DE102007055828A1

DE102007055828A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007055828A1
Application number: DE102007055828A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. Kaltenbach; Stefan Wallner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2009-06-18
Also published as: JP2011508695A; EP2222527A2; WO2009077320A2; US20110040432A1; WO2009077320A3; CN101896391A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang (2, 2'), umfassend einen Verbrennungsmotor (3), wenigstens eine elektrische Maschine (5), wenigstens ein Schaltelement (4), mittels dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Verbrennungsmotor (3) herstellbar ist, ein Getriebe (7) und einen Abtrieb (26), wobei der Verbrennungsmotor (3) aus einem elektrischen Fahrbetrieb startbar ist. Um einen effizienten und zuverlässigen Fahrbetrieb, insbesondere beim Starten eines Verbrennungsmotors (3), aus elektrischer Fahrt zu gewährleisten und dennoch dem Wunsch des Fahrers eines solchen Fahrzeuges nach Fahrkomfort einerseits und Fahrdynamik andererseits möglichst weitgehend entgegenzukommen, wird bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors (3) mit Hilfe einer Auswertung vorgegebener Auswahlkriterien je nach momentaner Betriebssituation variabel ein Startmodus aus einer Gruppe zur Verfügung stehender Startmodi ausgewählt und dieser eingeleitet. Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Betriebszustandserfassungs- und Speichermittel (25) vorgesehen, die mit einer Betriebsstrategie-Einheit (22) in Verbindung stehen, mit deren Hilfe bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors (3) aus einer elektrischen Fahrt eine momentane Betriebssituation auswertbar und in Abhängigkeit von der Auswertung ein Startmodus zum Start ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 10.
Hybridabtriebe gewinnen im Fahrzeugbau aufgrund ihres Potenzials zur Verringerung von Schadstoffemissionen und Energieverbrauch zunehmend an Bedeutung. Derartige Fahrzeuge weisen verschiedenartige Antriebsquellen auf, wobei insbesondere Kombinationen von Verbrennungs- und Elektromotoren von Vorteil sind, da sie einerseits die Reichweiten- und Leistungsvorteile von Brennkraftmaschinen und andererseits die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der elektrischen Maschinen als alleinige oder Hilfsantriebsquelle oder als Startergenerator sowie Generator zur Stromerzeugung und Rekuperation nutzen können.
Vom Markt werden Hybrid-Antriebsstränge gefordert, die möglichst ohne zusätzlichen Bauraumbedarf, bei möglichst geringer Kompliziertheit und bei geringem Kosten- und Konstruktionsaufwand in Fahrzeuge implementiert werden können. Es werden grundsätzlich zwei Hybrid-Topologien, der Serienhybrid und der Parallelhybrid unterschieden. Solche Anordnungen sind bereits bekannt und werden ständig weiterentwickelt.
Beim Serienhybrid sind die Antriebsmaschinen hintereinander geschaltet. Dabei dient der Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, als Antrieb für einen Generator, der eine elektrische Maschine speist. Das Fahrzeug wird ausschließlich über den Elektromotor angetrieben. Der Verbrennungsmotor ist von den Antriebsrädern entkoppelt und kann daher ständig in einem einzigen Betriebspunkt, also bei einem bestimmten Drehmoment und konstanter Drehzahl betrieben werden. Dieses Antriebskonzept eignet sich beispielsweise für Busse im städtischen Kurzstreckenverkehr, wobei vorzugsweise ein Betriebspunkt, bei dem der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors möglichst hoch ist und gleichzeitig Schadstoffemissionen, Kraftstoffverbrauch und Geräuschentwicklung in einem günstigen Bereich liegen, eingestellt wird. Ungünstig wirkt sich beim Serienhybrid dagegen aus, dass der Wirkungsgrad des Antriebs aufgrund der mechanisch-elektrischen Mehrfachumwandlung eingeschränkt ist.
Demgegenüber bieten Parallelhybrid-Antriebstränge durch eine bezüglich des Kraftflusses parallele Anordnung der Triebstrangaggregate neben der Überlagerung der Antriebsmomente die Möglichkeit der Ansteuerung mit rein verbrennungsmotorischem Antrieb oder rein elektromotorischem Antrieb. Grundsätzlich kann beim Parallelhybrid der Verbrennungsmotor durch jeweiliges Belasten bzw. Unterstützen mittels einer oder mehrerer elektrischer Maschinen weitgehend bei optimalem Drehmoment betrieben werden, so dass der maximale Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors effektiv genutzt werden kann. Durch die Unterstützung des Verbrennungsmotors verringert sich im Mittel der Kraftstoffverbrauch. Da bei kurzzeitigen erhöhten Leistungsanforderungen im sogenannten Boostbetrieb, beispielsweise bei Überholvorgängen, eine Summierung der Antriebsleistung möglich ist, kann der Verbrennungsmotor nahezu ohne Einbußen an Leistung und Fahrkomfort des Fahrzeuges vergleichsweise kleiner, und gewichts- und bauraumsparender ausgelegt werden, was sich zusätzlich emissionsverringernd und kostengünstig auswirkt. Die elektrische Maschine kann zudem als integrierter Startergenerator (ISG) zum Start des Verbrennungsmotors über eine Kupplung fungieren. Weiterhin dient die elektrische Maschine im generatorischen Betrieb zum Laden eines elektrischen Energiespeichers und kann zur Rekuperation eingesetzt werden. Als Getriebe zur Variation der Übersetzung des Antriebes der angetriebenen Achsen kommen grundsätzlich alle Formen von Fahrzeuggetrieben in Betracht.
Parallelhybridantriebe sind in der Regel als Ein-Kupplungsanordnung (1K) oder Zwei-Kupplungsanordnung (2K) ausgebildet. Bei beiden Anordnungen kann eine elektrische Maschine mit integrierter Startergenerator-Funktion (1K-ISG bzw. 2K-ISG-Anordnungen) integriert sein.
In einer ersten Bauweise ist, wie beispielsweise in der US 2005 022 1947 A1 dargestellt, der Verbrennungsmotor über eine erste Kupplung mit einer Elektromaschine und über eine separate zweite Kupplung mit einem Schaltgetriebe koppelbar. Es ist auch bekannt, wie beispielsweise in der DE 10 2004 043 589 A1 gezeigt, dass zwischen der zweiten Kupplung und dem Getriebe eine zweite elektrische Maschine angeordnet ist.
Eine zweite Bauweise zeigt beispielsweise die DE 10 2005 051 382 A1 . Bei dieser vergleichsweise einfachen und besonders kompakt bauenden Anordnung ist lediglich eine Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Elektromaschine vorgesehen. Eine zweite separate Kupplung entfällt. Die Kupplung kann als eine reibschlüssige oder im einfachsten Fall als eine besonders kostengünstige und bauraumsparende formschlüssige Trennkupplung ausgebildet sein.
Grundsätzlich kann bei einer Parallelhybrid-Anordnung die Funktion einer optionalen zweiten Kupplung zwischen einer Elektromaschine und einem Abtrieb, wenn dies bei dem jeweiligen Antriebskonzept vorgesehen bzw. erforderlich ist, von, beispielsweise bei Automatgetrieben ohnehin vorhandenen, getriebeinternen Schaltkupplungen und/oder Schaltbremsen oder einer vorgeschalteten Wandlerüberbrückungskupplung übernommen werden.
Anstelle einer direkten Anordnung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe bzw. einer direkten kraftschlüssigen Verbindung über eine Kupplung kann die Antriebswirkung der Elektromaschine auch über ein Planetengetriebe eingekoppelt werden. Dadurch kann die Elektromaschine als elekt rodynamisches Anfahrelement (EDA) wirken, wodurch wiederum eine herkömmliche Anfahrkupplung entfallen kann. Ein derartiges Hybrid-System mit einem EDA ist beispielsweise in Verbindung mit dem automatisierten AS Tronic-Getriebe aus dem Produktionsprogramm der Anmelderin bekannt und besonders für Nutzfahrzeuge im städtischen Verteilerverkehr mit häufigen Anfahr-, Brems und Rangiervorgängen geeignet.
Ziel zahlreicher Entwicklungen in der Hybridtechnik sind Betriebsstrategien, welche die vorhandenen Hybridkomponenten je nach Fahrsituation bei weitgehender Berücksichtigung von Fahrerwünschen und bei hohem Fahrkomfort möglichst effektiv und energiesparend einsetzen. Dazu seien die folgenden Beispiele genannt.
Die DE 10 2004 043589 A1 beinhaltet eine Betriebsstrategie in einem Parallelhybrid-Antriebsstrang, beispielsweise in Verbindung mit dem aus dem Produktionsprogramm der Anmelderin bekannten 6-gängigen Stufenautomaten 6HP26, bei der ein von einem eher sportlichen oder eher ökonomischen Fahrstil abhängiger Soll-Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers bestimmt wird. Die Antriebsleistung wird entsprechend einer momentanen Antriebsanforderung des Fahrers so auf die Hybridaggregate verteilt, dass dieser Soll-Ladezustand eingehalten wird. Eine besonders sportliche Fahrweise erfordert es, den Energiespeicher möglicht immer bei voller Kapazität zu halten, um die summierte Leistung der Antriebsaggregate beim Boosten zur Verfügung zu stellen. Eine eher ökonomische Fahrweise erfordert es dagegen, den Energiespeicher häufig zu leeren, um die ohnehin anfallende Rekuperationsenergie zum Auffüllen des Speichers effektiv zu nutzen.
Die WO 2006/111434 A1 zeigt ein Verfahren, bei dem eine Elektromaschine und ein Verbrennungsmotor gemeinsam ein angefordertes Solldrehmoment erzeugen, wobei zur Minimierung einer jeweiligen Drehmomentreserve des Verbrennungsmotors eine momentane Drehmomentreserve der Elektromaschine berücksichtigt wird.
Aus der WO 2007/020130 A1 ist ein Verfahren zur Rekuperation bei einem Hybridfahrzeug bekannt, wobei der Anteil der elektrischen Maschine bei der Verzögerung mit einem vom Fahrer ausgeübten Bremsdruck koordiniert wird. Die DE 10 2005 044 828 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines optimalen Betriebspunktes eines Hybridantriebes, wobei ein vom Fahrer angefordertes Antriebsmoment einerseits und ein dynamisches Verhalten der vorhandenen Fahrzeugaggregate, z. B. ein sogenanntes Turboloch, andererseits berücksichtigt werden. Dazu wird ein Optimierungsalgorithmus vorgeschlagen, in den vorab bestimmte Kennfelder und aktuelle Randbedingungen, beispielsweise die momentane Fahrpedalstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit, eingehen, die dann auf Variable wie die Drehmomentverteilung zwischen den Antriebsaggregaten und die Getriebeübersetzung angewandt werden.
Die DE 10 2005 044 268 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem zur Erhöhung des Wirkungsgrades eines Hybridantriebes ein Ladezustand eines Energiespeichers bzw. ein Energiefluss (Abtriebsenergie/elektrische Energie) im Fahrzeug in Abhängigkeit einer Kostenfunktion für den Energieverbrauch oder den Schadstoffausstoß geregelt wird.
In der EP 1 008 484 B1 ( DE 699 32 487 T2 ) ist ein Verfahren zur Regelung und Überwachung des Ladezustandes eines Energiespeichers in einem Hybridfahrzeug beschrieben, wobei auch bei unzureichender Rekuperation in bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise bei wiederholt kurz aufeinander folgenden Beschleunigungen und Verzögerungen oder bei einer Steigungsfahrt, welcher keine unmittelbar folgende Bergabfahrt folgt, ein ausreichender Ladezustand des Speichers eingeregelt wird.
Aus der US 7,174,980 B2 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebes bekannt, bei dem mit Hilfe einer elektrischen Maschine ein sprunghaftes Schleppmoment-Verhalten des Verbrennungsmotors verhindert und je nach Anforderung eine Schleppmoment-Kennlinie des gesamten Hybridantriebes beeinflusst wird.
Die DE 10 2005 049 458 A1 schlägt schließlich eine vorausschauende Strategie vor, bei der mit Hilfe von digitalen Straßenkarten Ortungseinrichtungen und in zeitlich-räumlichen Verkehrsmustern abgespeicherten streckenbezogenen Geschwindigkeitsverteilungen, im jeweiligen Streckenabschnitt über eine Zu- bzw. Abschaltung eines Hybridaggregates entschieden wird.
Bei einem Parallelhybrid-Antrieb kann im Fahrbetrieb abhängig von einer jeweiligen Betriebsstrategie die Antriebsform des Fahrzeuges zwischen verbrennungsmotorischem Antrieb, elektromotorischem Antrieb und gemischtem Antrieb häufig wechseln. Im rein elektromotorischen, kurz elektrischen, Fahrbetrieb ist die Elektromaschine mit dem Abtrieb verbunden, während der Verbrennungsmotor über ein Trennelement vom Antriebsstrang entgekoppelt ist. Soll die Elektromaschine in dieser Situation als integrierter Startergenerator den Verbrennungsmotor starten, so wird der Verbrennungsmotor über das Trennelement wieder zugeschaltet. Grundsätzlich kann ein derartiger Motorstart sowohl während eines Übersetzungswechsels des Getriebes als auch außerhalb von Getriebeschaltvorgängen erfolgen.
Eine Methode zum Start des Verbrennungsmotors aus elektrischer Fahrt bei einem Gangwechsel ist in der bereits erwähnten DE 10 2005 051 382 A1 beschriebenen. Dabei befindet sich ein Schaltgetriebe zunächst in einer Neutralstellung bzw. wird in Neutral geschaltet. Der Motorstart wird ab dem Zeitpunkt eingeleitet, ab dem das Getriebe in Neutral geschaltet ist. Dazu wird eine zuvor offene Kupplung in Schließrichtung angesteuert, so dass die Elektromaschine ein positives Drehmoment auf den Verbrennungsmotor in dessen vorge sehener Drehrichtung ausübt und dieser angelassen wird. Durch die Neutralstellung des Getriebes ist der Verbrennungsmotor beim Startvorgang von einer Abtriebswelle des Getriebes entkoppelt, wodurch bei der Schaltung zusätzliche Stoßbelastungen vermieden werden. Die Steuerung des Startvorgangs ist relativ einfach. Das Einrücken einer vorgesehenen Anschlussübersetzung erfolgt jedoch erst nach dem Start des Verbrennungsmotors, so dass eine Zeit verloren geht.
Bei einem in der ebenfalls bereits genannten US 2005 022 1947 A1 vorgeschlagenen Verfahren für ein Hybridfahrzeug mit einem Stufengetriebe und einer herkömmlichen Anordnung mit zwei Kupplungen kann hingegen der Verbrennungsmotor parallel bzw. überschneidend zur Schaltung von Übersetzungsgliedern bei einem Gangwechsel gestartet werden. In dieser Veröffentlichung ist eine Start/Stopp-Funktion beschrieben, bei welcher der Verbrennungsmotor abgeschaltet und von einer elektrischen Maschine wieder gestartet wird. Bei einem Stopp-Schritt wird der Verbrennungsmotor mittels einer Steuerung beim Auftreten vorgegebener Stopp-Bedingungen, beispielsweise beim Langsamerwerden an einer Ampel oder im Kolonnenverkehr, durch eine verbrennungsmotorseitige Kupplung vom Antriebsstrang getrennt und abgeschaltet. Beim darauf folgenden Start-Schritt treibt zunächst die Elektromaschine bei einer eingerückten ersten Getriebeübersetzung das Fahrzeug an. Anschließend wird mittels der Steuerung beim Auftreten vorgegebener Betriebszustände das Übersetzungsverhältnis geändert (erhöht), während gleichzeitig die Elektromaschine mittels der getriebeseitigen Kupplung vom Getriebe getrennt und die verbrennungsmotorseitige Kupplung eingerückt wird, so dass der Verbrennungsmotor über die Elektromaschine gestartet wird. Nach erfolgtem Start wird der Verbrennungsmotor mittels der getriebeseitigen Kupplung mit dem Getriebe verbunden, so dass das der Verbrennungsmotor allein oder im Zusammenwirken mit der Elektromaschine das Fahrzeug antreibt. Der Wiederstartvorgang des Verbrennungsmotors kann durch diese Startabfolge nahezu ohne für den Fahrer merkbare Stoßbelastung erfolgen.
Aus der DE 199 45 473 A1 ist ein Schleppstart zum Starten eines Verbrennungsmotors bei einem Hybridfahrzeug mit einem Zahnräderwechselgetriebe bekannt. Eine Elektromaschine ist zwischen einer verbrennungsmotorseitigen reibschlüssigen Anfahrkupplung und dem Getriebe angeordnet und über eine weitere, getriebeseitige Kupplungseinrichtung, die jeweils eine Kupplung auf einer Eingangswelle und einer Abtriebswelle umfasst, an den Triebstrang anbindbar. Weiterhin ist eine Schleppstartmöglichkeit vorgesehen. Bei dem Schleppstart treibt zunächst die Elektromaschine über das Getriebe bei eingelegtem Gang die Abtriebswelle und entsprechend die Antriebsräder des Fahrzeugs an. Während der elektrischen Fahrt wird zum Starten des Verbrennungsmotors die Anfahrkupplung geschlossen und damit der Verbrennungsmotor mit der elektrischen Maschine und dem Abtrieb verbunden. In der Folge wird durch das Antriebsmoment der Elektromaschine einerseits und das von den Antriebsrädern sowie das Getriebe zum Verbrennungsmotor übertragene Drehmoment andererseits der Schleppwiderstand des Verbrennungsmotors überwunden und dieser gestartet bzw. angeschleppt. Der Start des Verbrennungsmotors erfolgt vergleichsweise schnell und dynamisch ohne nennenswerte Vortriebsminderung des Fahrzeuges, was insbesondere einer eher sportlichen Fahrweise entgegen kommt. Dabei müssen jedoch in der Regel gewisse Komforteinbußen durch wahrnehmbare Stoßbelastungen im Antriebsstrang hingenommen werden.
Der Startvorgang des Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug aus elektrischer Fahrt geschieht üblicherweise mittels eines in einer Hybrid-Betriebsstrategie fest programmiertes Startprogramm oder eine Auswahl einer Startprozedur mit undefinierten Bedingungen. Diese Vorgehensweise entspricht im Ergebnis jedoch nicht immer den jeweiligen Anforderungen nach Komfort einerseits und dynamischem sowie zuverlässigem Fahrverhalten andererseits. Wie bereits erläutert kann ein Motorstart bei vollständigem Erhalt der Zugkraft eher ein dynamisches Fahrverhalten unterstützen, er ist aber in der Regel durch Stoßbelastungen im Antriebsstrang deutlich spürbar. Ein Motorstart bei verminderter Zugkraft wird hingegen eher weniger wahrgenommen und daher als komfortabler empfunden; er kann die Fahrdynamik aber beeinträchtigen. Zudem sollten zur Sicherstellung der Langlebigkeit der Triebsstrangkomponenten Belastungen im Triebstrang grundsätzlich möglichst gering gehalten werden und von kurzer Dauer sein. Weiterhin ist es insbesondere bei häufigen Motorstarts für den Hybridantrieb wichtig, dass die Startvorgänge mit dem geringstmöglichen Energieaufwand erfolgen. Auch können Betriebssituationen auftreten, die einen Motorstart mit einer starren Vorgabe einer anzuwendenden Startprozedur zu einem bestimmten Anforderungszeitpunkt verunmöglichen. Die Startprozedur eines Motorstarts im Fahrbetrieb mit wechselnden Betriebssituationen steht somit in einem ständigen Zielkonflikt zwischen Dynamik, Komfort, Effizienz und Zuverlässigkeit, der durch die bekannten Hybridbetriebsverfahren wenig optimal gelöst ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges zu entwickeln, die einen effizienten und zuverlässigen Fahrbetrieb insbesondere beim Starten eines Verbrennungsmotors aus elektrischer Fahrt gewährleisten, und dennoch dem Wunsch des Fahrers eines solchen Fahrzeugs nach Fahrkomfort einerseits und Fahrdynamik anderseits möglichst weitgehend entgegenkommen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in einem Hybridantrieb beim Start des Verbrennungsmotors aus elektromotorischer Fahrt, mit Hilfe unterschiedlicher Startabläufe in verschiedenen Fahrsituationen und unter Berücksichtigung der vorhandenen Antriebsstrangkonfiguration, ein effizienter sowie zuverlässiger Fahrbetrieb ermöglicht wird, bei dem situationsgerecht eine hohe Fahrdynamik und ein hoher Fahrkomfort unter weitgehender Berücksichtigung von Fahrerwünschen zur Verfügung gestellt werden kann.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang, umfassend einen Verbrennungsmotor, wenigstens eine elektrischen Maschine, wenigstens ein Schaltelement, mittels dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor herstellbar ist, ein Getriebe und einen Abtrieb, wobei der Verbrennungsmotor aus einem elektrischen Fahrbetrieb startbar ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors mit Hilfe einer Auswertung vorgegebener Auswahlkriterien je nach momentaner Betriebssituation variabel ein Startmodus aus einer Gruppe zur Verfügung stehender Startmodi ausgewählt und dieser eingeleitet wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Weiterhin geht die Erfindung daher aus von einer Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang, umfassend einen Verbrennungsmotor, wenigstens eine elektrischen Maschine, wenigstens ein Schaltelement, mittels dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor herstellbar ist, ein Getriebe und einen Abtrieb, wobei der Verbrennungsmotor aus einem elektrischen Fahrbetrieb startbar ist. Zudem sind Betriebszustandserfassungsmittel und Speichermittel vorgesehen, die mit einer Betriebsstrategie-Einheit in Verbindung stehen, mit deren Hilfe bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors aus einer elektrischen Fahrt eine momentane Betriebssituation auswertbar und in Abhängigkeit von der Auswer tung ein Startmodus zum Start des Verbrennungsmotors aus einer Gruppe gespeicherter Startmodi wählbar und dieser einleitbar ist.
Die Erfindung wird wie folgt eingesetzt: Gegeben sei eine Betriebssituation eines Hybridfahrzeuges mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang, in welcher der Verbrennungsmotor ausgeschaltet und vom Antriebsstrang abgekoppelt ist und das Fahrzeug mittels der Elektromaschine angetrieben wird. Die Elektromaschine ist über das Getriebe, bei dem ein Gang bzw. eine Gangstufe eingelegt ist, mit dem Abtrieb des Fahrzeuges verbunden. Das Fahrzeug kann sich im Stillstand, im Kriechbetrieb bei geringer Geschwindigkeit oder im regulären Fahrbetrieb bei beliebiger Geschwindigkeit befinden.
Der Antriebsstrang kann eine 1K-ISG-Anordnung mit einem zugkraftunterbrochenen Getriebe, beispielsweise einem automatisierten Schaltgetriebe, eine 1K-ISG-Anordnung mit einem Lastschaltgetriebe, beispielsweise einem Automatgetriebe oder einem lastschaltfähigen automatisierten Doppelkupplungsgetriebe, oder eine 2K-ISG-Anordnung in Kombination mit einem beliebigen Getriebe sein.
Soweit der Antriebsstrang mit einem stufenlosen Getriebe kombiniert ist bzw. eine Ausführungsform der Erfindung auf ein stufenloses Getriebe anwendbar ist, wird unter einem Gang bzw. einer Gangstufe sinngemäß ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis im Übersetzungsbereich des Getriebes verstanden.
Weiterhin soll bei einem Gangwechsel auch der Spezialfall eingeschlossen sein, dass ein Zielgang und ein Ursprungsgang gleich sind bzw. das gleiche Übersetzungsverhältnis haben.
Aus einem derartigen Szenario heraus soll der Verbrennungsmotor gestartet werden. Dazu schlägt die Erfindung vor, anstelle einer starren Startvor schrift oder einer Auswahl mit undefinierten Bedingungen, für jede vorliegende Fahrsituation einen geeigneten Motorstartmodus mit konkreten Bedingungen zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist es somit, wenn die Auswahl eines Startmodus anhand modusspezifisch, d. h. zu jedem einzelnen Motorstartmodus, festgelegter Auswahlkriterien erfolgt. Dadurch wird ein hohes Maß an Flexibilität beim Wechsel vom rein elektrischen Fahren zum verbrennungsmotorischen oder kombiniert elektromotorisch-verbrennungsmotorischem Fahren erreicht, wodurch einerseits eine hohe Effizienz des Antriebs gewährleistet wird, und andererseits situationsgerecht sowie wunschgemäß ein eher dynamisches oder eher komfortbetontes Fahrverhalten ermöglicht wird. An Steigungen oder beim Überholen kann auf diese Weise eine Beeinträchtigung der Zugkraft durch einen Motorstart vermieden oder zumindest gering gehalten werden. Im Stadtverkehr ist beispielsweise ein besonders sparsames und Bauteile schonendes Fahren mit häufigem An- und Ausschalten des Verbrennungsmotors möglich. Dazu wird anhand der Auswertung der Auswahlkriterien jeweils ermittelt, welche Motorstartmodi in der aktuellen Betriebssituation möglich sind und welcher Modus davon gerade am geeignetsten ist.
Erfindungsgemäß sind folgende besonders vorteilhaften Motorstartvarianten, jeweils mit konkreten Auswahlkriterien, vorgesehen:
Ein Schleppstart, bei dem der Verbrennungsmotor durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes, beispielsweise einer Trennkupplung zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine, gestartet wird, wobei der Abtrieb während des Motorstarts mit der wenigstens einen elektrischen Maschine wirkverbunden ist, wird durchgeführt, wenn die Drehzahl der elektrischen Maschine oberhalb einer Mindeststartdrehzahl liegt und wenigstens eines der Auswahlkriterien -hohe Dynamikanforderung, -hohe Gangstufe, -hohe Fahrzeugmasse, -geringe elektrische Antriebsmomentreserve erfüllt ist.
Grundsätzlich kann dabei das an der Kupplung auftretende Startmoment zur Überwindung des Schleppmomentes des Verbrennungsmotors durch eine Erhöhung des Antriebsmomentes der elektrischen Maschine kompensiert werden. Eine Mindestdrehzahl der elektrischen Maschine wird als notwendige Startbedingung bei einem Schleppstart vorausgesetzt. Eine hohe Dynamikanforderung als ein Auswahlkriterium, also der Wunsch nach einem schnellen Motorstart bei zügigem Vortrieb, kann beispielsweise durch eine entsprechende Fahrpedalbetätigung signalisiert und erfasst werden. Eine hohe Gangstufe, also zumindest eine zweite, vorzugsweise eine noch höhere Gangstufe mindert wegen einem vergleichsweise niedrigen Übersetzungsverhältnis beim Schleppstart üblicherweise auftretende Stoßbelastungen im Triebstrang und somit Komforteinbußen. Ebenso wirkt sich eine vergleichsweise hohe Fahrzeugmasse wegen der Massenträgheit günstig auf den Komfort bei einem Schleppstart aus.
Ein Schleppstart kommt insbesondere auch dann in Frage, wenn momentan keine oder lediglich eine geringe Drehmomentreserve der elektrischen Maschine über einem momentan angeforderten Fahrdrehmoment zur Verfügung steht. Dies bedeutet, dass bei niedriger Drehmomentreserve das Motorstartmoment auf jeden Fall vollständig zu Lasten der Zugkraft gehen würde. Bei einem Schleppstart kann jedoch gegebenenfalls ein Drehmoment, das von den Antriebsrädern zurück in den Antriebsstrang bis hin zu dem Verbrennungsmotor übertragen wird, genutzt werden.
Ein Zugstart, bei dem der Verbrennungsmotor durch Schließen des zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor angeordneten einen Schaltelementes gestartet wird, während ein im Kraftfluss zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem Abtrieb angeordnetes zweites Schaltelement im Schlupf betrieben wird, wird durchgeführt, wenn ein solches abtriebsseitiges regelbares Schaltelement als zweites Schaltelement zur Verfügung steht und wenigstens eines der Auswahlkriterien hohe elektrische Antriebsmomentreserve oder hohe Komfortanforderung erfüllt ist.
Demnach wird bei einem Zugstart zuerst ein zwischen der elektrischen Maschine und dem Abtrieb befindliches zweites Schaltelement, beispielsweise eine dem Getriebe vorgeschaltete zusätzliche Kupplung oder bei einem Lastschaltgetriebe eine getriebeinterne Schaltkupplung, in den Schlupfbetrieb gebracht, dann der Verbrennungsmotor durch Schließen des ersten Schaltelementes, beispielsweise einer Trennkupplung gestartet, und wenn der Motor anläuft der genannte Schlupf wieder abgebaut. Durch den Schlupfbetrieb können die Stoßbelastungen beim Motorstart gemindert werden, ohne diesen dabei gänzlich vom Abtrieb zu entkoppeln. Somit kann bei diesem Verfahrensablauf, soweit eine ausreichende elektrische Drehmomentreserve zur Verfügung steht, im Vergleich zu einem Schleppstart ein besonders komfortabler Motorstart und dennoch ein relativ hoher Erhaltungsgrad einer Antriebsdynamik ermöglicht werden.
Ein zugkraftunterbrochener Motorstart, bei dem zunächst eine Wirkverbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem Abtrieb gelöst wird, dann der Verbrennungsmotor durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes gestartet wird, und schließlich der Abtrieb mit der wenigstens einen elektrischen Maschine und/oder dem Verbrennungsmotor wirkverbunden wird, wird durchgeführt, wenn wenigstens eines der Auswahlkriterien -keine Schleppstartmöglichkeit, -keine Zustartmöglichkeit, -niedrige Gangstufe erfüllt ist.
Dieser Startmodus wird demnach ausgewählt, wenn kein Schleppstart möglich ist, beispielsweise weil die notwendige Startdrehzahl nicht zur Verfügung steht, und/oder wenn kein Zugstart möglich ist, beispielsweise weil keine ausreichende elektrische Drehmomentreserve vorhanden ist oder kein abtriebsseitiges Schaltelement verfügbar ist, und/oder wenn sich das Getriebe in einem kleinen Gang, insbesondere im 1. Gang bzw. einem anderen Anfahrgang befindet, so dass eine Zugkraftunterbrechung im Vergleich zu einem Schleppstart eine geringere Störung im Komfortempfinden des Fahrers darstellen würde.
Bei einer Hybridstrategie kann häufig eine Motorstartanforderung mit einer Schaltanforderung korreliert sein.
Dementsprechend wird vorteilhaft bei einem als Schaltgetriebe ausgebildeten Getriebe ein zugkraftunterbrochener Motorstart bei einem Schaltvorgang durchgeführt, bei dem sequenziell zunächst eine Ursprungsgangstufe ausgelegt wird, dann der Verbrennungsmotor durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes gestartet wird, und schließlich eine Zielgangstufe eingelegt wird, wenn als Auswahlkriterium eine Schaltanforderung und eine Startanforderung gleichzeitig oder zumindest zeitlich dicht beieinander vorliegen
Hingegen wird bei einem als Lastschaltgetriebe ausgebildeten Getriebe ein zugkrafterhaltender Motorstart bei einem Schaltvorgang durchgeführt, bei dem parallel zu einem Wechsel zwischen einer Ursprungsgangstufe und einer Zielgangstufe der Verbrennungsmotor durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes gestartet wird, wenn eine Schaltanforderung und eine Startanforderung gleichzeitig oder zumindest zeitlich dicht beieinander vorliegen.
Anhand der erläuterten modusspezifischen Auswahlkriterien wird erfindungsgemäß bei einer Startanforderung die jeweilige Fahrsituation überprüft und der daraus resultierende Startmodus ausgegeben. Außer der Auswahl mit konkreten Bedingungen zu jedem einzelnen Motorstartmodus, ist es auch möglich, zur Auswahl eines Startmodus dynamische Fahrzeug-Betriebsparameter oder daraus abgeleitete Größen als modusübergreifende Auswahlkriterien zu verwenden. Diese Betriebsparameter können beispielsweise eine momentane Fahrgeschwindigkeit, ein vom Fahrer angefordertes Fahrmoment, eine momen tan eingelegte Gangstufe und/oder eine angeforderte Gangstufe sein, die einzeln oder in Kombination ausgewertet werden und je nach momentanem Wert den einen oder anderen Motorstartmodus priorisieren.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
1 eine schematische Darstellung eines ersten Hybridsystems eines Fahrzeuges zu Durchführung eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, und
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Hybridsystems eines Fahrzeuges zu Durchführung eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens.
Demnach ist in 1 ein Schema eines Fahrzeug-Hybridantriebes 1 mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang 2 dargestellt, wie er beispielsweise für ein Nutzfahrzeug (Lkw, Bus, Transporter, Sonderfahrzeug) vorgesehen sein kann. Der Antriebsstrang 2 weist einen Verbrennungsmotor 3, beispielsweise einen Dieselmotor, mit einer Kurbelwelle 24 auf, die über ein Schaltelement 4 mit einer elektrischen Maschine 5 verbindbar ist. Die elektrische Maschine 5 ist über einen Getriebeeingang 6 mit einem Getriebe 7 gekoppelt. Dem Getriebe 7 kann ein nicht näher erläuterter Nebenabtrieb (PTO: Power Take-Off) 8 nachgeordnet sein. Über einen Abtrieb 26 und ein Differenzial 9 kann ein jeweils anliegendes Abtriebsmoment des Hybridantriebes 1 an eine Antriebsachse 10 und über diese an die Antriebsräder 11 weitergeleitet werden.
Die elektrische Maschine 5 kann je nach Betriebssituation als elektrisches Antriebsaggregat oder als Generator betrieben werden. Dazu ist sie mit einem Umrichter 12 verbunden, der von einem Umrichter-Steuergerät 13 ansteuerbar ist. Über den Umrichter 12 ist die Elektromaschine 5 mit einem elekt rischen Antriebsenergiespeicher 14, beispielsweise einer 340 V-Hochvolt-Batterie (auch Supercaps sind möglich), verbunden. Im motorischen Betrieb wird die elektrische Maschine 5 vom Energiespeicher 14 gespeist. Im generatorischen Betrieb, also beim Antrieb mittels des Verbrennungsmotors 3 und/oder im Rekuperationsbetrieb, wird der Energiespeicher 14 durch die elektrische Maschine 5 aufgeladen. Weiterhin fungiert die elektrische Maschine 5 als integrierter Startergenerator (ISG) zum Starten des Verbrennungsmotors 3. Der Hochvoltkreis des Energiespeichers 14 bzw. die daran angeschlossenen Steuergeräte sind über einen bidirektionalen Gleichspannungswandler (DC/DC) 15 an ein Bordnetz (24 V oder 12 V) 16 angeschlossen. Der Energiespeicher 14 ist über ein Batteriemanagementsystem (BMS) 17 bezüglich seines Ladezustandes (SOC: State of Charge) überwachbar und regelbar. Der Gleichspannungswandler 15 ist über ein Gleichspannungswandler-Steuergerät 18 ansteuerbar. Zudem ist ein Steuergerät 19 für nicht näher erläuterte Bremsregelungsfunktionen, insbesondere ein Antiblockiersystem (ABS) bzw. ein elektronisches Bremssystem (EBS) sowie ein weiteres Steuergerät 20 für eine elektronische Dieselregelung (EDC) des beispielhaft als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungsmotors 3 vorgesehen. Die einzelnen genannten Steuergeräte können auch, wenigstens zum Teil, in einem Steuergerät zusammengefasst sein.
Weiterhin ist eine integrierte Steuerungseinrichtung 21 angeordnet, in der ein Getriebesteuergerät (TCU: Transmission Control Unit) und ein Hybridsteuergerät (HCU: Hybrid Control Unit) zur Steuerung der Triebstrangkomponenten zusammengefasst sind. Zur Steuerung der Antriebsenergieverteilung bzw. Zu- und Abschaltung der beiden Antriebsaggregate 3 und 5 ist weiterhin eine zentrale Strategieeinheit 22 vorhanden, die über einen Datenbus 23, beispielsweise einen CAN-Bus, mit der Steuerungseinrichtung 21 und den relevanten Steuergeräten 13, 17, 18, 19 verbunden ist. Die Strategieeinheit 22 kommuniziert zudem mit Betriebszustandserfassungs- und Speichermitteln 25, in denen verschiedene Startmodi zum Start des Verbrennungsmotors 3 gespeichert und mit aktuellen Betriebszustandsdaten vergleichbar sind. Die Betriebs zustandserfassungsmittel 25 sind geeignet Sensoren zur Erfassung beispielsweise der Drehzahl des Verbrennungsmotors 3, der Getriebeeingangs- und Getriebeabtriebsdrehzahl, der Fahrpedalstellung, der Fahrpedalstellgeschwindigkeit, der Stellung eines Gangwählhebels, des eingelegten Gangs und der Schaltposition der Schaltelemente 4 und 27.
Der in 1 dargestellte Antriebsstrang 2 ist als eine 1K-ISG-Anordnung ausgebildet, also mit einer Trenn- oder Anfahrkupplung als Schaltelement 4 zur Ankopplung des Verbrennungsmotors 3 in den Antriebsstrang 2 und zur Verbindung mit der elektrischen Maschine 5 ausgestattet. Die elektrische Maschine 5 ist über den Getriebeeingang 6 direkt mit dem Getriebe 7 verbunden. Eine Wirkverbindung der elektrischen Maschine 5 mit dem Abtrieb 26 ist je nach Ausbildung dieses Getriebes 7 über (nicht explizit dargestellte) getriebeinterne Schaltelemente realisiert und regelbar.
Demgegenüber zeigt 2 einen Hybridantrieb 1' mit einem Antriebsstrang 2' in einer 2K-ISG-Anordnung. Darin ist ein zweites separates Schaltelement 27, beispielsweise eine Reibkupplung, zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Getriebe 7 angeordnet. Über dieses zusätzliche Schaltelement 27 ist die elektrische Maschine 5, unabhängig von der Bauart des Getriebes 7, vom Abtrieb 26 vollständig abkoppelbar. Ansonsten entspricht der Antriebsstrang 2' demjenigen der 1.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches mit den Hybridantrieben 1 bzw. 1' besonders effektiv durchführbar ist, beruht auf einer Steuerung des Antriebstranges 2 bzw. 2' zur Durchführung verschiedener Motorstartverfahren aus elektrischer Fahrt mittels der elektrischen Maschine 5, wobei bei einer Startanforderung jeweils über die Betriebszustandserfassungs- und Speichermittel 25 eine momentane Fahrsituation erfasst, mittels abgespeicherter Auswahlkriterien ausgewertet, mit abgespeicherten Startmodi verglichen, als Ergebnis ein Startmodus ausgewählt und der ausgewählte Startmodus der Stra tegieeinheit 22 zur Einleitung eines entsprechenden Startablaufs zugeführt wird. Folgende Startabläufe sind wählbar:

I. Bei einem Schleppstart wird der Verbrennungsmotor 3 mittels der Kupplung 4 durch Schließen gestartet, wobei die elektrische Maschine 5 einerseits mit dem Verbrennungsmotor 3 und andererseits mit dem Abtrieb 26 über das Getriebe 7, bei welchem ein Gang eingelegt ist, verbunden ist und die elektrische Maschine 5 mit einer Mindestdrehzahl (beispielsweise 300 U min^–1) betrieben wird. Vorzugsweise ist der eingelegte Gang nicht der 1. Gang bzw. ein anderer Anfahrgang und der Fahrer hat über eine entsprechende Auslenkung des Fahrpedals ein hohe Dynamik angefordert.
II. Bei einem Zugstart wird zunächst ein sich zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Abtrieb 26 befindliches Schaltelement, also entweder eine externe Reibkupplung 27 soweit vorhanden oder eine getriebeinterne Reibungs-Schaltkupplung in den Schlupfbetrieb gesteuert. Dann wird der Verbrennungsmotor 3 mittels der Kupplung 4 gestartet und, wenn der Verbrennungsmotor 3 läuft, der Schlupf wieder abgebaut. Die elektrische Maschine 5 hat dabei vorzugsweise aktuell eine hohe Antriebsdrehmomentreserve. Das abtriebsseitige Schaltelement ist für eine Ansteuerung im Schlupf ausgelegt und ausreichend gekühlt. Vorzugsweise wird von dem Fahrer ein komfortabler Fahrbetrieb gewünscht bzw. ein solcher angenommen.
III. Bei einem zugkraftunterbrochenen Start wird zunächst die elektrische Maschine 5 entweder mittels dem externen Schaltelement 27 oder, wenn ein solches nicht vorhanden ist, mittels einem internen Schaltelement aus dem Antriebsstrang ausgekoppelt. Anschließend wird der Verbrennungsmotor 3 mittels der Kupplung 4 gestartet. Abschließend wird die Verbindung zwischen elektrischer Maschine 5 bzw. von elektrischer Maschine 5 und Verbrennungsmotor 3 gemeinsam mit dem Abtrieb 26 wiederhergestellt. Vorzugsweise ist der dabei eingelegte Gang der 1. Gang oder ein anderer Anfahrgang. Bei dieser Startmodusauswahl reicht gegebenenfalls die Drehzahl der elektrischen Maschine 5 im Verbindungszustand mit dem Abtrieb 26 nicht für einen Schleppstart und/oder es steht kein geeigneter Schlupfbetrieb eines abtriebsseitigen Schaltelementes (zweites Schaltelement 27 bzw. ein getriebeinternes Schaltelement) zur Verfügung.
IV. Die Strategieeinheit 22 gibt eine Schaltanforderung und eine Motorstartanforderung gleichzeitig oder zeitlich dicht aufeinander folgend aus. Das Getriebe 7 ist ein zugkraftunterbrechend schaltendes automatisiertes Schaltgetriebe. Der momentan eingelegte Gang wird ausgelegt und dann der Verbrennungsmotor 3 durch Schließen der Kupplung 4 gestartet. Der gewünschte (und zulässige) Zielgang wird anschließend eingelegt.
V. Die Strategieeinheit 22 gibt eine Schaltanforderung und eine Motorstartanforderung gleichzeitig oder zeitlich dicht aufeinander folgend aus. Das Getriebe 7 ist ein zugkraftunterbrechungsfrei schaltendes Lastschalt-Automatgetriebe. Der Verbrennungsmotor 3 wird während des Lastschaltvorgangs über die Kupplung 4 gestartet, wobei der Schaltzeitpunkt und der Startzeitpunkt vorzugsweise miteinander koordiniert sind.

1, 1': Hybridantrieb
2, 2': Antriebsstrang
3: Verbrennungsmotor
4: Schaltelement
5: Elektrische Maschine
6: Getriebeeingang
7: Getriebe
8: Nebenabtrieb
9: Differenzial
10: Antriebsachse
11: Fahrzeugrad
12: Umrichter
13: Umrichter-Steuergerät
14: Elektrischer Antriebsenergiespeicher
15: Gleichspannungswandler
16: Bordnetz
17: Batteriemanagementsystem
18: Spannungswandler-Steuergerät
19: Elektronische Bremsregelung
20: Elektronische Dieselregelung
21: Steuerungseinrichtung
22: Betriebsstrategieeinheit
23: Datenbus
24: Kurbelwelle
25: Betriebszustandserfassungs- und Speichermittel
26: Abtrieb
27: Schaltelement
ABS: Antiblockiersystem
BMS: Batterie-Management-System
DC/DC: Gleichspannungswandler (Direct Current)
EBS: Elektronisches Bremssystem (Electronic Brake System)
EDC: Elektronische Dieselregelung (Electronic Diesel Control)
HCU: Hybridsteuerung (Hybrid Control Unit)
TCU: Getriebesteuerung (Transmission Control Unit)
PTO: Nebenabtrieb (Power Take-Off)

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

- US 20050221947 A1 [0007, 0021]
- DE 102004043589 A1 [0007, 0012]
- DE 102005051382 A1 [0008, 0020]
- WO 2006/111434 A1 [0013]
- WO 2007/020130 A1 [0014]
- DE 102005044828 A1 [0014]
- DE 102005044268 A1 [0015]
- EP 1008484 B1 [0016]
- DE 69932487 T2 [0016]
- US 7174980 B2 [0017]
- DE 102005049458 A1 [0018]
- DE 19945473 A1 [0022]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang (2, 2'), umfassend einen Verbrennungsmotor (3), wenigstens eine elektrischen Maschine (5), wenigstens ein Schaltelement (4), mittels dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Verbrennungsmotor (3) herstellbar ist, ein Getriebe (7) und einen Abtrieb (26), wobei der Verbrennungsmotor (3) aus einem elektrischen Fahrbetrieb startbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors (3) mit Hilfe einer Auswertung vorgegebener Auswahlkriterien je nach momentaner Betriebssituation variabel ein Startmodus aus einer Gruppe zur Verfügung stehender Startmodi ausgewählt und dieser eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl eines Startmodus anhand modusspezifisch festgelegter Auswahlkriterien erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schleppstart, bei dem der Verbrennungsmotor (3) durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes (4) gestartet wird, wobei der Abtrieb (26) während des Motorstarts mit der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) wirkverbunden ist, durchgeführt wird, wenn die Drehzahl der elektrischen Maschine (5) oberhalb einer Mindeststartdrehzahl liegt und wenigstens eines der Auswahlkriterien hohe Dynamikanforderung, hohe Gangstufe, hohe Fahrzeugmasse, geringe elektrische Antriebsmomentreserve erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugstart durchgeführt wird, bei dem der Verbrennungsmotor (3) durch Schließen des zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Verbrennungsmotor (3) angeordneten einen Schaltelementes (4) gestartet wird, während ein im Kraftfluss zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Abtrieb (26) angeordnetes zweites Schaltelement (27) im Schlupf betrieben wird, wenn ein solches abtriebsseitiges regelbares Schaltelement als zweites Schaltelement (27) zur Verfügung steht, und wenigstens eines der Auswahlkriterien hohe elektrische Antriebsmomentreserve oder hohe Komfortanforderung erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zugkraftunterbrochener Motorstart durchgeführt wird, bei dem zunächst eine Wirkverbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Abtrieb (26) gelöst wird, dann der Verbrennungsmotor (3) durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes (4) gestartet wird, und schließlich der Abtrieb (26) mit der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und/oder dem Verbrennungsmotor (3) wirkverbunden wird, wenn wenigstens eines der Auswahlkriterien keine Schleppstartmöglichkeit, keine Zugstartmöglichkeit oder niedrige Gangstufe erfüllt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zugkraftunterbrochener Motorstart bei einem Schaltvorgang durchgeführt wird, bei dem sequenziell zunächst eine Ursprungsgangstufe ausgelegt wird, dann der Verbrennungsmotor (3) durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes (4) gestartet wird, und schließlich eine Zielgangstufe eingelegt wird, wenn das Getriebe (7) als ein Schaltgetriebe ausgebildet ist und wenn als Auswahlkriterium eine Schaltanforderung und eine Startanforderung gleichzeitig oder zumindest zeitlich dicht beieinander vorliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zugkrafterhaltender Motorstart bei einem Schaltvorgang durchgeführt wird, bei dem parallel zu einem Wechsel zwischen einer Ursprungsgangstufe und einer Zielgangstufe der Verbrennungsmotor (3) durch Schließen des wenigstens einen Schaltelementes (4) gestartet wird, wenn das Getriebe (7) als ein Lastschaltgetriebe oder lastschaltfähiges Getriebe ausgebildet ist und wenn als Auswahlkriterium eine Schaltanforderung und eine Startanforderung gleichzeitig oder zumindest zeitlich dicht beieinander vorliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswahl eines Startmodus wenigstens ein dynamischer Fahrzeug-Betriebsparameter oder eine daraus abgeleitete Größe als ein modusübergreifendes Auswahlkriterium berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Gruppe dynamischer Fahrzeug-Betriebsparameter eine momentane Fahrgeschwindigkeit, ein vom Fahrer angefordertes Fahrmoment, eine momentan eingelegte Gangstufe und/oder eine angeforderte Gangstufe zugehörig sind.
Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges, mit einem Parallelhybrid-Antriebsstrang (2, 2'), umfassend einen Verbrennungsmotor (3), wenigstens eine elektrischen Maschine (5), wenigstens ein Schaltelement (4), über das eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der wenigstens einen elektrischen Maschine (5) und dem Verbrennungsmotor (3) herstellbar ist, ein Getriebe (7) und einen Abtrieb (26), wobei der Verbrennungsmotor (3) aus einem elektrischen Fahrbetrieb startbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebszustandserfassungs- und Speichermittel (25) vorgesehen sind, die mit einer Betriebsstrategie-Einheit (22) in Verbindung stehen, mit deren Hilfe bei einer Startanforderung zum Starten des Verbrennungsmotors (3) aus einer elektrischen Fahrt eine momentane Betriebssituation auswertbar und in Abhängigkeit von der Auswertung ein Startmodus zum Start des Verbrennungsmotors (3) aus einer Gruppe gespeicherter Startmodi wählbar und dieser einleitbar ist.