeltem Verbrennungsmotor 2 sowie durch entsprechende Beeinflussung des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments, sodass das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment innerhalb eines Wertebereichs liegt, sodass die Fahrerassistenzfunktion das vom Verbrennungsmotor bereitgestellte Abtriebsmoment sowohl erhöhen als auch verringern kann.
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Diagramme der Fig. 2-8 für unterschiedliche Fahrerassistenzfunktionen sowie unterschiedliche Fahrzustände eines Hybridfahrzeugs beschrieben. Fig. 2 verdeutlicht Details der Erfindung für den Fall, in welchem von der Steuerungseinrichtung 10 als Fahrerassistenzfunktion eine Geschwindigkeitsregelungsfunkti- on bzw. Tempomatfunktion ausgeführt wird, wobei die Tempomatfunktion zum Zeitpunkt t1 aktiviert bzw. eingeschaltet und zum Zeitpunkt t2 deaktiviert bzw. ausgeschaltet wird. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 wird demnach eine Soll-Geschwindigkeit 1 3 für das Hybridfahrzeug vorgegeben, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 konstant ist, wobei eine Ist-Geschwindigkeit 14 des Kraftfahrzeugs durch die Tempomatfunktion so beeinflusst wird, dass die Ist-Geschwindigkeit 14 der Soll-Geschwindigkeit 1 3 folgt.
Weiterhin zeigt Fig. 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmomente, nämlich einerseits ein von der elektrischen Maschine 3 des Hybridantriebs 1 bereitgestelltes elektromotorisches Abtriebsmoment 1 5 sowie zusätzlich ein von dem Verbrennungsmotor 2 des Hybridantriebs 1 am Abtrieb 4 bereitgestelltes verbrennungsmotorisches Abtriebsmoment 1 6, wobei Fig. 2 entnommen werden kann, dass in Fig. 2 das anzutreibende Hybridfahrzeug vor Aktivierung der Tempomatfunktion im Zeitpunkt t1 bereits hybridisch, also mit laufender, elektrischer Maschine 3 und laufendem Verbrennungsmotor 2 unter Bereitstellung entsprechender Abtriebsmomente am Abtrieb 4 betrieben wird.
Bei aktivierter Geschwindigkeitsregelungsfunktion bzw. Tempomatfunktion wird von der Hybridsteuerungseinrichtung 1 2 ein Abtriebsmoment der elektrischen Maschine 3 vorgegeben, welches sicher stellt, dass das von dem Verbrennungsmotor 2 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 in einer definierten Größenordnung liegt, nämlich nicht kleiner als ein unterer Grenzwert wird. Dieser untere Grenzwert für das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 ist in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 1 7 visualisiert.
Durch einen Doppelpfeil 1 8 ist das bei aktiver Tempomatfunktion durch die Hybridsteuerungseinrichtung 1 2 für die elektrische Maschine 3 vorgegebene elektromotorische Abtriebsmoment und durch einen Doppelpfeil 1 9 das von der Tempomatfunktion vorgegebene verbrennungsmotorische Abtriebsmoment des Verbrennungsmotors 2 gekennzeichnet. Über der Zeit t unterliegen diese Momente 18, 19 einer Veränderung, wobei durch entsprechende Beeinflussung des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten elektromotorischen Abtriebsmoment sicher gestellt wird, dass das hiervon abhängige bzw. hierdurch bewirkte, vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte verbrennungsmotorische Abtriebsmoment in einer definierten Größenordnung liegt, also größer ist als der untere Grenzwert 17, sodass durch die Tempomat- funktion das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment sowohl vergrößert als auch verkleinert werden kann. Ein entsprechender oberer Grenzwert 20 ergibt sich aus dem vom Verbrennungsmotor 2 maximal bereitstellbaren Moment.
Bei aktivierter Tempomatfunktion bildet sich ein Summenmoment 21 am Abtrieb 4 aus. Dieses Summenmoment entspricht der Summe aus dem von der elektrischen Maschine 3 des Hybridantriebs 1 bereitgestellten elektromotorischen Abtriebsmoment 15 und dem vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellten verbrennungsmotorischen Abtriebsmoment 1 6.
Ein Gradient, der die Dynamik der Änderung des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments betrifft, ist begrenzt bzw. limitiert. Die Dynamik für die Änderung des von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellten Abtriebsmoments ist dabei geringer als die Dynamik der Tempomatfunktion, mit welcher dieselbe das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment beeinflusst, um so sicher zu stellen, dass die Tempomatfunktion auf Änderungen des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments reagieren kann. Hierdurch können oszillierende Änderungen in der sich bei aktiver Tempomatfunktion ausbildenden Ist-Geschwindigkeit 14 des Kraftfahrzeugs vermieden werden.
Fig. 3 zeigt eine Fahrsituation, in welcher bei aktivierter Geschwindigkeitsrege- lungsfunktion bzw. Tempomatfunktion die Soll-Geschwindigkeit 13 für das Hybridfahrzeug reduziert wird. Die Tempomatfunktion stellt dabei wiederum sicher, dass die Ist- Geschwindigkeit 14 der Soll-Geschwindigkeit 13 folgt, wobei Fig. 3 entnommen werden kann, dass bedingt durch die Reduzierung der Soll-Geschwindigkeit 13 die Tempomat- funktion das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 bzw. 19 reduziert.
Dann, wenn die Hybridsteuerungseinrichtung 12 hierbei erkennt, dass das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 bzw. 19 sich einem unteren Grenzwert 17 nähert bzw. denselben unterschreiten und demnach zu klein wird, wird von der Hybridsteuerungseinrichtung 12 das von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 15 bzw. 18 reduziert, nämlich gemäß Fig. 3 rampenartig, sodass dasselbe zum Zeitpunkt t3, in welchem das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 bzw. 19 dem unteren Grenzwert 17 entspricht, Null beträgt. Sobald das minimale Verbrennungsmotormoment 17 erreicht ist, das erforderlich ist, um die Soll-Geschwindigkeit 13 zu halten, ist demnach das von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellte Abtriebsmoment 15 auf Null reduziert.
Fig. 4 verdeutlicht eine Fahrsituation bei aktivierter Tempomatfunktion und konstanter Soll-Geschwindigkeit 13, wobei in Fig. 4 zum Zeitpunkt t4 ein Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 8 einen vorgegebenen, unteren Grenzwert unterschreitet. Zum Zeitpunkt t4 wird demnach ein Ladezustand des elektrischen Energiespeicher 8 zu gering.
Beginnend mit dem Zeitpunkt t4 wird demnach für das von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 15 bzw. 18 ein negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment 18 vorgegeben, welches dann, um ein gewünschtes Summenmoment 21 am Abtrieb 4 bereitstellen zu können, von dem Verbrennungsmotor 2 zusätzlich aufgebracht werden muss.
Die Beeinflussung des von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellten Abtriebsmoments durch die Hybridsteuerungseinrichtung 12 erfolgt wiederum mit relativ geringer Dynamik, wobei in Fig. 4 vor dem Zeitpunkt t4 von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 ein positives, motorisches Abtriebsmoment 18 und nach dem Zeitpunkt t4 ein negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment 18 am Abtrieb 4 bereitgestellt wird. Dieses generatorische Abtriebsmoment 18 bzw. 15 kann dann zum Laden des elektri- sehen Energiespeichers 8 genutzt werden und wird durch ein entsprechend erhöhtes, positives Abtriebsmoment 19 des Verbrennungsmotors 2 kompensiert, um das gewünschte Summenmoment 21 am Abtrieb 4 aufrecht erhalten zu können.
Die obige Vorgabe eines generatorischen Moments18 für die elektrische Maschine 3 kann sowohl genutzt werden, um den elektrischen Energiespeicher 8 bei Unterschreiten seines unteren Grenzwerts für den Ladezustand aufzuladen, als auch zur Gewährleistung eines effizienten Verbrennungsmotorbetriebs in einem kraftstoffsparenden Bereich eines Verbrauchskennfelds des Verbrennungsmotors 2.
Fig. 5 verdeutlicht ein Fahrverhalten eines Hybridfahrzeugs, in welcher dasselbe bei deaktivierter Tempomatfunktion zunächst rein elektrisch fährt, in welcher also zunächst ausschließlich von der elektrischen Maschine 3 ein Abtriebsmoment 15 am Abtrieb 4 des Hybridfahrzeugs bereitgestellt wird, wobei hierbei dann der Verbrennungsmotor 2 bei geöffneter Kupplung 6 vom Abtrieb 4 abgekoppelt ist und vorzugsweise still steht.
Zum Zeitpunkt t5 wird in Fig. 5 die Tempomatfunktion aktiviert. Zum Zeitpunkt t5 wird demnach eine Soll-Geschwindigkeit 13 für das Hybridfahrzeug vorgegeben, der die Ist-Geschwindigkeit 14 folgen soll, wobei Fig. 5 entnommen werden kann, dass während der Zeitspanne At5 die Steuerungseinrichtung 12 die Tempomatfunktion überstimmt, da zunächst im Sinne der Erfindung bei Aktivierung der Fahrerassistenzfunktion bzw. Tempomatfunktion der Verbrennungsmotor 2 gestartet und durch Schließen der Kupplung 6 an den Abtrieb 4 angekoppelt werden muss, um so ein hybridisches Fahren zu gewährleisten.
Weiterhin wird in diesem Zusammenhang von der Hybridsteuerungseinrichtung 13 das von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 15 bzw. 18 derart beeinflusst, dass das sich hierbei ausbildende bzw. hiervon abhängige, von dem Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 bzw. 19 zum Zeitpunkt t6 so groß ist, dass dasselbe zur Tempomatfunktion sowohl vergrößert als auch verkleinert werden kann, dass dasselbe also in einer definierten Größenordnung liegt und in Fig. 5 zumindest dem unteren Grenzwert 17 ent- spricht. Beginnend mit dem Zeitpunkt t6 kann demnach die Geschwindigkeitsregelungs- funktion das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 beeinflussen.
Zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 und demnach in der Zeitspanne At5 wird demnach sicher gestellt, dass nach einer fahrerseitigen Anforderung der Tempomatfunktion der Verbrennungsmotor 2 gestartet und durch Schließen der Kupplung 6 an den Abtrieb 4 angekoppelt wird, um so ein hybridisches Fahren vorzugeben. Weiterhin wird in der Zeitspanne At5 gewährleistet, dass das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment 1 6 in einer definierten Größenordnung liegt. Erst dann, wenn diese Bedingungen erfüllt sind, erfolgt beginnend zum Zeitpunkt t6 eine Beeinflussung des vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments 16 durch eine Tempomatfunktion. Hinsichtlich weiterer Details der Tempomatfunktion kann auf die Ausführungen von Fig. 2 bis 4 verwiesen werden.
Fig. 6 verdeutlicht eine Fahrsituation, in welcher bei aktivierter Tempomatfunktion, also bei vorgegebener Soll-Geschwindigkeit 13, der die Ist-Geschwindigkeit 14 des Hybridfahrzeugs folgen soll, das Hybridfahrzeug entlang einer Fahrtstrecke mit sich ändernder Steigung s betrieben wird. Vor dem Zeitpunkt t7 ist die Steigung der Fahrstrecke negativ, das Kraftfahrzeug wird dann also in einer Bergabfahrt betrieben. Zwischen den Zeitpunkten t7 und t8 liegt eine positive Steigung vor, das Hybridfahrzeug wird dann in einer Bergauffahrt betrieben. Im Anschluss an den Zeitpunkt t8 liegt wiederum eine Bergabfahrt mit negativer Steigung s vor, wobei sich zum Zeitpunkt t9 das Gefälle der Fahrtstrecke und demnach der Bergabfahrt erhöht.
Bei einer solchen Bergauffahrt sowie Bergabfahrt werden bei einer Hybridfahrt wiederum Abtriebsmomente am Abtrieb 4 bereitgestellt, nämlich einerseits von der elektrischen Maschine 3 das Abtriebsmoment 15 und andererseits vom Verbrennungsmotor 2 das Abtriebsmoment 1 6. Zum Zeitpunkt t10 fordert die Tempomatfunktion eine Motorbremse an, um bei der Bergabfahrt die Soll-Geschwindigkeit 13 halten zu können. In diesem Fall wird dann vorgesehen, dass die Hybridsteuerungseinrichtung 12 die von der Tempomatfunktion angeforderte Motorbremse unterdrückt und beginnend mit dem Zeitpunkt t10 für die elektrische Maschine 3 ein negatives Abtriebsmoment 15 vorgibt, welches in der Größenordnung des angeforderten Motorbremsmoments liegt, um dann im Rekuperationsbetrieb der elektrischen Maschine 3 bzw. im generatorischen Betrieb derselben den elektrischen Energiespeicher 8 stärker aufzuladen.
Wird hierbei festgestellt, dass zum Zeitpunkt t1 1 der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers einen entsprechenden oberen Grenzwert für den Ladezustand erreicht bzw. überschreitet, so wird das generatorische Moment 15 der elektrischen Maschine 3 entsprechend auf Null reduziert und dann die Motorbremsefunktion des Verbrennungsmotors 2 zugelassen. Die Motorbremsefunktion des Verbrennungsmotors 2 ist in Fig. 6 durch den schraffierten Bereich 22 visualisiert.
Bei sämtlichen Veränderungen des von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellten Abtriebsmoments wird gewährleistet, dass dasselbe mit einer geringeren Dynamik geändert wird, als von der Fahrerassistenzfunktion das von dem Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment geändert werden kann.
Fig. 7 verdeutlicht eine Fahrsituation mit einer aktivierten Geschwindigkeitsbe- grenzungsfunktion, wobei in Fig. 7 eine zulässige Maximalgeschwindigkeit 23 gezeigt ist, die nicht überschritten werden darf. Eine solche Geschwindigkeitsbegrenzungsfunk- tion wird auch als Road Speed Governor Funktion oder als Geschwindigkeitslimiterfunk- tion bezeichnet. Zusätzlich zu dieser zulässigen Maximalgeschwindigkeit 23 ist in Fig. 7 eine Ist-Geschwindigkeit 24 sowie eine Ist-Beschleunigung 25 des Hybridfahrzeugs gezeigt.
Wie die Tempomatfunktion beeinflusst auch die Geschwindigkeitsbegrenzungs- funktion ausschließlich das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment. Dann, wenn sich die Ist-Geschwindigkeit 24 der Maximalgeschwindigkeit 23 annähert, wird von dieser Fahrerassistenzfunktion das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment verringert. Bei aktivierter Geschwin- digkeitsbegrenzungsfunktion wird vom Hybridsteuergerät 12, ebenso wie bei der aktivierten Tempomatfunktion, eine Hybridfahrt für das Hybridfahrzeug vorgegeben, also eine Fahrt mit laufendem und an den Abtrieb 4 angekoppelten Verbrennungsmotor 2, wobei hierbei das von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment so beeinflusst wird, dass vom Verbrennungsmotor 2 ein in einer definierten Größenordnung liegendes Abtriebsmoment bereitgestellt wird, sodass die Ge- schwindigkeitsregelungsfunktion, die ausschließlich das vom Verbrennungsmotor 2 am Abtrieb 4 bereitgestellte Abtriebsmoment beeinflussen kann, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeug beeinflussen kann. Eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion bzw. Road Speed Governor Funktion bzw. Geschwindigkeitslimiterfunktion wird im Unterscheid zur Tempomatfunktion typischerweise nicht fahrerseitig aktiviert, vielmehr ist dieselbe z.B. bei Nutzfahrzeugen automatisch aktiviert und überwacht immer, dass eine zulässige Maximalgeschwindigkeit des Nutzfahrzeugs nicht überschritten wird. Die Aktivierung der Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion erfolgt also automatisch durch Annäherung der Ist-Geschwindigkeit an die zulässige Maximalgeschwindigkeit.
Um lange Reaktionszeiten und damit verbundene Geschwindigkeitsüberschreitungen der Maximalgeschwindigkeit 23 zu vermeiden, muss der Übergang in das hybridische Fahren erfolgen, bevor die Maximalgeschwindigkeit 23 erreicht ist. Hierzu werden als Variablen einerseits die Ist-Geschwindigkeit 24 und andererseits die Ist-Beschleunigung 25 betrachtet.
Bei einer geringen Ist-Beschleunigung 25 erfolgt ein Übergang in den Hybridbetrieb erst bei einer höheren Ist-Geschwindigkeit 24 als dies bei einer großen Ist-Beschleunigung 25 der Fall ist.
Dadurch ist eine Zeitspanne At, die bis zum Erreichen der Maximalgeschwindigkeit 23 bleibt, immer ähnlich lang und es bleibt immer genug Zeit, den Übergang in den Hybridbetrieb durch Schließen der Kupplung 6 zu gewährleisten. In Fig. 7 ist die Aktivierung des Hybridantriebs für unterschiedliche Ist-Geschwindigkeiten 24 sowie Ist-Beschleunigungen 25 gezeigt, wobei in Fig. 7 zum Zeitpunkt t12, in welchem eine relativ hohe Ist-Beschleunigung 25 vorliegt, der Übergang von einer rein elektrischen Fahrt in eine hybridische Fahrt bei einer relativ geringen Ist-Geschwindigkeit 24 erfolgt, um ein Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit 23 zu vermeiden. Zum Zeitpunkt t13 hingegen, in welchem eine geringere Ist-Beschleunigung 25 vorliegt, kann der Übergang von einer rein elektrischen Fahrt in eine hybridische Fahrt bei einer höheren Ist-Geschwindigkeit 24 erfolgen, um ein Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit 23 zu vermeiden.
In Fig. 7 erfolgt demnach zwischen den Zeitpunkten t12 und t14 sowie zwischen den Zeitpunkten t13 und t15 jeweils eine Hybridfahrt bei aktiver Road Speed Governor Funktion, außerhalb der durch diese Zeitpunkte definierten Zeitintervalle erfolgt eine rein elektrische Fahrt bei still gesetztem und vom Abtrieb 4 abgekoppeltem Verbrennungsmotor 2 und inaktiver Road Speed Governor Funktion.
Fig. 8 verdeutlicht eine Fahrsituation, in welcher zu einem Zeitpunkt t1 6 als Fahrerassistenzfunktion eine ABS Funktion oder ASR Funktion oder ESP Funktion aktiviert wird. Zum Zeitpunkt t16 erfolgt demnach ein Übergang von einer ausgeschalteten ABS oder ASR oder ESP Funktion in eine aktive ABS oder ASR oder ESP Fahrerassistenzfunktion.
Fig. 8 zeigt, dass beginnend mit dem Zeitpunkt t1 6, also der Aktivierung der entsprechenden Fahrerassistenzfunktion, ein von der elektrischen Maschine zuvor am Abtrieb 4 bereitgestelltes, negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment rampenartig und demnach kontinuierlich auf Null reduziert wird. Positive Momente des Verbrennungsmotors 2 und gegebenenfalls der elektrischen Maschine werden hingegen in diesem Fall nicht beeinflusst.
Bezuqszeichen
Antriebsaggregat
Verbrennungsmotor
elektrische Maschine
Abtrieb
Getriebe
Kupplung
Kupplung
elektrischer Energiespeicher
Wechselrichter
Motorsteuerungseinrichtung
Getriebesteuerungseinrichtung
Hybridsteuerungseinrichtung
Soll-Geschwindigkeit
Ist-Geschwindigkeit
elektromotorisches Abtriebsmoment verbrennungsmotorisches Abtriebsmoment unterer Grenzwert
elektromotorisches Abtriebsmoment verbrennungsmotorisches Abtriebsmoment oberer Grenzwert
Summenmoment
Motorbremsefunktion
Maximalgeschwindigkeit
Ist-Geschwindigkeit
Ist-Beschleunigung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs, welcher ein eine elektrische Maschine (3) und einen Verbrennungsmotor (2) umfassendes Antriebsaggregat (1 ) und ein zwischen das Antriebaggregat (1 ) und einen Abtrieb (4) geschaltetes Getriebe (5) aufweist, wobei über eine in einer ersten Steuerungseinrichtung, insbesondere in einer Motorsteuerungseinrichtung (10), des Hybridfahrzeugs implementierte Fahrerassistenzfunktion bei der Ausführung derselben ein vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestelltes Abtriebsmoment be- einflusst wird, und wobei über eine zweite Steuerungseinrichtung des Hybridfahrzeugs, nämlich über eine Hybridsteuerungseinrichtung (12) desselben, dann, wenn die jeweilige Fahrerassistenzfunktion aktiviert wird und/oder aktiviert ist, einerseits eine Hybridfahrt für das Hybridfahrzeug mit laufendem und an den Abtrieb (4) angekoppelten Verbrennungsmotor (2) vorgeben und andererseits ein von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestelltes Abtriebsmoment derart beein- flusst wird, dass das hierdurch bewirkte, vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment größer als ein entsprechender unterer Grenzwert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment den entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) das von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment auf in etwa Null reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) mit einer geringen Dynamik geändert wird als von der Fahrerassistenzfunktion bzw. von der die Fahrerassistenzfunktion ausführenden ersten Steuerungseinrichtung (10) das vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment geändert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei aktivierter Fahrerassistenzfunktion ein Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers (8) des Hybridfahrzeugs einen entsprechenden unteren Grenzwert erreicht oder unterschreitet, von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) für die elektrische Maschine (3) ein negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment vorgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn von der Fahrerassistenzfunktion bzw. von der dieselbe ausführenden ersten Steuerungseinrichtung (10) eine Motorbremse angefordert wird, von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) dann, wenn ein Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers (8) kleiner als ein entsprechender oberer Grenzwert ist, die Motorbremse unterdrückt und für die elektrische Maschine (3) ein dem Motorbremsemoment entsprechendes negatives bzw. generatorisches Abtriebsmoment vorgegeben wird, wohingegen dann, wenn der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers (8) größer als der entsprechende obere Grenzwert ist oder im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine (3) wird, von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) die Motorbremse nicht unterdrückt wird und gegebenenfalls der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine (3) beendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Steuerungseinrichtung (10) des Hybridfahrzeugs als Fahrerassistenzfunktion eine Geschwindigkeitsregelung ausgeführt wird, sodass eine Ist-Geschwindigkeit einer fahrerseitig vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit folgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Ist-Geschwindigkeit kleiner als die Soll-Geschwindigkeit ist, von der ersten Steuerungseinrichtung (10) das vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment erhöht wird, und dass dann, wenn die Ist-Geschwindigkeit größer als die Soll-Geschwindigkeit ist, von der ersten Steuerungseinrichtung (10) das vom Verbrennungsmotor (2) am Abtrieb (4) bereitgestellte Abtriebsmoment verringert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Steuerungseinrichtung (10) des Hybridfahrzeugs als Fahreras- sistenzfunktion eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion ausgeführt wird, sodass eine Maximalgeschwindigkeit von einer Ist-Geschwindigkeit nicht überschritten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei abhängig von dem Abstand der Ist-Geschwindigkeit zur Maximalgeschwindigkeit und abgängig von der zeitlichen Änderung der Ist-Geschwindigkeit von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) die Hybridfahrt mit laufendem und an den Abtrieb (4) angekoppelten Verbrennungsmotor (2) vorgeben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Steuerungseinrichtung (10) des Hybridfahrzeugs als Fahrerassistenzfunktion eine ABS Funktion oder eine ESP Funktion oder eine ASR Funktion ausgeführt wird, wobei hierzu von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) ein von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestelltes generatorisches Abtriebsmoment auf in etwa Null reduziert wird, wohingegen von der Hybridsteuerungseinrichtung (12) ein von der elektrischen Maschine (3) am Abtrieb (4) bereitgestelltes motorisches Abtriebsmoment nicht beeinflusst wird.
1 1 . Steuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs, insbesondere Hybridsteuerungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
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