DE102019110802A1 - Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens eines Hybridfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens eines Hybridfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens eines Hybridfahrzeuges, in welchem eine Hybridtrennkupplung (K0) den Verbrennungsmotor (2) und einen Elektromotor (3) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges trennt oder verbindet. Bei einem Verfahren, bei welchem ein Wegrollen des Hybridfahrzeuges im Stillstand zuverlässig verhindert wird, wird die Hybridtrennkupplung (K0) geschlossen und von dem Verbrennungsmotor (2) ein Haltemoment aufgebracht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens eines Hybridfahrzeuges, in welchem eine Hybridtrennkupplung einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor zum Antrieb des Hybridfahrzeuges trennt oder verbindet.
  • Um während eines Fahrzeugstillstandes ein Wegrollen des Fahrzeuges zu verhindern, wird konventionell zwischen zwei Vorgehensweisen unterschieden. Eine elektronische Feststellbremse wird geschlossen und verhindert so eine ungewollte Bewegung des Fahrzeuges. Wird das Fahrpedal betätigt, öffnet sich die elektronische Feststellbremse und das Fahrzeug kann sich wieder in Bewegung setzen.
  • Darüber hinaus ist eine sogenannte Auto-Hold-Funktion bekannt, bei welcher beim Stillstand des Fahrzeuges ein Bremsdruck im Bremssystem erzeugt wird, wobei das Wegrollen über das Bremssystem verhindert wird. Auch diese Verriegelung löst sich, wenn das Fahrpedal betätigt wird.
  • Um eine Fortbewegung eines Fahrzeuges im Parkbetrieb, insbesondere an Fahrbahnsteigungen zu verhindern, werden in automatisierten Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen Parksperren verwendet. Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2017 121 006.7 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Parkstellung eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem vor Einlegung der Parksperre eine Feststellbremse und eine vom Fahrer betätigte Betriebsbremse genutzt werden, um die Parksperre zu entlasten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem das Wegrollen eines Hybridfahrzeuges im Stillstand zuverlässig verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hybridtrennkupplung geschlossen wird und von dem Verbrennungsmotor ein Haltemoment aufgebracht wird. Somit kann bei Hybridfahrzeugen im Fahrzeugstillstand die Trennkupplung als Wegrollsicherung eingesetzt werden. Diese Lösung ist bei Hybridsystemen einsetzbar, bei denen ein direkter Abtrieb zwischen Verbrennungsmotor und Rad vorgesehen ist. Des Weiteren kann eine spezielle Systemauslegung bzw. ein Betriebszustand von mehreren Elektromotoren und des Verbrennungsmotors genutzt werden. Der Energiebedarf dieser Lösung ist sehr gering, da lediglich die Hybridtrennkupplung geschlossen werden muss. Dauerhafte Halteströme können entfallen.
  • Vorteilhafterweise wird nach Detektion eines Stillstandes des Hybridfahrzeuges die Hybridtrennkupplung bei stillstehendem, unbefeuertem Verbrennungsmotor geschlossen. Somit lässt sich eine Wegrollsicherung realisieren, die auf den Einsatz der elektronischen Feststellbremse bzw. die Aktivierung des Bremssystems vollständig verzichtet.
  • In einer Ausgestaltung wird eine Befeuerung des Verbrennungsmotors automatisch unterbunden und die Hybridtrennkupplung anschließend geschlossen. Damit wird sichergestellt, dass im Stillstand des Hybridfahrzeuges der Verbrennungsmotor inaktiv ist, wobei das Hybridfahrzeug mit dem Wert eines Losbrechmomentes des Verbrennungsmotors gegen jegliche Bewegung gesichert ist.
  • In einer Ausführungsform wird vor Unterbindung der Befeuerung des Verbrennungsmotors ein Gang eines Getriebes eingelegt. Durch Einlegen des Ganges wird die Verriegelung durch das Losbrechmoment des Verbrennungsmotors unterstützt.
  • In einer Variante wird ein Rekuperationsmodus des Elektromotors inaktiv geschaltet. Unter dem Rekuperationsmodus soll im Weiteren ein Laden der Hochvoltbatterie im Stand des Fahrzeuges verstanden werden, bei welchem der Verbrennungsmotor den Elektromotor und dieser die Hochvoltbatterie lädt. Durch die Deaktivierung des Rekuperationsmodus wird sichergestellt, dass kein Betriebsmodus des Hybridfahrzeuges aktiv ist und das Fahrzeug sicher sich im Stillstand befindet.
  • In einer Weiterbildung wird bei Betätigung eines Fahrpedals des Hybridfahrzeuges die Hybridtrennkupplung automatisch geöffnet. Damit kann der Fahrer bei Bedarf die Fahrt jederzeit zügig fortsetzen.
  • Vorteilhafterweise erfolgt nach Öffnung der Hybridtrennkupplung ein Anfahren des Hybridfahrzeuges durch den Elektromotor. Da der Elektromotor bereits ein Moment aufbauen kann, wenn die Hybridtrennkupplung noch nicht komplett geöffnet ist, erfolgt ein zügiges Anfahren. Der Verbrennungsmotor wird dabei mitgeschleppt. Dies unterscheidet sich von konventionellen Lösungen der Wegrollsicherung, wo kein Moment aufgebaut werden kann, wenn das Bremssystem noch geschlossen ist oder die elektronische Feststellbremse noch verriegelt ist.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges,
    • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges,
    • 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges dargestellt, bei welchem es sich um einen konventionellen Hybridantriebsstrang 1 handelt. Ein Verbrennungsmotor 2 ist über eine Hybridtrennkupplung K0 mit einem Elektromotor 3 verbunden. Eine an die Hybridtrennkupplung K0 anschließende Getriebeeingangswelle 4 führt auf ein Getriebe 5, welches mit einem Fahrzeugrad 6 verbunden ist.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges 7 eines Hybridfahrzeuges. Bei diesem Antriebsstrang 7 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Fahrzeugrad 6 der erste Elektromotor 3 positioniert, der abtriebsseitig angeordnet ist und ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Über die Hybridtrennkupplung K0 ist der erste Elektromotor 3 mit einem zweiten Elektromotor 8 gekoppelt, der wiederum starr mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Dabei ist eine Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2 mit einem Rotor 10 des zweiten Elektromotors 8 drehbar verbunden. Der zweite Elektromotor 8 und der Verbrennungsmotor 2 sind gemeinsam mit dem Fahrzeugrad 6 verbindbar. Der zweite Elektromotor 8 und der Verbrennungsmotor 2 sind mit einem Kupplungseingang 11 der Hybridtrennkupplung K0 verbunden. Bei geschlossener Hybridtrennkupplung K0 können der zweite Elektromotor 8 das zweite Antriebsmoment und der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsmoment auf die Fahrzeugräder 6 gemeinsam übertragen.
  • Mit einem Kupplungsausgang 12 ist der erste Elektromotor 3 verbunden, der das erste Antriebsmoment bereitstellt. Der erste Elektromotor 3 weist einen Rotor 13 auf, der mit dem Kupplungsausgang 12 drehbar verbunden und auch mit dem Fahrzeugrad 6 verbunden ist.
  • Der erste Elektromotor 3, der zweite Elektromotor 8 und der Verbrennungsmotor 2 sind in Reihe geschaltet und die Hybridtrennkupplung K0 ist zwischen dem ersten Elektromotor 3 und dem Verbrennungsmotor 2 sowie zwischen dem ersten Elektromotor 3 und dem zweiten Elektromotor 8 wirksam angeordnet. Ist die Hybridtrennkupplung K0 geschlossen, kann der erste Elektromotor 3 das erste Antriebsmoment und der zweite Elektromotor 8 das zweite Antriebsdrehmoment an die Fahrzeugräder 6 abgeben. Ob der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment bereitstellt und bei geschlossener Hybridtrennkupplung K0 ebenfalls an die Fahrzeugräder 6 abgibt, hängt davon ab, welche Drehzahl an dem Verbrennungsmotor 2 anliegt.
  • In 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welches sowohl mit dem konventionellen Antriebsstrang 1 des Hybridfahrzeuges gemäß 1 oder mit dem Antriebsstrang 7 gemäß 2 ausgeführt werden kann. Die Ansteuerung der Hybridtrennkupplung K0 sowie des Verbrennungsmotors 2, des Elektromotors 3 und des Elektromotors 8 erfolgt dabei über ein nicht weiter dargestelltes Steuergerät. In diesem Steuergerät ist ein Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens des Hybridfahrzeuges abgelegt. Dieses Verfahren wird im Block 100 gestartet, woran sich im Block 110 eine Initialisierung anschließt. Daraufhin wird im Block 120 abgefragt, ob das Hybridfahrzeug sich auch wirklich im Stillstand befindet, d.h. ob eine Geschwindigkeit vF = 0 km/h erkannt wird. Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 120 zurückgekehrt. Wird der Fahrzeugstillstand sicher erkannt, wird im Block 130 geprüft, ob der Verbrennungsmotor 2 auch wirklich stillsteht. Dazu wird eine Drehzahl nVM des Verbrennungsmotors 2 ausgewertet und es wird eine Drehzahl nVM=0 erwartet. Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 130 zurückgegangen. Steht der Verbrennungsmotor 2 still und ist ein Rekuperationsmodus des Elektromotors 3 bzw. des Elektromotors 8 deaktiviert, wird im Block 140 eine Befeuerung des Verbrennungsmotors 2 zuverlässig unterbunden. Im konventionellen Antriebsstrang 1 des Hybridfahrzeuges, wie es in 1 gezeigt ist, muss zusätzlich noch ein Gang des Getriebes 5 eingelegt werden. Anschließend wird im Block 150 die Hybridtrennkupplung K0 automatisch geschlossen. Im Block 160 wird geprüft, ob der Fahrer das Fahrpedal betätigt. Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 160 zurückgekehrt. Erst wenn festgestellt wird, dass das Fahrpedal betätigt ist, wird im Block 170 die Hybridtrennkupplung K0 automatisch geöffnet. Das Hybridfahrzeug kann sich nun wieder in Bewegung setzen. Des Weiteren wird im Block 180 das Befeuern des Verbrennungsmotors 2 durch die Steuerung wieder erlaubt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Elektromotor
    4
    Getriebeeingangswelle
    5
    Getriebe
    6
    Fahrzeugrad
    7
    Antriebsstrang
    8
    Elektromotor
    9
    Kurbelwelle
    10
    Rotor des Elektromotors
    11
    Kupplungseingang
    12
    Kupplungsausgang
    13
    Rotor des Elektromotors
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017121006 [0004]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Verhinderung eines Wegrollens eines Hybridfahrzeuges, in welchem eine Hybridtrennkupplung (K0) den Verbrennungsmotor (2) und einen Elektromotor (3) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges trennt oder verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridtrennkupplung (K0) geschlossen wird und von dem Verbrennungsmotor (2) ein Haltemoment aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Detektion eines Stillstandes des Hybridfahrzeuges die Hybridtrennkupplung (K0) bei stillstehendem, unbefeuertem Verbrennungsmotor (2) geschlossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befeuerung des Verbrennungsmotors (2) automatisch unterbunden wird und die Hybridtrennkupplung (K0) anschließend geschlossen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor Unterbindung der Befeuerung des Verbrennungsmotors (2) ein Gang eines Getriebes (5) eingelegt wird.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rekuperationsmodus des Elektromotors (3) bzw. des Elektromotors (8) inaktiv geschaltet wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung eines Fahrpedals des Hybridfahrzeuges die Hybridtrennkupplung (K0) automatisch geöffnet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Öffnen der Hybridtrennkupplung (K0) ein Anfahren des Hybridfahrzeuges durch den Elektromotor (3) erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220379892A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 Oshkosh Corporation Condition based vehicle performance management

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US20220379892A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 Oshkosh Corporation Condition based vehicle performance management

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