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DE102006010223A1 - Regulating hybrid drive torque distribution for hybrid vehicle involves distributing load demand according to torque demand if first variably coupled mode is selected, taking into account reaction of hybrid drive to distribution - Google Patents

Regulating hybrid drive torque distribution for hybrid vehicle involves distributing load demand according to torque demand if first variably coupled mode is selected, taking into account reaction of hybrid drive to distribution Download PDF

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DE102006010223A1
DE102006010223A1 DE102006010223A DE102006010223A DE102006010223A1 DE 102006010223 A1 DE102006010223 A1 DE 102006010223A1 DE 102006010223 A DE102006010223 A DE 102006010223A DE 102006010223 A DE102006010223 A DE 102006010223A DE 102006010223 A1 DE102006010223 A1 DE 102006010223A1
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DE
Germany
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speed
torque
hybrid drive
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102006010223A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Vranken
Jong-Nam Park
Hun-Seob Lim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEV Europe GmbH
KG Mobility Corp
Original Assignee
FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Ssangyong Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEV Motorentechnik GmbH and Co KG, Ssangyong Motor Co Ltd filed Critical FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
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Priority to CN2007100005005A priority patent/CN101045452B/en
Priority to KR1020070021186A priority patent/KR100886738B1/en
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Abstract

The hybrid vehicle has at least one electric motor (EM) and at least one internal combustion engine (E) coupled via a planetary gear mechanism (2) and method involves determining at least one parameter related to a demand, especially a desired torque demand, deriving the operating mode of the hybrid drive and distributing the load demand according to the demand if a first variably coupled mode is selected, taking into account of the reaction of the hybrid drive to the distribution. Independent claims are also included for the following: (A) a hybrid drive for a hybrid vehicle (B) a motor controller for a hybrid drive (C) and a computer program product for implementing the inventive method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelung eines Hybridantriebes für ein Hybridfahrzeug sowie einen Hybridantrieb für ein Hybridfahrzeug, welcher wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, welche über einen Planetengetriebe miteinander verbindbar sind.The The invention relates to a control of a hybrid drive for a hybrid vehicle as well as a hybrid drive for a hybrid vehicle having at least one electric motor and at least an internal combustion engine comprising, via a planetary gear can be connected to each other.

Hybridantriebe werden beispielsweise im Bereich der Kraftfahrzeugantriebe verwendet. Eine Regelung eines Hybridantriebes wird beispielsweise zur Steuerung des Betriebsverhaltens, insbesondere eines Energiemanagements, einer Ausgangsleistung oder dergleichen verwendet.hybrid drives are used for example in the field of motor vehicle drives. A control of a hybrid drive, for example, to control the operating behavior, in particular an energy management, a Output power or the like used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Betriebsverhalten eines Hybridantriebes insbesondere bei Lastwechseln zu verbessern.task The present invention is a performance of a hybrid drive especially during load changes to improve.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Regelung einer Drehmomentverteilung eines Hybridantriebes mit den Merkmalen des Anspruches 1, einen Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 12, eine Motorsteuerung mit den Merkmalen des Anspruches 15 sowie durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.These Task is solved by a method for controlling a torque distribution of a Hybrid drive with the features of claim 1, a hybrid drive with the features of claim 12, a motor control with the Features of claim 15 and by a computer program product with The features of claim 16. Advantageous embodiments and Further developments are specified in the respective dependent claims.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung einer Drehmomentverteilung eines Hybridantriebes für ein Hybridfahrzeug, welcher wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, welche über ein Planetengetriebe miteinander verbunden sind und miteinander verblockbar sind,

  • – wird zumindest ein Parameter ermittelt, der in Zusammenhang mit einer Anforderung, insbesondere einer Solldrehmomentanforderung steht,
  • – zumindest anhand des Parameters eine Betriebsart des Hybridantriebes ermittelt,
  • – erfolgt entsprechend der Anforderung eine Aufteilung einer Lastanforderung, falls eine erste Betriebsart ausgewählt wird, in welcher der Elektromotor und die Verbrennungskraftmaschine über das Planetengetriebe jeweils variabel drehbar miteinander gekoppelt sind,
  • – wobei eine dafür vorgesehene Regelung eine Reaktion des Hybridantriebes auf die Aufteilung berücksichtigt wird.
In a method according to the invention for controlling a torque distribution of a hybrid drive for a hybrid vehicle, which comprises at least one electric motor and at least one internal combustion engine, which are connected to one another via a planetary gear and are interconnectable,
  • At least one parameter is determined, which is related to a request, in particular a target torque request,
  • At least determines an operating mode of the hybrid drive based on the parameter,
  • A division of a load request takes place in accordance with the requirement, if a first operating mode is selected, in which the electric motor and the internal combustion engine are each coupled in a variably rotatable manner via the planetary gearbox,
  • - Wherein a regulation provided for a reaction of the hybrid drive is taken into account on the distribution.

Der Hybridantrieb ist insbesondere so ausgestaltet, dass eine Antriebsleistung des Elektromotors sowie eine Antriebsleistung der Verbrennungskraftmaschine zu einer resultierenden Antriebsleistung des Hybridantriebes kombiniert werden können. Vorzugsweise kann eine Energieverteilung zwischen einem rein elektromotorischen Betrieb und einem ausschließlichen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine kontinuierlich variiert werden.Of the Hybrid drive is particularly designed so that a drive power the electric motor and a drive power of the internal combustion engine combined to a resultant drive power of the hybrid drive can be. Preferably, an energy distribution between a purely electromotive Operation and an exclusive Operation of the internal combustion engine can be varied continuously.

Als Verbrennungskraftmaschine wird vorzugsweise eine nach dem Otto- oder Dieselprinzip arbeitende Hubkolbenverbrennungskraftmaschine verwendet.When Internal combustion engine is preferably one after the Otto or diesel principle working reciprocating internal combustion engine used.

Der Elektromotor ist vorzugsweise auch als Generator verwendbar, so dass ein elektrischer Energiespeicher damit aufgeladen werden kann.Of the Electric motor is preferably also usable as a generator, so that an electrical energy storage can be charged with it.

Eine mechanische Verknüpfung des ersten Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine und des zweiten Drehmomentes des Elektromotors erfolgt mittels des Planentengetriebes, wobei dem Elektromotor, der Verbrennungskraftmaschine sowie einer Ausgangswelle des Hybridantriebes jeweils ein Element aus der Gruppe des Planentengetriebes umfassend Hohlrad, Sonnenrad und Planententräger zugeordnet sind. Das Planentengetriebe umfasst beispielsweise genau ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Planetenträger. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, mehrere Planententräger zu verwenden. In einer anderen Ausgestaltung statt eines Planetengetriebes auch vorgesehen sein, den Elektromotor auf einer von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Achse anzubringen. Beispielsweise kann bei einem Hybridfahrzeug an jedem Rad jeweils ein Elektromotor auf einer Radachse angeordnet sein, welche von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird.A mechanical linkage the first torque of the internal combustion engine and the second Torque of the electric motor by means of the planetary gear, the electric motor, the internal combustion engine and a Output shaft of the hybrid drive in each case one element from the group the planetary gear comprising ring gear, sun gear and planet carrier assigned are. The tarpaulin gear includes, for example, exactly one ring gear, a sun gear and a planet carrier. However, it can also be provided be, several planet carriers to use. In another embodiment instead of a planetary gear also be provided, the electric motor on one of the internal combustion engine mounted driven axle. For example, in a hybrid vehicle an electric motor is arranged on a wheel axle on each wheel which is driven by the internal combustion engine.

Als Parameter, welcher in Zusammenhang mit einer Anforderung, insbesondere einer Solldrehmomentanforderung steht, wird beispielsweise eine Position eines Gaspedals ermittelt. Beispielsweise erfolgt eine zumindest in etwa lineare Zuordnung der Gaspedalposition zu einem angeforderten Solldrehmoment. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Leistungsanforderung oder/und eine Drehzahlanforderung als Parameter ermittelt werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, die Anforderung des Parameters zusätzlich aus einer Beschleunigung des Gaspedals zu ermitteln. Insbesondere wird bei einer starken Beschleunigung des Gaspedals bei einem Durchtreten eine Anforderung eines erhöhten Solldrehmomentes ermittelt. Alternativ oder zusätzlich zu einer Position des Gaspe dals kann auch ein Signal einer Steuerung ermittelt werden. Beispielsweise wird als Signal ein Signal einer Traktionsschlupfregelung zur Vorgabe eines Solldrehmomentes verwendet.As a parameter which is associated with a request, in particular a target torque request, a position of an accelerator pedal is determined, for example. For example, an at least approximately linear assignment of the accelerator pedal position to a requested setpoint torque takes place. Alternatively or additionally, a power request and / or a speed request can be determined as parameters. Furthermore, it can be provided, the requirement of the parameter in addition to determine an acceleration of the accelerator pedal. In particular, in the case of a strong acceleration of the accelerator pedal during a passage, a request for an increased setpoint torque is determined. Alternatively or in addition to a position of the Gaspe dals also a signal of a controller can be determined. For example, a signal of a traction slip control is used as the signal for specifying a setpoint torque.

Als Betriebsart des Hybridantriebes ist insbesondere eine erste Betriebsart vorgesehen, in welcher Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine jeweils variabel drehbar über das Planetengetriebe miteinander verbunden sind. Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine können beispielsweise voneinander verschiedene Drehzahlen aufweisen. Insbesondere können Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen. Durch eine Wahl der entsprechenden Drehzahlen sowie der entsprechend vorgegebenen Übersetzungsverhältnisse des Planetengetriebes kann beispielsweise eine entsprechende Aufteilung der Antriebsenergie zwischen Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine vorgenommen werden.When Operating mode of the hybrid drive is in particular a first mode provided in which electric motor and internal combustion engine each variable over rotatable the planetary gear are connected together. Electric motor and Internal combustion engine can for example, have different speeds from each other. Especially can Electric motor and internal combustion engine different directions of rotation exhibit. By choosing the appropriate speeds and the according to predetermined transmission ratios the planetary gear, for example, a corresponding distribution the drive energy between electric motor and internal combustion engine be made.

Des Weiteren ist vorzugsweise eine zweite Betriebsart vorgesehen, in welcher Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine drehfest miteinander verblockt sind.Of Furthermore, a second operating mode is preferably provided, in which electric motor and internal combustion engine rotatably with each other are blocked.

Zur festen Kopplung von Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine im Parallelbetrieb wird beispielsweise eine entsprechende Kupplung geschaltet, welche insbesondere im oder am Planetengetriebe vorgesehen ist. Beispielsweise werden dazu Sonnenrad und Hohlrad und/oder Planenträger drehfest miteinander verkuppelt.to fixed coupling of electric motor and internal combustion engine in the Parallel operation, for example, a corresponding coupling connected, which provided in particular in or on the planetary gear is. For example, sun gear and ring gear and / or plate carrier are rotationally fixed Coupled with each other.

Vorzugsweise kann das angeforderte Solldrehmoment beliebig auf ein Drehmoment des Elektromotors beziehungsweise ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine aufgeteilt werden.Preferably The requested target torque can be arbitrarily set to a torque the electric motor or a torque of the internal combustion engine be split.

Zur Auswahl der Betriebsart des Hybridantriebes wird beispielsweise das angeforderte Solldrehmoment und/oder die Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, anhand einer Fahrsituation oder anhand eines Energiestatus eines Energiespeichers des Elektromotors eine Auswahl der Betriebsart vorzunehmen.to Selection of the operating mode of the hybrid drive, for example the requested target torque and / or the output speed of the Hybrid drive compared to a predetermined threshold. It However, it can also be provided based on a driving situation or based on an energy status of an energy storage of the electric motor make a selection of the operating mode.

Die erste Betriebsart wird insbesondere dann ausgewählt, wenn die Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Der vorgegebene Wert wird beispielsweise so gewählt, dass Anfahrvorgänge oder Betriebsweisen des Hybridfahrzeuges beispielsweise im Stadtverkehr mit entsprechend häufigen Beschleunigungs- und Abbremsphasen in die erste Betriebsart fallen. Als Ausgangsdrehzahl ist insbesondere eine Drehzahl einer Abtriebswelle des Hybridantriebes, welche mit einem Getriebeeingang des Hybridfahrzeuges verbunden ist, zu verstehen. Als vorgegebener Wert wird beispielsweise eine Ausgangsdrehzahl von 2.500 Umdrehungen pro Minute verwendet. Entsprechend können jedoch auch höhere oder niedrigere Werte vorgesehen sein.The first mode is selected in particular when the output speed of the hybrid drive is less than a predetermined value. The default Value is chosen, for example, that startup operations or modes of operation of the hybrid vehicle, for example, in city traffic with correspondingly frequent Acceleration and deceleration phases fall into the first mode. As output speed is in particular a speed of an output shaft the hybrid drive, which with a transmission input of the hybrid vehicle connected, to understand. The default value is, for example used an output speed of 2,500 revolutions per minute. Correspondingly but also higher or lower values.

Entsprechend wird die zweite Betriebsart vorzugsweise gewählt, wenn die Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes größer als sein vorgegebener Wert ist. Insbesondere wird die zweite Betriebsart bei höheren Geschwindigkeiten des Hybridfahrzeuges angewendet. Als vorgegebener Wert kann beispielsweise ein Wert von 2.500 bis 3.000 Umdrehungen angesetzt werden. Entsprechend können jedoch auch hier größere oder kleinere Werte vorgesehen sein.Corresponding the second mode is preferably selected when the output speed of the hybrid drive greater than its default value is. In particular, the second mode at higher Speeds of the hybrid vehicle applied. As given Value can be, for example, a value of 2,500 to 3,000 revolutions be set. Correspondingly but here too larger or smaller values can be provided.

Die Reaktion des Hybridantriebes auf die Aufteilung wird vorzugsweise vorermittelt. Eine vorermittelte Reaktion des Hybridantriebes basiert beispielsweise auf zuvor ermittelten kinematischen Kenngrößen des Hybridantriebes. Dazu kann dieses beispielsweise physikalisch modelliert werden oder aber auch mittels eines Expertensystems beschrieben werden. Die vorermittelte Reaktion ist insbesondere eine Abschätzung eines dynamischen Verhaltens des Hybridantriebes innerhalb eines endlichen Zeitschrittes nach einer Veränderung der Drehmomentverteilung. Beispielsweise wird eine derartige Änderung anhand eines Gradienten in einem Betriebspunkt eines Kennfeldes geschätzt. Diese vorermittelte Reaktion wird beispielsweise bei einer Einstellung der Drehzahlen von Elektromotor und/oder Verbrennungskraftmaschine verwendet. Insbesondere ermöglicht eine Berücksichtigung der vorermittelten Reaktion eine Verringerung eines Regelaufwandes der entsprechenden Drehzahlen. Bevorzugt ermöglicht dies eine Verringerung des Regelaufwandes sowie insbesondere eine Verkürzung transienter Betriebszustände. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ebenfalls eine schnellere Reaktion der Regelung und insbesondere einen geringeren Regelfehler. Vorzugsweise wird eine schnelle Anpassung der Drehmomentverteilung an verschiedene Betriebszustände des Hybridfahrzeuges ermöglicht.The Reaction of the hybrid drive on the division is preferred vorermittelt. A pre-determined reaction of the hybrid drive is based For example, on previously determined kinematic characteristics of Hybrid drive. For example, this can be physically modeled be described or also by means of an expert system become. The pre-determined reaction is in particular an estimation of a dynamic one Behavior of the hybrid drive within a finite time step after a change in the Torque distribution. For example, such a change based on a gradient in an operating point of a characteristic field estimated. This pre-determined reaction, for example, at a setting the speeds of electric motor and / or internal combustion engine used. In particular, allows a consideration the pre-determined response a reduction of a regular effort the corresponding speeds. Preferably, this allows a reduction the usual effort and in particular a reduction of transient operating conditions. advantageously, allows This also means a faster reaction of the scheme and in particular a lower control error. Preferably, a quick adjustment the torque distribution to different operating conditions of Hybrid vehicle allows.

In einer Ausgestaltung wird als Parameter ein Solldrehmoment ermittelt und ein Drehmoment des Hybridantriebes anhand einer Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Drehzahländerung des Elektromotors auf das Solldrehmoment geregelt, wobei eine Abweichung von einer vorgegebenen Sollkurve der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine verringert wird, wobei die Sollkurve eine Funktion der Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes ist, und wobei eine Änderung der Ausgangsdrehzahl proportional zu einem Quotienten aus dem Solldrehmoment und einem von der Aus gangsdrehzahl abhängigen effektiven Massenträgheitsmomentes, welches sowohl eine Massenträgheit des Hybridfahrzeuges als auch Massenträgheitsmomente drehender Antriebselemente berücksichtigt und welches abtriebseitig am Planentengetriebe anliegt. Mit einer Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine oder des Elektromotors wird beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis zwischen der jeweiligen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine oder des Elektromotors und der Ausgangsdrehzahl eingestellt. Dementsprechend kann eine Drehmomentänderung eingestellt werden. Des Weiteren kann ein Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine oder des Elektromotors von der jeweiligen Drehzahl abhängen. Entsprechend kann vorzugsweise auch damit ein Drehmoment verändert werden. Die Sollkurve ist insbesondere so vorgegeben, dass ein möglichst optimaler Betrieb der Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich Drehmoment und/oder Energieabgabe ermöglicht wird. Insbesondere berücksichtigt die Sollkurve, dass die Verbrennungskraftmaschine stets mit einer Drehzahl oberhalb einer Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Vorzugsweise ist die Sollkurve eine ausgehend von der Leerlaufdrehzahl monoton ansteigende Funktion.In In one embodiment, a setpoint torque is determined as a parameter and a torque of the hybrid drive based on a speed change the internal combustion engine and / or a speed change the electric motor to the target torque regulated, with a deviation from a predetermined setpoint curve of the speed of the internal combustion engine is reduced, wherein the setpoint curve is a function of the output speed of the hybrid drive, and wherein a change in the output speed proportional to a quotient of the setpoint torque and a dependent on the output speed effective mass moment of inertia, which is both an inertia of the hybrid vehicle as well as mass moment of inertia of rotating drive elements considered and which abuts the planetary gear on the output side. With a Speed change the internal combustion engine or the electric motor, for example a translation ratio between the respective speed of the internal combustion engine or the electric motor and the output speed set. Accordingly, a torque change be set. Furthermore, a torque of the internal combustion engine or the electric motor depend on the respective speed. Corresponding can preferably be changed so that a torque. The nominal curve is particularly predetermined so that the best possible operation of the Internal combustion engine with regard to torque and / or energy output allows becomes. Particular consideration the setpoint curve that the internal combustion engine always with a Speed is operated above an idle speed. Preferably is the setpoint one from the idle speed monotone increasing function.

Als effektives Massenträgheitsmoment ist insbesondere dasjenige Massenträgheitsmoment zu verstehen, welches einem virtuellen drehenden Teil auf der Abtriebsseite des Hybridantriebes zugeordnet werden kann. Dieses effektive Massenträgheitsmoment des virtuellen drehenden Teiles ist dabei so bemessen, dass die abtriebsseitig tatsächlich am Hybridantrieb angeschlossenen mechanischen Elemente, insbesondere die drehenden Antriebselemente, hinsichtlich ihres mechanischen Verhaltens bezüglich eines Massenträgheitsmomentes möglichst exakt wiedergegeben werden. Des Weiteren wird insbesondere die Massenträgheit des Hybridfahrzeuges berücksichtigt. Für eine vorgegebene Drehzahl kann das effektive Massenträgheitsmoment beispielsweise aus einem bei einer Winkelbeschleunigung auftretenden Drehmoment ermittelt werden. Vorzugsweise kann das effektive Massenträgheitsmoment zumindest über einen Drehzahlbereich auf diese Weise mit guter Nährung ermittelt werden. Vorzugsweise kann zumindest in einem vorgegebenen Drehzahlbereich sowohl die Massenträgheit des Hybridfahrzeuges als auch Massenträgheitsmomente drehender Antriebselemente dabei pauschal mit einer einzigen mechanischen Größe berücksichtigt werden.When effective mass moment of inertia is to be understood in particular that mass moment of inertia, which is a virtual rotating part on the output side of the Hybrid drive can be assigned. This effective moment of inertia of the virtual rotating part is dimensioned so that the actually on the output side connected to the hybrid drive mechanical elements, in particular the rotating drive elements, in terms of their mechanical Behavior regarding a moment of inertia preferably be reproduced exactly. Furthermore, in particular the inertia of the hybrid vehicle considered. For one given speed, the effective moment of inertia, for example from a torque occurring at an angular acceleration be determined. Preferably, the effective moment of inertia at least about determined a speed range in this way with good nutrition become. Preferably, at least in a predetermined speed range both the inertia of the hybrid vehicle as well as mass moment of inertia of rotating drive elements thereby considered flat rate with a single mechanical size become.

Als Sollfunktion wird beispielsweise eine Funktion Wice(wcvt) verwendet. Wice ist dabei die Ausgangsdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine. wcvt ist dabei die Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes. Vorzugsweise wird eine Änderung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine dwice/dt zur Eliminierung einer Abweichung der Drehmomentverteilung von der Solldrehmomentverteilung verwendet. Dazu wird beispielsweise der folgende Term betrachtet; er beschreibt die Änderung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine im Zeitraum Δt aufgrund der Fahrzeugbeschleunigung und der Sollkurve Wice(wcvt):

Figure 00060001
For example, a function W ice (w cvt ) is used as the desired function. W ice is the output speed of the internal combustion engine. w cvt is the output speed of the hybrid drive. Preferably, a change in the rotational speed of the internal combustion engine dw ice / dt is used for eliminating a deviation of the torque distribution from the target torque distribution. For example, consider the following term; it describes the change in the speed of the internal combustion engine in the period .DELTA.t due to the vehicle acceleration and the setpoint curve W ice (w cvt ):
Figure 00060001

Δt ist dabei ein Zeitschritt. In ähnlicher Weise gilt dies für den Elektromotor.Δt is here a time step. In similar Way this applies to the electric motor.

Eine Drehzahländerung ẇmg wird insbesondere anhand der Übersetzungsverhältnisse des Planentengetriebes ermittelt.A speed change ẇ mg is determined in particular on the basis of the gear ratios of the planetary gear.

Gemäß einer Weiterbildung wird das Solldrehmoment anhand einer vorgegebenen Beschleunigung des Hybridfahrzeuges unter Vernachlässigung einer zusätzlich zum effektiven Massenträgheitsmoment vorliegenden planetengetriebe-abtriebsseitigen Last ermittelt. Insbesondere wird das Solldrehmoment als Produkt des effektiven Massenträgheitsmomentes und einer der vorgegebenen Beschleunigung des Hybridfahrzeuges entsprechend der folgenden Gleichung 2 ermittelt werden. cvt = Tcvt/Jveh Gleichung 2 According to a development, the setpoint torque is determined on the basis of a predetermined acceleration of the hybrid vehicle, neglecting a planetary gearbox output-side load in addition to the effective mass moment of inertia. Specifically, the target torque will be determined as a product of the effective moment of inertia and one of the predetermined accelerations of the hybrid vehicle according to the following Equation 2. cvt = T cvt / J veh Equation 2

Tcvt ist darin das Solldrehmoment. Des Weiteren ist Jveh das effektive Massenträgheitsmoment.T cvt is the target torque . Furthermore, J veh is the effective mass moment of inertia.

In einer Variante ist vorgesehen, dass das Solldrehmoment anhand einer vorgegebenen Beschleunigung des Hybridfahrzeuges unter Berücksichtigung einer zusätzlich zum effektiven Massenträgheitsmoment vorliegenden Planentengetriebe abtriebsseitigen Last ermittelt wird. Dies erfolgt beispielsweise gemäß der nachstehenden Gleichung 3.In one variant, it is provided that the setpoint torque is determined on the basis of a predetermined acceleration of the hybrid vehicle, taking into account a load on the output side in addition to the effective mass moment of inertia. This is done, for example, according to the following equation 3.

Figure 00060002
Figure 00060002

Tdem ist dabei das Solldrehmoment TL(wcvt) ist dabei die drehzahlabhängige Last. Die drehzahlabhängige Last berücksichtigt beispielsweise Reibungswiderstände, welche insbesondere durch einen Luftwiderstand und/oder Abrollwiderstände auftreten können. Insgesamt berücksichtigt die Last beispielsweise beim Hybridantrieb auftretende dissipative Effekte.T which is the target torque T L (w CVT) is the speed-dependent load. The speed-dependent load takes into account frictional resistances, for example, which can occur in particular due to air resistance and / or rolling resistance. Overall, the load takes into account, for example, dissipative effects that occur in the hybrid drive.

Insbesondere ist vorgesehen, dass anhand eines von der Ausgangsdrehzahl abhängigen Lastdrehmomentes sowie anhand des effektiven Massenträgheitsmomentes aus einer vorgegebenen Änderung der Ausgangsdrehzahl das Solldrehmoment ermittelt wird. Hierzu wird vorzugsweise ebenfalls die Gleichung 3 herangezogen, welche entsprechend nach dem Solldrehmoment aufgelöst werden kann.Especially is provided that based on a dependent of the output speed load torque as well as the effective mass moment of inertia from a given change the output speed, the target torque is determined. For this purpose is preferably also the equation 3 used, which accordingly resolved according to the setpoint torque can be.

Gemäß einer Weiterbildung wird anhand eines von der Ausgangsdrehzahl abhängigen Lastdrehmomentes sowie anhand des effektiven Massenträgheitsmomentes und dem Solldrehmoment eine Änderung der Ausgangsdrehzahl vorgegeben. Hierzu kann beispielsweise die Gleichung 3 unmittelbar herangezogen werden. Eine Änderung der entsprechenden Drehzahlen von Verbrennungskraftmaschine und Elektromotor können gemäß den folgenden Gleichungen 4 und 5 ermittelt werden.According to one Training is based on a dependent on the output speed load torque as well as the effective moment of inertia and the setpoint torque a change the output speed specified. For this purpose, for example, the Equation 3 are used directly. A change the corresponding speeds of internal combustion engine and Electric motor can according to the following Equations 4 and 5 are determined.

Figure 00070001
Figure 00070001

Die Funktion Wmg ist dabei eine entsprechende Sollkurve des Elektromotors in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl. Diese Sollkurve kann anhand der Übersetzungsverhältnisse aus der Sollkurve der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden.The function W mg is a corresponding setpoint curve of the electric motor as a function of the output speed. This setpoint curve can be determined on the basis of the transmission ratios from the setpoint curve of the internal combustion engine.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine anhand einer vorgegebenen Änderung der Ausgangsdrehzahl bei einer gegebenen Ausgangsdrehzahl aus einem Produkt der gewünschten Änderung der Ausgangsdrehzahl und einer Steigung S der Sollkurve im Punkt der gegebenen Ausgangsdrehzahl vorgegeben wird. Die Steigung S entspricht dabei beispielsweise dem Differenzialquotienten in Gleichung 4. Es ist entsprechend vorgesehen, dass eine Drehzahländerung A des Elektromotors anhand der gewünschten Änderung C der Ausgangsdrehzahl bei einer gegebenen Ausgangsdrehzahl der gewünschten Änderung C der Ausgangsdrehzahl und einer Steigung S der Sollkurve im Punkt der gegebenen Ausgangsdrehzahl sowie Übersetzungsverhältnisse i1 und i2 des Planetengetriebes wie folgt vorgegeben wird: A = (1 – i2 × S) × A/i1 In one embodiment, it is provided that a speed change of the internal combustion engine based on a predetermined change in the output speed at a given output speed from a product of the desired change in the output speed and a slope S of the setpoint curve at the point of the given output speed is specified. The slope S corresponds, for example, the differential quotient in equation 4. It is accordingly provided that a speed change A of the electric motor based on the desired change C of the output speed at a given output speed of the desired change C of the output speed and a slope S of the setpoint curve at the given point Output speed and gear ratios i 1 and i 2 of the planetary gear set as follows: A = (1 - i 2 × S) × A / i 1

In einer entsprechenden Schreibweise unter Verwendung von Differenzialquotienten ist dies in der Gleichung 6 wie folgt wiedergegeben:

Figure 00080001
In a corresponding notation using differential quotients, this is given in Equation 6 as follows:
Figure 00080001

Die Übersetzungsverhältnisse i1 und i2 des Planetengetriebes sind wie folgt definiert:

Figure 00080002
The gear ratios i1 and i2 of the planetary gear are defined as follows:
Figure 00080002

Die Übersetzungsverhältnisse sind dabei jeweils als Übersetzungsverhältnisse zweier Wellen bei festgehaltener dritter Welle definiert. Für die Übersetzungsverhältnisse werden beispielsweise Werte von i1 = 0,4 und i2 = 0,6 angegeben. Es können jedoch auch andere Werte vorgesehen sein.The gear ratios are defined in each case as ratios of two waves while held third wave. For the gear ratios, for example, values of i 1 = 0.4 and i 2 = 0.6. However, other values may be provided.

In einer Modifikation der vorstehenden Varianten kann in analoger Weise auch die Rolle von Verbrennungskraftmaschine und Elektromotor vertauscht werden. Entsprechend kann eine Vorsteuerung der Drehzahländerung des Elektromotors vorgenommen werden und daraus eine Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden.In A modification of the above variants can be carried out in an analogous manner also reversed the role of internal combustion engine and electric motor become. Accordingly, a feedforward control of the speed change the electric motor are made and therefrom a speed change the internal combustion engine are determined.

Neben der gewünschten Beschleunigung kann die Regelung auch einen ohne Druckmomentänderungswunsch vorhandenen Fehler, der eine zusätzliche Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine erfordert, kompensieren. Die erforderliche Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine wird dabei beispielsweise wie folgt geschätzt: ice = ẇice-pi + ẇice-dem Gleichung 8 In addition to the desired acceleration, the control can also compensate for an error present without pressure torque change request, which requires additional acceleration of the internal combustion engine. The required acceleration of the internal combustion engine is estimated, for example, as follows: ice = ẇ ice-pi + ẇ ice-the Equation 8

Der Term dwice-pi/dt entspricht dabei einem Reglerausgang, welcher vorgesehen ist, um die Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine auf die Sollkurve zurückzuführen. Vorzugsweise ist dieser Term dwice-pi/dt eine sehr kleine Größe. Dies wird beispielsweise durch eine optimierte Vorsteuerung ermöglicht.The term dw ice-pi / dt corresponds to a controller output, which is provided in order to return the speed of the internal combustion engine to the setpoint curve. Preferably, this term dw ice-pi / dt is a very small size. This is made possible for example by an optimized feedforward control.

Um einen Fehler bei der Drehmomentverteilung zu kompensieren, wird dem Elektromotor beispielsweise eine entsprechende Beschleunigung aufgeprägt. Um bei einer konstanten Ausgangsgeschwindigkeit lediglich die Balance zu behalten, wird eine Änderung der Drehzahl des Elektromotors insbesondere wie folgt bestimmt:

Figure 00090001
To compensate for an error in the torque distribution, the electric motor, for example, a corresponding acceleration is impressed. In order to maintain only balance at a constant output speed, a change in the speed of the electric motor is determined in particular as follows:
Figure 00090001

Entsprechung kann eine Beschleunigung des Elektromotors insbesondere gemäß dem folgenden Zusammenhang ermittelt werden:

Figure 00090002
Corresponding to an acceleration of the electric motor can be determined in particular according to the following relationship:
Figure 00090002

Aus Gleichung 8 und Gleichung 10 lassen sich die Drehmomente von Verbrennungskraftmaschine und Elektromotor gemäß der folgenden Gleichungen 11 ermitteln:

Figure 00090003
From equation 8 and equation 10, the torques of internal combustion engine and electric motor can be determined according to the following equations 11:
Figure 00090003

Damit können die Verbrennungskraftmaschine und der Elektromotor bei einer gegebenen Drehmomentanforderung TL im jeweils nächsten Zeitschritt entsprechend gesteuert werden.Thus, the internal combustion engine and the electric motor at a given torque request T L in the next time step can be controlled accordingly.

Für eine Regelung der vorgegebenen Drehzahländerung des Elektromotors ist insbesondere vorgesehen, dass die vorgegebene Drehzahländerung mittels eines Proportional-Integral-Reglers erfolgt. Anstelle eines Proportional-Integral-Reglers können jedoch auch andere geläufige Regler verwendet werden.For a regulation the predetermined speed change the electric motor is provided in particular that the predetermined Speed change by means of a proportional-integral controller he follows. However, instead of a proportional-integral controller can also other common ones Controller can be used.

Die Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine wird gemäß einer Ausgestaltung mittels eines Proportional-Integral-Reglers eingeregelt. Auch hier können jedoch andere Regelalgorithmen verwendet werden.The Speed change the internal combustion engine is in accordance with an embodiment by means of adjusted by a proportional-integral controller. Again, however, you can other control algorithms are used.

Die Sollkurve kann verschiedene Merkmale aufweisen. In einer ersten Ausgestaltung nimmt die Sollkurve bei einer Ausgangsdrehzahl 0 eine 0 verschiedene Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine ein. Dies trägt insbesondere der Randbedingung Rechnung, dass eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine nicht beliebig klein eingestellt werden kann.The setpoint curve can have various features. In a first embodiment, the target decreases curve at an output speed 0 a 0 different idle speed of the internal combustion engine. This bears particular account of the boundary condition that a speed of the internal combustion engine can not be set arbitrarily small.

Alternativ oder zusätzlich weist die Sollkurve für Ausgangsdrehzahlen oberhalb eines Drehzahlwertes W1, welcher größer als die Leerlaufdrehzahl ist, in zumindest einem Abschnitt eine konstante Steigung größer als 0 auf. Zwischen der Drehzahl 0 und dem Drehzahlwert W1 steigt die Sollkurve vorzugsweise monoton ausgehend von der Leerlaufdrehzahl an.alternative or additionally indicates the setpoint curve for Output speeds above a speed value W1, which is greater than the idling speed is constant in at least a portion Slope greater than 0 on. Between the speed 0 and the speed value W1 increases Target curve preferably monotonically from the idle speed at.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Sollkurve an der Stelle des Drehzahlwertes W1 stetig differenzierbar verläuft. Insbesondere sind unmittelbar ober- und unterhalb des Drehzahlwertes W1 die Steigungen der Sollkurve identisch. Vorzugsweise wird eine glatte Regelung ermöglicht.Preferably is provided that the setpoint curve at the location of the speed value W1 is continuously differentiable. In particular, directly above and below the speed value W1 the slopes of the setpoint curve identical. Preferably, a smooth regulation allows.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Hybridantrieb für ein Hybridfahrzeug, umfassend wenigstens einen Elektromotor, wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens ein Planetengetriebe, mit welchem ein erstes Drehmoment des Elektromotors und ein zweites Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine zu einem dritten Drehmoment an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verknüpfbar sind, sowie wenigstens eine Steuerung mittels derer insbesondere gemäß einem Verfahren gemäß zumindest einer der vorstehenden Ausgestaltungen

  • – zumindest ein Parameter ermittelbar ist, der in Zusammenhang mit einer Anforderung, insbesondere einer Solldrehmomentanforderung steht,
  • – zumindest anhand des Parameters eine Betriebart des Hybridantriebes ermittelbar ist,
  • – falls eine erste Betriebsart ausgewählt ist, in welcher der Elektromotor und die Verbrennungskraftmaschine über das Planetengetriebe jeweils variabel dreh bar miteinander gekoppelt sind, entsprechend der Anforderung eine Lastanforderung aufteilbar ist,
  • – wobei zur Regelung eine Reaktion des Hybridantriebes auf die Aufteilung berücksichtigbar ist.
The invention further relates to a hybrid drive for a hybrid vehicle, comprising at least one electric motor, at least one internal combustion engine and at least one planetary gear, with which a first torque of the electric motor and a second torque of the internal combustion engine are connectable to a third torque on a drive train of a motor vehicle, and at least a control by means of which in particular according to a method according to at least one of the preceding embodiments
  • At least one parameter can be determined which is associated with a request, in particular a setpoint torque request,
  • At least on the basis of the parameter a mode of operation of the hybrid drive can be determined,
  • - If a first mode is selected in which the electric motor and the internal combustion engine via the planetary gear are each variable rotatably bar coupled to each other, according to the request, a load request is divisible,
  • - In which a reaction of the hybrid drive to the division is taken into account for the regulation.

Als Steuerung wird beispielsweise eine an sich bekannte Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine verwendet, welche auch eine Steuerung des Elektromotors ermöglicht. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, verschiedene Steuerungen für Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine getrennt vorzusehen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, getrennte Steuerungen für den Hybridantrieb, den Elektromotor und die Verbrennungskraftmaschine vorzusehen.When Control, for example, a known motor control an internal combustion engine, which also uses a controller of the electric motor allows. However, it may also be provided, various controls for electric motor and internal combustion engine provided separately. Furthermore can be provided, separate controls for the hybrid drive, the electric motor and to provide the internal combustion engine.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Steuerung wenigstens eine erste Steuerung einer Drehmomentaufteilung sowie wenigstens eine zweite Steuerung einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Elektromotors umfasst. Insbesondere kann jeweils zumindest eine Steuerung einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Elektromotors vorgesehen sein.According to one Further development is provided that the control at least one first control of a torque distribution and at least one second control of a speed of the internal combustion engine and / or of the electric motor. In particular, at least one can each Control of a speed of the internal combustion engine or be provided of the electric motor.

Gemäß einer Variante ist die erste Steuerung eine Master-Steuerung, welcher die zweite Steuerung als Slave-Steuerung zugeordnet ist. Insbesondere ist die Slave-Steuerung als autarke Steuerung einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Elektromotors ausgestaltet. Vorzugsweise gibt die Master-Steuerung lediglich eine Drehzahl beziehungsweise eine Drehzahländerung des Elektromotors und/oder der Verbrennungskraftmaschine vor. Vorzugsweise kann eine Slave-Steuerung eine geringere Rechenleistung aufweisen, als diese beispielsweise für eine einzige Steuerung, welche sowohl Aufgaben der Master-Steuerung als auch der Slave-Steuerung vornimmt, erforderlich ist.According to one Variant is the first controller a master controller, which the second controller is assigned as a slave controller. Especially is the slave control as a self-sufficient control of a speed of Internal combustion engine and / or the electric motor designed. Preferably, the master control is only a speed or a speed change the electric motor and / or the internal combustion engine before. Preferably a slave controller can have a lower computing power, as this example for a single controller, which performs both tasks of master control as well as the slave control is required.

Für eine Verbindung von Elektromotor, Verbrennungskraftmaschine und Antriebsstrang ist insbesondere vorgesehen, dass der Elektromotor mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbunden ist. Des Weiteren ist beispielsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine mit einem Sonnenrad des Planentengetriebes verbunden ist. Insbesondere sind der Verbrennungsmotor und der Elektromotor über ein Sonnenrad und einen Planetenträger des Planetengetriebes miteinander verbunden. Dabei kann beispielsweise der Elektromotor mit dem Planententräger verbunden sein, wohingegen der Verbrennungsmotor mit dem Sonnenrad verbunden ist. Entsprechend der vorstehenden Ausführungen ist jedoch auch eine umgekehrte Anordnung möglich.For a connection of electric motor, internal combustion engine and powertrain In particular, provided that the electric motor with a planet carrier of the Planet gear is connected. Furthermore, for example provided that the internal combustion engine with a sun gear the planetary gear is connected. In particular, the internal combustion engine and the electric motor over a sun gear and a planet carrier of the planetary gear together connected. In this case, for example, the electric motor connected to the planet carrier whereas the internal combustion engine is connected to the sun gear is. However, according to the above statements is also a reverse arrangement possible.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Motorsteuerung eines Hybridantriebes gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen für ein Hybridfahrzeug.Farther The invention relates to a motor control of a hybrid drive according to a the above-described embodiments for a hybrid vehicle.

Ein Hybridfahrzeug ist dabei insbesondere ein straßen- oder schienengebundenes Kraftfahrzeug.One Hybrid vehicle is in particular a road or rail Motor vehicle.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit auf einem computerlesbaren Speichermedium vorgesehenen Programmcodemitteln zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen, wenn ein die Programmcodemittel umfassendes Programm auf einem Computer ausgeführt wird. Als computerlesbares Speichermedium ist insbesondere ein Speicherchip ein optischer, magnetischer, magneto-optischer Datenträger oder dergleichen vorgesehen. Insbesondere ist das Speichermedium ein Speicherchip einer Steuerung. Der Computer ist beispielsweise ein Mikrocontroller einer Steuerung, insbesondere einer Motorsteuerung.Finally, concerns the invention relates to a computer program product on a computer-readable storage medium provided program code means for carrying out a method according to a the embodiments described above, when the program code means comprehensive program running on a computer. As a computer readable Storage medium, in particular a memory chip is an optical, magnetic, magneto-optical disk or the like provided. In particular, the storage medium is a memory chip of a controller. For example, the computer is a microcontroller of a controller, in particular a motor control.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dort dargestellten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind jeweils in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibung sowie in den Figuren angegebene Merkmale zu Weiterbildungen miteinander kombinierbar.in the The invention will be explained by way of example with reference to the drawing. The However, the invention is not based on the feature combinations shown there limited. Rather, respectively, in the description including the Description of the figures and features indicated in the figures Further developments can be combined with each other.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine schematische Anordnung eines Hybridantriebes, 1 : a schematic arrangement of a hybrid drive,

2: ein Schema eines kinematischen Modells, 2 : a schematic of a kinematic model,

3: eine Sollkurve, 3 a setpoint curve,

4: eine Sprungantwort einer Drehmomentanforderung in einem konventionellen System, 4 : a step response of a torque request in a conventional system,

5: zu 4 zugehörige geregelte Drehzahlverläufe, 5 : too 4 associated controlled speed curves,

6: eine Sprungantwort einer Drehmomentanforderung in einem System gemäß der Erfindung, und 6 a step response of a torque request in a system according to the invention, and

7: zu 6 zugehörige geregelte Drehzahlverläufe. 7 : too 6 associated controlled speed curves.

1 zeigt eine schematische Anordnung eines Hybridantriebes 1. Dieser umfasst einen Elektromotor EM sowie eine Verbrennungskraftmaschine E. Diese sind über ein Planetengetriebe 2 miteinander verbunden. Das Planetengetriebe 2 umfasst ein Sonnenrad 3, ein Hohlrad 4 sowie einen ersten 5 und einen zweiten Planetenträger 6. Des Weiteren ist das Planentengetriebe 2 mit einer Kupplung C versehen, mittels derer eine Verbindung zwischen dem Hohlrad 4 und einer Eingangswelle 7 eines Getriebes AT herstellbar ist. Weiterhin umfasst der Hybridantrieb 1 eine erste Motorsteuerung 8, welche mit dem Elektromotor EM verbunden ist, sowie eine zweite Motorsteuerung 9, welche mit der Verbrennungskraftmaschine E verbunden ist. Die erste und die zweite Motorsteuerung 8; 9 sind wiederum mit einer Master-Steuerung 10 des Hybridantriebes 1 verbunden, welche an die jeweiligen Motorsteuerungen 8; 9 Drehzahlanforderungen beziehungsweise Anforderungen einer Drehzahländerung übergeben kann. Die Motorsteuerungen 8; 9 dienen zumindest einer Regelung einer Drehzahl des Elektromotors EM beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine E. 1 shows a schematic arrangement of a hybrid drive 1 , This includes an electric motor EM and an internal combustion engine E. These are via a planetary gear 2 connected with each other. The planetary gear 2 includes a sun wheel 3 , a ring gear 4 and a first 5 and a second planet carrier 6 , Furthermore, the tarpaulin gear 2 provided with a clutch C, by means of which a connection between the ring gear 4 and an input shaft 7 a transmission AT can be produced. Furthermore, the hybrid drive includes 1 a first engine control 8th , which is connected to the electric motor EM, and a second motor control 9 , which is connected to the internal combustion engine E. The first and the second engine control 8th ; 9 are in turn with a master control 10 the hybrid drive 1 connected to which the respective motor controls 8th ; 9 Speed requirements or requirements of a speed change can pass. The engine controls 8th ; 9 serve at least one control of a rotational speed of the electric motor EM or the internal combustion engine E.

Die Master-Steuerung 10 berücksichtigt bei einer Ausgabe von Stellsignaien an die Motorsteuerungen 8; 9 eine Anforderung eines Drehmomentes an der Eingangswelle 7 des Getriebes AT.The master control 10 taken into account when outputting actuating signals to the motor controls 8th ; 9 a requirement of a torque on the input shaft 7 of the transmission AT.

Im Folgenden werden gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.in the Following are equivalent elements with the same reference numerals Mistake.

2 zeigt ein Schema eines kinematischen Modelles 11 eines Hybridantriebes gemäß 1. Mittels eines Planetengetriebes 2 werden ein Drehmoment Tmg eines Elektromotors und ein Drehmoment Tice einer Verbrennungskraftmaschine zu einem resultierenden Drehmoment Tcvd des Hybridantriebes verknüpft. Dem nicht dargestellten Elektromotor ist dabei ein Massenträgheitsmoment Jmg bei einer Drehgeschwindigkeit wmg zugeordnet. Entsprechend ist der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine ein Massenträgheitsmoment Jice bei einer Drehzahl wice zugeordnet. Entsprechend eines ersten Übersetzungsverhältnisses i1 und eines zweiten Übersetzungsverhältnisses i2 des Planetengetriebes 2 wirkt dabei am Planetengetriebe 2 ein erstes Drehmoment Tpgs1 und ein zweites Drehmoment Tpgs2, welches zu dem resultierenden Drehmoment Tcvt verknüpft wird. Abtriebsseitig, das heißt an einer Eingangswelle eines Getriebes gemäß einer Ausgestaltung in 1, wird ein effektives Massenträgheitsmoment Jveh bei einer Drehzahl wcvt der Eingangswelle angenommen. Des Weiteren wird abtriebsseitig ein Lastdrehmoment TL an genommen, welches beispielsweise infolge eines Luftwiderstandes resultiert. Dieses Lastdrehmoment TL ist insbesondere von der Drehzahl wcvt der Eingangswelle, welche insbesondere eine Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes ist, abhängig. Für die Übersetzungsverhältnisse werden beispielsweise Werte von i1 = 0,4 und i2 = 0,6 angegeben. Es können jedoch auch andere Werte vorgesehen sein. 2 shows a schematic of a kinematic model 11 a hybrid drive according to 1 , By means of a planetary gear 2 For example, a torque T mg of an electric motor and a torque T ice of an internal combustion engine are linked to a resulting torque T cvd of the hybrid drive. The electric motor, not shown, is assigned a mass moment of inertia J mg at a rotational speed w mg . Accordingly, the internal combustion engine, not shown, a mass moment of inertia J ice assigned at a speed w ice . Corresponding to a first transmission ratio i 1 and a second transmission ratio i 2 of the planetary gear 2 acts on the planetary gear 2 a first torque T pgs1 and a second torque T pgs2 , which is linked to the resulting torque T cvt . On the output side, that is on an input shaft of a transmission according to an embodiment in 1 , an effective moment of inertia J veh at a rotational speed w cvt of the input shaft is assumed. Furthermore, a load torque T L is taken on the output side, which results, for example, as a result of air resistance. This load torque T L is dependent in particular on the speed w cvt of the input shaft, which is in particular an output speed of the hybrid drive. For the gear ratios, for example, values of i 1 = 0.4 and i 2 = 0.6 are given. It can, however, too other values may be provided.

Eine Abschätzung des effektiven Massenträgheitsmomentes erfolgt beispielsweise gemäß einer der vorstehend dargelegten Ausführungen.A appraisal the effective mass moment of inertia takes place, for example, according to a the embodiments set out above.

Insbesondere ist das dargestellte Lastdrehmoment TL mit dem Drehmoment Tcvt bei einer Drehzahl wcvt gemäß Gleichung 4 über das effektive Massenträgheitsmoment Jveh mit einer Drehzahländerung ẇcvt. verknüpft.In particular, the illustrated load torque T L with the torque T cvt at a speed w cvt according to equation 4 on the effective moment of inertia J veh with a speed change ẇ cvt. connected.

3 zeigt eine Sollkurve 12. Die Sollkurve 12 beschreibt einen gewünschten Verlauf einer Drehzahl Wice der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von einer Drehzahl wcvt, welche eine Ausgangsdrehzahl des Hybridantriebes ist. Ein Verlauf der Sollkurve 12 ist dabei so ausgestaltet, dass bei einer Ausgangsdrehzahl 0 des Hybridantriebes eine Leerlaufdrehzahl w0 der Verbrennungskraftmaschine vorliegt. Des Weiteren zeigt die Sollkurve 12 für Ausgangsdrehzahlen oberhalb eines Wertes w1 einen linear ansteigenden Verlauf. Unterhalb der Ausgangsdrehzahl w1 verläuft die Kurve monoton ansteigend ausgehend von der Leerlaufdrehzahl w0 der Verbrennungskraftmaschine. Im Punkt (w1, w1) ist die Sollkurve 12 stetig differenzierbar. Die Sollkurve 12 wird insbesondere dafür verwendet, gemäß der Gleichung 5 eine erforderliche Beschleunigung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine anhand der gewünschten Beschleunigung der Ausgangsdrehzahl zu ermitteln. Letztere wird gemäß Gleichung 4 ermittelt. 3 shows a setpoint curve 12 , The nominal curve 12 describes a desired course of a speed W ice of the internal combustion engine as a function of a speed w cvt , which is an output speed of the hybrid drive. A course of the setpoint curve 12 is designed so that at an output speed 0 of the hybrid drive an idle speed w 0 of the internal combustion engine is present. Furthermore, the setpoint curve shows 12 for output speeds above a value w 1 a linearly increasing course. Below the output speed w 1 , the curve is monotonously increasing starting from the idle speed w 0 of the internal combustion engine. At point (w 1 , w 1 ) is the setpoint curve 12 continuously differentiable. The nominal curve 12 is used in particular to determine a required acceleration of the speed of the internal combustion engine based on the desired acceleration of the output speed according to the equation 5. The latter is determined according to Equation 4.

4 zeigt eine Sprungantwort einer Drehmomentanforderung in einem konventionellen System. Auf der Abszisse ist die Zeit in Sekunden aufgetragen. Auf der Ordinate ist ein Drehmoment in Newtonmetern aufgetragen. Bei einer Zeit von etwa vier Sekunden wird eine Drehmomentanforderung registriert. 4 shows a step response of a torque request in a conventional system. The abscissa shows the time in seconds. On the ordinate a torque in Newton meters is plotted. At a time of about four seconds, a torque request is registered.

5 zeigt zu 4 zugehörige geregelte Drehzahlverläufe. Dargestellt ist auf der Abszisse eine Zeit und auf der Ordinate eine Drehzahl. Ein Drehzahlverlauf einer Verbrennungskraftmaschine 13 und ein Drehzahlverlauf eines Elektromotors 14 werden jeweils so geregelt, dass ein Drehzahlverlauf 15 als Ausgangsdrehzahlverlauf des Hybridantriebes resultiert. Dargestellt sind die Verläufe für einen Anfahrvorgang. Der Ausgangsdrehzahlverlauf des Hybridantriebes 15 steigt dabei linear an. 5 shows 4 associated controlled speed curves. Shown on the abscissa is a time and on the ordinate a speed. A speed curve of an internal combustion engine 13 and a speed curve of an electric motor 14 are each regulated so that a speed curve 15 As the output speed curve of the hybrid drive results. Shown are the gradients for a startup. The output speed curve of the hybrid drive 15 increases linearly.

6 zeigt eine Sprungantwort einer Drehmomentanforderung in einem System gemäß der Erfindung. Auf der Abszisse ist eine Zeit und auf der Ordinate ein Drehmoment dargestellt. Der dargestellte Drehmomentverlauf 16 steigt dabei gemäß einer Drehmomentanforderung bei etwa vier Sekunden nahezu schlagartig auf etwa 100 Newtonmeter an. Im Gegensatz zu dem in 4 gezeigten Verlauf ist nahezu kein Überschwingen sichtbar. 6 shows a step response of a torque request in a system according to the invention. A time is shown on the abscissa and a torque on the ordinate. The illustrated torque curve 16 It rises almost suddenly to about 100 Newton meters according to a torque request at about four seconds. Unlike the in 4 As shown, almost no overshoot is visible.

7 zeigt zu 6 zugehörige geregelte Drehzahlverläufe. Auf der Abszisse ist eine Zeit dargestellt und auf der Ordinate wiederum eine Drehzahl. Dargestellt sind ein Drehzahlverlauf 13 einer Verbrennungskraftmaschine, ein Drehzahlverlauf 14 eines Elektromotors sowie ein Ausgangsdrehzahlverlauf 15 eines Hybridantriebes. Der Ausgangsdrehzahlverlauf 15 steigt wiederum ab einer Zeit von etwa vier Sekunden linear an. Dargestellt ist wiederum ein Anfahrvorgang. Im Unterschied zu den in 5 dargestellten Verläufen ist ein deutlich glatteres Regelverhalten erkennbar. 7 shows 6 associated controlled speed curves. On the abscissa a time is shown and on the ordinate turn a speed. Shown are a speed curve 13 an internal combustion engine, a speed curve 14 an electric motor and an output speed curve 15 a hybrid drive. The output speed curve 15 in turn increases linearly from a time of about four seconds. In turn, a start-up procedure is shown. Unlike the in 5 shown courses a much smoother control behavior is recognizable.

Claims (16)

Verfahren zur Regelung einer Drehmomentverteilung eines Hybridantriebes (1) für ein Hybridfahrzeug, welcher wenigstens einen Elektromotor (EM) und wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine (E) umfasst, welche über ein Planetengetriebe (2) miteinander verbunden sind und miteinander verblockbar sind, wobei – zumindest ein Parameter ermittelt wird, der in Zusammenhang mit einer Anforderung, insbesondere einer Solldrehmomentanforderung steht, – zumindest anhand des Parameters eine Betriebsart des Hybridantriebes (1) ermittelt wird, – falls eine erste Betriebsart ausgewählt wird, in welcher der Elektromotor (EM) und die Verbrennungskraftmaschine (E) über das Planetengetriebe (2) jeweils variabel drehbar miteinander gekoppelt sind, entsprechend der Anforderung eine Aufteilung einer Lastanforderung erfolgt, – wobei eine dafür vorgesehene Regelung eine Reaktion des Hybridantriebes (1) auf die Aufteilung berücksichtigt.Method for controlling a torque distribution of a hybrid drive ( 1 ) for a hybrid vehicle comprising at least one electric motor (EM) and at least one internal combustion engine (E), which via a planetary gear ( 2 ) are interconnected and are interconnected, wherein - at least one parameter is determined, which is related to a request, in particular a target torque request, - at least based on the parameter, an operating mode of the hybrid drive ( 1 ) is determined, - if a first mode is selected, in which the electric motor (EM) and the internal combustion engine (E) via the planetary gear ( 2 ) are respectively variably rotatably coupled to each other, according to the request, a division of a load request is carried out, - wherein a designated control a reaction of the hybrid drive ( 1 ) on the division. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter ein Solldrehmoment ermittelt wird und dass ein Drehmoment des Hybridantriebes (1) auf das Solldrehmoment anhand einer Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine (E) und/oder einer Drehzahländerung des Elektromotors (EM) geregelt wird, wobei eine Abweichung von einer vorgegebenen Sollkurve (12) der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (E) verringert wird, wobei die Sollkurve (12) eine Funktion der Ausgangsdrehzahl (15) des Hybridantriebes ist, und wobei eine Änderung der Ausgangsdrehzahl proportional zu einem Quotienten aus dem Solldrehmoment und einem von der Ausgangsdrehzahl abhängigen effektiven Massenträgheitsmoment ist, welches sowohl eine Massenträgheit des Hybridfahrzeuges als auch Massenträgheitsmomente drehender Antriebselemente berücksichtigt und welches abtriebsseitig am Planetengetriebe (2) anliegt.A method according to claim 1, characterized in that a desired torque is determined as a parameter and that a torque of the hybrid drive ( 1 ) is controlled to the target torque based on a speed change of the internal combustion engine (E) and / or a speed change of the electric motor (EM) where a deviation from a given nominal curve ( 12 ) the speed of the internal combustion engine (E) is reduced, wherein the setpoint curve ( 12 ) a function of the output speed ( 15 ) of the hybrid drive, and wherein a change in the output speed is proportional to a quotient of the target torque and an output speed dependent effective moment of inertia, which takes into account both a mass inertia of the hybrid vehicle and mass moments of inertia of rotating drive elements and which output side of the planetary gear ( 2 ) is present. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Solldrehmoment anhand einer vorgegebenen Beschleunigung des Hybridfahrzeuges unter Vernachlässi gung einer zusätzlich zum effektiven Massenträgheitsmoment vorliegenden planetengetriebeabtriebsseitigen Last ermittelt wird.Method according to claim 2, characterized in that that the target torque based on a predetermined acceleration of the hybrid vehicle neglecting an addition to effective mass moment of inertia present planetary gear output side load is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Solldrehmoment anhand einer vorgegebenen Beschleunigung des Hybridfahrzeuges unter Berücksichtigung einer zusätzlich zum effektiven Massenträgheitsmoment vorliegenden planetengetriebeabtriebsseitigen Last ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims 2 or 3, characterized in that the target torque based on a predetermined acceleration of the hybrid vehicle taking into account a additionally to the effective moment of inertia present planetary gear output side load is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines von der Ausgangsdrehzahl abhängigen Lastdrehmomentes sowie anhand des effektiven Massenträgheitsmomentes aus einer vorgegebenen Änderung der Ausgangsdrehzahl das Solldrehmoment ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that based on one of the output speed dependent Load torque and based on the effective moment of inertia from a given change the output speed, the target torque is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines von der Ausgangsdrehzahl abhängigen Lastdrehmomentes sowie anhand des effektiven Massenträgheitsmomentes und dem Solldrehmoment eine Änderung der Ausgangsdrehzahl vorgegeben wird.Method according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that based on one of the output speed dependent Load torque and based on the effective moment of inertia and the target torque a change the output speed is specified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahländerung der Verbrennungskraftmaschine (E) anhand einer vorgegebenen Änderung der Ausgangsdrehzahl bei einer gegebenen Ausgangsdrehzahl aus einem Produkt der vorgegebenen Änderung der Ausgangsdrehzahl und einer Steigung S der Sollkurve (12) im Punkt der gegebenen Ausgangsdrehzahl vorgegeben wird.Method according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that a speed change of the internal combustion engine (E) based on a predetermined change in the output speed at a given output speed of a product of the predetermined change in the output speed and a slope S of the setpoint curve ( 12 ) is specified at the point of the given output speed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahländerung A des Elektromotors (EM) anhand der gewünschten Änderung C der Ausgangsdrehzahl bei einer gegebenen Ausgangsdrehzahl aus der gewünschten Änderung C der Ausgangsdrehzahl und einer Steigung S der Sollkurve im Punkt der gegebenen Ausgangsdrehzahl sowie Übersetzungsverhältnissen i1 und i2 des Planetengetriebes (2) wie folgt vorgegeben wird: A = (1 – i2·S)A/i1.Method according to one of the preceding claims 2 to 7, characterized in that a speed change A of the electric motor (EM) based on the desired change C of the output speed at a given output speed from the desired change C of the output speed and a slope S of the setpoint curve at the point given Output speed and gear ratios i1 and i2 of the planetary gear ( 2 ) is given as follows: A = (1 - i2 · S) A / i1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollkurve (12) bei einer Ausgangsdrehzahl Null eine von Null verschiedene Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine (E) einnimmt.Method according to one of the preceding claims 2 to 8, characterized in that the setpoint curve ( 12 ) assumes a non-zero idling speed of the internal combustion engine (E) at an output speed zero. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollkurve (12) für Ausgangsdrehzahlen oberhalb eines Drehzahlwertes W1, welcher größer als die Leerlaufdrehzahl ist, in zumindest einem Abschnitt mit einer konstanten Steigung ansteigt.Method according to one of the preceding claims 2 to 9, characterized in that the setpoint curve ( 12 ) for output speeds above a speed value W1, which is greater than the idling speed, increases in at least a portion with a constant slope. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollkurve an der Stelle des Drehzahlwertes W1 stetig differenzierbar verläuft.Method according to claim 10, characterized in that that the setpoint curve at the location of the speed value W1 continuously differentiable runs. Hybridantrieb für ein Hybridfahrzeug, umfassend wenigstens einen Elektromotor (EM), wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine (E) und wenigstens ein Planetengetriebe (2), mit welchem ein erstes Drehmoment des Elektromotors (EM) und ein zweites Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine (E) zu einem dritten Drehmoment an einem Antriebsstrang (7) eines Kraftfahrzeugs verknüpfbar sind, sowie wenigstens eine Steuerung (10) mittels derer – zumindest ein Parameter ermittelbar ist, der in Zusammenhang mit einer Anforderung, insbesondere einer Solldrehmomentanforderung steht, – zumindest anhand des Parameters eine Betriebart des Hybridantriebes (1) ermittelbar ist, – falls eine erste Betriebsart ausgewählt ist, in welcher der Elektromotor (EM) und die Verbrennungskraftmaschine (E) über das Planetengetriebe (2) jeweils variabel drehbar miteinander gekoppelt sind, entsprechend der Anforderung eine Lastanforderung aufteilbar ist, – wobei zur Regelung eine Reaktion des Hybridantriebes (1) auf die Aufteilung berücksichtbar ist.Hybrid drive for a hybrid vehicle, comprising at least one electric motor (EM), at least one internal combustion engine (E) and at least one planetary gear ( 2 ), with which a first torque of the electric motor (EM) and a second torque of the internal combustion engine (E) to a third torque on a drive train ( 7 ) of a motor vehicle and at least one controller ( 10 ) by means of which - at least one parameter can be determined which is related to a request, in particular a setpoint torque request, - at least based on the parameter, a mode of operation of the hybrid drive ( 1 ) can be determined, - if a first operating mode is selected, in which the electric motor (EM) and the internal combustion engine (E) via the planetary gear ( 2 ) are each coupled variably rotatable with each other, according to the request a load request can be divided, - wherein for controlling a reaction of the hybrid drive ( 1 ) is taken into account for the division. Hybridantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) wenigstens eine erste Steuerung (10) einer Drehmomentaufteilung sowie wenigstens eine zweite Steuerung (8; 9) einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (E) und/oder des Elektromotors (EM) umfasst.Hybrid drive according to claim 12, characterized in that the controller ( 10 ) at least one first controller ( 10 ) of a torque distribution and at least one second controller ( 8th ; 9 ) comprises a speed of the internal combustion engine (E) and / or the electric motor (EM). Hybridantrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerung eine Master-Steuerung (10) ist, der die zweite Steuerung (8; 9) als Slave-Steuerung zugeordnet ist.Hybrid drive according to claim 13, characterized in that the first controller is a master controller ( 10 ), which is the second controller ( 8th ; 9 ) is assigned as a slave controller. Motorsteuerung eines Hybridantriebes (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14 für ein Hybridfahrzeug.Motor control of a hybrid drive ( 1 ) according to one of claims 12 to 14 for a hybrid vehicle. Computerprogrammprodukt mit auf einem computerlesbaren Speichermedium vorgesehenen Programmcodemitteln zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wenn ein die Programmcodemittel umfassendes Programm auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program product with on a computer readable Storage medium provided program code means for carrying out a Method according to one of the claims 1 to 11, when a program comprising the program code means running a computer becomes.
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