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WO2005115784A1 - Verfahren zum betrieb eines hybridfahrzeugs - Google Patents

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WO2005115784A1
WO2005115784A1 PCT/EP2005/005383 EP2005005383W WO2005115784A1 WO 2005115784 A1 WO2005115784 A1 WO 2005115784A1 EP 2005005383 W EP2005005383 W EP 2005005383W WO 2005115784 A1 WO2005115784 A1 WO 2005115784A1
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WO
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vehicle
braking
braking torque
value
speed
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PCT/EP2005/005383
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French (fr)
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Michael Zillmer
Matthias Holz
Ekkehard Pott
David Prochazka
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.)
Skoda Auto AS
Volkswagen AG
Original Assignee
Skoda Auto AS
Volkswagen AG
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Publication date
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Priority to US11/562,793 priority patent/US7967397B2/en
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hybrid vehicle according to the preamble of the independent claim.
  • hybrid vehicles two drive units are combined with one another, which provide power for the vehicle drive in different ways.
  • the properties of an internal combustion engine and an electric machine complement each other particularly well, which is why hybrid vehicles today are predominantly equipped with such a combination.
  • the drive is basically carried out via the electric machine, while the internal combustion engine generates the electric current via a generator for charging the energy store or directly for feeding the electric machine.
  • parallel hybrid concepts are preferred today, in which the vehicle drive is shown both with the internal combustion engine and with the electric machine.
  • the electric machine can be connected in various ways to the drive train or the engine crankshaft of the internal combustion engine. Preferred options are a connection via a clutch or directly to the crankshaft of the engine. Another possibility of connection is via a coupling by means of a belt drive or a gear.
  • a hybrid vehicle can be operated with the electric machine, for example, in operating states with only low load requirements, in which an internal combustion engine has only low efficiencies. Operating states with higher load requirements can be used to recharge electrical energy stores by the internal combustion engine with a relatively wide efficiency range due to additional generator operation of the electric machine.
  • the electric machine is fed from the electrical energy stores during motor operation.
  • a parallel torque output from the internal combustion engine and the electric machine can also take place, for example to increase the maximum torque of the entire drive.
  • at least part of the energy to be applied to propel the vehicle and the energy required to supply the electrical electrical system are obtained from upstream recuperation processes.
  • deceleration phases of the vehicle are used for energy recovery in that the required braking power of the vehicle is applied as much as possible via a generator drive of the electric machine in order to recharge the energy stores. Since this energy is otherwise converted into heat in the braking system of the vehicle as heat, there is great potential for consumption-optimized vehicle operation.
  • a check is carried out to determine whether it is permissible to supply energy to the energy storage unit, taking into account threshold values. If the supply is permissible, energy is supplied there and kinetic energy of the vehicle is thus stored in the energy storage unit. If the supply is not permitted, energy is released into an energy dissipation unit and the cycle is then repeated. If it is determined in the first cycle that there is no drive request, for example because the accelerator pedal has not been actuated, then a check is carried out to determine whether there is a braking request, for example by actuating the brake pedal. If the brake pedal has been actuated and energy can be supplied to the energy store, energy is supplied to the energy storage unit and stored there.
  • the electric machine converts kinetic energy of the vehicle into electrical power in a generator mode and provides the vehicle with a regenerative braking torque M G or a braking power P G.
  • the braking process is primarily described using the term braking torque; However, it goes without saying that a description using the term braking power is possible in the same way and that the invention also includes a method in which the braking process is described using the term braking power.
  • the vehicle is provided with a higher regenerative braking torque compared to the prior art for a given braking torque M and a correspondingly lower braking torque from the vehicle brake. It follows from this that a significantly greater proportion of energy can be recuperated during vehicle deceleration than in the conventional methods, since all deceleration or braking processes that require a braking torque below the threshold value take place entirely via the generator mode of the electric machine.
  • the braking request is made as a function of a drive request, preferably predetermined by a position and / or speed of an accelerator pedal, since a gain in time compared to a braking request can hereby be achieved, which primarily depends on a position and / or speed of a brake pedal depends. Furthermore, a negative influence on the driving behavior can be avoided particularly easily by the impressed offset braking torque.
  • the braking request is particularly preferred at a predetermined relief value of the accelerator pedal, since a rapid change to a reduced propulsion movement of the vehicle is likely anyway when the accelerator pedal is relieved.
  • the braking request is made additionally or alternatively as a function of a predetermined position and / or speed of a brake pedal.
  • the braking torque M G is applied to the value in accordance with a predetermined engagement function
  • Seconds and 0.01 seconds preferably a value of 2 s, 1 s, 500 ms or 100 ms.
  • the braking torque M G is filtered in order to suppress braking torque fluctuations in accordance with a predetermined filter function within a predetermined interval and t f .
  • the braking torque M 0ffS et is more dependent on the operating state of the vehicle, preferably on at least one of the parameters vehicle speed v fzg , speed of the crankshaft of the internal combustion engine n Mot , speed of the transmission input shaft n G Gear of a transmission gear shift n gear or open state of a clutch device between the internal combustion engine and transmission is selected in order to ensure acceptable driving comfort.
  • the braking torque M G is made available to the vehicle in a shift pause t s during an upshift of the transmission gear shift when the clutch device is fully or partially open, in order to avoid or reduce the energy otherwise lost during speed synchronization.
  • an electrical power corresponding to the braking torque M G is at least partially made available to an electrical storage device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of essential components of a hybrid drive.
  • FIG. 2 shows different possibilities of braking torque division.
  • FIG. 3 shows two diagrams of vehicle speed, regenerative braking torque and vehicle brake braking torque in the case of a thrust recuperation.
  • FIG. 1 essential components of a hybrid drive for an otherwise not shown hybrid vehicle are shown in a schematic representation.
  • An internal combustion engine 10 and an electric machine 20 are coupled via a clutch 40 to a transmission 30 which is coupled to at least one wheel of the hybrid vehicle (not shown in FIG. 1).
  • the electric machine 20 is electrically coupled to an electrical energy storage device 50, for example a rechargeable battery or the like.
  • the coupling between the internal combustion engine 10 and the electric machine 20 also takes place via a clutch 60.
  • a brake system with a conventional, preferably hydraulic vehicle brake.
  • An engine control unit receives control signals and further values of operating parameters of the hybrid vehicle from control sensors, not shown, in particular an accelerator pedal module and a brake pedal module.
  • the hybrid vehicle can be a mild hybrid vehicle with an electrical output of 7 to 20 KW, in which the electric machine 20 is mainly used to start the internal combustion engine 10, for regenerative operation or recuperation and for additional torque.
  • the hybrid vehicle can be a full hybrid model with an output between 25 and 50 KW and at times complete vehicle drive by the electric machine 20.
  • Motor operation with the electric machine 20 can be provided, for example, in operating areas with only low load requirements, in which the internal combustion engine 10 has only low efficiencies.
  • the engine control unit contains a few or more microprocessors, data memories and interfaces as well as a device by means of which, depending on the control signals of the sensors, the total torque is determined, which is supplied by the internal combustion engine 10 and the electric machine 20 and at least partially by the transmission 30 is made available.
  • the coupling between the internal combustion engine 10 and the electric machine 20 preferably enables both negative and positive torque transmission between these two components.
  • At least part of the energy to be applied for the propulsion of the hybrid vehicle and for the supply of the electrical vehicle electrical system is obtained from recuperation processes preceding it.
  • deceleration phases of the vehicle are used for energy recovery, the required braking power of the vehicle being applied as much as possible via a generator operating mode (generator mode) of the electric machine 10 for charging the energy storage device 50. Since this energy is otherwise converted into heat in the vehicle's braking system, it has great potential for fuel-efficient vehicle operation.
  • the ideal would be to use a variable brake system that divides the braking force in such a way that a maximum portion is applied via the generator operation of the electric machine 10 and a conventional vehicle brake is only activated when a maximum braking torque is exceeded.
  • the electrical-mechanical or electrical-hydraulic braking systems required for this are very complex and expensive.
  • the method according to the invention enables an efficient adaptation of the recuperation concept to conventional, preferably hydraulic, brake systems.
  • braking torques can be converted into braking powers using characteristic curve fields stored in the engine control unit.
  • a value M 0 ff Se t> 0 is selected for the braking torque M G and M F > 0 is a braking torque made available to the vehicle by the vehicle brake.
  • the braking torque MG made available to the vehicle is applied to a drive shaft (not shown) via the clutch 40.
  • the resulting electrical energy is made available to the electrical storage device 50.
  • the method according to the invention can be combined in brake management concepts known per se, preferably ABS, ASR, brake assistant or the like.
  • Corresponding control structures are preferably implemented in the engine control unit and / or the brake control unit.
  • the braking request is preferably made as a function of a drive request.
  • the drive request is preferably transmitted by a position and / or movement speed of an accelerator pedal, which is preferably detected by an accelerator pedal module.
  • the total braking torque M is given exclusively by the value M G at the time, M G having a value Mottset> 0.
  • the vehicle brake additionally provides the vehicle with a braking torque M F > 0.
  • the setpoint value M S ⁇ ⁇ is preferably limited by a value M max in order to prevent predetermined physical limits, for example temperatures of the brake system, from being exceeded.
  • the braking request is dependent on a predetermined position and / or speed of movement of the brake pedal.
  • a regenerative torque M 0ffSe t is already made available to the vehicle.
  • an overall braking torque M as a function of a brake pedal position PW is shown in FIG. 2, a maximum braking torque being denoted by M ma ⁇ .
  • recuperation potential RK At the pedal position PW1, which corresponds to a target value M S ⁇ ⁇ , there is a recuperation potential RK according to the invention.
  • the recuperation potential RK is lower than the total torque M in the brake pedal position PW1, since the threshold value S2 has already been exceeded in the position PW1. It goes without saying that, in a particularly simple embodiment, the threshold value S2 can be independent of the pedal position PW.
  • FIG. 1 For comparison with the torque distribution according to the invention, two variants of the recuperation strategy, as are known from the prior art, are also shown in FIG.
  • the variant designated as Mi when the driver requests braking, starting from brake pedal position 0, the total braking torque M is divided into a portion that is generated by the generator operation of the electric machine, M 1 t, and a portion that is applied by the conventional vehicle brake becomes. The sum of both braking torques results in the total braking torque M ' .
  • a recuperation potential RK1 is developed.
  • M 2 denotes a second variant wherein a first area with a low braking requirement is initially only covered by the generator operation of the electric machine.
  • an empty travel of the brake pedal can be used, in which a small regenerative moment of the electric machine is already applied.
  • the vehicle brake is only activated when threshold S1 is exceeded.
  • a greater recuperation potential RK2 is tapped from the total braking torque given by curve M ' than in the first variant. It can also be seen from the illustration that the method according to the invention can achieve an even higher recuperation potential than in the second variant.
  • the method according to the invention harbors the risk of noticeably negative influences on driving behavior.
  • preferred options for applying the braking torque M G are discussed below.
  • the application of the braking torque M G according to a specified application function from an initial value M 0ffSet to a value M ° within a time interval plus delta t with delta t in a range between 2s and 0.01s. It is preferred if delta t has a value of 2s, 1s, 500ms or 100ms. An intrusion function with a ramp-like increase as a function of time is preferred. Furthermore, the braking torque M G can be filtered according to a predetermined filter function for suppressing braking torque fluctuations within a predetermined time interval ti plus t f .
  • t f is preferably in a range between 2s and 0.01s and preferably has a value of 2s, 1s, 500ms or 100ms. Furthermore, the offset value Moffs ⁇ t can be impressed for a time interval of a maximum of 2s, a maximum of 5s, a maximum of 10s, a maximum of 30s and preferably a maximum of 60s and then preferably deactivated again.
  • the height of the offset value M 0ffSe t to be impressed is preferably specified as a function of the operating state of the vehicle, so that acceptable driving comfort is ensured.
  • the offset value M 0ffset is preferably dependent on at least one of the parameters vehicle speed V FZG , rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine n Mo t, gear engaged in a transmission gear shift n gear or open state of a clutch device between the internal combustion engine and transmission, an engine temperature, in particular coolant and / or oil temperature, a state of charge SOC (state of charge ) of the electrical energy storage device, the difference between a desired value and the actual state of charge of the energy storage device or the value of a vehicle deceleration.
  • a state of charge SOC state of charge
  • Vehicle speeds with high driving resistance and / or high engine speeds n Mot with high engine drag torque specified relatively higher values by Motfset Accordingly, it is preferred to set lower values M 0 ff S et at low values of the vehicle speed V FZG and / or the engine speed n Mo t. Due to a higher gear ratio with low gears, only lower values of Mot fse t tend to be permitted in this case. It goes without saying that the same configurations also apply to the value M °.
  • the value of the regenerative braking torque M G can generally be selected as a function of at least the parameters mentioned.
  • the value of M G and M 0ffSet and / or M ° can be selected as a function of the position and / or speed of movement of the accelerator pedal and / or the brake pedal.
  • FIG. 3 illustrates a further preferred procedure for the application of a generator braking torque as a function of time according to the invention, dashed curves for comparison illustrating a conventional method. It is assumed here that no clutch is installed between the electric machine and the internal combustion engine, or that the clutch is not open when the clutch is installed.
  • the vehicle speed V FZG and a vehicle brake braking torque M are also shown as a function of time. According to FIG. 3, a vehicle deceleration to a standstill at time t 3 takes place from driving at constant driving speed.
  • the driver operates the brake pedal and subsequently decelerates the vehicle to a standstill at time t 3 .
  • a corresponding regenerative braking torque is applied. It is shown here that braking torque is divided between the electric machine and the vehicle brake after a threshold S1 is exceeded. How to is known, the regenerative braking torque is deactivated shortly before the vehicle comes to a standstill. Subsequently, the vehicle brake is used for deceleration only. It is expediently taken into account here that a disengagement process is required if the minimum permissible speed of the internal combustion engine is undershot.
  • a generator braking torque M G is impressed with an offset value already at the time t 1 f at which the driver takes his foot off the accelerator pedal, that is to say the accelerator pedal is relieved.
  • time t 2 ie at the time when the driver operates the brake pedal, a higher regenerative braking torque M G is applied and, accordingly, the braking torque M F to be applied by the vehicle brake is smaller than in the conventional methods.
  • a regenerative braking torque M G is applied when the accelerator pedal is relieved, even during a shift pause during an upshifting process of a transmission gear shift with a fully or partially opened clutch device.
  • recuperation strategy according to the invention in an upshift process is particularly suitable for manual transmissions, but can also be used in automatic transmissions such as automatic converters, direct shift transmissions, automated manual transmissions or the like during gear changes.
  • the regenerative braking torque M G is controlled by integration into the shift strategy.
  • a predetermined function is used to control the braking torque M G of the shift pause t s , according to which M G varies.
  • one such function is determined on the basis of typical switching operations and is implemented in the engine control unit of the vehicle.
  • the motor speed can also be increased by means of the electric machine if the speed n Mo t is less than the speed MG .

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine, wobei mindestens eine Elektromaschine in einem Generatormodus Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Leistung umwandelt und dem Fahrzeug ein generatorisches Bremsmoment MG oder eine entsprechende Bremsleistung PG zur Verfügung stellen kann, ist vorgesehen, dass bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert Msoll zu einem Zeitpunkt t1 dem Fahrzeug ein Gesamtbremsmoment M gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt wird: MSoll = MG falls MSoll ≤ MSchwell MSoll = MG + MF falls MSoll > MSchwell und dass zum Zeitpunkt t1 für das Bremsmoment MG ein Wert Moffset > 0 gewählt wird, wobei MF > 0 ein von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestelltes Bremsmoment ist oder dass bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert Psoll zu einem Zeitpunkt t1 dem Fahrzeug eine Gesamtbremsleistung P gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt wird: PSoll = MG falls PSoll ≤ PSchwell PSoll = PG + PF falls PSoll > MSchwell und dass zum Zeitpunkt T1 für die Bremsleistung PG ein Wert Poffset > 0 gewählt wird, wobei PF > 0 eine von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Bremsleistung ist.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Bei Hybridfahrzeugen werden zwei Antriebseinheiten miteinander kombiniert, die auf unterschiedliche Art Leistung für den Fahrzeugantrieb bereitstellen. Besonders gut ergänzen sich die Eigenschaften eines Verbrennungsmotors und einer Elektromaschine, weshalb Hybridfahrzeuge heute überwiegend mit einer solchen Kombination ausgestattet sind. Bei seriellen Hybrid konzepten erfolgt der Antrieb grundsätzlich über die Elektromaschine, während der Verbrennungsmotor über einen Generator den elektrischen Strom für die Aufladung des Energiespeichers bzw. direkt für die Speisung der Elektromaschine erzeugt. Allerdings werden heute parallele Hybridkonzepte bevorzugt, bei denen der Fahrzeugantrieb sowohl mit dem Verbrennungsmotor als auch mit der Elektromaschine dargestellt ist.
Bei parallelen Hybridkonzepten besteht die Möglichkeit, in den verschiedenen Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs jeweils die Antriebsquelle zu verwenden, die im gegebenen Drehzahl-Last-Bereich den besseren Wirkungsgrad aufweist. Die Elektromaschine kann auf verschiedene Art an den Antriebsstrang bzw. die Motorkurbelwelle des Verbrennungsmotors angebunden sein. Bevorzugte Möglichkeiten sind eine Anbindung über eine Kupplung oder direkt an die Kurbelwelle des Motors. Eine andere Möglichkeit der Anbindung besteht über eine Ankopplung durch einen Riemenantrieb oder ein Getriebe.
Der Betrieb eines Hybridfahrzeugs kann mit der Elektromaschine beispielsweise in Betriebszuständen mit nur geringen Lastanforderungen erfolgen, bei denen ein Verbrennungsmotor nur geringe Wirkungsgrade aufweist. Betriebszustände mit höheren Lastanforderungen können genutzt werden, um durch den Verbrennungsmotor mit einem relativ breiten Wirkungsgradbereich durch zusätzlichen generatorischen Betrieb der Elektromaschine elektrische Energiespeicher wieder zu laden. Aus den elektrischen Energiespeichern wird die Elektromaschine im motorischen Betrieb gespeist. Darüber hinaus kann auch eine parallele Momentenabgabe von Verbrennungsmotor und Elektromaschine erfolgen, um beispielsweise das maximale Drehmoment des gesamten Antriebs zu steigern. Idealerweise wird zumindest ein Teil der für den Vortrieb des Fahrzeugs aufzubringenden Energie sowie die für die Versorgung des elektrischen Bordnetzes benötigte Energie aus vorgelagerten Rekuperationsvorgängen gewonnen. Wie an sich bereits bekannt ist, werden hierfür Verzögerungsphasen des Fahrzeugs zur Energierückgewinnung ausgenutzt, indem die erforderliche Bremsleistung des Fahrzeugs zu einem möglichst großen Anteil über einen generatorischen Antrieb der Elektromaschine aufgebracht wird, um die Energiespeicher wieder zu laden. Da diese Energie andernfalls als Verlustenergie in der Bremsanlage des Fahrzeugs in Wärme umgewandelt wird, liegt hierin ein großes Potential für einen verbrauchsoptimierten Fahrzeugbetrieb.
Aus der DE 199 47 922 A1 ist bereits ein Verfahren zum rekuperativen Betreiben eines Hybridfahrzeugs bekannt, bei dem eine Elektromaschine im Motorbetrieb und/oder im Generatorbetrieb betrieben wird. Im Generatorbetrieb wird kinetische Fahrzeugenergie von der Elektromaschine in elektrische Leistung umgewandelt und in eine Energiespeichereinheit gespeichert. Dabei wird in einem Zyklus zuerst überprüft, ob eine Antriebsanforderung oder eine Bremsanforderung für das Fahrzeug vorliegt; bei erfolgter Antriebsanforderung wird überprüft, ob eine Entnahme von Energie aus der Energiespeichereinheit unter Berücksichtigung von Schwellwerten zulässig ist. Bei zulässiger Entnahme wird dort Energie entnommen und zum Antrieb des Fahrzeugs bereitgestellt. Bei nichtzulässiger Entnahme wird Energie nur vom Hauptantrieb zur Verfügung gestellt. Wenn keine Antriebsanforderung erfolgt ist, wird überprüft, ob eine Bremsanforderung vorliegt. Bei vorliegender Bremsanforderung wird überprüft, ob eine Zufuhr von Energie in die Energiespeichereinheit unter Berücksichtigung von Schwellwerten zulässig ist. Bei zulässiger Zufuhr wird Energie dort zugeführt und so kinetische Energie des Fahrzeugs in der Energiespeichereinheit gespeichert. Bei nichtzulässiger Zufuhr wird Energie in eine Energieabführeinheit abgegeben und anschließend der Zyklus wiederholt. Wird im ersten Zyklus festgestellt, dass keine Antriebsanforderung vorliegt, indem zum Beispiel das Fahrpedal nicht betätigt wurde, dann wird überprüft, ob eine Bremsanforderung vorliegt, indem etwa das Bremspedal betätigt wurde. Falls das Bremspedal betätigt wurde und eine Zufuhr von Energie in den Energiespeicher zulässig ist, wird Energie der Energiespeichereinheit zugeführt und dort gespeichert. Aus dem Stand der Technik ist ferner bereits bekannt, bei einer Bremsanforderung des Fahrers das gesamte Bremsmoment, beginnend bei einer Bremspedalposition Null, aufgeteilt in einen Anteil, der über eine konventionelle Fahrzeugbremse aufgebracht wird, und einen Anteil, der über den generatorischen Betrieb der Elektromaschine erzeugt wird, dem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Bei einer derartigen Rekuperationsstrategie wird stets ein Teil der Verzögerungsenergie des Fahrzeugs nutzlos durch die Fahrzeugbremse in Wärme umgewandelt. Ferner ist aus dem Stand der Technik ein demgegenüber verbessertes Verfahren bekannt, bei dem ein erster Bereich mit geringen Bremsmomentanforderungen zunächst nur über einen generatorischen Betrieb der Elektromaschine abgedeckt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Leerweg des Bremspedals ausgenutzt wird, um schon ein geringes generatorisches Moment der Elektromaschine aufzubringen. Erst bei Überschreiten einer Schwelle wird die Fahrzeugbremse aktiviert, so dass im Vergleich zum vorhergehend geschilderten Verfahren bereits ein höheres Rekuperationspotential erschlossen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, dass auf wenig aufwändige Weise kostengünstig ein gegenüber dem Stand der Technik höheres Rekuperationspotential erschließen kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Erfindungsgemäß wird zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert MSθιι zu einem Zeitpunkt dem Fahrzeug ein Gesamtbremsmoment M gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt: M = MG, falls MSol, < MSchweiι M = MG + MF, falls MSoπ > MSchweiι wobei zum Zeitpunkt für das Bremsmoment MG ein Wert M0«set > 0 gewählt wird und MF > 0 ein von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestelltes Bremsmoment ist. Hierbei wandelt die Elektromaschine in einem Generatormodus Bewegungsenergie des Fahrzeugs in eine elektrische Leistung um und stellt dem Fahrzeug ein generatorisches Bremsmoment MG bzw. eine Bremsleistung PG zur Verfügung. Alternativ in dem Generatormodus kann auch eine entsprechende Bremsleistung PG dem Fahrzeug von der Elektromaschine zur Verfügung gestellt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert PSθιι zu einem Zeitpunkt dem Fahrzeug eine Gesamtbremsleistung P gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt wird: Psoll = PG. fallS Psoll < Pschwell Psoii = G + PF. falls PSθιι > Pschweii wobei zum Zeitpunkt ^ für die Bremsleistung PG ein Wert P0ffset 0 gewählt wird und PF > 0 eine von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Bremsleistung ist.
Im folgenden wird der Bremsvorgang vornehmlich mittels des Terminus Bremsmoment beschrieben; es versteht sich jedoch, dass eine Beschreibung mittels des Terminus Bremsleistung in gleicher Weise möglich ist und dass die Erfindung auch ein Verfahren umfasst, bei dem der Bremsvorgang mittels des Terminus Bremsleistung beschrieben wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dem Fahrzeug ein gegenüber dem Stand der Technik bei gegebenem Bremsmoment M höheres generatorisches Bremsmoment und ein entsprechend geringeres Bremsmoment von der Fahrzeugbremse zur Verfügung gestellt. Daraus folgt, dass während der Fahrzeugverzögerung ein deutlich größerer Energieanteil rekuperiert werden kann als bei den herkömmlichen Verfahren, da alle Verzögerungs- bzw. Bremsvorgänge, die ein Bremsmoment kleiner dem Schwellwert erfordern, vollständig über den Generatormodus der Elektromaschine stattfinden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bremsanforderung in Abhängigkeit von einer Antriebsanforderung, vorzugsweise vorgegeben durch eine Position und/oder Geschwindigkeit eines Fahrpedals, da hiermit ein zeitlicher Gewinn gegenüber einer Bremsanforderung erreicht werden kann, der primär von einer Position und/oder Geschwindigkeit eines Bremspedals abhängt. Ferner kann damit besonders einfach ein negativer Einfluss auf das Fahrverhalten durch das aufgeprägte Offset- Bremsmoment vermieden werden. Besonders bevorzugt erfolgt die Bremsanforderung bei einem vorgegebenen Entlastungswert des Fahrpedals, da bei einer Entlastung des Fahrpedals ohnehin ein rascher Wechsel zu einer verringerten Vortriebsbewegung des Fahrzeugs wahrscheinlich ist.
Zweckmäßig ist es, wenn die Bremsanforderung zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Position und/oder Geschwindigkeit eines Bremspedals erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt eine Aufschaltung des Bremsmoments MG gemäß einer vorgegebenen Aufschaltungsfunktion auf den Wert
Moftset innerhalb eines Zeitintervalls t, plus Delta t mit Delta t in einem Bereich zwischen 2
Sekunden und 0,01 Sekunden, vorzugsweise einem Wert 2 s, 1 s, 500 ms oder 100 ms.
Ferner ist vorgesehen, eine Filterung des Bremsmoments MG zur Unterdrückung von Bremsmomentschwankungen gemäß einer vorgegebenen Filterfunktion innerhalb eines vorgegebenen Intervalls und tf vorzunehmen. Mit diesen Weiterbildungen ist eine erhöhte mechanische Stabilität während der Fahrverzögerung und ein verbesserter Fahrkomfort zu erreichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bremsmoment M0ffSet in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs, vorzugsweise von zumindest einem der Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit vfzg , Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors nMot, Drehzahl der Getriebe- Eingangswelle nG, eingelegter Gang einer Getriebegangschaltung nGang oder Öffnungszustand einer Kupplungseinrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe gewählt wird, um einen akzeptablen Fahrkomfort zu gewährleisten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Bremsmoment MG in einer Schaltpause ts bei einem Hochschaltvorgang der Getriebegangschaltung bei einer vollständig oder teilweise geöffneten Kupplungsvorrichtung dem Fahrzeug zur Verfügung gestellt, um damit die bei einer Drehzahlsynchronisation ansonsten anfallende Verlustenergie zu vermeiden oder zu vermindern.
Besonders bevorzugt ist es, wenn eine dem Bremsmoment MG entsprechende elektrische Leistung zumindest teilweise einer elektrischen Speichervorrichtung zur Verfügung gestellt wird. Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Patentansprüchen im folgenden anhand einer Beschreibung zusammen mit Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung wesentlicher Komponenten eines Hybridantriebs Figur 2 verschiedene Möglichkeiten einer Bremsmomentenaufteilung Figur 3 zwei Diagramme von Fahrzeuggeschwindigkeit, generatorischem Bremsmoment und Fahrzeugbremsen-Bremsmoment bei einer Schubrekuperation.
In Figur 1 sind in schematischer Darstellung wesentliche Komponenten eines Hybridantriebs für ein ansonsten nicht dargestelltes Hybridfahrzeug gezeigt. Ein Verbrennungsmotor 10 und eine Elektromaschine 20 sind über eine Kupplung 40 mit einem Getriebe 30 gekoppelt, das mit zumindest einem in Figur 1 nicht dargestellten Rad des Hybridfahrzeugs gekoppelt ist. Die Elektromaschine 20 ist mit einer elektrischen Energiespeichereinrichtung 50, beispielsweise einer aufladbaren Batterie oder dergleichen, elektrisch gekoppelt. Optional erfolgt die Kopplung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und der Elektromaschine 20 ebenfalls über eine Kupplung 60. Alternativ, falls keine Kupplung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und der Elektromaschine 20 verbaut ist, liegen diese auf einer gemeinsamen Welle. Das Hybridfahrzeug verfügt ferner über eine Bremsanlage mit einer konventionellen, vorzugsweise hydraulischen Fahrzeugbremse. Ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät empfängt von nicht dargestellten Steuersensoren, insbesondere einem Fahrpedalmodul und einem Bremspedalmodul, Steuersignale sowie weitere Werte von Betriebsparametern des Hybridfahrzeugs. Bei dem Hybridfahrzeug kann es sich um ein mildes Hybridfahrzeug mit einer elektrischen Leistung von 7 bis 20 KW handeln, bei dem die Elektromaschine 20 hauptsächlich zum Starten des Verbrennungsmotors 10, für generatorischen Betrieb bzw. Rekuperation und für zusätzliches Drehmoment eingesetzt wird. In einer anderen Ausführungsform kann es sich bei dem Hybridfahrzeug um ein Full-Hybridmodell mit einer Leistung zwischen 25 und 50 KW und zeitweise vollständigem Fahrzeug-Antrieb durch die Elektromaschine 20 handeln. Der motorische Betrieb mit der Elektromaschine 20 kann beispielsweise in Betriebsbereichen mit nur geringen Lastanforderungen vorgesehen sein, in denen der Verbrennungsmotor 10 nur geringe Wirkungsgrade aufweist. Betriebsbereiche mit höheren Lastanforderungen werden genutzt, um durch den Verbrennungsmotor 10 mit einem relativ hohen Wirkungsgrad durch zusätzlichen generatorischen Betrieb der Elektromaschine 10 die elektrische Energiespeichereinrichtung 50 wieder zu laden. Im motorischen Betrieb der Elektromaschine 20 wird diese durch die elektrischen Energiespeicher 50 gespeist. Ferner kann eine parallele Momentenabgabe von Verbrennungsmotor 10 und Elektromaschine 20 erfolgen, vorzugsweise, um das maximale Drehmoment des gesamten Antriebs zu steigern.
Das Motorsteuergerät beinhaltet, wie an sich bekannt, einige oder mehrere Mikroprozessoren, Datenspeicher und Schnittstellen sowie eine Einrichtung, mittels der in Abhängigkeit von den Steuersignalen der Sensoren das Gesamtdrehmoment bestimmt wird, welches von dem Verbrennungsmotor 10 und der Elektromaschine 20 geliefert und zumindest teilweise dem Getriebe 30 zur Verfügung gestellt wird. Die Kopplung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und der Elektromaschine 20 ermöglicht vorzugsweise sowohl eine negative als auch positive Drehmomentübertragung zwischen diesen beiden Komponenten.
Bevorzugt wird zumindest ein Teil der für den Vortrieb des Hybridfahrzeugs aufzubringenden Energie sowie für die Versorgung des elektrischen Bordnetzes benötigte Energie aus zeitlich vorgelagerten Rekuperationsvorgängen gewonnen. Hierbei werden Verzögerungsphasen des Fahrzeugs zur Energierückgewinnung genutzt, wobei die erforderliche Bremsleistung des Fahrzeugs zu einem möglichst großen Anteil über einen generatorischen Bet eb (Generatormodus) der Elektromaschine 10 zur Aufladung der Energiespeichereinrichtung 50 aufgebracht wird. Da diese Energie ansonsten als Verlustenergie in der Bremsanlage des Fahrzeugs in Wärme umgewandelt wird, liegt darin ein großes Potential für einen verbrauchsoptimalen Fahrzeugbetrieb. Ideal wäre hierfür der Einsatz einer variablen Bremsanlage, die die Bremskraft derart aufteilt, dass ein maximaler Anteil über den generatorischen Betrieb der Elektromaschine 10 aufgebracht wird und erst bei Überschreiten eines maximalen Bremsmoments eine konventionelle Fahrzeugbremse aktiviert wird. Hierfür erforderliche elektrisch-.mechanische oder elektrisch-hydraulische Bremsanlagen sind sehr aufwändig und teuer. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine effiziente Adaption des Rekuperations-Konzeptes an konventionelle, vorzugsweise hydraulische Bremsanlagen.
Zur Vereinfachung wird im folgenden der Bremsvorgang mittels des Terminus des Bremsmoments beschrieben, wobei es sich versteht, dass in äquivalenter Weise auch eine Beschreibung mittels des Terminus der Bremsleistung möglich ist. Im Betrieb des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Umrechnung von Bremsmomenten in Bremsleistungen mittels im Motorsteuergerät abgelegter Kennlinienfelder erfolgen.
Erfindungsgemäß wird bei einer Bremsanforderung mit einem Soll-Wert MSθιι zu einem Zeitpunkt ti dem Fahrzeug ein Gesamtbremsmoment M gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt: MSoiι = MG, falls Mson Mschweii son = MG + MF, falls MSθιι > MSChweiι
wobei zum Zeitpunkt ti für das Bremsmoment MG ein Wert M0ffSet > 0 gewählt wird und MF > 0 ein von der Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestelltes Bremsmoment ist. Das dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Bremsmoment MG wird in der Konfiguration der Figur 1 über die Kupplung 40 auf eine nicht dargestellte Antriebswelle aufgebracht. Wie an sich bekannt, wird die dabei entstehende elektrische Energie der elektrischen Speichervorrichtung 50 zur Verfügung gestellt. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren in an sich bekannte Bremsmangement-Konzepte, vorzugsweise ABS, ASR, Bremsassistent oder dergleichen, kombiniert werden kann. Entsprechende Regelstrukturen sind vorzugsweise in dem Motorsteuergerät und/oder dem Bremssteuergerät implementiert.
Bevorzugt erfolgt die Bremsanforderung in Abhängigkeit von einer Antriebsforderung. Vorzugsweise wird die Antriebsanforderung übertragen durch eine Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrpedals, welche vorzugsweise von einem Fahrpedalmodul erfasst wird. Wie üblich legt der Fahrer des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt eine Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrpedals fest. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal, wird erfindungsgemäß ein Sollwert MSon einer Bremsanforderung bestimmt, wobei die Elektromaschine 10 in einem Generatormodus dem Fahrzeug das generatorische Bremsmoment MG zur Verfügung stellt, falls MSo„ < = Mschweii ist. Ferner ist erfindungsgemäß zu dem Zeitpunkt das Gesamtbremsmoment M ausschließlich durch den Wert MG gegeben, wobei MG einen Wert Mottset > 0 aufweist. Falls Mson < Msc weii ist, wird von der Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zusätzlich ein Bremsmoment MF > 0 zur Verfügung gestellt. Der Sollwert MSθιι ist vorzugsweise durch einen Wert Mmax begrenzt, um die Überschreitung vorgegebener physikalischer Grenzen, zum Beispiel Temperaturen der Bremsanlage, zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bremsanforderung abhängig von einer vorgegebenen Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des Bremspedals.
Besonders bevorzugt ist es, wenn bei einer Bremspedalposition 0 bereits ein generatorisches Moment M0ffSet dem Fahrzeug zur Verfügung gestellt wird. Zur Illustration dieser Ausführungsform ist in Figur 2 ein Gesamtbremsmoment M in Abhängigkeit von einer Bremspedalposition PW dargestellt, wobei ein maximales Bremsmoment mit Mmaχ bezeichnet ist. Bei einer Bremspedalposition = 0 ist bereits ein Offsetwert Mottet aufgeprägt. Bis zum Erreichen eines Schwellwerts S2 gilt:
M = MG.
Bei der Pedalposition PW1 , die einem Sollwert MSθιι entspricht, liegt erfindungsgemäß ein Rekuperationspotential RK vor. Das Rekuperationspotential RK ist bei der Bremspedalposition PW1 geringer als das Gesamtmoment M, da bei der Position PW1 der Schwellenwert S2 bereits überschritten ist. Es versteht sich, dass in einer besonders einfachen Ausführungsform der Schwellenwert S2 unabhängig von der Pedalposition PW sein kann.
Zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Momentenaufteilung sind in Figur 2 auch noch zwei Varianten der Rekuperationsstrategie, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, dargestellt. Bei der mit Mi bezeichneten Variante wird bei einer Bremsanforderung des Fahrers, beginnend ab der Bremspedalposition 0, das Gesamtbremsmoment M aufgeteilt in einen Anteil, der durch den generatorischen Betrieb der Elektromaschine erzeugt wird, M1 t und einen Anteil, der durch die konventionelle Fahrzeugbremse aufgebracht wird. Die Summe beider Bremsmomente ergibt das Gesamtbremsmoment M'. Bei einer Pedalposition PW2 wird ein Rekuperationspotential RK1 erschlossen. Mit M2 ist eine zweite Variante bezeichnet wobei hier ein erster Bereich mit einer geringen Bremsanforderung zunächst nur über den generatorischen Betrieb der Elektromaschine abgedeckt wird. Hierzu kann beispielsweise ein Leerweg des Bremspedals ausgenutzt werden, bei dem bereits ein geringes generatorisches Moment der Elektromaschine aufgebracht wird. Erst bei Überschreiten der Schwelle S1 wird die Fahrzeugbremse aktiviert. Bei einer Bremspedalposition PW2 wird von dem durch die Kurve M' gegebenen Gesamtbremsmoment ein größeres Rekuperationspotential RK2 als bei der ersten Variante erschlossen. Aus der Darstellung ist ferner ersichtlich, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein noch höheres Rekuperationspotential als bei der zweiten Variante erreichbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren birgt mit der Aufbringung eines Bremsmomentoffsets zum Zeitpunkt t1 die Gefahr von spürbar negativen Einflüssen auf das Fahrverhalten in sich. Zur Vermeidung von derartigen Einflüssen wird im folgenden auf bevorzugte Möglichkeiten zur Aufschaltung des Bremsmoments MG eingegangen. Zunächst ist festzustellen, dass bei einer Bremsanforderung in Abhängigkeit von einer Antriebsforderung, insbesondere einem vorgegebenen Entlastungswert des Fahrpedals, der Fahrer ohnehin einen raschen Wechsel zu einer reduzierten Vortriebskraft des Fahrzeugs erwartet. Zur Verminderung von zu starkem Rucken bzw. induzierten Schwingungen im Antriebsstrang ist ferner vorgesehen, dass die Aufschaltung des Bremsmoments MG gemäß einer vorgegebenen Aufschaltungsfunktion von einem Anfangswert M0ffSet auf einen Wert M° innerhalb eines Zeitintervalls plus Delta t mit Delta t in einem Bereich zwischen 2s und 0,01s erfolgt. Bevorzugt ist, wenn Delta t einen Wert von 2s, 1s, 500ms oder 100ms hat. Bevorzugt ist eine Aufschaltungsfunktion mit einem rampenartigen Anstieg in Abhängigkeit von der Zeit. Ferner kann das Bremsmoment MG gemäß einer vorgegebenen Filterfunktion zur Unterdrückung von Bremsmomentschwankungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ti plus tf gefiltert werden. tf liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2s und 0,01s und hat vorzugsweise einen Wert von 2s, 1s, 500ms oder 100ms. Ferner kann der Offsetwert Moffsβt für ein Zeitintervall von maximal 2s, maximal 5s, maximal 10s, maximal 30s und bevorzugt maximal 60s aufgeprägt und anschließend vorzugsweise wieder abgesteuert werden.
Die Höhe des aufzuprägenden Offset-Wertes M0ffSet wird vorzugsweise abhängig von dem Betriebszustand des Fahrzeugs vorgegeben, damit ein akzeptabler Fahrkomfort gewährleistet ist. Vorzugsweise wird der Offset-Wert M0ffset in Abhängigkeit von zumindest einem der Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit VFZG, Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungmotors nMot, eingelegter Gang einer Getriebegangschaltung nGang oder Öffnungszustand einer Kupplungseinrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, einer Motortemperatur, insbesondere Kühlmittel- und/oder Öltemperatur, einem Ladungszustand SOC (State of Charge) der elektrischen Energiespeichereinrichtung, der Differenz zwischen einem Sollwert und dem tatsächlichen Ladungszustand der Energiespeichereinrichtung oder dem Wert einer Fahrzeugverzögerung gewählt. Bevorzugt werden bei hohen
Fahrzeuggeschwindigkeiten mit hohen Fahrwiderständen und/oder hohen Motordrehzahlen nMot mit hohen Motorschleppmomenten relativ höhere Werte von Motfset vorgegeben. Entsprechend ist es bevorzugt, bei niedrigen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit VFZG und/oder der Motordrehzahl nMot geringere Werte M0ffSet einzustellen. Durch ein höheres Übersetzungsverhältnis bei niedrigen Getriebegängen sind tendenziell in diesem Fall nur geringere Werte von Motfset zulässig. Es versteht sich, dass gleiche Ausgestaltungen auch für den Wert M° gelten. Ferner kann der Wert des generatorischen Bremsmoments MG generell in Abhängigkeit zumindest von den erwähnten Parametern gewählt werden. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass in Abhängigkeit von der Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrpedals und/oder des Bremspedals der Wert von MG sowie M0ffSet und/oder M° gewählt werden kann.
In Figur 3 ist eine weitere bevorzugte Vorgehensweise für die erfindungsgemäße Aufschaltung eines generatorischen Bremsmoments in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht, wobei zum Vergleich gestrichelte Kurven ein konventionelles Verfahren illustrieren. Hierbei wird davon ausgegangen, dass zwischen der Elektromaschine und dem Verbrennungsmotor keine Kupplung verbaut ist bzw. bei verbauter Kupplung diese nicht geöffnet ist. Neben MG sind ferner die Fahrzeuggeschwindigkeit VFZG und ein Fahrzeugbremsen-Bremsmoment M jeweils in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Gemäß der Figur 3 findet aus einem Fahrbetrieb mit konstanter Fahrgeschwindigkeit eine Fahrzeugverzögerung bis zum Stillstand zum Zeitpunkt t3 statt.
Zum Zeitpunkt t2 betätigt der Fahrer das Bremspedal und verzögert das Fahrzeug nachfolgend bis zum Stillstand zum Zeitpunkt t3. Im herkömmlichen Fall wird dabei ein entsprechendes generatorisches Bremsmoment aufgebracht. Vorliegend ist dargestellt, dass dabei nach Überschreitung einer Schwelle S1 eine Bremsmomentenaufteilung zwischen der Elektromaschine und der Fahrzeugbremse vorgenommen wird. Wie an sich bekannt ist, wird kurz vor Erreichen des Fahrzeugstillstandes das generatorische Bremsmoment abgesteuert. Anschließend erfolgt eine Verzögerung nur noch über die Fahrzeugbremse. Hierbei wird zweckmäßigerweise berücksichtigt, dass bei Unterschreitung der minimal zulässigen Drehzahl des Verbrennungsmotors ein Auskuppelvorgang erforderlich ist.
Erfindungsgemäß wird bereits zum Zeitpunkt t1 f zu dem der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal nimmt, also eine Entlastung des Fahrpedals stattfindet, ein generatorisches Bremsmoment MG mit einem Offset-Wert aufgeprägt. Zum Zeitpunkt t2, d.h. zu dem Zeitpunkt, zu dem der Fahrer das Bremspedal betätigt, ist ein höheres generatorisches Bremsmoment MG aufgebracht und dementsprechend das durch die Fahrzeugbremse aufzubringende Bremsmoment MF kleiner als bei den herkömmlichen Verfahren.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein generatorisches Bremsmoment MG bei einer Entlastung des Fahrpedals auch in einer Schaltpause bei einem Hochschaltvorgang einer Getriebegangschaltung bei einer vollständig oder teilweise geöffneten Kupplungsvorrichtung aufgebracht. Hierbei wird ausgenutzt, dass die Motordrehzahl bzw. die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors nMot für einen Anschluss von einem niedrigeren Gang auf einen höheren Gang zunächst ohnehin verringert werden muss. Gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung kann die ansonsten bei einer Drehzahlsynchronisation zum Beispiel in einer Kupplung erzeugte Verlustenergie zu einem großen Teil vermieden werden. Bevorzugt wird das generatorische Bremsmoment derart gesteuert, dass bei einem Kraftschluss zu einem höheren Gang eine nahezu gleiche Drehzahl von Motorkurbelwelle und Getriebe-Eingangswelle vorliegt.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Rekuperationsstrategie bei einem Hochschaltvorgang eignet sich besonders für Handschaltgetriebe, kann aber auch bei automatischen Getrieben wie Wandlerautomaten, Direktschaltgetrieben, automatisierten Handschaltgetrieben oder dergleichen während der Gangwechsel eingesetzt werden.
Bei einem automatischen Getriebe wird erfindungsgemäß das generatorische Bremsmoment MG durch Integration in die Schaltstrategie gesteuert. Bei einem Handschaltgetriebe wird zur Steuerung des Bremsmoments MG der Schaltpause ts eine vorgegebene Funktion eingesetzt, gemäß der MG variiert. Vorzugsweise wird eine derartige Funktion anhand von typischen Schaltvorgängen ermittelt und ist in dem Motorsteuergerät des Fahrzeugs implementiert.
Da die Motordrehzahl bzw. die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors n ot während des Schaltvorgangs bzw. der Schaltpause unter die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nGang fallen kann, ist vorgesehen, das generatorische Bremsmoment MG auf 0 zu verringern bzw. entsprechend abzusteuern, sobald dieser Fall auftritt. Gegebenenfalls ist auch die Anhebung der Motordrehzahl mittels der Elektromaschine möglich, falls die Drehzahl nMot geringer als die Drehzahl MG ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
0 Verbrennungsmotor 0 Elektromaschine 0 Getriebe 0 Kupplung
50 Energiespeichereinrichtung
60 optionale Kupplung
M Bremsmoment MG generatorisches Bremsmoment
M1,M2, M' Drehmomentverläufe gemäß dem Stand der Technik
RKt,RK2,RK Rekuperationspotential
M° generatorisches Bremsmoment
MF Fahrzeugbremsen-Bremsmoment

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine, wobei mindestens eine Elektromaschine in einem Generatormodus Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Leistung umwandelt und dem Fahrzeug ein generatorisches Bremsmoment MG oder eine entsprechende Bremsleistung PG zur Verfügung stellen kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert MSon zu einem Zeitpunkt t-, dem Fahrzeug ein Gesamtbremsmoment M gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt wird:
Mson = MG, falls MSol, < MSchweiι Mson = MG + MF, falls MSθιι > MSchweiι und dass zum Zeitpunkt ^ für das Bremsmoment MG ein Wert M0ffSet > 0 gewählt wird, wobei MF > 0 ein von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestelltes Bremsmoment ist oder dass bei einer Bremsanforderung mit einem Sollwert PSou zu einem Zeitpunkt tt dem Fahrzeug eine Gesamtbremsleistung P gemäß folgender Vorschrift zur Verfügung gestellt wird:
Psoll = PG. fallS Psoll ≤ Pschwell Psoll = PG + PF, fallS Psoll > Pschwell und dass zum Zeitpunkt ti für die Bremsleistung PG ein Wert Pottset > 0 gewählt wird, wobei PF > 0 eine von einer Fahrzeugbremse dem Fahrzeug zur Verfügung gestellte Bremsleistung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanforderung in Abhängigkeit von einer Antriebsanforderung, vorzugsweise vorgegeben durch eine Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrpedals, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanforderung bei einem vorgegebenen Entlastungswert des Fahrpedals, vorzugsweise vorgegeben von einer Position = 0 des Fahrpedals, erfolgt.
. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanforderung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Position und/oder Bewegungsgeschwindigkeit eines Bremspedals erfolgt.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschaltung des Bremsmoments MG gemäß einer vorgegebenen Aufschaltungsfunktion, vorzugsweise von einem Anfangswert o fset auf einen Wert M° zumindest innerhalb eines Zeitintervalls + Delta t mit Delta t in einem Bereich zwischen 2s und 0,01 s, vorzugsweise einem Wert 2s, 1 s, 500ms oder 100ms, erfolgt.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filterung des Bremsmoments MG gemäß einer vorgegebenen Filterfunktion zur Unterdrückung von Bremsmomentschwankungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls + tF mit tF in einem Bereich zwischen 2 s und 0,01 s, vorzugsweise einem Wert 2s, 1 s, 500ms oder 100ms, erfolgt.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Offsetwert M0ffSet in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs, vorzugsweise von zumindest einem der Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG, Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors nMol , Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle MG, eingelegter Gang einer Getriebegangschaltung nGang Motortemperatur, insbesondere Kühlmittel- und/oder Öltemperatur, Ladungszustand SOC mindestens eines elektrischen Energiespeichers, Differenz (Soll-SOC) - (Ist-SOC) mindestens eines elektrischen Energiespeichers, Wert der Fahrzeug-Verzögerung, Öffnungszustand einer Kupplungseinrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, gewählt wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment MG den Offset-Wert M0ffSet für ein Zeitintervall von maximal 2s, maximal 5s, maximal 10s oder maximal 30s, vorzugsweise maximal 60s aufweist und dass der Offset-Wert anschließend wieder abgebaut wird.
. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schaltpause ts bei einem Hochschaltvorgang einer Getriebe-Gangschaltung bei einer vollständig oder teilweise geöffneten Kupplungsvorrichtung das Bremsmoment MG dem Fahrzeug zur Verfügung gestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung des Wertes MG in Abhängigkeit von der Drehzahl nMo, und der Getriebe- Eingangswelle nG zur Drehzahlsynchronisation erfolgt.
1 1. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass für das Bremsmoment MG ein Wert < 0 gewählt wird, falls die Drehzahl nMot geringer als die Drehzahl nG ist.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Handschaltgetriebe aufweist.
13Nerfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung des Bremsmoments MG zur Drehzahlsynchronisation gemäß einer vorgegebenen Funktion erfolgt.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein automatisches Getriebe, vorzugsweise einen Wandlerautomaten, ein Direktschaltgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe, aufweist.
15Nerfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Bremsmoment MG entsprechende elektrische Leistung zumindest teilweise einer elektrischen Speichervorrichtung zur Verfügung gestellt wird.
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