DE102017212857A1

DE102017212857A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe

Info

Publication number: DE102017212857A1
Application number: DE102017212857.7A
Authority: DE
Inventors: Kai Borntraeger; Stefan Blattner; Andreas HEINZLER; Christian Mittelberger; Rick HAUSCHWITZ; Jochen BREUER; Johannes GLÜCKLER; Thorsten Leim
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe (102) eines Fahrzeugs (101) mit einem Verbrennungsmotor (103) und einer elektrischen Maschine (104), wobei zum Fahrtrichtungswechsel die Wahl der einem momentanen Bewegungszustand entgegengesetzten Bewegungsrichtung über einen Wahlschalter, ein Abbremsen des Fahrzeugs (101) und ein Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung durchgeführt wird, wobei der Fahrtrichtungswechsel abhängig von einem Getriebezustand des Hybridgetriebes (102) durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine und ein entsprechendes Fahrzeug mit dieser Vorrichtung.
Volvo bietet in der Klasse FH mit automatisiertem Getriebe eine Reversierfunktion an. Dabei wird die Funktion „Reversieren“ bei Wechsel des Fahrschalters von D nach R bzw. von R nach D in die der momentanen Fahrtrichtung entgegengesetzten Fahrschalterstellung aktiviert, das Fahrzeug abgebremst, der Gang entsprechend der neuen Fahrtrichtung umgeschaltet und wieder über eine Art Kriechfunktion angefahren.
Auch bei Hybridgetrieben muss der Fahrer ohne Reversierfunktion das Fahrzeug selbstständig abbremsen und bei Fahrzeugstillstand per Wahlschalter das Getriebe in den Anfahrgang der neuen Fahrtrichtung umschalten. Danach fährt er in die neue Fahrtrichtung wieder an. Dies geschieht je nach Getriebezustand des Hybridgetriebes in einem andern Fahrmodus. Ziel der Erfindung ist es den Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe eines Fahrzeugs zu unterstützen und somit mehr Fahrkomfort zu erzeugen.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, wobei zum Fahrtrichtungswechsel die Wahl der einem momentanen Bewegungszustand entgegengesetzten Bewegungsrichtung über einen Wahlschalter, ein Abbremsen des Fahrzeugs und ein Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung durchgeführt wird, wobei der Fahrtrichtungswechsel abhängig von einem Getriebezustand des Hybridgetriebes vor dem Fahrtrichtungswechsel bzw. zum Zeitpunkt des Fahrerwunsches zu einem Fahrtrichtungswechsel durchgeführt wird. Unter Getriebezustand sind die unterschiedlichen Betriebsarten des Hybridgetriebes zu verstehen wie z.B. elektrodynamisches Anfahren, Hybridanfahren über Kupplung, rein elektrisches Anfahren, usw. Das Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels kann dabei ebenfalls das Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung unter Berücksichtigung eines Fahrerwunsches berücksichtigen. Der Fahrerwunsch wird dabei aus einer Einstellung eines Bedienelements vor Aufrufen des Fahrtrichtungswechsels erfasst. Das Bedienelement kann beispielsweise ein Gaspedal sein. Der Fahrerwunsch kann also beispielsweise aus der Gaspedalstellung vor Aufrufen des Fahrtrichtungswechsels erfasst, bzw. interpretiert werden. Ist der Fahrer langsam, mit geringer Geschwindigkeit, gefahren und wurde das Gaspedal nur leicht betätigt, wird eine entsprechend langsame Anfahrweise für die umgekehrte Fahrtrichtung ausgewählt. Entspricht die Gaspedalstellung einer schnellen Fahrt, wird entsprechend schneller in der entgegengesetzten Fahrtrichtung beschleunigt. Das genannte Bedienelement kann jedoch auch ein anderes Eingabeelement oder HMI (englisch für Human Machine Interface) sein. Beispielsweise kann bei einem teilautonom oder autonom fahrenden Fahrzeug eine Eingabe, die bereits vor oder bei Beginn einer Fahrt gemacht wurde als Fahrerwunsch berücksichtigt werden. Ist dabei beispielsweise ein sportlicher Fahrmodus ausgewählt worden, so wird eine entsprechend schnellere Anfahrweise für die umgekehrte Fahrtrichtung ausgewählt als bei einem vorausgewählten ruhigen oder komfortablen Fahrmodus.
Die Erfindung schlägt damit vor, dass abhängig vom Getriebezustand des Hybridsystems bzw. Hybridgetriebes entsprechende Abläufe eines Verfahrens erfolgen, wonach beim Wechsel des Wahlschalters in eine dem momentanen Bewegungszustand entgegengesetzte Bewegungsrichtung ebenfalls das Abbremsen des Fahrzeugs über z. B. Betriebsbremsen und/oder z. B. den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine, das Schalten in den Gang bzw. Zustand zum Anfahren in der neu vorgewählten Bewegungsrichtung und das Anfahren mit einer vergleichbaren Umsetzung des Fahrerwunsches, wie sie beispielsweise aus der Gaspedalstellung vor Aufrufen der Reversierfunktion bestand, durchgeführt wird.
Alternativ zur Berücksichtigung eines Fahrerwunsches kann das Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung unter Berücksichtigung einer manuell oder automatisch generierten Antriebsanforderung, beispielsweise einer Fahrleistungs- oder Zugkraftanforderung, durchgeführt werden. Weitere mögliche Antriebsanforderungen sind beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeitsanforderung oder die Anforderung eines bestimmten Antriebsdrehmoments. Automatisch generierte Antriebsanforderungen können bei einem teilautonom oder autonom fahrenden Fahrzeug von einer zentralen Fahrzeugsteuereinrichtung oder von einer dezentral angeordneten Steuereinrichtung generiert werden.
Bei Hybridgetrieben mit rein elektrischem Rückwärtsgang in einem elektrischen Fahrbetrieb und einem hybriden Fahrbetrieb kann das Fahrzeug durch Umkehrung einer Drehmomentrichtung der elektrischen Maschine abgebremst werden. Zusätzlich zur Umkehrung der Drehmomentrichtung der elektrischen Maschine kann mit einer Betriebsbremse abgebremst werden.
Hybridgetriebe ohne Rückwärtsgang fahren rückwärts rein elektrisch mit dem Betrieb der elektrischen Maschine im 3. und 4. Quadranten. Damit wird im rein elektrischen Betrieb das Fahrzeug im „Reversierbetrieb“, beim Fahrtrichtungswechsel, lediglich das Fahrzeug per Umkehrung der Drehmomentrichtung der Elektromaschine und ggf. Unterstützung per Betriebsbremse das Fahrzeug abgebremst und dann wieder in Richtung der neuen Fahrrichtung beschleunigt.
Bei Hybridgetrieben mit rein elektrischem Rückwärtsgang in einem hybriden Fahrbetrieb bei Fahrtrichtungswechsel von vorwärts nach rückwärts kann mit Hilfe der elektrischen Maschine und/oder einer Betriebsbremse abgebremst werden. Eine Trennkupplung des Verbrennungsmotors oder eine Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oder eines Planetenradsatzes zur Überlagerung der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors (EDA-Funktion / elektrodynamisches Anfahren) wird spätestens vor Unterschreitung einer Leerlaufdrehzahl geöffnet. Bei Erreichen eines Stillstands kann von EDA- auf ISG-Funktion (ISG=integrierter Starter-Generator) umgeschaltet werden und wiederum rein elektrisch rückwärts beschleunigt werden. Dies kann wiederum unter Berücksichtigung eines zuvor interpretierten Fahrerwunsches geschehen. Ohne mechanischen Rückwärtsgang muss ggf. vom Hybridbetrieb auf rein elektrisches Fahren umgeschaltet werden. Dies muss unter Umständen bei der Fahrerwunschinterpretation berücksichtigt werden.
Bei Hybridgetrieben mit mechanischem Rückwärtsgang werden lediglich Unterschiede bei der Wahl einer Vorwärts- und Rückwärtsgangübersetzung aufgrund einer Interpretation des Fahrerwunsches berücksichtigt. Je nach Intensität der Betätigung des Fahrpedals wird eine höhere oder niedrigere Übersetzung und damit ein schnelles oder langsames Anfahren gewählt. Unabhängig vom Getriebezustand wird das Fahrzeug per elektrischer Maschine und/oder Betriebsbremse abgebremst. Das Getriebe wird vom Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang bzw. umgekehrt vom Vorwärtsgang in den Rückwärtsgang umgeschaltet und je nach Interpretation des Fahrwunsches, wird eine entsprechende Übersetzung für die Wahl eines Vorwärts- und Rückwärtsgangs gewählt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, wobei die Vorrichtung eine Kontrolleinheit zum Ausführen eines Verfahrens gemäß den voranstehend aufgeführten Aspekten der Erfindung aufweist. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung.
Zur Veranschaulichung der Erfindung dient ebenfalls folgende Figur:

1 Skizze eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs

In 1 wurde beispielhaft ein Fahrzeug 101 mit einem Hybridgetriebe 102 als Teil eines Fahrzeugantriebsstranges mit einem ersten Antrieb in Form eines Verbrennungsmotors 103 und einem zweiten Antrieb in Form einer elektrischen Maschine 104 abgebildet. Das Fahrzeug 101 kann nun, um von einer ersten Fahrtrichtung A in eine zweite Fahrtrichtung B oder von einer zweiten Fahrtrichtung B in die erste Fahrtrichtung A zu wechseln, das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels, auch Reversierverfahren oder Reversierfunktion genannt, verwenden.
Bezugszeichenliste

101: Fahrzeug
102: Hybridgetriebe
103: Verbrennungsmotor
104: elektrische Maschine
A: erste Fahrtrichtung
B: zweite Fahrtrichtung

Claims

Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe (102) eines Fahrzeugs (101) mit einem Verbrennungsmotor (103) und einer elektrischen Maschine (104), wobei zum Fahrtrichtungswechsel die Wahl der einem momentanen Bewegungszustand entgegengesetzten Bewegungsrichtung über einen Wahlschalter, ein Abbremsen des Fahrzeugs (101) und ein Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrtrichtungswechsel abhängig von einem Getriebezustand des Hybridgetriebes (102) vor dem Fahrtrichtungswechsel durchgeführt wird.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung unter Berücksichtigung eines Fahrerwunsches durchgeführt wird, wie er aus einer Einstellung eines Bedienelements vor Aufrufen des Fahrtrichtungswechsels erfasst wurde.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung unter Berücksichtigung einer manuell oder automatisch generierten Antriebsanforderung, beispielsweise einer Fahrleistungs- oder Zugkraftanforderung, durchgeführt wird.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Hybridgetrieben (102) mit rein elektrischem Rückwärtsgang in einem elektrischen Fahrbetrieb und einem hybriden Fahrbetrieb das Fahrzeug (101) durch Umkehrung einer Drehmomentrichtung der elektrischen Maschine (104) abgebremst wird.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Umkehrung der Drehmomentrichtung der elektrischen Maschine (104) mit einer Betriebsbremse abgebremst wird.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Hybridgetrieben (102) mit rein elektrischem Rückwärtsgang in einem hybriden Fahrbetrieb bei Fahrtrichtungswechsel von vorwärts nach rückwärts mit Hilfe der elektrischen Maschine (104) und/oder einer Betriebsbremse abgebremst wird, eine Trennkupplung des Verbrennungsmotors (103) oder eine Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oder eines EDA-Planetenradsatzes wird spätestens vor Unterschreitung einer Leerlaufdrehzahl geöffnet, wobei bei Erreichen eines Stillstands von EDA- auf ISG-Funktion umgeschaltet werden kann und wiederum rein elektrisch rückwärts beschleunigt wird, unter Berücksichtigung eines zuvor interpretierten Fahrwunsches.
Verfahren zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebes (102) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Hybridgetrieben (102) mit mechanischem Rückwärtsgang lediglich Unterschiede bei der Wahl einer Vorwärts- und Rückwärtsgangübersetzung aufgrund einer Interpretation des Fahrerwunsches berücksichtigt werden.
Vorrichtung zum Ansteuern eines Fahrtrichtungswechsels bei einem Hybridgetriebe (102) eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor (103) und einer elektrischen Maschine (104), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kontrolleinheit zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
Fahrzeug mit einer Vorrichtung entsprechend dem Anspruch 8.