WO2015090752A1 - Verfahren und vorrichtung für den betrieb eines hybridfahrzeuges - Google Patents

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Peter Maigler
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Definitions

  • the invention relates to a method, a device and a drive train for the operation of a hybrid vehicle according to the preambles of claims 1, 8 and 9.
  • Hybrid vehicles already on the market are characterized by the fact that they have, on the one hand, several drive units and, on the other hand, have a control system for implementing an operating strategy which, depending on the current state of the art
  • Ambient conditions selects a specific operating mode of the two drive units.
  • a hybrid vehicle can be driven by one of the drive units alone or by both together.
  • modes that are chosen due to energetic or dynamic advantages. Energetic advantages can be achieved, for example, with an operating mode in which an internal combustion engine is operated at an optimum operating point, while an electric machine does not serve to drive the vehicle. The electric machine will be in this period as
  • Driving dynamics advantages are achieved, for example, in an operating mode in which, in vehicles with individually driven wheels on one axle, the right and left wheels of an axle of a vehicle are driven with different torques or even opposite torques. With this operating mode, the driving dynamics in cornering, that is accelerations around the vertical axis, can be significantly increased.
  • DE 10 2008 001 669 AI discloses that at a low tank level switching to a mode that allows the hybrid vehicle maximum range with a minimum consumption. It is also known from DE 199 02 949, the operation of a
  • Running a vehicle that runs out of fuel in the fuel tank increases the likelihood that a fuel-powered power plant will unexpectedly fail due to fuel shortage or lack of fuel.
  • An unexpected failure of a drive unit leads to an unexpected drop in the drive power or drive torque of the drive unit. This can lead to an unexpected and therefore safety-critical positive or negative acceleration of the drive wheel and thus of the vehicle and thus adversely affect the driving dynamics.
  • the elimination of the drive power can lead to different levels of unexpected and thus different safety-critical accelerations of the vehicle.
  • Hybrid vehicle is no longer available much fuel. Disclosure of the invention
  • a method for the safe operation of a hybrid vehicle is provided.
  • the hybrid vehicle has at least a first and a second drive unit.
  • the drive units each drive the hybrid vehicle alone or together in a hybrid mode.
  • the first drive unit is operated with fuel from a fuel tank. An amount of fuel in this fuel tank is monitored. If the amount of fuel is less than a predetermined value, a safety operation of the hybrid vehicle is activated.
  • the power of the second drive unit is reduced during safety operation when the Hybrid vehicle is operated with modes that the driving dynamics of the hybrid vehicle in case of failure of the first drive unit negative
  • an operating strategy for a hybrid vehicle wherein the amount of fuel in the fuel tank is always measured. If it is determined that less than a predetermined amount of fuel is present, a
  • Safety mode activated This safety operation means that it is checked in which operating mode the hybrid train is currently being operated. If the current operating mode negatively influences the driving dynamics of the hybrid vehicle in the event of a failure of the first drive unit, the power of the second drive unit is reduced during safety operation.
  • An example of an operating mode that negatively influences the driving dynamics in the event of a failure of the first drive unit is the so-called load point shift.
  • This operating mode is characterized in that the first fuel-powered drive unit is operated at an optimum operating point. At this operating point, the first power plant delivers more power than the vehicle currently needs for propulsion and operation. This excess power is absorbed by the second drive unit, in particular a generator-operated electric machine, and converted into electrical energy. In this case, the second drive unit generates a strong torque, which acts in a braking manner in the opposite direction of the torque of the first drive unit. Should now the first
  • An example of an operating mode that does not adversely affect the driving dynamics in the event of a failure of the first drive unit is the common drive of the vehicle
  • HybridGermanes wherein the first drive unit a small proportion and the second drive unit, a major portion of the drive line of
  • Hybrid vehicle generated. In particular, a small proportion of 5-45% and a predominant proportion corresponding to 95- 55% of the drive power amount. If now the first drive unit fails unexpectedly, only the omission of the
  • this method enables safe operation of the hybrid vehicle, even if the vehicle is operated in operating modes that the
  • the power of the second drive unit is reduced during the safety operation in hybrid modes that the driving dynamics of the hybrid vehicle in case of failure of the first
  • Negatively influence drive units Advantageously, with this embodiment, a safe operation of the hybrid vehicle allows, even if the vehicle is operated in hybrid modes that the driving dynamics of the hybrid vehicle in case of failure of the first
  • a closed coupling is understood as a direct mechanical coupling.
  • the power of the second drive unit is reduced in operating modes in which the power of the second drive unit negatively influences the driving dynamics of the hybrid vehicle in the event of a failure of the first drive unit.
  • a safe operation of the hybrid vehicle allows, even if the vehicle is operated in modes that the
  • Driving dynamics of the hybrid vehicle in case of failure of the first drive unit adversely affect, in particular negatively affect.
  • A, in particular additional, negative influencing the driving dynamics of the hybrid vehicle is present when the direction of the torque of the second drive unit is opposite to the direction of the torque of the active first drive unit.
  • the power of the second drive unit is reduced during operation in operating modes in which the torque of the second drive unit is directed against the torque of the first drive unit.
  • a safe operation of the hybrid vehicle allows, even if the vehicle is operated in modes that the
  • Driving dynamics of the hybrid vehicle in case of failure of the first drive unit additionally adversely affect.
  • An additional negative impact on the Driving dynamics of the hybrid vehicle is present when the direction of the torque of the second drive unit is opposite to the direction of the torque of the active first drive unit.
  • the power of the second drive unit is reduced during operation in safety modes, in which acting in a failure of the first drive unit acceleration about the transverse axis, vertical axis or longitudinal axis of the hybrid vehicle is enhanced by the performance of the second drive unit.
  • this embodiment enables safe operation of the hybrid vehicle, even when the vehicle is operated in operating modes in which the acceleration acting about the transverse axis, vertical axis or longitudinal axis of the hybrid vehicle in case of failure of the first drive unit is amplified by the power of the second drive unit.
  • the force acting on a failure of the first drive unit acceleration about the transverse axis, vertical axis or longitudinal axis of the hybrid vehicle is determined by the performance of the second
  • Drive unit then amplified when the direction of the torque of the second drive unit is opposite to the direction of the torque of the active first drive unit.
  • the acceleration acting on a failure of the first drive unit is about the vertical axis
  • Torque or even opposite torques is driven. This operating mode is called torque vectoring and is used in particular for vehicles with single-wheel drives.
  • the power of the second drive unit is reduced during the safety operation in the hybrid mode load point shift or torque vectoring.
  • a safe operation of the hybrid vehicle allows, even if the vehicle in the modes load point shift or Torque vectoring is operated.
  • the distribution of the drive power to the two drive units in these modes is shown in the previous versions.
  • the second drive unit is switched off during operation, the operating modes of the hybrid vehicle in a failure of the first drive unit negative in operating modes
  • this method enables safe operation of the hybrid vehicle, even if the vehicle is operated in operating modes that the
  • the hybrid vehicle has a first and a second drive unit.
  • the first drive unit is operated with fuel from a fuel tank.
  • a sensor device is provided which monitors an amount of fuel in the fuel tank. The device activates a safety operation of the hybrid vehicle when the amount of fuel is less than a predetermined value. According to the invention, the device reduces during the
  • a safe operation of the hybrid vehicle allows, even if the vehicle is operated in modes that the
  • Driving dynamics of the hybrid vehicle would negatively affect in case of failure of the first drive unit and the probability of an unexpected failure of the first drive unit is increased because the fuel tank of the hybrid vehicle is not much fuel is available. Furthermore, a drive train for a hybrid vehicle with a first and a second drive unit is provided. The drive units drive this
  • Hybrid vehicle each alone or together in a hybrid mode.
  • the first drive unit is operated with fuel from a fuel tank.
  • the powertrain includes a sensor device that stores an amount of fuel in the
  • the first drive unit is a
  • Internal combustion engine and / or the second drive unit an electric machine.
  • the internal combustion engine is operated with fuel and the electrical
  • Machine supplied with electrical energy. As the fuel quantity decreases, the electric machine can thus drive the vehicle independently.
  • Fig. 1 shows in schematic form a hybrid vehicle with a device for the operation of a hybrid vehicle
  • Fig. 2 shows in schematic form a method for the operation of a hybrid vehicle
  • the hybrid vehicle comprises a drive train 70 with a first and a second drive unit 30, 40, a device 10 and a sensor unit 60.
  • a first drive unit 30 and a second drive unit 40 are mechanically coupled and drive together the rear axle 90 of the hybrid vehicle.
  • the device 10 is designed to control the two drive units 30 and 40.
  • the device 10 in particular in each case before a speed (n) and a torque (Nm) or a power (W) for the two drive units 30, 40 before.
  • n speed
  • Nm torque
  • W power
  • Sensor means 60 always monitors the amount of fuel for in a fuel tank 50. If only a small amount of fuel is present in the fuel tank 50 for the operation of the first drive unit 30, the device 10 switches on a safety mode. While the safety mode is activated, the device 10 reduces the power of the second drive unit 40 in modes that the driving dynamics of the
  • Hybrid vehicle has as drive train topology, for example, a so-called
  • Parallel hybrid drive with an internal combustion engine as the first drive unit 30 and a electric machine 40 as a second drive unit is independent of the drive train topology used and can therefore be implemented, for example, in axial-split or power-split or all other hybrid powertrain topologies.
  • FIG. 2 shows a method 110 for the safe operation of a hybrid vehicle 20. After the method is started in step 140, the fuel quantity that is located in the fuel tank 50 is determined in step 120. In the following
  • Comparison step 150 the determined amount of fuel is compared with a predetermined value. If the amount of fuel is greater than the predetermined value, the process returns to step 120 to re-determine the amount of fuel.
  • an apparatus 10 activates a safety operation 130. While safety operation is activated, the apparatus 10 reduces the power of the second propulsion unit 40 in operating modes that adversely affect the driving dynamics of the hybrid vehicle 20.
  • the fuel quantity is determined analogously to step 120.
  • comparison step 170 the determined fuel quantity is compared with a predetermined value. If the amount of fuel is greater than the predetermined value, the device 10 deactivates the safety operation and the method returns to step 120 to re-determine the amount of fuel. If the
  • Fuel quantity is less than the pre-embarrassible value, the process jumps back to step 130, in which the device 10 further maintains the safety operation 130. While the safety mode is activated, the device 10 reduces the power of the second drive unit 40 in operating modes that adversely affect the driving dynamics of the hybrid vehicle.

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Abstract

Es wird ein Verfahren (110), eine Vorrichtung (10) und ein Antriebsstrang (70) für den sicheren Betrieb eines Hybridfahrzeuges (20) bereitgestellt. Das Hybridfahrzeug weist mindestens ein erstes (30) und ein zweites (40) Antriebsaggregat auf. Die Antriebsaggregate treiben das Hybridfahrzeug jeweils allein oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart an. Das erste Antriebsaggregat wird mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (50) betrieben. Eine Kraftstoffmenge in diesem Kraftstoffbehälter wird überwacht. Wenn die Kraftstoffmenge kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, wird ein Sicherheitsbetrieb des Hybridfahrzeuges aktiviert. Während des Sicherheitsbetriebes wird die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert, wenn das Hybridfahrzeug mit Betriebsarten betrieben wird, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen.

Description

Verfahren und Vorrichtung für den Betrieb eines Hvbridfahrzeuges Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Antriebsstrang für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 8 und 9.
Stand der Technik Bereits auf dem Markt befindliche Hybridfahrzeuge zeichnen sich dadurch aus, dass sie einerseits mehrere Antriebsaggregate aufweisen und andererseits eine Steuerung zur Umsetzung einer Betriebsstrategie aufweisen, die je nach aktuell vorliegenden
Umgebungsbedingungen eine spezifische Betriebsart der beiden Antriebsaggregate auswählt. So kann ein Hybridfahrzeug von einem der Antriebsaggregate allein oder von beiden gemeinsam angetrieben werden. Es gibt auch Betriebsarten, die aufgrund energetischer oder fahrdynamischer Vorteile gewählt werden. Energetische Vorteile lassen sich beispielsweise mit einer Betriebsart erzielen, bei der ein Verbrennungsmotor in einem optimalen Betriebspunkt betrieben wird, während eine elektrische Maschine nicht dem Antrieb des Fahrzeugs dient. Die elektrische Maschine wird in diesem Zeitraum als
Generator betrieben zur Erzeugung elektrischer Energie und zur Ladung einer Batterie bzw. Versorgung von elektrischen Verbrauchern. Fahrdynamische Vorteile werden beispielsweise bei einer Betriebsart erzielt, bei der bei Fahrzeugen mit einzeln angetriebenen Rädern an einer Achse, das rechte und linke Rad einer Achse eines Fahrzeugs mit unterschiedlichen Drehmomenten oder gar entgegengesetzten Drehmomenten angetrieben wird. Mit dieser Betriebsart lässt sich die Fahrdynamik in Kurvenfahrten, also bei Beschleunigungen um die Hochachse, deutlich erhöhen.
Wie oben erwähnt, werden die unterschiedlichen Betriebsarten in Abhängigkeit
unterschiedlicher Umgebungsbedingungen ausgewählt. So offenbart die DE 10 2008 001 669 AI, dass bei einem geringen Tankfüllstand eine Umschaltung in eine Betriebsart erfolgt, die dem Hybridfahrzeug eine maximale Reichweite bei einem minimalen Verbrauch ermöglicht. Ferner ist aus der DE 199 02 949 bekannt, den Betrieb eines
Verbrennungsmotors bei geringem Tankfüllstands zu optimieren. Hierzu notwendige Verfahren zur Bestimmung eines Tankfüllstandes oder zur Erkennung eines fast leeren Tanks sind aus der DE 10 2007 030 992 oder der DE 196 494 84 hinreichend bekannt.
Wenn ein Fahrzeug betrieben wird, in dessen Kraftstofftank nicht mehr viel Kraftstoff ist, vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein kraftstoffbetriebenes Antriebsaggregat aufgrund des zu Neige gehenden oder fehlenden Kraftstoffs unerwartet ausfällt. Ein unerwarteter Ausfall eines Antriebsaggregates führt zu einem unerwarteten Abfall der Antriebsleistung oder des Antriebsdrehmomentes des Antriebsaggregates. Dies kann zu einer unerwarteten und daher sicherheitskritischen positiven oder negativen Beschleunigung des Antriebsrads und damit des Fahrzeugs führen und somit die Fahrdynamik negativ beeinflussen. Je nachdem, mit welcher Betriebsart ein Hybridfahrzeug in dem Moment des Ausfalls eines Antriebsaggregates betrieben wird, kann der Wegfall der Antriebsleistung zu unterschiedlich starken unerwarteten und damit unterschiedlich sicherheitskritischen Beschleunigungen des Fahrzeugs führen. Insbesondere kann der Wegfall der
Antriebsleistung eines Antriebsaggregates eines Hybridfahrzeuges zu deutlich stärkeren sicherheitskritischen Beschleunigungen führen, als dies bei konventionellen Fahrzeugen, die allein mit Verbrennungsmotor betrieben werden, üblich ist. Somit kann das Sicherheitsrisiko bei dem Betrieb eines Hybridfahrzeuges, in dessen Tank nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist, in Abhängigkeit der Betriebsart erhöht sein.
Daher wird eine technische Lösung dafür gesucht, ein Hybridfahrzeug weiterhin sicher, also ohne erhöhtes Sicherheitsrisiko zu betreiben, auch wenn im Kraftstofftank des
Hybridfahrzeuges nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist. Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren für den sicheren Betrieb eines Hybridfahrzeuges bereitgestellt.
Das Hybridfahrzeug weist mindestens ein erstes und ein zweites Antriebsaggregat auf. Die Antriebsaggregate treiben das Hybridfahrzeug jeweils allein oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart an. Das erste Antriebsaggregat wird mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter betrieben. Eine Kraftstoffmenge in diesem Kraftstoffbehälter wird überwacht. Wenn die Kraftstoffmenge kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, wird ein Sicherheitsbetrieb des Hybridfahrzeuges aktiviert. Erfindungsgemäß wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert, wenn das Hybridfahrzeug mit Betriebsarten betrieben wird, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ
beeinflussen. Es wird somit eine Betriebsstrategie für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, bei der stets die Kraftstoffmenge in dem Kraftstoffbehälter gemessen wird. Wenn festgestellt wird, dass weniger als eine vorgegebene Kraftstoffmenge vorhanden ist, wird ein
Sicherheitsbetrieb aktiviert. Dieser Sicherheitsbetrieb bedeutet, dass überprüft wird, in welcher Betriebsart das Hybridfahrzug momentan betrieben wird. Wenn die aktuelle Betriebsart bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges negativ beeinflusst, so wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert.
Somit wird im Sicherheitsbetrieb überprüft, ob momentan eine Betriebsart vorliegt, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten
Antriebsaggregates negativ beeinflusst oder nicht. Ein Beispiel für eine Betriebsart, die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates die Fahrdynamik negativ beeinflusst ist die sogenannte Lastpunktverschiebung. Diese Betriebsart zeichnet sich dadurch aus, dass das erste mit Kraftstoff betriebene Antriebsaggregat in einem optimalen Betriebspunkt betrieben wird. In diesem Betriebspunkt gibt das erste Antriebsaggregat mehr Leistung ab, als das Fahrzeug momentan für den Antrieb und den Betrieb benötigt. Diese überschüssige Leistung wird von dem zweiten Antriebsaggregat, insbesondere eine generatorisch betriebene elektrische Maschine, aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt. Dabei erzeugt das zweite Antriebsaggregat ein starkes Drehmoment, welches bremsend in die entgegengesetzte Richtung des Drehmomentes des ersten Antriebsaggregates wirkt. Sollte nun das erste
Antriebsaggregat unerwartet ausfallen, wirkt in dieser Betriebsart nicht nur der Wegfall des Drehmomentes des ersten Antriebsaggregates bremsend in die zur aktuellen Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung auf das Fahrzeug, sondern auch das bremsende Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates. Dies würde zu einer sehr starken, unerwarteten Verzögerung des Fahrzeugs führen und somit zu einem sicherheitskritischen negativen Einfluss auf die Fahrdynamik. Um diesen negativen Einfluss weitestgehend zu verhindern, wird die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert, wenn der Sicherheitsbetrieb aktiviert ist da nur noch weniger als eine vorgegebene Kraftstoffmenge in dem Kraftstoffbehälter vorhanden ist.
Ein Beispiel für eine Betriebsart, die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates die Fahrdynamik nicht negativ beeinflusst ist der gemeinsame Antrieb des
Hybridfahrzeuges, wobei das erste Antriebsaggregat einen geringen Anteil und das zweite Antriebsaggregat einen überwiegenden Anteil der Antriebsleitung des
Hybridfahrzeuges erzeugt. Insbesondere kann ein geringer Anteil dabei 5-45% und ein überwiegender Anteil entsprechend 95- 55% der Antriebsleistung betragen. Sollte nun das erste Antriebsaggregat unerwartet ausfallen, wirkt nur der Wegfall des
Drehmomentes des ersten Antriebsaggregates bremsend auf das Fahrzeug, und das Fahrzeug würde weiterhin von dem zweiten Antriebsaggregat in die gleiche Richtung weiterbewegt werden. Dies würde zu einer sehr geringen, unerwarteten Verzögerung des Fahrzeugs führen, die jedoch keinen sicherheitskritischen negativen Einfluss auf die Fahrdynamik verursacht. Selbst wenn der Sicherheitsbetrieb aktiviert ist, da nur noch weniger als eine vorgegebene Kraftstoffmenge in dem Kraftstoffbehälter vorhanden ist, wird in diesem Fall die Antriebsleistung des zweiten Antriebsaggregates nicht reduziert, da keine Betriebsart vorliegt, die die Fahrdynamik des
Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ
beeinflussen würde.
Vorteilhaft wird mit diesem Verfahren ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen würden und die Wahrscheinlichkeit für einen unerwarteten Ausfall des ersten Antriebsaggregates erhöht ist, da im Kraftstofftank des Hybridfahrzeuges nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert bei hybridischen Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten
Antriebsaggregates negativ beeinflussen. Vorteilhaft wird mit dieser Ausgestaltung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in hybridischen Betriebsarten betrieben wird, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten
Antriebsaggregates negativ beeinflussen. Hybridische Betriebsarten sind die
Betriebsarten, bei denen gleichzeitig das erste und das zweite Antriebsaggregat in dem Hybridfahrzeug betrieben werden, unabhängig von der Richtung des wirkenden Drehmomentes an den einzelnen Antriebsaggregaten. Insbesondere sind die
Antriebsaggregate in hybridischen Betriebsarten mechanisch direkt mit jeweils mindestens einem Antriebsrad gekoppelt, wobei in diesem Zusammenhang auch eine geschlossene Kupplung als eine direkte mechanische Kopplung verstanden wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert bei Betriebsarten, bei denen die Leistung des zweiten Antriebsaggregates die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflusst.
Vorteilhaft wird mit dieser Ausgestaltung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen, insbesondere zusätzlich negativ beeinflussen. Ein, insbesondere zusätzliches, negatives Beeinflussen der Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges liegt dann vor, wenn die Richtung des Drehmomentes des zweiten Antriebaggregates der Richtung des Drehmomentes des aktiven ersten Antriebsaggregates entgegengesetzt ist.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert bei Betriebsarten, bei denen das Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates entgegen dem Drehmoment des ersten Antriebsaggregates gerichtet ist.
Vorteilhaft wird mit dieser Ausgestaltung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates zusätzlich negativ beeinflussen. Ein zusätzliches negatives Beeinflussen der Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges liegt dann vor, wenn die Richtung des Drehmomentes des zweiten Antriebaggregates der Richtung des Drehmomentes des aktiven ersten Antriebsaggregates entgegengesetzt ist. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates bei Betriebsarten reduziert, bei denen die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates wirkende Beschleunigung um die Querachse, Hochachse oder Längsachse des Hybridfahrzeuges durch die Leistung des zweiten Antriebsaggregates verstärkt wird.
Vorteilhaft wird mit dieser Ausgestaltung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, bei denen die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates wirkende Beschleunigung um die Querachse, Hochachse oder Längsachse des Hybridfahrzeuges durch die Leistung des zweiten Antriebsaggregates verstärkt wird. Die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates wirkende Beschleunigung um die Querachse, Hochachse oder Längsachse des Hybridfahrzeuges wird durch die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates dann verstärkt, wenn die die Richtung des Drehmomentes des zweiten Antriebaggregates der Richtung des Drehmomentes des aktiven ersten Antriebsaggregates entgegengesetzt ist. Beispielsweise wird die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates wirkende Beschleunigung um die Hochachse
beispielsweise durch die Leistung des zweiten Antriebsaggregates erhöht, wenn bei Fahrzeugen mit einzeln angetriebenen Rädern an einer Achse, das rechte und linke Rad einer Achse eines Fahrzeugs in einer Betriebsart mit unterschiedlichen
Drehmomenten oder gar entgegengesetzten Drehmomenten angetrieben wird. Diese Betriebsart wird Torque vectoring genannt und wird insbesondere bei Fahrzeugen mit Einzelradantrieben angewendet.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates reduziert bei der hybridischen Betriebsart Lastpunktverschiebung oder Torque Vectoring.
Vorteilhaft wird mit dieser Ausgestaltung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in den Betriebsarten Lastpunktverschiebung oder Torque Vectoring betrieben wird. Die Verteilung der Antriebsleistung auf die beiden Antriebsaggregate bei diesen Betriebsarten ist den bisherigen Ausführungen zu entnehmen. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird während des Sicherheitsbetriebes das zweite Antriebsaggregat abgeschaltet bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ
beeinflussen. Vorteilhaft wird mit diesem Verfahren ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen würden und die Wahrscheinlichkeit für einen unerwarteten Ausfall des ersten Antriebsaggregates erhöht ist, da im Kraftstofftank des Hybridfahrzeuges nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist.
Weiter wird eine Vorrichtung für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges bereitgestellt. Das Hybridfahrzeug weist ein erstes und ein zweites Antriebsaggregat auf. Die
Antriebsaggregate treiben das Hybridfahrzeug jeweils allein oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart gemeinsam an. Das erste Antriebsaggregat wird mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter betrieben. Es ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die eine Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter überwacht. Die Vorrichtung aktiviert einen Sicherheitsbetrieb des Hybridfahrzeuges, wenn die Kraftstoffmenge kleiner als ein vorgebbarer Wert ist. Erfindungsgemäß reduziert die Vorrichtung während des
Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten
Antriebsaggregates negativ beeinflussen.
Vorteilhaft wird mit dieser Vorrichtung ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen würden und die Wahrscheinlichkeit für einen unerwarteten Ausfall des ersten Antriebsaggregates erhöht ist, da im Kraftstofftank des Hybridfahrzeuges nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist. Weiter wird ein Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Antriebsaggregat bereitgestellt. Die Antriebsaggregate treiben das
Hybridfahrzeug jeweils allein an oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart.
Das erste Antriebsaggregat wird mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter betrieben.
Der Antriebsstrang umfasst eine Sensoreinrichtung, die eine Kraftstoffmenge im
Kraftstoffbehälter überwacht und eine Vorrichtung, die einen Sicherheitsbetrieb des Hybridfahrzeuges aktiviert, wenn die Kraftstoffmenge kleiner als eine vorgebbarer Wert ist. Erfindungsgemäß reduziert die Vorrichtung während des Sicherheitsbetriebes die Leistung des zweiten Antriebsaggregates bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ
beeinflussen.
Vorteilhaft wird mit diesem Antriebsstrang ein sicherer Betrieb des Hybridfahrzeuges ermöglicht, auch wenn das Fahrzeug in Betriebsarten betrieben wird, die die
Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates negativ beeinflussen würden und die Wahrscheinlichkeit für einen unerwarteten Ausfall des ersten Antriebsaggregates erhöht ist, da im Kraftstofftank des Hybridfahrzeuges nicht mehr viel Kraftstoff vorhanden ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Antriebsaggregat ein
Verbrennungsmotor und/oder das zweite Antriebsaggregat eine elektrische Maschine.
Vorteilhaft wird der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff betrieben und die elektrische
Maschine mit elektrischer Energie versorgt. Bei geringer werdender Kraftstoffmenge kann somit die elektrische Maschine das Fahrzeug unabhängig antreiben.
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise den Antriebsstrang und umgekehrt zutreffen beziehungsweise anwendbar sind.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt in schematischer Form ein Hybridfahrzeug mit einer Vorrichtung für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges
Fig. 2 zeigt in schematischer Form ein Verfahren für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu wiedergegeben sind.
Weitere mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im
Folgenden beschriebenen Merkmalen der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt in schematischer Form ein Hybridfahrzeug 20 mit einer Vorderachse 80 und einer angetriebenen Hinterachse 90. Das Hybridfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang 70 mit einem ersten und einem zweiten Antriebsaggregat 30, 40, einer Vorrichtung 10 und einer Sensoreinheit 60. Ein erstes Antriebsaggregat 30 und ein zweites Antriebsaggregat 40 sind mechanisch koppelbar und treiben gemeinsam die Hinterachse 90 des Hybridfahrzeuges an. Die Vorrichtung 10 ist dazu ausgelegt, die beiden Antriebsaggregate 30 und 40 anzusteuern. Hierzu gibt die Vorrichtung 10 insbesondere jeweils eine Drehzahl (n) und ein Drehmoment (Nm) beziehungsweise eine Leistung (W) für die beiden Antriebsaggregate 30, 40 vor. Um einen sicheren Betrieb des Hybridfahrzeuges 20 zu gewährleisten wird mittels der
Sensoreinrichtung 60 stets die Kraftstoffmenge für in einem Kraftstoffbehälter 50 überwacht. Ist im Kraftstoffbehälter 50 nur noch eine geringe Kraftstoffmenge für den Betrieb des ersten Antriebsaggregates 30 vorhanden, so schaltet die Vorrichtung 10 einen Sicherheitsbetrieb ein. Während der Sicherheitsbetrieb aktiviert ist, reduziert die Vorrichtung 10 die Leistung des zweiten Antriebsaggregates 40 bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des
Hybridfahrzeuges 20 negativ beeinflussen. Das in Figur 1 schematisch dargestellte
Hybridfahrzeug weist als Antriebsstrangtopologie beispielsweise einen sogenannten
Parallelhybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor als erstes Antriebsaggregat 30 und einer elektrischen Maschine 40 als zweites Antriebsaggregat auf. Die Erfindung ist jedoch unabhängig von der verwendeten Antriebsstrangtopologie und lässt sich daher beispielsweise auch bei Axle-Split oder leistungsverzweigten oder allen weiteren Hybridantriebsstrangtopologien umsetzen.
Figur 2 zeigt ein Verfahren 110 für den sicheren Betrieb eines Hybridfahrzeuges 20. Nach dem Start des Verfahrens in Schritt 140 wird in Schritt 120 die Kraftstoffmenge bestimmt, die sich in dem Kraftstoffbehälter 50 befindet. In dem nachfolgenden
Vergleichsschritt 150 wird die ermittelte Kraftstoffmenge mit einem vorgebaren Wert verglichen. Wenn die Kraftstoffmenge größer als der vorgebbare Wert ist, springt das Verfahren zurück zu Schritt 120 zur erneuten Bestimmung der Kraftstoffmenge. Wenn die Kraftstoffmenge geringer als der vorgebare Wert ist, aktiviert eine Vorrichtung 10 einen Sicherheitsbetrieb 130. Während der Sicherheitsbetrieb aktiviert ist, reduziert die Vorrichtung 10 die Leistung des zweiten Antriebsaggregates 40 bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges 20 negativ beeinflussen. Im darauffolgenden Schritt 160 wird analog zu dem Schritt 120 die Kraftstoffmenge bestimmt. In dem nachfolgenden Vergleichsschritt 170 wird die ermittelte Kraftstoffmenge mit einem vorgebaren Wert verglichen. Wenn die Kraftstoffmenge größer als der vorgebbare Wert ist, deaktiviert die Vorrichtung 10 den Sicherheitsbetrieb und das Verfahren springt zurück zu Schritt 120 zur erneuten Bestimmung der Kraftstoffmenge. Wenn die
Kraftstoffmenge geringer als der vorgebare Wert ist, springt das Verfahren zurück zu Schritt 130, in dem die Vorrichtung 10 den Sicherheitsbetrieb 130 weiter aufrecht erhält. Während der Sicherheitsbetrieb aktiviert ist, reduziert die Vorrichtung 10 die Leistung des zweiten Antriebsaggregates 40 bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges negativ beeinflussen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (110) für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges (20),
wobei das Hybridfahrzeug (20) ein erstes (30) und ein zweites (40)
Antriebsaggregat aufweist,
wobei die Antriebsaggregate (30, 40) das Hybridfahrzeug (20) jeweils allein antreiben oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart antreiben, wobei das erste Antriebsaggregat (30) mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (50) betrieben wird und eine Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter (50) überwacht wird (120, 160),
wobei ein Sicherheitsbetrieb (130) des Hybridfahrzeuges aktiviert wird, wenn die Kraftstoffmenge kleiner als ein vorgebbarer Wert ist (150, 170),
dadurch gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates (40) reduziert wird bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges (20) bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) negativ beeinflussen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates (40) reduziert wird bei hybridischen Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges (20) bei einem Ausfall des ersten
Antriebsaggregates (30) negativ beeinflussen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates (40) reduziert wird bei Betriebsarten, bei denen die Leistung des zweiten Antriebsaggregates (40) die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges (20) bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) negativ beeinflusst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten Antriebsaggregates (40) reduziert wird bei Betriebsarten, bei denen das Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates (40) entgegen dem Drehmoment des ersten Antriebsaggregates (30) gerichtet ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates (40) bei Betriebsarten reduziert wird, bei denen die bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) wirkende Beschleunigung um die Querachse, Hochachse oder Längsachse des Hybridfahrzeuges (20) durch die
Leistung des zweiten Antriebsaggregates (40) verstärkt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten
Antriebsaggregates (40) reduziert wird bei der hybridischen Betriebsart
Lastpunktverschiebung oder Torque Vectoring.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass
während des Sicherheitsbetriebes (130) das zweite Antriebsaggregat (40) abgeschaltet wird bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) negativ beeinflussen.
8. Vorrichtung (10) für den Betrieb eines Hybridfahrzeuges (20),
wobei das Hybridfahrzeug (20) ein erstes (30) und ein zweites (40)
Antriebsaggregat aufweist,
wobei die Antriebsaggregate (30, 40) das Hybridfahrzeug (20) jeweils allein antreiben oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart antreiben,
wobei das erste Antriebsaggregat (30) mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (50) betrieben wird und eine Sensoreinrichtung (60) vorgesehen ist, die eine
Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter (60) überwacht,
wobei die Vorrichtung (10) einen Sicherheitsbetrieb (130) des Hybridfahrzeuges (20) aktiviert, wenn die Kraftstoffmenge kleiner als ein vorgebbarer Wert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) während des Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten Antriebsaggregates (40) reduziert bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges (20) bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) negativ beeinflussen.
9. Antriebsstrang (70) für ein Hybridfahrzeug (20) mit einem ersten (30) und einem zweiten (40) Antriebsaggregat,
wobei die Antriebsaggregate (30, 40) das Hybridfahrzeug (20) jeweils allein antreiben oder gemeinsam in einer hybridischen Betriebsart antreiben, wobei das erste Antriebsaggregat (30) mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (50) betrieben wird,
wobei der Antriebsstrang (70) eine Sensoreinrichtung (60) umfasst, die eine Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter (50) überwacht und eine Vorrichtung (10), die einen Sicherheitsbetrieb (130) des Hybridfahrzeuges (20) aktiviert, wenn die Kraftstoffmenge kleiner als eine vorgebbarer Wert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) während des
Sicherheitsbetriebes (130) die Leistung des zweiten Antriebsaggregates (40) reduziert bei Betriebsarten, die die Fahrdynamik des Hybridfahrzeuges (20) bei einem Ausfall des ersten Antriebsaggregates (30) negativ beeinflussen.
10. Antriebsstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Antriebsaggregat (30) ein Verbrennungsmotor und/oder das zweite Antriebsaggregat (40) eine elektrische Maschine ist.
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