WO2020114736A1 - Steuereinheit und verfahren zum betrieb eines hybridantriebs mit einem schleppmoment-reduzierten verbrennungsmotor - Google Patents

Steuereinheit und verfahren zum betrieb eines hybridantriebs mit einem schleppmoment-reduzierten verbrennungsmotor Download PDF

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Sebastian Liebert
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002—Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid drive.
  • the invention relates to the operation of a hybrid drive in connection with measures reducing drag torque for an internal combustion engine of the hybrid drive.
  • a vehicle with a hybrid drive comprises an internal combustion engine and at least one electrical machine, which can each be used individually and / or together to request a gearbox of the vehicle
  • Drag torque-reduced, unfired or non-fired operation of the internal combustion engine one or more drag torque reducing measures can be implemented.
  • Exemplary measures to reduce drag torque are the deactivation of one or more cylinders of the
  • the reduction in the drag torque of the internal combustion engine enables the unfired internal combustion engine to be dragged along in an energy-efficient manner, the dragging of the internal combustion engine in turn allowing the internal combustion engine to be reactivated or fired at short notice in an energy-efficient manner.
  • the internal combustion engine typically cannot be reactivated if the one or more drag torque-reducing measures are active.
  • the termination of the one or more drag torque reducing Measures can be associated with a loss of comfort for a user of the hybrid drive.
  • This document deals with the technical task of enabling an efficient and comfortable drag torque-reduced, non-fired operation of the internal combustion engine of a hybrid drive (in particular with regard to the termination of the drag torque-reduced, non-fired operation of the internal combustion engine).
  • independent claim dependent claim without the features of the independent claim or only in combination with a subset of the features of the independent claim can form their own invention and independent of the combination of all features of the independent claim, which is the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application can be made. This applies in the same way to the technical teachings described in the description, which can form an invention that is independent of the features of the independent claims.
  • the hybrid drive can be designed to drive a motor vehicle.
  • the hybrid drive comprises an internal combustion engine (e.g. a diesel engine or a gasoline engine) and an electric machine.
  • Control unit can be set up to control the transition of the hybrid drive from a drag torque-reduced, unfired operation of the internal combustion engine to a fired operation of the internal combustion engine, in particular in such a way that the total torque of the hybrid drive caused thereby changes in a steady and / or comfortable manner.
  • This can be a fired one Operation of the internal combustion engine with all cylinders of the internal combustion engine or only with firing a certain subset of the cylinders of the
  • control unit can be set up to cause one or more drag torque-reducing measures of the
  • the termination of the one or more drag torque reducing measures can be a prerequisite for the internal combustion engine to be able to be fired again.
  • Exemplary measures to reduce drag torque are the deactivation of one or more cylinders of the internal combustion engine and / or the adaptation of opening and / or closing angles of at least one intake and / or exhaust valve of the internal combustion engine.
  • control unit can be set up to cause the electrical machine to increase the drag torque of the .moving torque caused by the termination of the one or more drag torque reducing measures
  • a first additional drag torque of the internal combustion engine can be brought about.
  • the delta between the drag torque of the internal combustion engine can be brought about.
  • the control unit can be set up to cause the electrical machine to operate one of the electric machine caused torque to increase by a value that is between 50% and 100% of the first additional drag torque.
  • the control unit can be set up to determine a time profile with which the drag torque of the internal combustion engine changes when the one or more drag torque-reducing measures are ended.
  • the torque caused by the electrical machine to at least partially compensate for the additional drag torque can then be adapted as a function of the time course of the drag torque of the internal combustion engine, in particular in a complementary manner. In this way, the change in the drag torque can be compensated for in a particularly precise manner.
  • the time course of the drag torque in advance (e.g. by
  • Measurements can be determined and saved as characteristic data.
  • the control unit can be set up, after the end of the one or more drag torque-reducing measures, to cause the internal combustion engine to be fired, so that a basic torque is brought about by the internal combustion engine.
  • Drag torque up to the basic torque This transition can be perceived as uncomfortable for a user of the hybrid drive (for example because the transition leads to a drive of a vehicle even though the vehicle's accelerator pedal has not been changed).
  • the electrical machine can then be caused to at least partially compensate for the basic torque and / or the transition from that
  • a time course of the torque can be brought about by the electrical machine, which is at least partially complementary to the transition from the drag torque to the basic torque of the internal combustion engine. So the comfort when leaving the drag-reduced, non-fired operation of a
  • Internal combustion engine can be further increased.
  • the control unit can be set up to take one or more torque-reducing measures to reduce the (possibly smallest or
  • the one or more torque-reducing measures can include, in particular, a change in the ignition timing (gasoline engine), the injection quantity (diesel engine) and / or one or more fuel injection parameters of the internal combustion engine.
  • control unit can be set up to determine a (possibly maximum or maximum possible) compensation torque that can be provided by the electrical machine.
  • a (possibly maximum or maximum possible) compensation torque that can be provided by the electrical machine.
  • Internal combustion engine can be effected.
  • the base torque can be increased if a relatively high compensation torque is available. This can cause the internal combustion engine to
  • Firing is operated directly in an operating point with a relatively high degree of efficiency (which leads to increased energy efficiency of the hybrid drive). For example, depending on what is available
  • Compensation torque of the internal combustion engine can be converted into an operation with the firing of all cylinders or only with firing of a specific subset of the cylinders of the internal combustion engine.
  • the basic torque of the internal combustion engine can be reduced if only a relatively small compensation torque of the electrical machine is available (e.g. because only a relatively low torque reserve of the electrical machine was taken into account during the drag torque-reduced, non-fired operation of the internal combustion engine). So the duration of the
  • Drag torque-reduced, unfired operation of the internal combustion engine can be extended (which leads to increased energy efficiency of the hybrid drive).
  • the control unit can be set up following the restart of the firing of the internal combustion engine (for example, by a driver Vehicle) to determine the requested drive torque.
  • the drive torque can then be divided between a torque to be generated by the internal combustion engine and / or a torque to be generated by the electrical machine. This enables energy-efficient operation of the hybrid drive.
  • the control unit can be set up (during the drag torque-reduced, non-fired operation of the internal combustion engine) to determine whether a requested drive torque, taking into account the torque reserve of the electrical machine, for at least partially compensating for the temporal torque curve of the internal combustion engine when leaving the drag torque-reduced, unfired Operation of the internal combustion engine can be provided by the electrical machine or not.
  • the firing of the internal combustion engine can then be prepared and / or the leaving of the drag torque-reduced, non-fired operation of the internal combustion engine can be initiated if it is determined that the requested drive torque cannot be produced by the electrical machine.
  • the drag torque-reduced, unfired operation can be continued if necessary. This enables reliable and convenient operation of a hybrid drive.
  • the control unit can thus be set up to determine the temporal course of the (torque) torque caused by the internal combustion engine starting from the drag torque-reduced, unfired operation up to the fired operation.
  • This course can be determined in advance (e.g. experimentally) and saved as characteristic data.
  • the time profile of the torque to be caused by the electrical machine can then be determined or have been determined as a function of the time profile of the torque caused by the internal combustion engine, in particular in such a way that there is a constant time profile of the total torque of the hybrid drive.
  • Determining the time profile of the (torque) torque to be caused by the electrical machine can also be a required drive torque for the hybrid drive are taken into account. In this way, energy-efficient operation of a hybrid drive can be conveniently enabled.
  • a (road) motor vehicle in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle
  • the control unit described in this document comprises the control unit described in this document.
  • the method comprises terminating one or more drag torque reducing measures of the
  • the method comprises operating the electrical machine in order to increase the effect caused by the termination of the one or more drag torque-reducing measures
  • SW software program
  • the SW program can be set up to run on a processor (e.g. on a control unit of a vehicle) and thereby to carry out the method described in this document.
  • the storage medium can comprise a software program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out the method described in this document.
  • Figure la an exemplary hybrid drive of a vehicle with a
  • Figure lb an exemplary parallel hybrid drive with clutch
  • Figure lc an exemplary axle hybrid drive
  • Figure ld an exemplary hybrid drive with PI architecture (without
  • Figure 2 shows an example of a temporal course of the moment of a
  • FIG. 3 shows a flowchart of an exemplary method for operating a hybrid drive when a drag torque-reducing measure is ended.
  • Figures la, lb, lc and ld show block diagrams of exemplary
  • Hybrid drives for a vehicle 100 includes one
  • Internal combustion engine 101 and an electrical machine 102 which can be used individually or together to generate a drive torque for vehicle 100.
  • the internal combustion engine 101 and the electrical machine 102 are arranged in such a way that the moments generated by the respective drive motor add up to form a total drive torque, for example, via a transmission 104 and an output shaft 108 of the transmission 104 are transmitted to one or more wheels 109 of the vehicle 100.
  • the electrical energy for the operation of the electrical machine 102 can be in an electrical
  • Energy storage 110 can be stored.
  • the vehicle 100 further includes a control unit 111 (e.g. an engine control unit) that is configured to determine a requested total drive torque.
  • the requested total drive torque can e.g. Be specified by a driver of the vehicle via an accelerator pedal and / or via an adjustment of the transmission 104. For example, a driver can operate the accelerator pedal to request an increased total drive torque.
  • Control unit 111 can be set up to divide the requested total drive torque into a first torque (for internal combustion engine 101) and a second torque (for electrical machine 102).
  • the control unit 111 can be configured to operate the internal combustion engine 101 and the electrical machine 102 as a function of a requested total drive torque.
  • vehicle 100 includes one
  • Dual clutch transmission 104 which has a first clutch 105, which is set up to couple or decouple the drive shaft 107 of the internal combustion engine 101 with a first input shaft 115 to a first sub-transmission 125 of the transmission 104. Furthermore, the transmission 104 has a second clutch 106, which is set up to drive the drive shaft 107 of the
  • the first input shaft 115 and the second input shaft 116 are identical to each other.
  • the first input shaft 115 can be a solid shaft, which is enclosed by the second input shaft 116 designed as a hollow shaft.
  • the first Input shaft 115 can be coupled to output shaft 108 via first partial transmission 125 and a gear set therein.
  • the second input shaft 115 can be coupled to the output shaft 108 via the second partial transmission 126 and a gear set therein.
  • the odd gears eg 1, 3, 5, etc.
  • the even gears eg 2, 4, 6, etc.
  • the first and / or second partial transmission 125, 126 typically have one or more shifting elements 103, via which the different gears of the respective partial transmission 125, 126 are automatically engaged and / or via which the respective partial transmission 125, 126 can be put into a neutral position (without gear engaged). In a neutral position, the input shaft 115, 116 of a partial transmission 125, 126 is typically decoupled from the output shaft 108.
  • the electric machine 102 of the hybrid drive can be coupled to one of the two sub-transmissions 125, 126 in a space-efficient manner, or can be connected to only one of the two sub-transmissions 125, 126.
  • the electrical machine 102 can be coupled directly to the input shaft 115, 116 from one of the two sub-transmissions 125, 126.
  • the electrical machine 102 can be arranged such that coupling to the input shaft 115, 116 of the respective other sub-transmission 125, 126 is only possible via the clutches 105, 106.
  • FIG. 1b shows a vehicle 100 with a parallel hybrid drive, in which the drive torques of the two motors 101, 102 act additively on the common input shafts of the transmission 104. Furthermore, FIG. 1b shows a clutch 114 with which the transmission 104 can be decoupled from the internal combustion engine 101.
  • 1 c shows a vehicle 100 with an axle hybrid drive, in which the internal combustion engine 101 and the electrical machine 102 are different Drive axles of vehicle 100.
  • the drive torques of the two motors 101, 102 act on different axes of the vehicle 100.
  • FIG. 1d shows a vehicle 100 with a parallel hybrid drive with a PI architecture, in which the electrical machine 102 acts directly on the crankshaft 107, without an electrical machine 102 and
  • the internal combustion engine 101 of a hybrid drive can be deactivated at least temporarily, e.g. with (possibly purely) electrical operation of the
  • the drive shaft 107 of the deactivated internal combustion engine 101 can thus be driven and / or rotated in an unfired fired operation by the electrical machine 102 and / or by the one or more wheels 109 of the vehicle 100.
  • An unfired towed operation of the internal combustion engine 101 has the advantage that the internal combustion engine 101 can be fired again in a short time and in an efficient manner in order to contribute drive torque to the overall drive of the vehicle 100.
  • dragging the internal combustion engine 101 through the electric machine 102 and / or through one or more wheels 109 of the vehicle 100 leads to relatively high drag losses.
  • one or more drag torque reducing measures can be carried out.
  • one or more cylinders of the internal combustion engine 101 can be switched off.
  • the opening and / or closing angles and / or the valve lift of the intake and / or exhaust valves of the internal combustion engine 101 can be adapted in order to reduce the drag torque.
  • it is for firing the internal combustion engine 101 typically requires that the one or more drag torque reducing measures be terminated in preparation for the firing.
  • the unfired towed operation of the internal combustion engine 101 can thus be implemented such that a transition from the unfired towed operation of the internal combustion engine 101 to the fired operation of the
  • Internal combustion engine 101 can lead to a brief increase in the drag torque of the internal combustion engine 101 due to the necessary transition over the unfired towed operation before a switch to the fired operation. Furthermore, leaving the unfired towed operation can result in a positive drive torque being generated immediately when the internal combustion engine 101 is fired, which can be perceived as uncomfortable for the driver of a vehicle 100 and should therefore be compensated for by the electric machine 102. To compensate for the briefly increased drag torque, an additional torque reserve can be held by the electrical machine 102.
  • Internal combustion engine 101 can control the opening and / or closing angles and / or the valve lift of the intake and / or exhaust valves of internal combustion engine 101 in such a way that the minimum, fired basic torque of internal combustion engine 101 is the regenerative torque that can be set by electrical machine 101 Terms of the required
  • FIG. 2 shows an exemplary profile 211 of the torque 200 of a
  • Unfired operation a full drag torque 201 or a reduced drag torque 202 when one or more drag torque-reducing measures are activated.
  • the drag-reduced, unfired operation can be caused to be exited.
  • the one or more drag torque reducing measures can then be terminated, which leads to an increase in the drag torque to the full drag torque 201.
  • the electrical machine 102 can be caused to generate a positive torque 200 (see curve 212), so that the increase in the drag torque of the internal combustion engine 101 is at least partially or preferably completely compensated for.
  • the total torque acting on the one or more wheels 109 then results according to the torque curve 213.
  • Drag torque-reduced, unfired operation of the internal combustion engine 101 is provided for compensation.
  • a drive torque can be generated by the electrical machine 102, on which the time profile 212 shown in FIG. 2 can be superimposed.
  • the combustion engine 101 can be fired are started, which typically generates a positive base torque 204 by the internal combustion engine 101.
  • Internal combustion engine 101 thus typically leads to a positive minimum or basic torque 204.
  • the electrical machine 102 can be used to at least partially and preferably completely compensate for this positive basic torque 204 by operating the electrical machine 102 as a generator ( see course 212 between time 223 and
  • a user of the hybrid drive in particular a driver of vehicle 100, can make a (possibly additional) positive
  • Drive torque are required (e.g. by pressing the accelerator pedal).
  • the (negative) compensation torque caused by the electrical machine 102 can then be reduced (e.g. down to zero), as shown by way of example in FIG. 2.
  • the total drive torque can optionally be divided between the electric machine 102 and / or the internal combustion engine 101.
  • the combustion engine 101 can be fired in such a way that the positive basic torque 204 is as low as possible so that the basic torque 204 can be compensated by the electrical machine 102 with a regenerative torque and the electrical power generated thereby from the electrical energy store 110 can be included.
  • the ignition of the internal combustion engine can take place relatively late (“adjusted late”) in order to reduce the basic torque 204 generated by the internal combustion engine 101.
  • the lead 214 for the electrical machine 102 can also be reduced, which must be kept available in order to enable a smooth transition from the drag-torque-reduced, non-fired operation into the fired operation of the internal combustion engine 101. It can fire all cylinders or just one use certain subset of the cylinders, whereby different basic torque profiles can be generated.
  • FIG. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for operating a hybrid drive, in particular, when leaving a drag torque-optimized overrun cut-off or when leaving a drag torque-reduced, unfired operation of the internal combustion engine 101.
  • the method 300 can be performed by a control unit 111 of a hybrid drive or a vehicle 100 can be executed.
  • the method 300 includes terminating 301 one or more
  • Drag torque-reducing measures of the internal combustion engine 101 in preparation for firing the internal combustion engine 101 can be such that the one or more drag torque reducing measures must be completed before the internal combustion engine 101 can be fired again , ie before fuel can again be injected into the internal combustion engine 101 in order to bring about at least a basic torque 204.
  • the method 300 also includes operating 302 the electrical
  • Machine 102 to increase the drag torque caused by the termination of the one or more drag torque reducing measures
  • Internal combustion engine 101 at least partially or possibly completely
  • the torque reserve 214 required in the electrical machine 102 for leaving the non-fired operation of the internal combustion engine 101 can be reduced.
  • the reduced torque lead 214 in the electrical machine 102 makes it possible to maintain the unfired operation of the internal combustion engine 101 with a relatively low drag torque for an extended period of time since because of the reduced torque reserve 214, the electrical machine 102 can provide more power for the driving task and, moreover, loads more energy into the electrical store 110 in the recuperation mode.
  • the internal combustion engine 102 can be caused to have a higher basic value after exiting the overrun fuel cutoff.
  • Torque 204 starts and thus has an improved efficiency, which reduces the overall consumption of the hybrid drive.

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Abstract

Es wird eine Steuereinheit für einen Hybridantrieb beschrieben, der einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu veranlassen, dass ein oder mehrere Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen des Verbrennungsmotors in Vorbereitung auf eine Befeuerung des Verbrennungsmotors beendet werden. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, die elektrische Maschine zu veranlassen, eine durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors zumindest teilweise zu kompensieren.

Description

Steuereinheit und Verfahren zum Betrieb eines Hybridantriebs mit einem Schleppmoment-reduzierten V erbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft einen Hybridantrieb. Insbesondere betrifft die Erfindung den Betrieb eines Hybridantriebs in Zusammenhang mit Schleppmoment reduzierenden Maßnahmen für einen Verbrennungsmotor des Hybridantriebs.
Ein Fahrzeug mit Hybridantrieb umfasst einen Verbrennungsmotor und zumindest eine elektrische Maschine, die jeweils einzeln und/oder gemeinsam verwendet werden können, um ein an einem Getriebe des Fahrzeugs angefordertes
Antriebsmoment zu erbringen. Zur Reduzierung des Schleppmoments im
Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten bzw. nicht-befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors können ein oder mehrere Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen umgesetzt werden. Beispielhafte Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen sind die Abschaltung von ein oder mehreren Zylindern des
Verbrennungsmotors oder die Anpassung der Öffnungs- und/oder Schließwinkel der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors.
Die Reduzierung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors ermöglicht ein energieeffizientes Mitschleppen des unbefeuerten Verbrennungsmotors, wobei das Mitschleppen des Verbrennungsmotors wiederum eine energieeffiziente und kurzfristige Reaktivierung bzw. Befeuerung des Verbrennungsmotors ermöglicht. Andererseits kann der Verbrennungsmotor typischerweise nicht reaktiviert werden, wenn die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen aktiv sind. Das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen kann mit Komforteinbußen für einen Nutzer des Hybridantriebs verbunden sein.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, einen effizienten und komfortablen Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors eines Hybridantriebs zu ermöglichen (insbesondere in Bezug auf das Beenden des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors).
Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird daraufhingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem
unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für einen Hybridantrieb
beschrieben, wobei der Hybridantrieb ausgebildet sein kann, ein Kraftfahrzeug anzutreiben. Der Hybridantrieb umfasst einen Verbrennungsmotor (z.B. einen Dieselmotor oder einen Ottomotor) und eine elektrische Maschine. Die
Steuereinheit kann eingerichtet sein, den Übergang des Hybridantriebs von einem Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors zu einem befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors zu steuern, insbesondere derart, dass sich das dabei bewirkte Gesamtmoment des Hybridantriebs in stetiger und/oder komfortabler Weise verändert. Hierbei kann es sich um einen befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors mit allen Zylindern des Verbrennungsmotors oder nur mit Befeuerung einer bestimmten Teilmenge der Zylinder des
Verbrennungsmotors handeln.
Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu veranlassen, dass ein oder mehrere Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen des
Verbrennungsmotors in Vorbereitung auf eine Befeuerung des
Verbrennungsmotors beendet werden. Mit anderen Worten, es kann veranlasst werden, dass die Schleppmomenten-Reduzierung des Verbrennungsmotors beendet wird, was typischerweise zur Folge hat, dass der Verbrennungsmotor ein erhöhtes Schleppmoment aufweist.
Das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen kann eine Voraussetzung dafür sein, dass der Verbrennungsmotor wieder befeuert werden kann. Beispielhafte Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen sind die Abschaltung von ein oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors und/oder die Anpassung von Öffnungs- und/oder Schließ winkeln zumindest eines Einlass- und/oder Auslassventils des Verbrennungsmotors.
Außerdem kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die elektrische Maschine zu veranlassen, die durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment- reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des Schleppmoments des
Verbrennungsmotors zumindest teilweise zu kompensieren. Durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen kann z.B. ein erstes zusätzliches Schleppmoment des Verbrennungsmotors bewirkt werden. Mit anderen Worten, das Delta zwischen dem Schleppmoment des
Verbrennungsmotors mit den ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen und dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors ohne die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen kann als das erste zusätzliche Schleppmoment bezeichnet werden. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die elektrische Maschine zu veranlassen, ein von der elektrischen Maschine bewirktes Drehmoment um einen Wert zu erhöhen, der zwischen 50% und 100% des ersten zusätzlichen Schleppmoments liegt.
Es kann somit durch Betrieb der elektrischen Maschine bewirkt werden, dass die Auswirkungen des Beendens der ein oder mehreren Schleppmoment
reduzierenden Maßnahmen auf das Gesamtmoment des Hybridantriebs zumindest teilweise oder vollständig kompensiert werden. So kann der Schleppmoment reduzierte, unbefeuerte Betrieb eines Verbrennungsmotors in komfortabler Weise implementiert und insbesondere wieder beendet werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen zeitlichen Verlauf zu ermitteln, mit dem sich das Schleppmoment des Verbrennungsmotors beim Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen verändert. Das von der elektrischen Maschine bewirkte Drehmoment zur zumindest teilweisen Kompensation des zusätzlichen Schleppmoments kann dann in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des Schleppmoments des Verbrennungsmotors angepasst werden, insbesondere in komplementärer Weise. So kann die Kompensation der Veränderung des Schleppmoments in besonders präziser Weise erfolgen. Dabei kann der zeitliche Verlauf des Schleppmoments im Vorfeld (z.B. durch
Messungen) ermittelt werden, und als Kenndaten abgespeichert werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, im Anschluss an das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen zu veranlassen, dass der Verbrennungsmotor befeuert wird, so dass durch den Verbrennungsmotor ein Grund-Drehmoment bewirkt wird. Durch die Befeuerung des
Verbrennungsmotors erfolgt somit ein Übergang von dem (vollen)
Schleppmoment bis zu dem Grund-Drehmoment. Dieser Übergang kann für einen Nutzer des Hybridantriebs als unangenehm empfunden werden (z.B. weil der Übergang zu einem Antrieb eines Fahrzeugs führt, obwohl keine Veränderung des Fahrpedals des Fahrzeugs vorgenommen wurde). Die elektrische Maschine kann dann veranlasst werden, das Grund-Drehmoment zumindest teilweise zu kompensieren und/oder den Übergang von dem
Schleppmoment zu dem Grund-Drehmoment des Verbrennungsmotors zumindest teilweise zu kompensieren. Insbesondere kann von der elektrischen Maschine ein zeitlicher Verlauf des Moments bewirkt werden, der zumindest teilweise komplementär zu dem Übergang von dem Schleppmoment zu dem Grund- Drehmoment des Verbrennungsmotors ist. So kann der Komfort beim Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs eines
Verbrennungsmotors weiter erhöht werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, ein oder mehrere Drehmoment reduzierende Maßnahmen zur Reduzierung des (ggf. kleinsten bzw.
kleinstmöglichen befeuerten) Grund-Drehmoments des Verbrennungsmotors zu bewirken. Dabei können die ein oder mehreren Drehmoment-reduzierenden Maßnahmen insbesondere eine Veränderung des Zündzeitpunkts (Ottomotor), der Einspritzmenge (Dieselmotor) und/oder von ein oder mehreren Kraftstoff- Einspritzparametem des Verbrennungsmotors umfassen. Durch die Reduzierung des Grund-Drehmoments kann die Differenz zwischen dem Schleppmoment und dem (ggf. kleinsten befeuerten) Grund-Drehmoment des Verbrennungsmotors reduziert werden. Als Folge daraus kann der Drehmoment-Bereich, der von der elektrischen Maschine zur Kompensation gestellt und somit ggf. vorgehalten werden muss, reduziert werden. Durch Reduzierung des Drehmoment- Vorhalts der elektrischen Maschine, der für das Verlassen eines Schleppmoment reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors vorgehalten wird, können die Einsatzmöglichkeiten der elektrischen Maschine während des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors und damit die Energieeffizienz des Hybridantriebs erhöht werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein (ggf. maximales bzw. maximal mögliches) Kompensationsmoment zu ermitteln, das von der elektrischen Maschine bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann zu Beginn des Prozesses zum Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors ermitelt werden, welcher Drehmoment-Bereich der elektrischen Maschine für Kompensationszwecke zur Verfügung steht. Dieser Drehmoment-Bereich kann als verfügbares
Kompensationsmoment betrachtet werden.
Es können dann in Abhängigkeit von dem verfügbaren bzw. stellbaren
Kompensationsmoment der elektrischen Maschine ein oder mehrere
Drehmoment-reduzierende oder Drehmoment-erhöhende Maßnahmen zur Reduzierung oder zur Erhöhung des Grund-Drehmoments des
Verbrennungsmotors bewirkt werden. Beispielsweise kann das Grund- Drehmoment erhöht werden, wenn ein relativ hohes Kompensationsmoment verfügbar ist. So kann bewirkt werden, dass der Verbrennungsmotor bei
Befeuerung direkt in einem Betriebspunkt mit einem relativ hohen Wirkungsgrad betrieben wird (was zu einer erhöhten Energieeffizienz des Hybridantriebs führt). Beispielsweise kann in Abhängigkeit von dem verfügbaren
Kompensationsmoment der Verbrennungsmotor in einen Betrieb mit Befeuerung aller Zylindern oder nur mit Befeuerung einer bestimmten Teilmenge der Zylinder des Verbrennungsmotors überführt werden.
Das Grund-Drehmoment des Verbrennungsmotors kann reduziert werden, wenn nur ein relativ kleines Kompensationsmoment der elektrischen Maschine verfügbar ist (z.B. weil während des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors nur ein relativ geringer Drehmomenten- Vorhalt der elektrischen Maschine berücksichtigt wurde). So kann die Dauer des
Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors verlängert werden (was zu einer erhöhten Energieeffizienz des Hybridantriebs führt).
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, im Anschluss an das Wiedereinsetzen der Befeuerung des Verbrennungsmotors ein (z.B. von einem Fahrer eines Fahrzeugs) angefordertes Antriebsmoment zu bestimmen. Das Antriebsmoment kann dann auf ein von dem Verbrennungsmotor zu erbringendes Drehmoment und/oder auf ein von der elektrischen Maschine zu erbringendes Drehmoment aufgeteilt werden. So kann ein energieeffizienter Betrieb des Hybridantriebs ermöglicht werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein (während des Schleppmoment reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors), zu bestimmen, ob ein angefordertes Antriebsmoment unter Berücksichtigung des Drehmoment- Vorhalts der elektrischen Maschine zur zumindest teilweisen Kompensation des zeitlichen Momentenverlaufs des Verbrennungsmotors beim Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors durch die elektrische Maschine erbracht werden kann oder nicht. Es kann dann die Befeuerung des Verbrennungsmotors vorbereitet werden und/oder das Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors veranlasst werden, wenn bestimmt wird, dass das angeforderte Antriebsmoment nicht durch die elektrische Maschine erbracht werden kann. Andererseits kann ggf. der Schleppmoment-reduzierte, unbefeuerte Betrieb fortgeführt werden. So wird ein zuverlässiger und komfortabler Betrieb eines Hybridantriebs ermöglicht.
Die Steuereinheit kann somit eingerichtet sein, den zeitlichen Verlauf des von dem Verbrennungsmotor ausgehend von dem Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betrieb bis zu dem befeuerten Betrieb bewirkten (Dreh-)Moments zu ermitteln. Dieser Verlauf kann im Vorfeld (z.B. experimentell) ermittelt und als Kenndaten gespeichert werden. Der zeitliche Verlauf des von der elektrischen Maschine zu bewirkenden Moments kann dann in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf des von dem Verbrennungsmotor bewirkten Moments ermittelt werden oder ermittelt worden sein, insbesondere derart, dass sich ein stetiger zeitlicher Verlauf des Gesamtmoment des Hybridantriebs ergibt. Bei der
Ermittlung des zeitlichen Verlaufs des von der elektrischen Maschine zu bewirkenden (Dreh-)Moments kann auch ein gefordertes Antriebsmoments für den Hybridantrieb berücksichtigt werden. So kann in komfortabler Weise ein energieeffizienter Betrieb eines Hybridantriebs ermöglicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines
Hybridantriebs mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine beim Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors beschrieben. Das Verfahren umfasst das Beenden von ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen des
Verbrennungsmotors in Vorbereitung auf eine Befeuerung des
Verbrennungsmotors. Außerdem umfasst das Verfahren das Betreiben der elektrischen Maschine, um eine durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des
Schleppmoments des Verbrennungsmotors zumindest teilweise oder vollständig zu kompensieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) aus geführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument
beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument
beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der
Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur la einen beispielhaften Hybridantrieb eines Fahrzeugs mit einem
Doppelkupplungsgetriebe;
Figur lb einen beispielhaften Parallel-Hybridantrieb mit Trennkupplung;
Figur lc einen beispielhaften Achs-Hybridantrieb;
Figur ld einen beispielhaften Hybridantrieb mit PI -Architektur (ohne
Trennkupplung zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine);
Figur 2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf des Moments eines
Verbrennungsmotors beim Verlassen eines Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Hybridantriebs beim Beenden einer Schleppmoment-reduzierenden Maßnahme.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem Betrieb eines Hybridantriebs, insbesondere beim Beenden von ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen. In diesem Zusammenhang zeigen die Figuren la, lb, lc und ld Blockdiagramme von beispielhaften
Hybridantrieben für ein Fahrzeug 100. Ein Hybridantrieb umfasst einen
Verbrennungsmotor 101 und eine elektrische Maschine 102, die einzeln oder zusammen genutzt werden können, um ein Antriebsmoment für das Fahrzeug 100 zu generieren. Der Verbrennungsmotor 101 und die elektrische Maschine 102 sind derart angeordnet, dass sich die durch den jeweiligen Antriebsmotor generierten Momente zu einem Gesamt-Antriebsmoment addieren, das z.B. über ein Getriebe 104 und eine Abtriebswelle 108 des Getriebes 104 auf ein oder mehrere Räder 109 des Fahrzeugs 100 übertragen wird. Die elektrische Energie für den Betrieb der elektrischen Maschine 102 kann in einem elektrischen
Energiespeicher 110 gespeichert werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Steuereinheit 111 (z.B. ein Motor- Steuergerät), die eingerichtet ist, ein angefordertes Gesamt-Antriebsmoment zu bestimmen. Das angeforderte Gesamt- Antriebsmoment kann z.B. über ein Fahrpedal und/oder über eine Einstellung des Getriebes 104 von einem Fahrer des Fahrzeugs vorgegeben werden. Beispielsweise kann ein Fahrer das Fahrpedal betätigen, um ein erhöhtes Gesamt-Antriebsmoment anzufordem. Die
Steuereinheit 111 kann eingerichtet sein, das angeforderte Gesamt- Antriebsmoment in ein erstes Moment (für den Verbrennungsmotor 101) und in ein zweites Moment (für die elektrische Maschine 102) aufzuteilen. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 111 kann eingerichtet sein, den Verbrennungsmotor 101 und die elektrische Maschine 102 in Abhängigkeit von einem angeforderten Gesamt- Antriebsmoment zu betreiben.
In dem in Fig. la dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeug 100 ein
Doppelkupplungsgetriebe 104, das eine erste Kupplung 105 aufweist, die eingerichtet ist, die Antriebswelle 107 des Verbrennungsmotors 101 mit einer ersten Eingangswelle 115 zu einem ersten Teilgetriebe 125 des Getriebes 104 zu koppeln oder davon zu entkoppeln. Des Weiteren weist das Getriebe 104 eine zweite Kupplung 106 auf, die eingerichtet ist, die Antriebswelle 107 des
Verbrennungsmotors 101 mit einer zweiten Eingangswelle 116 zu einem zweiten Teilgetriebe 126 des Getriebes 104 zu koppeln oder davon zu entkoppeln.
Die erste Eingangswelle 115 und die zweite Eingangswelle 116 sind
typischerweise koaxial zueinander. Insbesondere kann es sich bei der ersten Eingangswelle 115 um eine Vollwelle handeln, die von der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle 116 umschlossen wird. Die erste Eingangswelle 115 kann über das erste Teilgetriebe 125, und einem darin eingestellten Gang, mit der Abtriebswelle 108 gekoppelt sein. Des Weiteren kann die zweite Eingangswelle 115 über das zweite Teilgetriebe 126, und einem darin eingestellten Gang, mit der Abtriebswelle 108 gekoppelt sein. Beispielsweise können durch das erste Teilgetriebe 125 die ungeraden Gänge (z.B. 1, 3, 5, etc.) und durch das zweite Teilgetriebe 126 die geraden Gänge (z.B. 2, 4, 6, etc.) bereitgestellt werden. Das erste und/oder zweite Teilgetriebe 125, 126 weisen typischerweise ein oder mehrere Schaltelemente 103 auf, über die automatisiert die unterschiedlichen Gänge des jeweiligen Teilgetriebes 125, 126 eingelegt und/oder über die das jeweilige Teilgetriebe 125, 126 in eine Neutralstellung versetzt werden kann (ohne eingelegten Gang). In einer Neutralstellung ist typischerweise die Eingangswelle 115, 116 eines Teilgetriebes 125, 126 von der Abtriebswelle 108 entkoppelt.
Die elektrische Maschine 102 des Hybridantriebs kann in bauraumeffizienter Weise mit einem der beiden Teilgetriebe 125, 126 koppelbar sein, bzw. an nur einem der beiden Teilgetriebe 125, 126 angebunden sein. Insbesondere kann die elektrische Maschine 102 direkt mit der Eingangswelle 115, 116 von einem der beiden Teilgetriebe 125, 126 koppelbar sein. Des Weiteren kann die elektrische Maschine 102 derart angeordnet sein, dass eine Kopplung mit der Eingangswelle 115, 116 des jeweils anderen Teilgetriebes 125, 126 nur über die Kupplungen 105, 106 möglich ist.
Fig. lb zeigt ein Fahrzeug 100 mit einem Parallel-Hybridantrieb, bei dem die Antriebsmomente der beiden Motoren 101, 102 additiv auf die gemeinsame Eingangswellen des Getriebes 104 einwirken. Des Weiteren zeigt Fig. lb eine Kupplung 114, mit der das Getriebe 104 von dem Verbrennungsmotor 101 entkoppelt werden kann.
Fig. lc zeigt ein Fahrzeug 100 mit einem Achs-Hybridantrieb, bei dem der Verbrennungsmotor 101 und die elektrische Maschine 102 unterschiedliche Achsen des Fahrzeugs 100 antreiben. Mit anderen Worten, die Antriebsmomente der beiden Motoren 101, 102 wirken an unterschiedlichen Achsen des Fahrzeugs 100.
Fig. Id zeigt ein Fahrzeug 100 mit einem Parallel-Hybridantrieb mit einer PI Architektur, bei der die elektrische Maschine 102 direkt auf die Kurbelwelle 107 einwirkt, ohne Vorliegen einer zwischen elektrischer Maschine 102 und
Verbrennungsmotor 101 liegenden Trennkupplung.
Der Verbrennungsmotor 101 eines Hybridantriebs kann zumindest zeitweise deaktiviert werden, z.B. bei einem (ggf. rein) elektrischen Betrieb des
Hybridantriebs und/oder wenn die ein oder mehreren Räder 109 des Fahrzeugs 100 die Abtriebswelle 108 antreiben. Die Antriebswelle 107 des deaktivierten Verbrennungsmotors 101 kann somit in einem unbefeuert geschleppten Betrieb von der elektrischen Maschine 102 und/oder von den ein oder mehreren Rädern 109 des Fahrzeugs 100 angetrieben und/oder mitgedreht werden. Ein unbefeuert geschleppter Betrieb des Verbrennungsmotors 101 hat den Vorteil, dass der Verbrennungsmotor 101 kurzfristig und in effizienter Weise wieder befeuert werden kann, um Antriebsdrehmoment zum Gesamtantrieb des Fahrzeugs 100 beizusteuem. Dabei führt jedoch das Schleppen des Verbrennungsmotors 101 durch die elektrische Maschine 102 und/oder durch ein oder mehrere Räder 109 des Fahrzeugs 100 zu relativ hohen Schleppverlusten.
Zur Reduzierung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors 101 können ein oder mehrere Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen durchgeführt werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Zylinder des Verbrennungsmotors 101 abgeschaltet werden. Alternativ oder ergänzend können die Öffnungs- und/oder Schließwinkel und/oder der Ventilhub der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors 101 angepasst werden, um das Schleppmoment zu reduzieren. Für eine Befeuerung des Verbrennungsmotors 101 ist es jedoch typischerweise erforderlich, dass in Vorbereitung auf die Befeuerung die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen wieder beendet werden.
Der unbefeuert geschleppte Betrieb des Verbrennungsmotors 101 kann somit derart umgesetzt werden, dass ein Übergang aus dem unbefeuert geschleppten Betrieb des Verbrennungsmotors 101 in den befeuerten Betrieb des
Verbrennungsmotors 101 möglich ist. Der unbefeuert geschleppte Betrieb hat jedoch ein relativ hohes Schleppmoment des Verbrennungsmotors 101 und somit relativ hohe Verluste zur Folge. Alternativ kann eine Betriebsart mit ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen gewählt werden. Dieser Schleppmoment-reduzierte, unbefeuert geschleppte Betrieb des
Verbrennungsmotors 101 kann dazu führen, dass bei einem Übergang in den Verbrennungsbetrieb des Verbrennungsmotors 101 dessen Schleppmoment aufgrund des dazu erforderlichen Übergangs über den unbefeuerten geschleppten Betriebs kurzzeitig ansteigt, bevor im Anschluss in den befeuerten Betrieb gewechselt werden kann. Des Weiteren kann das Verlassen des unbefeuert geschleppten Betriebs dazu führen, dass mit Befeuerung des Verbrennungsmotors 101 sofort ein positives Antriebsdrehmoment erzeugt wird, was für den Fahrer eines Fahrzeugs 100 als unkomfortabel empfunden werden kann und somit von der elektrischen Maschine 102 kompensiert werden sollte. Zur Kompensation des kurzzeitig erhöhten Schleppmoments kann von der elektrischen Maschine 102 eine zusätzliche Drehmomentreserve vorgehalten werden.
Zum Verlassen einer Schleppmoment-optimierten Schubabschaltung des
Verbrennungsmotors 101 können die Öffhungs- und/oder Schließwinkel und/oder der Ventilhub der Einlass- und/oder Auslassventile des Verbrennungsmotors 101 derart angesteuert werden, dass das minimale, befeuerte Grund-Drehmoment des Verbrennungsmotors 101 das durch die elektrische Maschine 101 stellbare generatorische Drehmoment in Bezug auf das geforderte
Kurbelwellendrehmoment an dem Verbrennungsmotor 101 nicht übersteigt. Beim Einblenden der Befeuerung des Verbrennungsmotors 101 kann die elektrische Maschine 102 das Grund-Drehmoment derart kompensieren, dass das
resultierende Antriebsdrehmoment des Hybridantriebs weiterhin dem
Fahrerwunsch entspricht. Nach Reaktivierung des Verbrennungsmotors 101 kann wieder eine standardmäßige Aufteilung des Gesamt- Antriebsdrehmoments auf die elektrische Maschine 102 und auf den Verbrennungsmotor 101 erfolgen.
Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Verlauf 211 des Moments 200 eines
Verbrennungsmotors 101. Dabei weist der Verbrennungsmotor 101 im
unbefeuerten Betrieb ein volles Schleppmoment 201 bzw. bei Aktivierung von ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen ein reduziertes Schleppmoment 202 auf. An einem Zeitpunkt 221 kann veranlasst werden, dass der schleppreduzierte, unbefeuerte Betrieb verlassen wird. Die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen können dann beendet werden, was zu einer Erhöhung des Schleppmoments auf das volle Schleppmoment 201 führt. Synchron zum Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen kann die elektrische Maschine 102 veranlasst werden, ein positives Drehmoment 200 zu generieren (siehe Verlauf 212), so dass die Erhöhung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors 101 zumindest teilweise oder bevorzugt vollständig kompensiert wird. Es ergibt sich dann das auf die ein oder mehreren Räder 109 wirkende Gesamtmoment gemäß dem Drehmoment- Verlauf 213.
Es sei daraufhingewiesen, dass in Fig. 2 nur das zusätzliche Drehmoment dargestellt ist, das durch die elektrische Maschine 102 beim Beenden des
Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors 101 zur Kompensation erbracht wird. Darüber hinaus kann von der elektrischen Maschine 102 ein Antriebsmoment erbracht werden, dem der in Fig. 2 dargestellte zeitliche Verlauf 212 überlagert werden kann.
Am Zeitpunkt 223 kann (nach Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment- reduzierenden Maßnahmen) die Befeuerung des Verbrennungsmotors 101 gestartet werden, wodurch typischerweise ein positives Grund-Drehmoment 204 durch den Verbrennungsmotor 101 erzeugt wird. Die Befeuerung des
Verbrennungsmotors 101 führt somit typischerweise zu einem positiven Mindest- bzw. Grund-Drehmoment 204. Die elektrische Maschine 102 kann dazu genutzt werden, dieses positive Grund-Drehmoment 204 zumindest teilweise und bevorzugt vollständig zu kompensieren, indem die elektrische Maschine 102 als Generator betrieben wird (siehe Verlauf 212 zwischen Zeitpunkt 223 und
Zeitpunkt 224).
Zum Zeitpunkt 225 kann von einem Nutzer des Hybridantriebs, insbesondere von einem Fahrer des Fahrzeugs 100, ein (ggf. zusätzliches) positives
Antriebsmoment gefordert werden (z.B. durch Betätigung des Fahrpedals). Das von der elektrischen Maschine 102 bewirkte (negative) Kompensationsmoment kann dann reduziert werden (z.B. bis auf Null), wie in der Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Des Weiteren kann ggf. eine Aufteilung des Gesamt- Antriebsmoments auf die elektrische Maschine 102 und/oder auf den Verbrennungsmotor 101 erfolgen.
Die Befeuerung des Verbrennungsmotors 101 kann derart erfolgen, dass das positive Grund-Drehmoment 204 möglichst nur so gering ist, dass das Grund- Drehmoment 204 von der elektrischen Maschine 102 mit einem generatorischen Drehmoment kompensiert werden kann und die dabei generierte elektrische Leistung von dem elektrischen Energiespeicher 110 aufgenommen werden kann. Insbesondere kann die Zündung des Verbrennungsmotors relativ spät erfolgen („nach spät verstellt werden“), um das von dem Verbrennungsmotor 101 erzeugte Grund-Drehmoment 204 zu reduzieren. Als Folge daraus kann auch der Vorhalt 214 für die elektrische Maschine 102 reduziert werden, der vorgehalten werden muss, um einen gleichmäßigen Übergang von dem Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betrieb in den befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors 101 zu ermöglichen. Dabei kann eine Befeuerung aller Zylinder oder nur einer bestimmten Teilmenge der Zylinder einsetzten, wodurch unterschiedliche Grund- Drehmoment- Verläufe erzeugt werden können.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Betrieb eines Hybridantriebs, insbesondere beim Verlassen einer Schleppmoment optimierten Schubabschaltung bzw. beim Verlassen eines Schleppmoment reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors 101. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuereinheit 111 eines Hybridantriebs bzw. eines Fahrzeugs 100 ausgeführt werden.
Das Verfahren 300 umfasst das Beenden 301 von ein oder mehreren
Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen des Verbrennungsmotors 101 in Vorbereitung auf eine Befeuerung des Verbrennungsmotors 101. Die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen können dabei derart sein, dass die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen beendet sein müssen, bevor der Verbrennungsmotor 101 wieder befeuert werden kann, d.h. bevor wieder Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 101 gespritzt werden kann, um zumindest ein Grund-Drehmoment 204 zu bewirken.
Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Betreiben 302 der elektrischen
Maschine 102, um die durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment- reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des Schleppmoments des
Verbrennungsmotors 101 zumindest teilweise oder ggf. vollständig zu
kompensieren.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte kann der erforderliche Drehmoment- Vorhalt 214 in der elektrischen Maschine 102 für das Verlassen des unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors 101 reduziert werden. Der reduzierte Drehmoment- Vorhalt 214 in der elektrischen Maschine 102 ermöglicht es, den unbefeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors 101 mit einem relativ geringen Schleppmoment für einen verlängerten Zeitraum aufrechtzuerhalten, da die elektrische Maschine 102 aufgrund des reduzierten Drehmoment- Vorhalts 214 mehr Leistung für die Fahraufgabe bereitstellen kann und darüber hinaus im Rekuperationsbetrieb mehr Energie in den elektrischen Speicher 110 lädt.
Alternativ oder ergänzend kann bewirkt werden, dass der Verbrennungsmotor 102 nach dem Ausstieg aus der Schubabschaltung mit einem höheren Grund-
Drehmoment 204 startet und damit einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist, was den Gesamtverbrauch des Hybridantriebs verringert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Steuereinheit (111) für einen Hybridantrieb, der einen Verbrennungsmotor (101) und eine elektrische Maschine (102) umfasst; wobei die Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- zu veranlassen, dass ein oder mehrere Schleppmoment-reduzierende Maßnahmen des Verbrennungsmotors (101) in Vorbereitung auf eine Befeuerung des Verbrennungsmotors (101) beendet werden; und
- die elektrische Maschine (102) zu veranlassen, eine durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors (101) zumindest teilweise zu kompensieren.
2) Steuereinheit (111) gemäß Anspruch 1 , wobei
- durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment- reduzierenden Maßnahmen ein erstes zusätzliches Schleppmoment des Verbrennungsmotors (101) bewirkt wird; und
- die Steuereinheit (111) eingerichtet ist, die elektrische Maschine (102) zu veranlassen, ein von der elektrischen Maschine (102) bewirktes Drehmoment um einen Wert zu erhöhen, der zwischen 50% und 100%, insbesondere bei 100%, des ersten zusätzlichen Schleppmoments liegt.
3) Steuereinheit (111) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- einen zeitlichen Verlauf (211) zu ermitteln, mit dem sich das
Schleppmoment des Verbrennungsmotors (101) beim Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen verändert; und
- das von der elektrischen Maschine (102) bewirkte Drehmoment zur zumindest teilweisen Kompensation des zusätzlichen Schleppmoments in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf (211) anzupassen.
4) Steuereinheit (111) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- im Anschluss an das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment reduzierenden Maßnahmen zu veranlassen, dass der
Verbrennungsmotor (101) befeuert wird, so dass durch den Verbrennungsmotor (101) ein Grund-Drehmoment (204) bewirkt wird; und
- die elektrische Maschine (102) zu veranlassen, das Grund- Drehmoment (204) zumindest teilweise zu kompensieren und/oder einen Übergang von dem Schleppmoment zu dem Grund-Drehmoment (204) des Verbrennungsmotors (101) zumindest teilweise zu kompensieren.
5) Steuereinheit (111) gemäß Anspruch 4, wobei
- die Steuereinheit (111) eingerichtet ist, ein oder mehrere Drehmoment reduzierende Maßnahmen zur Reduzierung des Grund-Drehmoments (204) des Verbrennungsmotors (101) zu bewirken; und
- die ein oder mehreren Drehmoment-reduzierende Maßnahmen
insbesondere eine Veränderung eines Zündzeitpunktes zur Zündung des Verbrennungsmotors (101) umfassen.
6) Steuereinheit (111) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die
Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- ein Kompensationsmoment zu ermitteln, das von der elektrischen
Maschine (102) gestellt werden kann; und
- ein oder mehrere Drehmoment-reduzierende oder Drehmoment
erhöhende Maßnahmen zur Reduzierung oder zur Erhöhung des Grund-Drehmoments (204) in Abhängigkeit von dem stellbaren Kompensationsmoment zu bewirken.
7) Steuereinheit (111) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die
Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- im Anschluss an das Wiedereinsetzen der Befeuerung des
Verbrennungsmotors (101) ein angefordertes Antriebsmoment zu bestimmen; und
- das Antriebsmoment auf ein von dem Verbrennungsmotor (101) zu erbringendes Drehmoment und auf ein von der elektrischen Maschine (102) zu erbringendes Drehmoment aufzuteilen.
8) Steuereinheit (111) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- zu bestimmen, ob ein angefordertes Antriebsmoment unter
Berücksichtigung eines Drehmoment- Vorhalts (204) zur zumindest teilweisen Kompensation eines zeitlichen Verlaufs (211) des von dem Verbrennungsmotor (101) bewirkten Drehmoments beim Verlassen eines Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors (101) durch die elektrische Maschine (102) erbracht werden kann; und
- die Befeuerung des V erbrennungsmotors (101) vorzubereiten und/oder das Verlassen des Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors (101) zu veranlassen, wenn bestimmt wird, dass das angeforderte Antriebsmoment nicht durch die elektrische Maschine (102) erbracht werden kann.
9) Steuereinheit (111) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (111) eingerichtet ist,
- einen zeitlichen Verlauf (211 ) des von dem V erbrennungsmotor (101) ausgehend von einem Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betrieb bis zu einem befeuerten Betrieb bewirkten Drehmoments (200) zu ermitteln; und
- einen zeitlichen Verlauf (212) des von der elektrischen Maschine (102) zu bewirkenden Drehmoments (200) in Abhängigkeit von dem zeitlichen Verlauf (211) des von dem Verbrennungsmotor (101) bewirkten Drehmoments (200) zu ermitteln, insbesondere derart, dass sich ein stetiger zeitlicher Verlauf (213) eines Gesamtdrehmoments ergibt.
10) Steuereinheit (111) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen umfassen,
- eine Abschaltung von ein oder mehreren Zylindern des
Verbrennungsmotors (101); und/oder
- eine Anpassung von Öffnungs- und/oder Schließ winkeln mindestens eines Einlass- und/oder Auslassventils des Verbrennungsmotors (101); und/oder
- eine Anpassung eines Öffhungshubs mindestens eines Einlass- und/oder Auslassventils des Verbrennungsmotors (101).
11) Verfahren (300) zum Betrieb eines Hybridantriebs mit einem
Verbrennungsmotor (101) und einer elektrischen Maschine (102) beim
Verlassen eines Schleppmoment-reduzierten, unbefeuerten Betriebs des Verbrennungsmotors (101); wobei das Verfahren (300) umfasst,
- Beenden (301) von ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen des Verbrennungsmotors (101) in Vorbereitung auf eine Befeuerung des Verbrennungsmotors (101); und
- Betreiben (302) der elektrischen Maschine (102), um eine durch das Beenden der ein oder mehreren Schleppmoment-reduzierenden Maßnahmen bewirkte Erhöhung des Schleppmoments des Verbrennungsmotors (101) zumindest teilweise zu kompensieren.
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