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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuersystem zum Betreiben eines Hybridantriebs.
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Heutige Kraftfahrzeuge umfassen häufig mehrere voneinander unabhängige Antriebsaggregate, die über einen gemeinsamen Momentenkoordinator gesteuert werden. Die summierte Antriebsleistung aller Antriebsaggregate ist dabei größer als die Antriebsleistung jedes einzelnen Aggregats. Weit verbreitet sind beispielsweise Kraftfahrzeuge mit hybridisierten Antriebssträngen, die zumindest einen Elektromotor und zumindest einen Verbrennungsmotor umfassen. Aufgabe dieses Momentenkoordinators ist beispielsweise, ein Soll-Gesamtmoment für den gesamten Antrieb, das beispielsweise vom Fahrer durch Betätigung des Fahrpedals oder vom einem die Längsführung beeinflussenden Fahrerassistenzsystem (z.B. ein Tempomat, ein Abstandstempomat oder ein Bergfahrassistent) vorgegeben wird, in Soll-Momente für jedes einzelne Antriebsaggregat zu transformieren.
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Die spezifische Ausgestaltung dieser Transformation in einem konkreten Betriebspunkt hängt üblicherweise von einer Vielzahl von Faktoren ab, beispielsweise von Faktoren, die den Betriebszustand des Fahrzeugs und/oder des Antriebs beschreiben, oder von Faktoren, die den aktuellen Fahrerwunsch beschreiben. Eine Änderung eines solchen Faktors während des Fahrbetriebs kann eine signifikante Änderung der Verteilung der Soll-Momente zwischen den verschiedenen Antriebsaggregaten verursachen.
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Beispielsweise kann bei einem Fahrzeug mit hybridisierten Antriebsstrang, bei einem durch Überschreiten einer Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektromotors ausgelösten Wechsel von einem rein-elektrischen Fahrbetrieb in einen Fahrbetrieb, in dem das Antriebsmoment zumindest teilweise von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, das Soll-Moment für den Elektromotor beibehalten oder reduziert und das Soll-Moment für den Verbrennungsmotor erhöht werden.
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Ein Wechsel der Antriebs-Betriebsart kann einerseits den Fahrer irritieren, da er den rein-elektrischen Fahrbetrieb eventuell bewusst durch Stellen eines etwaig vorhandenen Betriebsmodus-Wahlschalters ausgewählt hat, dieser aber ohne eine bewusste Handlung des Fahrers verlassen wird. Andererseits kann durch den Wechsel der Betriebsart auch eine Gefährdung für den Fahrer ausgehen, da das Ist-Moment des Verbrennungsmotors beim Wechsel der Betriebsart sprunghaft ansteigt, da die Sollvorgaben des Assistenzsystems oberhalb der Leistungsgrenze des elektrischen Antriebs liegen und somit eine hohe, eventuell nicht-kontrollierbare Beschleunigung des Fahrzeugs verursacht werden kann.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 056 972 A1 ist ein Verfahren bekannt, das Fahrkomforteinschränkungen für den Fahrer durch einen sprunghaften Anstieg des Ist-Antriebsmoments beim Wechsel der Betriebsart eines Fahrzeugs mit hybridisiertem Antriebsstrang verhindert, indem Zustandswechsel, die zu einer sprunghaften Erhöhung des Ist-Antriebsmoments führen, prädiziert werden und bereits vorab das Antriebsmoment des zuschaltenden Antriebsaggregats in Form einer Rampe erhöht wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren sowie ein entsprechendes Steuersystem zur Minderung der vorstehend beschriebenen Problematik anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, 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.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug, wobei der Hybridantrieb einen Elektroantrieb mit zumindest einem Elektromotor und einen verbrennungsmotorischen Antrieb mit zumindest einem Verbrennungsmotor umfasst, wobei in einer ersten, rein-elektrischen Betriebsart des Hybridantriebs bei Überschreiten einer Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs seitens einer Leistungsanforderung die erste, rein-elektrische Betriebsart mit Betrieb des Elektroantriebs an der Leistungsfähigkeitsgrenze zunächst beibehalten wird. Sowohl die Leistungsanforderung als auch die Leistungsfähigkeitsgrenze müssen dabei nicht zwingend eine Leistungsgröße im physikalischen Sinne sein. Es kann sich dabei generell um Größen handeln, die für die Leistung eines Antriebs charakteristisch sind, insbesondere ein Antriebsmoment oder eine Fahrzeugbeschleunigung.
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Bei einem anschließenden Wechsel von der ersten Betriebsart des Hybridantriebs mit Betrieb des Elektroantriebs an der Leistungsfähigkeitsgrenze und einer über die Leistungsfähigkeitsgrenze hinausgehenden Leistungsanforderung in eine zweite Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs zumindest teilweise vom verbrennungsmotorischen Antriebs erzeugt wird, wird der Anstieg des Antriebsmoments des Hybridantriebs künstlich zeitlich gestreckt. Vorzugsweise stellt diese künstliche zeitliche Streckung sicher, dass aus dem Anstieg des Antriebsmoments keine für den Fahrer unbeherrschbare Fahrzeugbeschleunigung resultiert.
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Dem Wechsel der Betriebsart des Hybridantriebs kann eine Vielzahl von Ursachen zugrunde liegen, auf die später detailliert eingegangen wird. Beispielsweise sei an dieser Stelle nur eine Unterschreitung eines Mindestladezustands des den Elektroantrieb versorgenden Energiespeichers genannt.
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Bei der genannten zweiten Betriebsart handelt es sich beispielsweise um eine Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs zum Teil vom Elektroantrieb und zum Teil vom verbrennungsmotorischen Antrieb erzeugt wird, oder alternativ um eine Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs im Wesentlichen vollständig vom verbrennungsmotorischen Antrieb erzeugt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der Leistungsanforderung um eine Antriebsgröße zur Steuerung der Leistung des Hybridantriebs, beispielsweise um ein Antriebsmoment oder um eine Fahrzeugbeschleunigung. Beispielsweise wird spätestens beim Wechsel von der ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart die Leistungsanforderung temporär abgesenkt, um den Anstieg des Antriebsmoments des Hybridantriebs künstlich zeitlich zu strecken. Vorzugsweise wird die Leistungsanforderung auf einen Wert abgesenkt, der der Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs entspricht. Im Anschluss an diese Absenkung wird die Leistungsanforderung dann beispielsweise wieder auf den Wert erhöht, den sie vor der Absenkung hatte (sofern der Fahrer oder ein Fahrerassistenzsystem weiterhin den gleichen Leistungsbedarf wie vor der Absenkung haben).
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird nach der temporären Absenkung der Leistungsanforderung die Leistungsanforderung erhöht, wobei die Erhöhung in Form einer Rampe mit einer derart begrenzten, vorzugsweise konstanten Steigung stattfindet, dass das Kraftfahrzeug in einem für den Fahrer beherrschbaren Zustand bleibt. Eine konstante Steigung der Rampe errechnet sich beispielsweise aus dem Betrag der Änderung der Leistungsanforderung und der Zeitdauer der Erhöhung der Leistungsanforderung. Beispielsweise kann entweder die Steigung der Rampe analytisch berechnet und explizit vorgegeben werden oder die Steigung der Rampe kann implizit durch eine Regelfunktion vorgegeben werden, die zu diskreten Zeitpunkten die Veränderung des Betrags der Leistungsanforderung überprüft und bei Bedarf begrenzt.
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Für den Fahrer beherrschbare Grenzwerte für die Änderung einer auf ein Fahrzeug wirkenden Beschleunigung und für den Absolutbetrag einer auf ein Fahrzeug wirkenden Beschleunigung sind aus dem Bereich der Gebrauchssicherheit bekannt. Diese Grenzwerte können beispielsweise als Grundlage für die Parametrierung der Rampe dienen.
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Vorzugsweise hängt der Wechsel der Betriebsart von einer oder mehreren Größen ab, die den Elektroantrieb betreffen, insbesondere dem Ladezustand zumindest eines den Elektroantrieb versorgenden Energiespeichers. Beispielsweise ist ein Wechsel der Betriebsart von einer ersten, rein-elektrischen Betriebsart in eine zweite Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs zumindest teilweise vom verbrennungsmotorischen Antrieb erzeugt wird, vorteilhaft, wenn der Ladezustand einen unteren Schwellwert erreicht oder unterschreitet, unterhalb dessen beispielsweise nicht genug Energie zum Versorgen des Elektroantriebs zur Verfügung steht. Der Wechsel der Betriebsart kann beispielsweise auch aus Gründen des Bauteilschutzes ausgelöst werden, etwa wenn die Temperatur von zumindest einem Elektromotor aufgrund des Betriebs an der Leistungsfähigkeitsgrenze stark ansteigt und einen oberen Schwellwert erreicht oder überschreitet, oberhalb dessen beispielsweise mit einer Beschädigung des Elektromotors zu rechnen ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform hängt der Wechsel der Betriebsart von einem oder mehreren seitens des Fahrers beeinflussbaren Parametern ab, insbesondere von einem den vom Fahrer gewählten Fahrmodus angebenden Parameter. Beispielsweise umfassen Hybridfahrzeuge häufig Schalteinrichtungen, die dem Fahrer erlauben, einen Betriebsmodus des Hybridantriebs aus einer Mehrzahl von wählbaren Betriebsmodi auszuwählen. Bekannte Wahlmöglichkeiten umfassen dabei beispielsweise „Hybrid“ oder „eDrive“. Im letztgenannten Betriebsmodus wird das Fahrzeug üblicherweise in einer rein-elektrischen Betriebsart, analog zur ersten Betriebsart des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben. Im Gegensatz zum Fahrmodus „eDrive“ wird das Fahrzeug im Fahrmodus „Hybrid“ in einer Betriebsart betrieben, in der das Antriebsmoment sowohl vom Elektroantrieb als auch vom verbrennungsmotorischen Antrieb erzeugt wird. Dabei kann es sich beispielsweise um die zweite Betriebsart des Verfahrens handeln.
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Beispielsweise wird die Leistungsanforderung an den Hybridantrieb in Abhängigkeit einer Fahrervorgabe vorgegeben, insbesondere in Abhängigkeit einer Größe, die für die Betätigung eines mit dem Hybridantrieb verbundenen Fahrpedals charakteristisch ist, beispielsweise einem aus der Fahrpedalstellung abgeleiteten Fahrer-Wunschmoment.
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Alternativ dazu ist es möglich, dass die Leistungsanforderung an den Hybridantrieb von einem die Längsführung des Fahrzeugs beeinflussenden Fahrerassistenzsystem vorgegeben wird. Es kann sich dabei beispielsweise um Fahrerassistenzsysteme mit automatischer Längsführung wie z.B. Abstands- oder Geschwindigkeitsregeltempomaten handeln. Es kann sich hierbei beispielsweise auch um Fahrerassistenzsysteme mit lediglich Längsführungsunterstützung wie einen Bergfahrassistenten handeln, der ein vom Fahrer über das Fahrpedal vorgegebenes Fahrer-Wunschmoment mit Hilfe einer Steigungserkennung kompensiert, so dass unabhängig von der tatsächlichen Steigung der Fahrbahn bei konstantem Fahrpedalwinkel das Fahrzeug eine konstante Geschwindigkeit hält.
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Die Überschreitung der Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs kann auch durch die von einem Fahrerassistenzsystem vorgegebene Leistungsanforderung bei einer Veränderung der Fahrsituation ausgelöst werden, insbesondere bei Erhöhung des Fahrwiderstands. Typische Beispiele hierfür sind eine Veränderung des Reibwerts der Fahrbahn oder eine Erhöhung der Steigung der Fahrbahn, etwa am Fuß eines Bergs oder einer Brücke.
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Die Überschreitung der Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs durch die vom Fahrerassistenzsystem vorgegebene Leistungsanforderung kann auch in Abhängigkeit einer Änderung der Fahrervorgabe für das Fahrerassistenzsystem ausgelöst werden, insbesondere bei einer Erhöhung der Geschwindigkeitsvorgabe einer Geschwindigkeitsregelfunktion des Fahrerassistenzsystems. Beispielsweise kann der Elektroantrieb in der Lage sein, das Fahrzeug bei Fahren in der Ebene bei einer Geschwindigkeitsvorgabe von 130 km/h alleine anzutreiben. Sobald der Fahrer die Geschwindigkeitsvorgabe auf beispielsweise 160 km/h erhöht, kann die Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs, die beispielsweise bei Fahren in der Ebene eine Geschwindigkeit von 150 km/h ermöglicht, überschritten werden. In dieser Situation würde das Fahrzeug auf 150 km/h beschleunigen, diese Geschwindigkeit halten und sowohl während der Beschleunigung als auch beim Halten der Geschwindigkeit in einer rein-elektrischen Betriebsart verbleiben.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Betreiben eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug, wobei der Hybridantrieb einen Elektroantrieb mit zumindest einem Elektromotor und einen verbrennungsmotorischen Antrieb mit zumindest einem Verbrennungsmotor umfasst, wobei das Steuersystem eingerichtet ist, in einer ersten, rein-elektrischen Betriebsart des Hybridantriebs bei Überschreiten einer Leistungsfähigkeitsgrenze des Elektroantriebs seitens einer Leistungsanforderung die erste, rein-elektrische Betriebsart mit Betrieb des Elektroantriebs an der Leistungsfähigkeitsgrenze beizubehalten. Bei einem anschließenden Wechsel von der ersten Betriebsart des Hybridantriebs mit Betrieb des Elektroantriebs an der Leistungsfähigkeitsgrenze und einer darüber hinausgehenden Leistungsanforderung in eine zweite Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs zumindest teilweise vom verbrennungsmotorischen Antriebs erzeugt wird, ist das Steuersystem eingerichtet, den Anstieg des Antriebsmoments des Hybridantriebs künstlich zeitlich zu strecken.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems umfasst das Steuersystem eine erste Steuereinheit für ein die Längsführung beeinflussendes Fahrerassistenzsystem und eine zweite Steuereinheit für eine Antriebssteuerung des Hybridantriebs. Die beiden Steuereinheiten sind über eine Kommunikationsverbindung miteinander verbunden und sind beispielsweise auf unterschiedliche Steuergeräte verteilt. Die erste Steuereinheit ist eingerichtet, eine für die aktuelle Betriebsart des Hybridantriebs charakteristische Größe und eine für die aktuelle Leistung des Hybridantriebs charakteristische Größe, insbesondere ein Antriebsmoment und/oder eine Fahrzeugbeschleunigung, von der zweiten Steuereinheit entgegenzunehmen, und basierend auf diesen beiden entgegengenommenen Signalen der zweiten Steuereinheit die Leistungsanforderung zu senden.
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Die zweite Steuereinheit ist eingerichtet, die Betriebsart des Hybridantriebs festzulegen, die aktuelle Betriebsart des Hybridantriebs und die Größe, die für die aktuelle Leistung des Hybridantriebs charakteristisch ist, der ersten Steuereinheit zu senden und von der ersten Steuereinheit die Leistungsanforderung zur Umsetzung durch den Hybridantrieb entgegenzunehmen.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit eines die Längsführung beeinflussenden Fahrerassistenzsystems für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, wobei der Hybridantrieb einen Elektroantrieb mit zumindest einem Elektromotor und einen verbrennungsmotorischen Antrieb mit zumindest einem Verbrennungsmotor umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet eine Leistungsanforderung für den Hybridantrieb vorzugeben und eine Größe entgegenzunehmen, die für die aktuelle Leistung des Hybridantriebs charakteristisch ist. Bei einem Wechsel der Betriebsart des Hybridantriebs von einer rein elektrischen Betriebsart in eine Betriebsart, in der das Antriebsmoment des Hybridantriebs zumindest teilweise vom verbrennungsmotorischen Antrieb erzeugt wird, ist die Steuereinheit in der Lage, die Leistungsanforderung temporär abzusenken, um den Anstieg der Leistung des Hybridantriebs künstlich zeitlich zu strecken, sofern die Leistungsanforderung die Größe, die für die aktuelle Leistung des Hybridantriebs charakteristisch ist, übersteigt.
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Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Steuersystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und die erfindungsgemäße Steuereinheit nach dem dritten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Steuersystems und der erfindungsgemäßen Steuereinheit entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs;
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2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Schnittstelle zwischen einer Steuereinheit für ein Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsführung und einer Steuereinheit für eine Antriebssteuerung;
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3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 beispielhafte Zeitverläufe bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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5 beispielhafte Zeitverläufe bei einem konventionellen Verfahren.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs 1. Räder 2 werden dabei über eine Achse 3 angetrieben, wobei die Achse 3 von einem verbrennungsmotorischen Antrieb 4 und einem Elektroantrieb 5 angetrieben wird. Sowohl der verbrennungsmotorische Antrieb 4 als auch der Elektroantrieb 5 sind mit einer Steuereinheit 6 für eine Antriebssteuerung verbunden, welche darüber hinaus mit einer Steuereinheit 7 für ein Fahrerassistenzsystem verbunden ist. Grundsätzlich sind auch andere Antriebstopologien denkbar, beispielsweise sogenannte Achshybride, bei denen die beiden Achsen eines Hybridfahrzeugs von jeweils einem separaten Antriebsaggregat angetrieben werden.
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In 2 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Schnittstelle zwischen einer Steuereinheit 7 für ein Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsführung und einer Steuereinheit 6 einer Antriebssteuerung abgebildet. Die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems gibt dabei der Steuereinheit 6 der Antriebssteuerung einen aktuellen Sollwert für eine leistungsbestimmende Antriebsgröße vor, beispielsweise ein Soll-Antriebsmoment Msoll oder eine Soll-Fahrzeugbeschleunigung asoll. Die Steuereinheit 6 der Antriebssteuerung übermittelt an die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystem den aktuellen Istwert für eine leistungsbestimmende Antriebsgröße, beispielsweise ein Ist-Antriebsmoment Mist oder eine Ist-Fahrzeugbeschleunigung aist, und den aktuell aktiven Modus BA des Hybridantriebs, beispielsweise rein-elektrischer, hybridischer oder rein-verbrennungsmotorischer Antrieb.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, für das in 4 Zeitverläufe relevanter Größen abgebildet sind.
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Alle vier in 4 abgebildeten Koordinatensysteme 1, 2, 3 und 4 beschreiben auf ihrer jeweiligen Abszissenachse die Zeit t. Auf ihren jeweiligen Ordinatenachsen sind unterschiedliche Größen abgebildet:
- – verschiedene Antriebsmomente (Koordinatensystem 1),
- – der Antriebsmodus (Koordinatensystem 2),
- – die Ist- und die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeiten (Koordinatensystem 3) und
- – die Fahrbahnsteigung (Koordinatensystem 4).
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Im Koordinatensystem 1 sind dabei beispielhafte Verläufe für ein vorgegebenes Soll-Gesamtantriebsmoment Msoll, ein tatsächliches Ist-Gesamtantriebsmoment Mist und eine Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des Elektroantriebs angegeben. Das Koordinatensystem 2 zeigt einen Wechsel des Antriebsmodus vom rein-elektrischen Modus EV in einen hybridisierten Modus Hybrid, in dem das Ist-Moment des Antriebs sowohl vom Elektroantrieb 5 als auch vom verbrennungsmotorischen Antrieb 4 erzeugt wird. Das Koordinatensystem 3 zeigt beispielhafte Verläufe einer Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll, die insbesondere vom Fahrerassistenzsystem vorgegeben werden kann, und einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vist. Das Koordinatensystem 4 zeigt den Verlauf einer Erhöhung der Fahrbahnsteigung mit einer damit einhergehenden Erhöhung des Fahrwiderstands.
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Zu Beginn des in 3 dargestellten beispielhaften Ablaufdiagramms (s. Schritt 100), befindet sich das Fahrzeug 1 in einer rein-elektrischen Betriebsart mit Vorgabe des Soll-Antriebsmoment Msoll durch die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems. Die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems bestimmt das Soll-Antriebsmoment Msoll auf Basis einer vom Fahrer gewünschten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll bei dem jeweils aktuell vorliegenden Fahrwiderstand. Das Soll-Antriebsmoment Msoll liegt gemäß 4 unterhalb der Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5, weshalb das Ist-Antriebsmoment Mist dem Soll-Antriebsmoment Msoll entspricht und auch die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll entspricht.
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In Schritt 200 erhöht sich beispielsweise aufgrund einer Steigung der Fahrbahn der Fahrwiderstand. Diese Erhöhung beginnt ab dem Zeitpunkt t1. Um die Geschwindigkeitsvorgabe vsoll halten zu können, erhöht die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems die Vorgabe des Soll-Antriebsmoments Msoll, der das Ist-Antriebsmoment Mist mit geringer zeitlicher Verzögerung folgt.
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Aufgrund der kontinuierlichen Erhöhung des Soll-Gesamtantriebsmoments Msoll erreicht und überschreitet in Schritt 300 zum Zeitpunkt t2 das Soll-Gesamtantriebsmoment Msoll die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5.
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Analog dazu müsste zum Zeitpunkt t2 das Ist-Antriebsmoment Mist die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5 überschreiten, um weiterhin dem Soll-Antriebsmoment Msoll folgen zu können. Statt den Verbrennungsmotor 4 zu starten, verbleibt der Antrieb aber in einer rein-elektrischen Betriebsart EV an der Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5, was dazu führt, dass die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist abfällt und von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll abweicht.
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In Schritt 400 kommt es zum Zeitpunkt t3, beispielsweise aufgrund einer Unterschreitung einer Schwelle für den Ladezustand eines den Elektroantrieb 5 versorgenden Energiespeichers zum Wechsel der Betriebsart des Hybridantriebs vom rein-elektrischen Betrieb EV zum hybridischen Betrieb Hybrid, in dem das Antriebsmoment des Hybridantriebs sowohl von Elektroantrieb 5, als auch vom verbrennungsmotorischen Antrieb 4 erzeugt wird.
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In Schritt 500 wird im Rahmen des Wechsels der Betriebsart in der Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems ein temporäres Absenken des Soll-Antriebsmoments Msoll ausgelöst, beispielsweise auf die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs. Diese Absenkung des Soll-Antriebsmoments Msoll findet zum Zeitpunkt t3 statt, im Wesentlichen zeitgleich mit dem Wechsel der Betriebsart des Hybridantriebs.
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Im darauf folgenden Schritt 600 erhöht die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems das Soll-Gesamtantriebsmoment Msoll wieder. Diese Erhöhung ist allerdings zeitlich gestreckt, so dass sich dadurch keine für den Fahrer nicht beherrschbare Beschleunigung ergibt.
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Das Soll-Gesamtantriebsmoments Msoll wird durch die Steuereinheit 7 des Fahrerassistenzsystems vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 rampenförmig erhöht, ausgehend von dem auf die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des Elektroantriebs abgesenkten Soll-Antriebsmoment Msoll. Aufgrund des in der Betriebsart Hybrid ebenfalls aktiven verbrennungsmotorischen Antriebs 4 kann das Ist-Gesamtantriebsmoment Mist die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs überschreiten und dem vorgegebenen Soll-Gesamtantriebsmoment Msoll folgen. Dadurch nähert sich die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll immer weiter an.
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Ab dem Zeitpunkt t4 entspricht die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist im Wesentlichen wieder der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll.
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In 5 sind, im Vergleich zu 4, die Zeitverläufe bei einer konventionellen Steuerung abgebildet. Die vier darin abgebildeten Koordinatensysteme beschreiben die gleichen Größen wie die vier in 3 abgebildeten Koordinatensysteme.
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Zu Beginn befindet sich das Fahrzeug 1 in einer rein-elektrischen Betriebsart mit Vorgabe des Soll-Antriebsmoment Msoll durch das Fahrerassistenzsystem. Das Fahrerassistenzsystem bestimmt das Soll-Antriebsmoment Msoll auf Basis einer vom Fahrer gewünschten Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll und dem aktuell vorliegenden Fahrwiderstand. Das Soll-Antriebsmoment Msoll liegt zu Beginn des Ausführungsbeispiels unterhalb der Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5, weshalb das Ist-Antriebsmoment Mist dem Soll-Antriebsmoment Msoll entspricht und auch die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll entspricht.
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Zum Zeitpunkt t1 erhöht sich aufgrund einer Erhöhung der Steigung der Fahrbahn der Fahrwiderstand. Um die Geschwindigkeitsvorgabe vsoll halten zu können, erhöht das Fahrerassistenzsystem A die Vorgabe des Soll-Antriebsmoments Msoll, der das Ist-Antriebsmoment Mist mit zeitlicher Verzögerung folgt.
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Zum Zeitpunkt t2 müsste das Ist-Antriebsmoment Mist die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max des elektrischen Antriebs 5 überschreiten, um weiterhin dem Soll-Antriebsmoment Msoll zu folgen. Hierzu wechselt die Antriebssteuerung 6 die Betriebsart vom rein-elektrischen Betrieb EV zum hybridischen Betrieb Hybrid, in dem das Antriebsmoment des Hybridantriebs sowohl vom Elektroantrieb 5, als auch vom verbrennungsmotorischen Antrieb 4 erzeugt wird. Dadurch kann das Ist-Antriebsmoment Mist dem Soll-Antriebsmoment Msoll auch über die Leistungsfähigkeitsgrenze Mem,max folgen und die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit vist bleibt im Wesentlichen gleich der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit vsoll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008056972 A1 [0006]
