DE102008001278A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (8) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (8) zumindest einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor (2) und einem Elektromotor (3), eine zwischen den Verbrennungsmotor (2) und den Elektromotor (3) geschaltete Kupplung (4), ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb (6) angeordnetes Getriebe (5), dem eine Haupthydraulikpumpe und gegebenenfalls eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet ist, sowie ein getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement (9) umfasst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn der Verbrennungsmotor (2) ausgeschaltet und die zwischen den Verbrennungsmotor (2) und den Elektromotor (3) geschaltete Kupplung (4) geöffnet ist, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal der Elektromotor (3) des Hybridantriebs mit einer solchen Drehzahl betrieben wird, dass einerseits über die Haupthydraulikpumpe für das Getriebe (5) ein zum Halten eines definierten Gangs erforderlicher Druck und andererseits für das Anfahrelement (9) ein Schleifmoment bzw. Kriechmoment bereitgestellt wird, wobei nach einem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors (3) des Hybridantriebs derart gesteuert oder geregelt wird, dass ein vorgegebenes Anfahrmoment für den Antriebsstrang (8) bereitgestellt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Ein Getriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der zumindest ein Getriebe und als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor umfasst.
- Bei einem Antriebsstrang mit einem sogenannten Parallelhybridantrieb ist zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor des Hybridantriebs eine Kupplung geschaltet, über die der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs von einem Abtrieb des Antriebstrangs abgekoppelt werden kann. Beim Anfahren eines solchen Antriebsstrangs mit einem Parallelhybridantrieb ist der Verbrennungsmotor typischerweise ausgeschaltet und die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor des Hybridantriebs geschaltete Kupplung geöffnet, wobei dann das Anfahren über den Elektromotor des Hybridantriebs idealerweise aus einer Drehzahl von Null erfolgt, da der Elektromotor bereits bei sehr geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment bereitstellen kann. Bei einem solchen Anfahren des Antriebsstrangs aus einer Drehzahl von Null heraus liegt demnach keine sogenannte Leerlaufdrehzahl vor, die zum Antreiben einer dem Getriebe zugeordneten Haupthydraulikpumpe verwendet werden könnte. Um dennoch einen zum Anfahren erforderlichen Hydraulikdruck im Antriebsstrang bereitstellen zu können, ist dem Getriebe eines solchen Antriebsstrangs nach der Praxis zusätzlich zu der Haupthydraulikpumpe auch eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet, mit Hilfe derer ein zum Anfahren erforderlicher Hydraulikdruck bereitgestellt werden kann.
- Für den Fall, dass ein solcher Antriebsstrang keine Zusatzhydraulikpumpe aufweist oder die Zusatzhydraulikpumpe defekt ist, kann bislang kein definiertes elektromotorisches Anfahren gewährleistet werden. Es besteht demnach ein Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, mit welchem selbst dann, wenn keine Zusatzhydraulikpumpe vorhanden ist oder eine vorhandene Zusatzhydraulikpumpe defekt ist, ein definiertes elektromotorisches Anfahren gewährleistet werden kann.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäßwird dann, wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet und die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung geöffnet ist, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei betätigtem Bremspedal der Elektromotor des Hybridantriebs mit einer solchen Drehzahl betrieben wird, dass einerseits über die Haupthydraulikpumpe für das Getriebe ein zum Halten eines definierten Gangs erforderlicher Druck und andererseits für das Anfahrelement ein Schleifmoment bzw. Kriechmoment ohne Schädigung des Getriebes bereitgestellt wird, wobei nach einem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors des Hybridantriebs derart gesteuert oder geregelt erhöht wird, dass ein vorgegebenes Anfahrmoment für den Antriebsstrang bereitgestellt wird.
- Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann für einen Antriebsstrang, der einen Hybridantrieb und ein Getriebe umfasst, selbst dann, wenn dem Getriebe keine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet ist oder die dem Getriebe zugeordnete Zusatzhydraulikpumpe defekt ist, ein definiertes elektromotorisches Anfahren mit gutem Anfahrkomfort gewährleistet werden. Die Bereitstellung des Schleif- bzw. Kriechmoments für das Anfahrmoment erfolgt dabei insbesondere durch eine oder mehrere hierfür ausgelegte Kupplungen und/oder Bremsen, welche sich im Schleifpunkt befinden. Mit dieser Maßnahme wird vorteilhafterweise eine Schädigung des Getriebes vermieden.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist; und -
2 ein alternatives Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist. - Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
-
1 zeigt exemplarisch ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchen das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist. So zeigt1 ein Schema eines Antriebsstrangs1 eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang1 gemäß1 einen Hybridantrieb umfasst, der von einem Verbrennungsmotor2 und einem Elektromotor3 gebildet ist. Zwischen den Verbrennungsmotor2 und den Elektromotor3 ist eine Kupplung4 geschaltet, die dann, wenn der Antriebsstrang1 ausschließlich vom Elektromotor3 betrieben wird, geöffnet ist. Neben dem Hybridantrieb umfasst der Antriebsstrang1 gemäß1 weiterhin ein Getriebe5 , welches das vom Hybridantrieb bereitgestellte Zugkraftangebot auf einem Abtrieb6 , nämlich anzutreibenden Rädern, des Antriebsstrangs umsetzt. Das Getriebe kann z. B. als Automatgetriebe oder als automatisiertes Getriebe ausgeführt sein. Bei einem Automatgetriebe werden Schaltungen ohne Zugkraftunterbrechung und bei einem automatisierten Getriebe werden Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung ausgeführt. Beim Antriebsstrang der1 ist zwischen den Elektromotor3 des Hybridantriebs und das Getriebe5 eine weitere Kupplung7 geschaltet. Diese Kupplung7 dient als getriebeexternes Anfahrelement beim elektromotorischen Anfahren. -
2 zeigt exemplarisch ein weiteres Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchen das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist, wobei sich der Antriebsstrang8 des Antriebsstrangschemas der2 vom Antriebsstrang1 des Antriebsstrangschemas der1 dadurch unterscheidet, dass die Kupplung7 bzw. das getriebeexterne Anfahrelement entfällt und durch ein getriebeinternes Anfahrelement9 ersetzt ist. - Um im Getriebe
5 des jeweiligen Antriebsstrangs einen Hydraulikdruck bereitzustellen, ist dem jeweiligen Getriebe5 eine nicht-dargestellte Haupthydraulikpumpe zugeordnet. Gegebenenfalls kann dem Getriebe neben der Haupthydraulikpumpe auch eine ebenfalls nicht-dargestellte Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet sein. Eine solche Zusatzhydraulikpumpe dient insbesondere dem Bereitstellen eines erforderlichen Drucks im Getriebe beim elektromotorischen Anfahren. Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, mit welchem selbst dann, wenn eine Zusatzhydraulikpumpe defekt ist oder keinerlei Zusatzhydraulikpumpe vorhanden ist, ein definiertes elektromotorisches Anfahren gewährleistet werden kann. - Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dann, wenn der Verbrennungsmotor
2 des jeweiligen Antriebsstrangs ausgeschaltet ist und die zwischen dem Verbrennungsmotor2 und den Elektromotor3 geschaltete Kupplung4 geöffnet ist, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen, dass bei einem betätigten Bremspedal der Elektromotor3 des Hybridantriebs mit einer solchen Drehzahl betrieben wird, dass einerseits über die Haupthydraulikpumpe für das Getriebe5 ein zum Halten eines definierten Gangs erforderlicher Druck und andererseits für das Anfahrelement7 bzw.9 des jeweiligen An triebsstrangs ein Schleifmoment bzw. Kriechmoment bereitgestellt wird. In diesem Fall steht dann in Folge des betätigten Bremspedals der Antriebsstrang still. - Die Drehzahl des Elektromotors
3 des Hybridantriebs, bei welcher derselbe bei betätigtem Bremspedal betrieben wird, ist von dem im Getriebe5 zu haltenden Gang abhängig und wird über den im Getriebe5 zu haltenden Gang vorgegeben. Bei dem im Getriebe5 zu haltenden Gang kann es sich z. B. um den ersten Gang, einen sogenannten Notgang des Getriebes5 oder jeden anderen zum Anfahren geeigneten Gang handeln. - Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors
3 des Hybridantriebs gesteuert oder geregelt erhöht, nämlich derart, dass ein vorgegebenes Anfahrmoment, welches typischerweise vom Fahrerwunsch und demnach von einer Betätigung des Gaspedals abhängig ist, bereitgestellt wird. - Nach einer ersten Variante der hier vorliegenden Erfindung erfolgt dieses Bereitstellen des vorgegebenen Anfahrmoments im Sinne eines geschlossenen Regelkreises. Hierbei wird dann nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart im Sinne eines geschlossenen Regelkreises bzw. geregelt erhöht, dass ein sich tatsächlich am Antriebsstrang einstellendes Anfahrmoment einem vorgegebenen Anfahrmomentverlauf folgt, wobei der vorgegebene Anfahrmomentverlauf typischerweise vom Fahrerwunsch abhängig ist. Alternativ wird nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart im Sinne eines geschlossenen Regelkreises geregelt erhöht, dass eine dem sich tatsächlich einstellenden Anfahrmoment entsprechende Größe einem vorgegebenen Verlauf folgt. Hierbei kann es sich z. B. um ein Getriebemoment oder eine Radgeschwindigkeit des Antriebsstrangs handeln.
- Alternativ ist es auch möglich, nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors gesteuert zu erhöhen, also ohne Rückführung des sich tatsächlich einstellenden Anfahrmoments bzw. einer äquivalenten Größe in Richtung auf einen Regler.
- Bei dieser gesteuerten Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors wird vorzugsweise so vorgegangen, dass aus einer Kennlinie abhängig von einem vorgegebenen Anfahrmoment oder einem vorgegebenen Anfahrmomentverlauf mindestens eine Stellgröße für den Elektromotor zur Erhöhung der Drehzahl desselben bestimmt wird. Ebenso ist es möglich, aus einer Kennlinie abhängig von einer einem vorgegebenen Anfahrmoment oder vorgegebenen Anfahrmomentverlauf entsprechenden Größe mindestens eine Stellgröße für den Elektromotor zur Erhöhung der Drehzahl desselben zu bestimmen.
- Die hier vorliegende Erfindung stellt demnach ein Verfahren bereit, mit welchem ohne Zusatzhydraulikpumpe für einen Antriebsstrang mit einem Hybridantrieb ein definiertes elektromotorisches Anfahren realisiert werden kann.
-
- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- Elektromotor
- 4
- Kupplung
- 5
- Getriebe
- 6
- Abtrieb
- 7
- Kupplung/getriebeexternes Anfahrelement
- 8
- Antriebsstrang
- 9
- getriebeinternes Anfahrelement
Claims (7)
- Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang zumindest einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, eine zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung, ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb angeordnetes Getriebe, der eine Haupthydraulikpumpe und gegebenenfalls eine Zusatzhydraulikpumpe zugeordnet ist, sowie ein getriebeinternes oder getriebeexternes Anfahrelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Verbrennungsmotor ausgeschaltet und die zwischen den Verbrennungsmotor und den Elektromotor geschaltete Kupplung geöffnet ist, zum elektromotorischen Anfahren so vorgegangen wird, dass bei betätigtem Bremspedal der Elektromotor des Hybridantriebs mit einer solchen Drehzahl betrieben wird, dass einerseits über die Haupthydraulikpumpe für das Getriebe ein zum Halten eines definierten Gangs erforderlicher Druck und andererseits für das Anfahrelement ein Schleifmoment bzw. Kriechmoment ohne Schädigung des Getriebes bereitgestellt wird, wobei nach einem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors des Hybridantriebs derart gesteuert oder geregelt erhöht wird, dass ein vorgegebenes Anfahrmoment für den Antriebsstrang bereitgestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Elektromotors, bei welcher derselbe bei betätigtem Bremspedal betrieben wird, abhängig von dem im Getriebe zu haltenden Gang vorgegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart geregelt erhöht wird, dass das sich tatsächlich einstellende Anfahrmoment einem vorgegebenen Anfahrmomentverlauf folgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart geregelt erhöht wird, dass eine dem sich tatsächlich einstellenden Anfahrmoment entsprechende Größe einem vorgegebenen Verlauf folgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart gesteuert erhöht wird, dass aus einer Kennlinie abhängig von einem vorgegebenem Anfahrmoment oder vorgegebenem Anfahrmomentverlauf mindestens eine Stellgröße für den Elektromotor zur Erhöhung der Drehzahl desselben bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Freigeben des Bremspedals die Drehzahl des Elektromotors derart gesteuert erhöht wird, dass aus einer Kennlinie abhängig von einer einem vorgegebenen Anfahrmoment oder vorgegebenen Anfahrmomentverlauf entsprechenden Größe mindestens eine Stellgröße für den Elektromotor zur Erhöhung der Drehzahl desselben bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei betätigtem Bremspedal im Getriebe als Gang ein Notgang des Getriebes gehalten wird.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9168908B2 (en) | 2009-11-04 | 2015-10-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for actuating a starting process |
DE102014214543A1 (de) | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebsystems bzw. des Fahrens eines Kraftfahrzeuges |
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2008
- 2008-04-21 DE DE102008001278A patent/DE102008001278A1/de active Pending
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