DieErfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuernund Regeln von Komponenten eines Hybrid-Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugesgemäß dem Oberbegriffdes Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 16.TheThe invention relates to an apparatus and a method for controllingand controlling components of a hybrid powertrain of a motor vehicleaccording to the generic termof claim 1 or claim 16.
Zurweiteren Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionvon Kraftfahrzeugen ist es das Bestreben der Kraftfahrtindustrie, ansich bekannte Hybrid-Antriebsstrangkonzepte weiterzuentwickeln unddafür geeigneteSteuerungs- und Regelungsvorrichtungen vorzustellen. Zum Betreibensolcher Steuerungs- und Regelungsvorrichtungen werden wiederum neueSteuerungs- und Regelungsverfahren benötigt, welche wegen ihrer Komplexität als Computerprogrammeausgebildet sind und mit Hilfe von diesbezüglichen Computern, Sensorenund Aktuatoren arbeiten.tofurther reduction of fuel consumption and pollutant emissionFrom motor vehicles, it is the aspiration of the motor industry toto further develop familiar hybrid powertrain concepts andsuitable for itTo introduce control and regulating devices. To operateSuch control and regulation devices turn newControl and regulation needed, which, because of their complexity as computer programsare trained and with the help of related computers, sensorsand actuators work.
Soist aus der
Zudemist aus der
Darüber hinaussind aus der
DieSteuerungs- und Regelungsvorrichtung entscheidet darüber, wiedie aktuellen Betriebszuständeder Brennkraftmaschine und der Elektromaschine des Antriebsstrangsmit der jeweiligen Fahrpedalauslenkung des Fahrzeugführers undder Fahrzeuggeschwindigkeit verknüpft werden sollen. Zudem erzeugtdiese Steuerungs- und Regelungsvorrichtung Steuerungssignale für die Brennkraftmaschine,die Elektromaschine, ein stufenlos sein Übersetzungsverhältnis einstellendesGetriebe und eine Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der Elektromaschinederart, dass die Fahrleistungswünschedes Fahrers erfülltwerden.TheControl device decides howthe current operating conditionsthe internal combustion engine and the electric machine of the drive trainwith the respective accelerator pedal deflection of the driver andthe vehicle speed to be linked. In addition generatedthis control and regulating device control signals for the internal combustion engine,the electric machine, a steplessly adjusting its gear ratioTransmission and a clutch between the internal combustion engine and the electric machinesuch that the driving performance requirementsthe driver metbecome.
Dazuverfügtdiese Steuerungs- und Regelungsvorrichtung über eine Anzahl von auswählbaren Verfahrenzur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine, der Elektromaschineund der Kupplung, sowie übereine Anzahl von Verfahren zur Berechnung von Betriebspunkten für die Brennkraftmaschine,die Elektromaschine und das stufenlose Getriebe. Zudem umfasst dieSteuerungs- und Regelungsvorrichtung Steuerungsmittel zur Steuerungder Brennkraftmaschine, der Elektromaschine, der Kupplung und desGetriebes.Tohasthis control device via a number of selectable methodsfor controlling and regulating the internal combustion engine, the electric machineand the clutch, as well as overa number of methods for calculating operating points for the internal combustion engine,the electric machine and the continuously variable transmission. In addition, the includesControl and regulating device Control means for controlof the internal combustion engine, the electric machine, the clutch and theTransmission.
Entscheidendfür denAufbau und die Nutzung dieser bekannten Steuerungs- und Regelungsvorrichtungist, dass diese mit Hilfe eines so genannten Fahrzustandsdetektorsden aktuellen Fahrzustand des Hybridfahrzeuges unter anderem anhand derFahrpedalauslenkung, der Fahrgeschwindigkeit und dem Ladezustand(State Of Charge, SOC) einer elektrischen Batterie sowie der dieserzugeführten oderentnommenen elektrischen Energie ermittelt, und auf dieser Grundlagedie Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine, der Elektromaschinein ihrem elektromotorischen und generatorischen Betrieb, die Betätigung derKupplung sowie das Übersetzungsänderungsverhaltendes Automatgetriebes bestimmt.criticalfor theStructure and use of this known control and regulating deviceis that these with the help of a so-called driving condition detectorthe current driving condition of the hybrid vehicle among other things on the basis ofAccelerator pedal deflection, the driving speed and the state of charge(State Of Charge, SOC) of an electric battery as well as this onefed orextracted electrical energy, and on this basisthe control and regulation of the internal combustion engine, the electric machinein their electromotive and generator operation, the actuation ofClutch and the ratio change behaviorof the automatic transmission determined.
Schließlich istaus der WO 02/26520 A1 eine Antriebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeugmit mindestens zwei Antriebsaggregaten und einem Getriebe bekannt,mittels der der Betrieb eines Hybrid-Fahrzeuges bezüglich desKraftstoffverbrauchs, der Schadstoffemission, der Fahrbarkeit undder Fahrleistung verbesserbar sein soll. Dies wird gemäß dieserDruckschrift durch eine Antriebsstrangsteuerung erreicht, die zunächst über dezentraleSteuerungs einheiten zum Erzeugen von Stellsignalen für die Antriebsaggregateund das Getriebe verfügt,sowie eine so genannte Pedalinterpretationseinrichtung zum Ermittelneines Drehmoment-Sollwertes aus einer den Fahrerwunsch charakterisierendenGröße aufweist.Finally isfrom WO 02/26520 A1 a drive train control for a motor vehiclewith at least two drive units and a transmission knownby means of the operation of a hybrid vehicle with respect toFuel consumption, pollutant emissions, drivability andthe driving performance should be able to be improved. This will be according to thisDocument achieved by a drive train control, which initially via decentralizedControl units for generating actuating signals for the drive unitsand the transmission has,and a so-called pedal interpretation device for determininga torque setpoint from a characterizing the driver's requestHas size.
Außerdem gehört zu dieserAntriebsstrangsteuerung ein als Sollzustandsmanager bezeichneter Bereich,in dem der jeweilige Soll-Betriebszustand desAntriebsstranges in Abhängigkeitvon dem genannten Drehmoment-Sollwert und vom Ladzustand eines elektrischenEnergiespeichers im Fahrzeug festgelegt wird. Schließlich umfasstdie Antriebsstrangsteuerung auch einen als Drehmomentmanager bezeichnetenBereich, in dem in Abhängigkeit vondem Drehmoment-Sollwert und vom festgelegten Soll-Betriebszustand desAntriebsstranges einzelne Steuerungssignale für die eingangs genannten dezentralenSteuereinheiten erzeugt werden.Also belongs to thisPowertrain control a region called a target state manager,in which the respective desired operating state ofDrivetrain depending onfrom the said torque command value and the charging state of an electricalEnergy storage is set in the vehicle. Finally includesthe powertrain control also called a torque managerArea in which depending onthe torque setpoint and the specified setpoint operating state of theDrivetrain individual control signals for the decentralized mentioned aboveControl units are generated.
Zudemoffenbart diese Druckschrift, dass die Antriebsstrangsteuerung zusätzlich einenals Fahrer- und Situationserkennung bezeichneten Bereich aufweist,mit dem erfasste Betriebsgrößen desFahrzeugs ausgewertet, klassifiziert und anschließend demSollzustandsmanager zur Bestimmung des Soll-Betriebszustandes zugeführt werdenkönnen.Im Einzelnen kann diese Fahrer- undSituationserkennung beispielsweise folgende Bestandteile aufweisen:eine Fahrertyp-Erkennung, eine Umwelt- und Straßentyp-Lokalisation sowie eineFahrmanöver- undFahrsituationserkennung.moreoverdiscloses this document that the powertrain control additionally ahas area designated as driver and situation recognition,with the recorded operating variables of theVehicle evaluated, classified and then theTarget state manager are supplied to determine the desired operating statecan.In detail, this driver andSituational recognition, for example, have the following components:a driver type detection, an environmental and road type localization and aDriving maneuver andDriving situation recognition.
Außerdem istes aus diesem Stand der Technik bekannt, dass der Sollzustandsmanagereinen Konfigurationskenner aufweist, mit dessen Hilfe im Sollzustandsmanagergespeicherte Soll-Betriebszuständedes Antriebsstranges abhängigvon dem Zustand oder Wert des Konfigurationskenners gesperrt oderfreigegeben werden können.Besides that isIt is known from this prior art that the target state managerhas a configuration identifier with whose help in the desired state managerstored nominal operating statesof the drive trainLocked by the state or value of the configuration identifier orcan be released.
Nachteiligbei der Steuerungseinrichtung gemäß der WO 02/26520 A1 ist, dassdie Steuerung und Regelung der wenigstens zwei Antriebsmotoren imverbrennungsmotorischen-, elektromotorischen und/oder generatorischenBetrieb, einer Kupplung sowie eines Getriebes im Hybrid-Antriebsstranglediglich auf der Grundlage von Werten erfolgt, die den Fahrertypsowie die jeweilige Fahrsituation kennzeichnen. Dabei wird der aktuelleLadezustand des elektrischen Energiespeichers als gegebene Größe hingenommen.adverselyin the control device according to WO 02/26520 A1, thatthe control and regulation of the at least two drive motors ininternal combustion engine, electric motor and / or generatorOperation, a clutch and a transmission in the hybrid powertrainis done only on the basis of values representing the driver typeas well as the respective driving situation mark. This is the currentCharge state of the electrical energy storage accepted as a given size.
Insbesonderebei Parallel-Hybrid-Fahrzeugen ist jedoch darauf zu achten, dassder Ladezustand (State Of Charge, SOC) beispielsweise einer elektrischenBatterie fürden elektromotorischen oder den kombiniert elektromotorischen undverbrennungsmotorischen Betrieb jeweils ein Optimum aufweist. Wiedieses Optimum des Ladezustandes ausgebildet ist, hängt vonden Anforderungen des Antriebsstrangs ab, die einerseits durch eineeher dynamische Fahrweise und andererseits durch eine eher ökonomischeFahrweise gegeben sind. So ist es für eine eher dynamische Fahrweisesinnvoll, die Batterie ständigmöglichstvollständigaufgeladen zu haben, um mit Hilfe einer elektromotorischen Unterstützung einesverbrennungsmotorischen Antriebs (boosten) auch bei vergleichsweisekleinem und leistungsschwachem Verbrennungsmotor eine deutlich spürbare Leistungsreservenutzen zu können,oder um im rein elektromotorischen Betrieb eine möglichst große Reichweiteerzielen zu können.Especiallyin parallel hybrid vehicles, however, care must be taken to ensure thatthe state of charge (SOC), for example, an electricalBattery forthe electromotive or the combined electromotive andEach combustion engine operation has an optimum. AsThis optimum of the state of charge is formed depends onthe requirements of the powertrain, on the one hand by arather dynamic driving style and on the other hand by a rather economicDriving style are given. So it is for a more dynamic driving styleuseful, the battery constantlypreferablyCompletelyto have charged with the help of an electromotive supportCombustion engine drive (booster) even with comparativelysmall and low-power combustion engine a clearly noticeable power reserveto be able to useor in the purely electromotive operation the largest possible rangeto achieve.
Hingegenerfordert eine eher ökonomisch ausgerichteteFahrweise es, die Batterie bei Bedarf sinnvoll weit zu leeren, umin passenden Betriebssituationen des Fahrzeugs diese durch kostenloseRekuperationsenergie auffüllenzu können.Letztere steht beispielsweise dann zur Verfügung, wenn sich das Fahrzeugin einer antriebslosen Vorwärtsfahrt befindet,währendwelcher eine der Elektromaschinen des Fahrzeugs von den Fahrzeugantriebsrädern über dasGetriebe generatorisch angetrieben wird.On the other handrequires a more economic orientationHow to use it, if necessary, to empty the battery far enough toin suitable operating situations of the vehicle this by free of chargeFill recuperation energyto be able to.The latter is available, for example, when the vehiclein a non-driven forward drive,whilewhich is one of the electric machines of the vehicle from the vehicle drive wheels via theGearbox is driven by a generator.
Beieinem Hybrid-Antriebsstrang mit mehreren zuschaltbaren Antriebsmotorenist daher eine optimale Aufteilung der Energiequellen und Energiesenkenim Fahrzeugantriebsstrang zu gewährleisten, dieauch den Wunsch des Fahrers nach einer dynamischen, einer ökonomischenoder einer dazwischen liegenden Betriebsweise des Fahrzeugs sinnvollberücksichtigt.ata hybrid powertrain with several selectable drive motorsis therefore an optimal distribution of energy sources and energy sinksin the vehicle driveline to ensure thealso the desire of the driver for a dynamic, an economic oneor an intermediate mode of operation of the vehicle makes senseconsidered.
Dervorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtungund ein Verfahren zur Steuerung und Regelung eines Hybrid-Antriebsstrangeseines Kraftfahrzeuges vorzuschlagen, bei denen die Leistungsverteilungssteuerungfür die inden Antriebsstrang eingebundenen Antriebsaggregate gegenüber demStand der Technik so durchgeführtwird, dass ein vom Fahrer angefordertes Soll-Antriebsdrehmomentdes Fahrzeugs sowie ein optimaler Ladezustand der elektrischen Batterieerreicht wird.Of theThe present invention is therefore based on the object, a deviceand a method for controlling and controlling a hybrid powertrainto propose a motor vehicle, in which the power distribution controlfor the inthe powertrain integrated drive units over thePrior art done sois that a requested by the driver drive torqueof the vehicle and an optimal state of charge of the electric batteryis reached.
DieLösungdieser Aufgabe ergibt sich fürdie Steuerungsvorrichtung aus den Merkmalen des Hauptanspruchs undfür dasSteuerungsverfahren aus den Merkmalen des Anspruchs 16. Vorteilhafte Weiterbildungenund Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils zugeordnetenUnteransprüchenzu entnehmen.The solution to this problem arises for the control device from the features of Main claim and for the control method from the features of claim 16. Advantageous developments and refinements of the invention are to be taken from the respectively associated subclaims.
DieErfindung betrifft gemäß den Merkmalen desHauptanspruchs eine Vorrichtung zur Steuerung und Regelung von Komponenteneines Hybrid-Antriebsstrangeseines Kraftfahrzeuges, welcher wenigstens zwei Antriebsmotoren,mindestens eine Kupplung und ein Getriebe aufweist. Die Steuerungs- und Regelungsvorrichtungverfügtdabei überfolgende Bestandteile:
DieAntriebsmaschinen, fürdie die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung Steuerungs- und Regelungssignaleerzeugt, sind als eine Brennkraftmaschine und als wenigstens eineElektromaschine ausgebildet. Die vorzugsweise zwei Elektromaschinenim Antriebsstrang sind so aufgebaut, dass eine Elektromaschine elektromotorischoder generatorisch mit relativ hoher Leistung und die andere Elektromaschineelektromotorisch oder generatorisch mit relativ geringer bis mittlererLeistung betreibbar und damit als so genannter Startergeneratorausgebildet ist.TheDrive machines, forthe control and regulating device control and regulating signalsare generated as an internal combustion engine and as at least oneElectric machine designed. The preferably two electric machinesin the drive train are constructed so that an electric motor electric motoror generator with relatively high power and the other electric machineelectric motor or generator with relatively low to mediumPower operable and thus as a so-called starter generatoris trained.
Vorzugsweisedie elektromotorisch und generatorisch betreibbare erste Elektromaschineist mit einer Ölpumpeantriebsverbunden, mit welcher der Ölbedarf bzw. Hydraulikdruckbedarfder einzelnen Antriebsstrangkomponenten insbesondere beim Startder Brennkraftmaschine sowie währendPhasen im Fahrbetrieb mit relativ geringer Leistungsanforderungim Zug oder im Schub mit abgeschalteter Brennkraftmaschine befriedigbarist.Preferablythe electric motor and generator operable first electric machineis with an oil pumpdrive connected, with which the oil demand or hydraulic pressure demandthe individual drive train components, especially at startthe internal combustion engine as well as duringPhases in driving with relatively low power requirementsatisfactory on the train or in the thrust with the internal combustion engine switched offis.
Die Ölpumpe istmittels einer ersten Kupplung auch mit der Brennkraftmaschine verbindbar,so dass zu deren Antrieb im verbrennungsmotorischen Betrieb desFahrzeugs die Elektromaschine nicht gesondert laufen muss. Die zweiteElektromaschine ist mit der Eingangswelle des Getriebes antriebstechnischverbunden. Übereine zweite Kupplung ist die Antriebswelle der Brennkraftmaschineebenfalls mit der Getriebeeingangswelle verbindbar, so dass die Getriebeeingangswellegemeinsam und gleichzeitig von der Brennkraftmaschine und der zweitenElektromaschine antreibbar ist.The oil pump isconnectable to the internal combustion engine by means of a first clutch,so that their drive in the internal combustion engine operation ofVehicle, the electric machine does not have to run separately. The secondElectric machine is driving technology with the input shaft of the transmissionconnected. abouta second clutch is the drive shaft of the internal combustion enginealso connectable to the transmission input shaft, so that the transmission input shafttogether and at the same time by the internal combustion engine and the secondElectric machine is driven.
DieSteuerungs- und Regelungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweisezudem so ausgebildet, dass der Sportlichkeitskennwert durch eineSchaltstellung eines Sportlichkeitsschalters oder eines Getriebewählhebelsoder durch einen Messwert ermittelbar ist, welcher die Fahrpedalbeschleunigungkennzeichnet. Bekanntermaßenlässt sichaus dem aktuellen Wert der Fahrpedalbeschleunigung ermitteln, obder das Fahrzeug gerade steuernde Fahrer durch ruhige Fahrpedalbewegungen ehereine ökonomischeFahrweise oder wegen einer hektischen Fahrpedalauslenkung eine eherdynamische Fahrweise bevorzugt.TheControl and regulating device according to the invention is preferablyMoreover, designed so that the sportiness characteristic by aShift position of a sportiness switch or a gear selector leveror by a measured value can be determined, which the accelerator pedal accelerationfeatures. As is known,let yourselfdetermine from the current value of accelerator pedal acceleration whetherthe driver just steering the vehicle by quiet accelerator pedal movements sooneran economic oneDriving or because of a hectic accelerator pedal deflection a ratherdynamic driving style preferred.
Zudemumfasst die Steuerungs- und Regelungsvorrichtung auch eine Einrichtungzur Ermittlung eines Soll-Antriebsdrehmomentes, also demjenigenAntriebsdrehmoment des Fahrzeugs, welches der Fahrer aktuell wünscht. DiesesSoll-Antriebsdrehmoment kann beispielsweise das Soll-Abtriebsdrehmomentan den Fahrzeugrädernoder aber auch dasjenige sein, welches an der Getriebeabtriebswellemessbar wäre.moreoverThe control and regulating device also includes a devicefor determining a desired drive torque, ie the oneDriving torque of the vehicle, which the driver currently wishes. ThisTarget drive torque may be, for example, the target output torqueat the vehicle wheelsor even that which is on the transmission output shaftmeasurable.
ZurBestimmung dieses Soll-Antriebsdrehmomentes sowie eines Soll-Übersetzungsverhältnisses(Sollgang) fürdas Getriebe ist die genannte Einrichtung der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung mitelektronischen Festwertspeichern ausgestattet und mit Sensor- und/oderDatenleitungen verbun den, überdie dieser Einrichtung Informationen über folgende Größen zuleitbarsind:
Die Fahrpedalauslenkung, aus deren zeitlichen Ableitungdie Fahrpedalauslenkgeschwindigkeit und die Fahrpedalbeschleunigungermittelbar ist, der Ist-Gangund der Ziel-Gang des Getriebes, die ungenutzte Speicherkapazität des Energiespeichers,welcher beispielsweise als Batterie oder Hochleistungskondensator(supercap) ausgebildet ist, das Ist-Drehmoment, das Ziel-Drehmomentund das bei der aktuellen Drehzahl eines Antriebsmotors maximalmöglicheDrehmoment.To determine this target drive torque and a desired transmission ratio (target gear) for the transmission said device of the control and regulating device is equipped with electronic read-only memory and the sensor and / or data lines verbun the, via this device information on the following sizes zuleitbar are:
The accelerator pedal deflection, from whose time derivative the accelerator pedal deflection speed and the accelerator pedal acceleration can be determined, the actual gear and the target gear of the transmission, the unused storage capacity of the energy accumulator, which is designed as a battery or high-performance capacitor (supercap), the actual torque, the target torque and the maximum possible torque at the current speed of a drive motor.
Desweiteren umfasst die Steuerungs- und Regelungseinrichtung für den Parallel-Hybrid-Antriebsstrangbevorzugt eine Einrichtung zur Bestimmung des Ist-Zustandes desAntriebsstranges, mit der überSensor- und/oder Datenleitungen die aktuellen Zustände vonAktuatoren der wenigstens einen Kupplung, der Antriebsmotoren unddes Getriebes erfassbar sind.Furthermore, the control and regulating device for the parallel hybrid An Drive train preferably a device for determining the actual state of the drive train, with the sensor and / or data lines, the current states of actuators of the at least one clutch, the drive motors and the transmission can be detected.
Danebenist vorgesehen, dass eine Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung vonder Einrichtung zur Ermittlung eines Soll-Antriebsdrehmomentes über dasSoll-Antriebsdrehmoment und überden Sportlichkeitskennwert informierbar ist, sowie von der Einrichtungzur Bestimmung des Ist-Zustandesdes Antriebsstranges ein Wert überden Ist-Zustandes des Antriebsstranges zuleitbar ist.BesidesIt is envisaged that a device for determining the drive power distribution ofthe means for determining a desired drive torque via theTarget drive torque and overthe sportiness characteristic is informable, as well as of the devicefor determining the actual stateof the drive train over a valuethe actual state of the drive train can be fed.
Zudemist es Bestandteil der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung, dassder Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung zusätzlich auselektronischen Festwertspeichern und über Sensor- und/oder DatenleitungenInformationen über folgendeGrößen zuleitbarsind:
Die minimale und maximale Speicherkapazität des genanntenelektrischen Energiespeichers, das maximal mögliche Antriebsdrehmoment derwenigstens einen Elektromaschine, die aktuelle elektrische Leistungder wenigstens einen Elektromaschine, ein Getriebe-Gangwechselstaus(also ob aktuell ein Übersetzungsänderungsvorgangim Getriebe stattfindet oder nicht), der aktuelle Betriebszustandeiner Einrichtung zur Steuerung und Reglung einer dem Startergenerator(erste Elektromaschine) zugeordneten ersten Kupplung, und diejenigeminimale Drehzahl der ersten Elektromaschine, mit der die Ölpumpe den aktuellen Ölbedarfbzw. Hydraulikdruckbedarf im Antriebsstrang abdecken kann.In addition, it is part of the control and regulating device that the device for determining the drive power distribution in addition from electronic read-only memories and sensor and / or data lines information on the following variables are zuleitbar:
The minimum and maximum storage capacity of said electrical energy storage, the maximum possible drive torque of the at least one electric machine, the current electrical power of the at least one electric machine, a gear change gear jam (ie whether a gear change process currently takes place in the transmission or not), the current operating state of a device for controlling and regulating a first clutch associated with the starter generator (first electric machine), and the minimum rotational speed of the first electric machine with which the oil pump can cover the current oil requirement or hydraulic pressure requirement in the drive train.
InWeiterbildung dieser Vorrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dassdie Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung derartigaufgebaut ist, dass diese in Abhängigkeitvon wenigstens einer der zugeführtenGrößen folgendeGrößen über Daten-und/oder Steuerleitungen abgeben kann: Die Soll-Drehzahlen und Soll-Drehmomentesowie Betriebsarten fürdie Brennkraftmaschine und die wenigstens eine Elektromaschine,einen Schaltverhinderungsbefehl an eine Schaltverhinderungseinrichtung,und einen Betriebszustand-Sollwert an eine Einrichtung zur Steuerungder als Ölpumpen-Startergeneratorausgebildeten ersten Elektromaschine sowie an eine Einrichtung zurSteuerung der zweiten Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine undder zweiten Elektromaschine.InDevelopment of this device is preferably provided thatthe device for determining the drive power distribution suchthat is built up in dependencefrom at least one of the suppliedSizes followingSizes over dataand / or can output control lines: The setpoint speeds and setpoint torquesas well as operating modes forthe internal combustion engine and the at least one electric machine,a shift prevention command to a shift prevention device,and an operating condition setpoint to a device for controlas an oil pump starter generatortrained first electric machine and to a device forControl of the second clutch between the internal combustion engine andthe second electric machine.
Außerdem istin weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Steuerungs- und Regelungsvorrichtungbevorzugt eine Entscheidungseinrichtung vorhanden, welche die Soll-Vorgabender Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung mit denAusgangsgrößen derEinrichtung zur Steuerung der zweiten Kupplung sowie der Einrichtungzur Steuerung des Ölpumpen-Startergeneratorsabgleichen und dann an eine Einrichtung zur Getriebedrehmomentanpassungweiterleitet, wenn nicht ein Zustandswechsel in der Einrichtungzur Steuerung der zweiten Kupplung und/oder der Einrichtung zurSteuerung des Ölpumpen-Startergeneratorszu anderen Soll-Drehzahlen, Soll-Drehmomenten sowie anderen Betriebsartenfür dieBrennkraftmaschine und die wenigstens eine Elektromaschine führen.Besides that isin a further embodiment of the invention, the control and regulating devicepreferably a decision device exists, which the target specificationsthe device for determining the drive power distribution with theOutput variables ofDevice for controlling the second clutch and the devicefor controlling the oil pump starter generatorand then to a transmission torque adjustment deviceforwards, if not a change of state in the institutionfor controlling the second clutch and / or the device forControl of the oil pump starter generatorto other setpoint speeds, setpoint torques and other operating modesfor theInternal combustion engine and lead the at least one electric machine.
Gemäß eineranderen Ausbildung dieser Steuerungs- und Regelungsvorrichtung für den Hybrid-Antriebsstrangist vorgesehen, dass die genannte Entscheidungseinrichtung derartigaufgebaut ist, dass diese bei ihrer Entscheidungsfindung die Daten und/oderSignale der nachfolgenden Einrichtungen entsprechend der folgendenPriorisierungsreihenfolge bewertet:
Diesbedeutet, dass der Betrieb der Ölpumpe mittelsder ersten Elektromaschine im Antriebsstrang Vorrang hat, soferndiese Ölpumpenicht wie üblich vonder Brennkraftmaschine angetrieben wird. Sofern durch die Ölpumpe eineausreichende Ölmenge proZeiteinheit bzw. ein ausreichender Hydraulikdruck, beispielsweisedurch Versorgung eines Druckmittelspeichers, aufgebaut ist, habendie Steuerungs- und Regelungsvorgaben durch die Einrichtung zurSteuerung der zweiten Kupplung Vorrang, da diese im geschlossenenZustand den rein verbrennungsmotorischen Betrieb oder den kombiniertenBetrieb (also elektromotorisches boosten des Antriebsdrehmomentesder Brennkraftmaschine), sowie im geöffneten Zustand den rein elektromotorischen Betriebmit der zweiten Elektromaschine ermöglichen. Erst wenn diese übergeordnetenVorgaben hinsichtlich der gewünschtenBetriebsart des Antriebsstrangs berücksichtigt sind, erfolgt eineAufteilung der Antriebsleistung gemäß den Vorgaben der Einrichtungzur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung.Thismeans that the operation of the oil pump meansthe first electric machine in the drive train has priority, providedthis oil pumpnot as usual ofthe internal combustion engine is driven. If by the oil pump asufficient amount of oil perTime unit or a sufficient hydraulic pressure, for exampleby supplying a pressure medium accumulator, is built upthe control and regulation requirements by the institution forControl of the second clutch priority, as this in the closedCondition the pure combustion engine operation or the combinedOperation (ie electromotive boosting of the drive torquethe internal combustion engine), and in the open state the purely electric motor operationenable with the second electric machine. Only when this parentSpecifications regarding the desiredOperating mode of the powertrain are taken into account, takes placeDistribution of drive power according to the specifications of the facilityfor determining the drive power distribution.
InWeiterbildung der Steuerungs- und Regelungsvorrichtung gemäß der Erfindungwird es zudem als vorteilhaft beurteilt, wenn die Einrichtung zur Getriebedrehmomentanpassungderartig ausgebildet ist, dass diese ausgehend von den zugeführten Größen dieDrehzahlen und Drehmomente als Sollwerte für die Brennkraftmaschine undfür diewenigstens eine Elektromaschine abgeben kann.InFurther development of the control and regulating device according to the inventionIt is also judged to be advantageous when the device for transmission torque adjustmentis formed such that these starting from the supplied quantities theSpeeds and torques as setpoints for the internal combustion engine andfor thecan deliver at least one electric machine.
Zudemist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Einrichtung zurGetriebedrehmomentanpassung zur Berücksichtigung von Zusatzdrehmomentender Elektromaschinen und zur Berücksichtigungvon durch unterschiedliche Antriebsstrangzustände auftretenden Masseneffektebei der Ermittlung der Sollwerte für die Brennkraftmaschine unddie Sollwerte fürdie wenigstens eine Elektromaschine ausgebildet ist.In addition, it is in this context see that the device for adjusting the transmission torque to take account of additional torques of the electric machines and to take account of occurring by different drivetrain mass effects in the determination of the setpoint values for the internal combustion engine and the setpoint values for the at least one electric machine is formed.
Außerdem istdie Einrichtung zur Getriebedrehmomentanpassung so aufgebaut, dassdiese zur Aufnahme und Verarbeitung von Steuersignalen des Getriebesteuergeräts geeignetist, mit denen während Übersetzungsänderungsvorgänge desGetriebes die Antriebsmotoren des Antriebsstranges hinsichtlichihrer Drehzahl und Drehmomentabgabe gesteuert werden.Besides that isthe transmission torque adjustment device is constructed so thatthese are suitable for receiving and processing control signals of the gearbox control unitis with which during translation change operations of theGear the drive motors of the drive train in terms oftheir speed and torque output are controlled.
Schließlich istdie Einrichtung zur Getriebedrehmomentanpassung derartig ausgebildet,dass mit dieser während Übersetzungsänderungsvorgänge desGetriebes die Drehzahl und die Drehmomentabgabe der Antriebsmotorenan die Massenverhältnisseder gerade aktiven Hybrid-Antriebsstrang-Konfiguration anpassbar sind.Finally isthe device for adjusting the transmission torque is designed in such a way thatthat with this during translation change operations of theGear the speed and the torque output of the drive motorsto the mass relationsthe currently active hybrid powertrain configuration are customizable.
Darüber hinausbetrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung und Regelungvon Komponenten eines Hybrid-Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugesmit wenigstens zwei Antriebsmotoren, mindestens einer Kupplung undeinem Getriebe. Gemäß der Erfindungist bei einem solchen Antriebs strang vorgesehen, dass der Antriebsdrehmomentwunschdes Fahrers derart in Soll-Antriebsdrehmomente für die eine Brennkraftmaschineund die wenigstens eine Elektromaschine aufgeteilt und eine solcheAntriebsart gewähltwird, dass der Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers optimal andie aktuell eher dynamische oder eher ökonomische Fahrweise des Fahrersangepasst ist.FurthermoreThe invention also relates to a method for control and regulationof components of a hybrid powertrain of a motor vehiclewith at least two drive motors, at least one clutch anda gearbox. According to the inventionis in such a drive train provided that the drive torque requestthe driver so in target drive torques for an internal combustion engineand the at least one electric machine split and oneDrive selectedis that the state of charge of an electrical energy storage optimallythe currently rather dynamic or rather economical driving style of the driveris adjusted.
Gemäß einerkonkreten Ausführungsform desVerfahrens sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
Durchdiese Betriebsweise wird erreicht, dass der Ladezustand des Energiespeichersdes Antriebsstrangs, in aller Regel also eine elektrische Batterieoder elektrische Kondensatoren, immer an die gewünschte dynamische oder ökonomischeFahrweise des Fahrers angepasst ist.ByThis mode of operation is achieved that the state of charge of the energy storagethe powertrain, so usually an electric batteryor electrical capacitors, always to the desired dynamic or economicDriving style of the driver is adjusted.
Sowird der Antriebsstrang des Fahrzeugs bei einer eher dynamischenFahrweise im wesentlichen so betrieben, dass bei Bedarf eine Antriebsmomentunterstützung derBrennkraftmaschine durch die Elektromaschine möglich ist (boosten). Daher wirdso oft wie möglichund nötigdafür Sorgegetragen, dass durch einen generatorischen Betrieb der ersten Elektromaschineund/oder durch einen generatorischen Betrieb der zweiten Elektromaschineder Energiespeicher immer gut gefüllt ist, indem die wenigstenseine Elektromaschine als Generator betrieben wird. Dieser generatorischeBetrieb erfolgt daher auch währenddes verbrennungsmotorischen Antriebs des Fahrzeugs.Sothe powertrain of the vehicle is at a more dynamicDriving mode essentially operated so that, if necessary, a drive torque support theInternal combustion engine by the electric machine is possible (boosten). Therefore, willas often as possibleand necessarytake carecarried that by a generator operation of the first electric machineand / or by a generator operation of the second electric machinethe energy storage is always well filled by the at leastan electric machine is operated as a generator. This generatorOperation is therefore also duringthe internal combustion engine drive of the vehicle.
Sofernder Wunsch nach einer eher Kraftstoff sparenden und emissionsarmenBetriebsweise des Hybridfahrzeuges ermittelt wird, so wird der Ladezustanddes Energiespeichers in wesentlichen im mittleren bis unteren Ladezustandbereichgehalten, um vorzugsweise währenddes Fahrzeugbetriebs beispielsweise in Schubbetriebsphasen mit stillgesetzterund aus dem Antriebsstrang ausgekuppelter Brennkraftmaschine denEnergiespeicher mit Rekuperationsenergie soweit elektrisch aufzuladen,dass anschließendentweder ein rein elektrischer Antrieb des Fahrzeuges möglich ist,oder die Brennkraftmaschine hinsichtlich des Gesamtantriebsdrehmomentesdes Fahrzeugs, beispielsweise bei ungünstigen Betriebspunkten mithohem Kraftstoffverbrauchswerten, unterstützt werden kann.Providedthe desire for a more fuel-efficient and low-emissionOperating mode of the hybrid vehicle is determined, then the state of chargethe energy storage in substantially the middle to lower state of chargeheld to preferably duringthe vehicle operation, for example, in overrun phases with shutdownand disengaged from the drive train internal combustion engineCharge energy storage with recuperation energy as far asthat afterwardseither a purely electric drive of the vehicle is possible,or the internal combustion engine with respect to the total drive torqueof the vehicle, for example, at unfavorable operating points withhigh fuel consumption, can be supported.
Gemäß dem vorgestelltenVerfahren ist daher der Wert des Soll-Ladezustandes des Energiespeichersfür einbestimmtes Soll-Antriebsdreh-moment bei einem konstanten Sportlichkeitskennwert für alle Fahrsituationeneine Kon stante. Dies bedeutet, dass abweichend von den bekanntenSteuerungs- und Regelungsverfahren nicht die aktuelle Fahrsituationden Ladezustand des Fahrzeugs bestimmt, sondern dass der Ladezustandfür alleFahrsituationen als Konstante vorgegeben wird, deren Wert sich imwesentlichen danach richtet, welches Antriebsdrehmoment der Fahreraktuell wünschtund welche Fahrweise dieser gerade bevorzugt.According to the presented method, therefore, the value of the desired state of charge of the energy store for a specific target drive torque at a constant sportiness characteristic for all driving situations is a con stant. This means that deviating from the known control and regulating method not the current driving situation determines the state of charge of the vehicle, but that the state of charge for all driving situations is given as a constant whose value depends essentially on what driving torque the driver currently wants and which way of driving this just preferred.
Sofernsich der Antriebsdrehmomentwunsch und/oder der Sportlichkeitskennwert ändert, wird auchder Wert fürden Ladezustand des Energiespeichers angepasst. Dies führt letztlichdazu, dass die Komponenten des Antriebsstrangs so gesteuert und geregeltwerden, dass der vorgegebene Sollwert für den neuen Ladezustand erreichtwird.ProvidedThe drive torque request and / or the sportiness characteristic value also changesthe value foradjusted the state of charge of the energy storage. This ultimately leadsto that the components of the drivetrain are so controlled and regulatedbe achieved that the specified setpoint for the new state of chargebecomes.
Indiesem Zusammenhang wird auch das weitere Verfahrensmerkmal für vorteilhaftgehalten, gemäß dem derSportlichkeitskennwert in solchen Grenzen erzeugbar ist, dass mitdiesem ein derartiger Soll-Ladezustand des elektrischen Energiespeicherseinstellbar ist, welcher ein vollständiges Entladen bzw. ein vollständiges Befüllen desEnergiespeichers in elektromotorischen, verbrennungsmotorischenund in kombinierten Antriebsphasen nur soweit zulässt, dassdieser Energiespeicher dabei keinen Schaden nimmt.InIn this context, the further process feature is advantageousheld according to theSportlichkeitskennwert is produced in such limits that withthis is such a desired state of charge of the electrical energy storageis adjustable, which is a complete unloading or a full filling ofEnergy storage in electromotive, internal combustion engineand in combined drive phases only to the extent that permitsthis energy storage takes no damage.
DieBestimmung des Sportlichkeitskennwertes erfolgt verfahrensgemäß durcheine Messung der Schaltstellung eines Sportlichkeitsschalters odereines Getriebewählhebels.Es ist aber auch möglich, diesenSportlichkeitskennwert aus Sekundärgrößen zu berechnen, zu denenbeispielsweise die Messung oder Berechnung der Fahrpedalbeschleunigung über einenvorbestimmten Zeitraum sowie deren anschließende Auswertung gehört.TheDetermination of the Sportlichkeitskennwertes carried out according to the procedure bya measurement of the switching position of a sportiness switch ora gear selector lever.But it is also possible thisSportiness parameter from secondary quantities to whichFor example, the measurement or calculation of accelerator pedal acceleration over apredetermined period and their subsequent evaluation heard.
Gemäß einerweiteren Ausgestaltung des Steuerungs- und Regelungsverfahrens istvorgesehen, dass das Soll-Antriebsdrehmoment bestimmt wird durchdie Messung und/oder Berechnung wenigstens folgender Größen: DieFahrpedalauslenkung, den Ist-Gang und den Ziel-Gang des Getriebes,die aktuell ungenutzte Speicherkapazität des Energiespeichers, dasIst-Drehmoment unddas Zieldrehmoment der Antriebsmotoren, sowie das maximal mögliche Drehmomentwenigstens eines der Antriebsmotoren bei der gerade aktuellen Motordrehzahl.According to onefurther embodiment of the control and regulatory process isprovided that the target drive torque is determined bythe measurement and / or calculation of at least the following quantities:Accelerator pedal deflection, the actual gear and the target gear of the transmission,the currently unused storage capacity of the energy storage, theActual torque andthe target torque of the drive motors, as well as the maximum possible torqueat least one of the drive motors at the current engine speed.
MitHilfe der vorgenannten Größen wirdvorzugsweise auch ein Sollgang fürdas Getriebe bestimmt, der anschließend über eine Schaltverhinderungseinrichtungeinem Getriebesteuerungsgerät odereinem Getriebesteuerungsmodul zugeleitet wird.WithHelp of the above sizes becomespreferably also a nominal gear fordetermines the transmission, which then via a switching prevention devicea transmission control unit ora transmission control module is supplied.
Desweiteren ist vorgesehen, dass die Ist-Zustände von Aktuatoren der wenigstenseinen automatisch betätigbarenKupplung, des wenigstens einen Antriebsmotors und des Getriebesbestimmt werden. Das Getriebe ist dabei bevorzugt ein Automatgetriebe,dessen Übersetzungsänderungsvorgänge mitHilfe vorzugsweise druckmittelbetätigbarer Aktuatoren einstellbarsind.OfFurthermore, it is provided that the actual states of actuators of at leastan automatically operatedClutch, the at least one drive motor and the transmissionbe determined. The transmission is preferably an automatic transmission,whose translation change processes withHelp preferably adjustable pressure actuators actuators adjustableare.
ZurVorbereitung der Einstellung der Betriebsstellung der jeweiligenKupplung, der Antriebsmaschinen und des Getriebes wird verfahrensgemäß einerEinrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilung das Soll-Antriebsdrehmoment,der Sportlichkeitskennwert sowie der Ist-Zustand des Antriebsstrangesmitgeteilt.toPreparation of the adjustment of the operating position of the respectiveClutch, the prime movers and the transmission is according to the method aDevice for determining the drive power distribution, the target drive torque,the sportiness characteristic and the actual state of the drive traincommunicated.
Zudemist vorgesehen, dass der Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilungaus Festwertspeichern, überSensor- und/oder Datenleitungen Informationen über folgende Größen zugeleitetwerden:
Die minimale und maximale Speicherkapazität des Energiespeichers,das maximal möglicheAntriebsdrehmoment der wenigstens einen Elektromaschine, die aktuelleelektrische Leistung der wenigstens einen Elektromaschine, den Getriebe-Gangwechselstaus,den aktuellen Betriebszustand einer Einrichtung zur Steuerung undReglung einer zweiten Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine undder rein elektromotorisch betreibbaren Elektromaschine, sowie diejenigeminimale Drehzahl der ersten elektromotorisch und generatorischbetreibbaren Elektromaschine, mit der die Ölpumpe den aktuellen Ölbedarfbzw. Hydraulikdruckbedarf im Antriebsstrang abdecken kann.In addition, it is provided that the device for determining the drive power distribution from read-only memories, via sensor and / or data lines, information about the following quantities are supplied:
The minimum and maximum storage capacity of the energy storage, the maximum possible driving torque of the at least one electric machine, the current electric power of the at least one electric machine, the transmission gear change jams, the current operating state of a device for controlling and controlling a second clutch between the internal combustion engine and the purely electric motor operable electric machine, as well as that minimum speed of the first electric motor and generator operable electric machine, with which the oil pump can cover the current oil demand or hydraulic pressure demand in the drive train.
Gemäß einesweiteren Merkmals des Steuerungs- und Regelungsverfahrens kann vorgesehen sein,dass von der Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilungin Abhängigkeitvon wenigstens einer der zugeführtenGrößen folgendeGrößen über Daten-und/oder Steuerleitungen an die genannten Einrichtungen abgegebenwerden:
Die Weiterleitung der Soll-Drehzahlen und Soll-Drehmomentesowie Betriebsarten fürdie Brennkraftmaschine und die wenigstens eine Elektromaschine an eineEntscheidungseinrichtung, einen Schaltverhinderungsbefehl an dieSchaltverhinderungseinrichtung, einen Betriebszustand-Sollwert aneine Einrichtung zur Steuerung der als Ölpumpen-Startergenerator ausgebildetenersten Elektromaschinen sowie an eine Einrichtung zur Steuerungder zweiten Kupplung zwischen der Brennkraftmaschine und der zweiten Elektromaschine.According to a further feature of the control and regulation method, provision can be made for the following quantities to be delivered to the said devices via data and / or control lines as a function of at least one of the supplied quantities by the device for determining the drive power distribution:
The forwarding of the setpoint speeds and setpoint torques as well as operating modes for the internal combustion engine and the at least one electric machine to a decision device, a switching prohibition command to the switching prevention device, an operating condition setpoint to a device for controlling the first electric machines designed as an oil pump starter generator and to a Device for controlling the second clutch between the internal combustion engine and the second electric machine.
Zudemist bevorzugt vorgesehen, dass die Entscheidungseinrichtung dieSoll-Vorgaben der Einrichtung zur Festlegung der Antriebsleistungsverteilungmit den Ausgangsgrößen derEinrichtung zur Steuerung der zweiten Kupplung und der Einrichtung zurSteuerung des Ölpumpen-Startergeneratorsabstimmt und dann an eine Einrichtung zur Getriebedrehmomentanpassungweiterleitet, wenn nicht aktuell eingetretene Zustandswechsel inder Einrichtung zur Steue rung der zweiten Kupplung und/oder der Einrichtungzur Steuerung des Ölpumpen-Startergeneratorszu anderen Soll-Drehzahlen, Soll-Drehmomenten und/oder anderen Betriebsartenfür die Brennkraftmaschineund die wenigstens eine Elektromaschine führen.In addition, it is preferably provided that the decision device tunes the target specifications of the device for determining the drive power distribution with the outputs of the device for controlling the second clutch and the device for controlling the oil pump starter generator and then forwards to a device for transmission torque adjustment, if not current occurred state change in the device for Steue tion of the second clutch and / or the means for controlling the oil pump starter generator to other target speeds, target torques and / or other modes for the Internal combustion engine and lead the at least one electric machine.
Einweiteres Merkmal des Steuerungs- und Regelungsverfahrens ist, dassdie Entscheidungseinrichtung nach folgender Priorisierungsreihenfolge arbeitet:
Durchdiese Priorisierung wird insbesondere erreicht, dass vorrangig die Ölpumpe betriebenwird, so dass beispielsweise zur Steuerung der Aktuatoren an denKomponenten des Hybridantriebsstranges schnell und jederzeit einausreichend hoher Hydraulikdruck anliegt sowie eine ausreichendgroße Ölmenge zurVerfügungsteht.Bythis prioritization is achieved in particular that operated primarily the oil pumpis, so that, for example, to control the actuators to theComponents of the hybrid powertrain quickly and at any timesufficiently high hydraulic pressure is applied and sufficientlarge amount of oil fordisposalstands.
Einweiterer Bestandteil des Steuerungs- und Regelungsverfahrens ist,dass im Anschluss an eine gegebenenfalls erfolgte Getriebedrehmomentanpassungdie ermittelten Drehzahlen und Drehmomente als Sollwerte für die Brennkraftmaschineund als Sollwerte fürdie wenigstens eine Elektromaschine an dieselben oder an diesenzugeordnete Steuerungsgeräteweitergeleitet werden.Onefurther part of the control and regulatory procedure,in that following an optional transmission torque adjustmentthe determined speeds and torques as setpoints for the internal combustion engineand as setpoints forthe at least one electric machine to the same or to thisassociated control devicesto get redirected.
Beider Getriebedrehmomentanpassung wird berücksichtigt, dass in Abhängigkeitvon der jeweiligen Antriebsstrangbetriebsweise (rein elektromotorisch,rein brennkraftmotorisch, brennkraftmotorisch und generatorisch,brennkraftmotorisch und elektromotorisch) Zusatzdrehmomente undMasseneffekte der jeweils in den Antriebsstrang eingekuppelten Komponentenbei der Ermittlung der Sollwerte für die Brennkraftmaschine undder Sollwerte fürdie wenigstens eine Elektromaschine berücksichtigt werden.atthe transmission torque adjustment is taken into account as a function offrom the respective drive train mode of operation (purely electric motor,purely engine-powered, engine-powered and regenerative,engine and electric motor) additional torques andMass effects of each coupled into the drive train componentsin determining the setpoints for the internal combustion engine andthe setpoints forthe at least one electric machine are taken into account.
Zudemist vorgesehen, dass zur Getriebedrehmomentanpassung Steuerungssignaledes Getriebesteuergerätsverarbeitet werden, mit deren Hilfe während Übersetzungsänderungsvorgänge des Getriebesdie Antriebsmotoren hinsichtlich ihrer Drehzahl und Drehmomentabgabegesteuert werden. Als Beispiel sei hier die an sich bekannte Drehzahlreduzierungder Antriebsmaschine genannt, wenn bei einem Automatgetriebe eineGanghochschaltung durchgeführtwird.moreoverit is envisaged that for transmission torque adjustment control signalsof the gearbox control unitbe processed, with their help during gear change operations of the transmissionthe drive motors in terms of their speed and torque outputto be controlled. As an example, here is the known speed reductioncalled the prime mover when in an automatic transmission aGear upshift performedbecomes.
Schließlich istbevorzugt vorgesehen, dass bei der Getriebedrehmomentanpassung während Übersetzungsänderungsvorgänge desGetriebes die Drehzahl und Drehmomentabgabe der Antriebsmotorenan die Massenverhältnisseder gerade aktiven Hybrid-Antriebsstrang-Konfiguration anpassbarsind.Finally ispreferably provided that in the transmission torque adjustment during ratio change operations of theGear the speed and torque output of the drive motorsto the mass relationsthe currently active hybrid powertrain configuration customizableare.
DieErfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer der Beschreibung beigefügten Zeichnungnäher erläutert. ImEinzelnen zeigt darinTheThe invention will be described below with the aid of a drawing attached to the descriptionexplained in more detail. in theIndividual points in it
Wieden Figuren entnehmbar ist, kann die Steuerungs- und Regelungsvorrichtungsowie das Steuerungs- und Regelungsverfahren gemäß der Erfindung bei unterschiedlichaufgebauten Parallel-Hybrid-Antriebsträngen für Kraftfahrzeuge mit Vorteil genutztwerden. So zeigt
Einvon der Brennkraftmaschine VM erzeugtes Drehmoment wird über derenKurbelwelle
Imrein verbrennungsmotorischen Betrieb treibt die Kurbelwelle
Imrein elektromotorischen Betrieb ist die Kupplung K2 geöffnet unddie Elektromaschine EM2 treibt, gespeist von einem elektrischenEnergiespeicher
Ineiner dritten Betriebsart treiben die Brennkraftmaschine VM unddie Elektromaschine EM2 die Getriebeeingangswelle
Ineiner vierten Betriebsart ist die Brennkraftmaschine VM bei rollendemFahrzeug und geöffneter KupplungK2 abgeschaltet, so dass die Elektromaschine EM2 von den Antriebsrädern desFahrzeugs überdas Getriebe
Zudiesem zweiten Antriebsstrang
ImUnterschied zur Betriebsweise des Antriebsstranges
Zudemerlaubt dieser Antriebsstrang
Außerdem istes möglich,beide Elektromaschinen EM1 und EM2 als Startergeneratoren auszubilden,so dass bei geschlossenen Kupplungen K1 und K2 bei verbrennungsmotorischemAntrieb mittels beider Elektromaschinen in einer Schnellladephase derelektrische Energiespeicher
Schließlich istes in einer weiteren Betriebsart möglich, die BrennkraftmaschineVM sowie die beiden Elektromotoren EM1 und EM2 bei geschlossenenKupplungen K1 und K2 ein gemeinsames Drehmoment erzeugen zu lassen,welches auf die Getriebeeingangswelle
DieErfindung betrifft das Zusammenwirken der Steuerung und Regelungder Brennkraftmaschine VM, der Elektromaschinen EM1 bzw. EM2, der KupplungenK1 bzw. K2 und des Automatgetriebes
Zurweiteren Erläuterungder Erfindung werden nachfolgend Systemmodelle der oben beschriebenenAntriebsstränge
Sozeigt
Wiediese Darstellung verdeutlicht, erzeugt die Brennkraftmaschine VMein Antriebsdrehmoment M_VM, welches bei geschlossener KupplungK2 als Kupplungsdrehmoment M_K2 an die Eingangsseite der ElektromaschineEM2 weitergeleitet wird. Sofern diese nicht nur leer mitdreht, sondernals Elektromotor wirksam ist, erzeugt die Elektromaschine EM2 ein AntriebsdrehmomentM_EM2, welches zusammen mit dem Antriebsdrehmoment M_VM der BrennkraftmaschineVM ein Antriebsdrehmoment M_GE an der Getriebeeingangswelle
Wie
Zudemist erkennbar, dass die Elektromaschine EM2 beispielsweise über dasSteuergerät
Wie
Insbesonderedie beiden
Sozeigt
Wieschon angedeutet wurde, kann die Erfindung als Steuerungs- und Regelungsverfahrenrealisiert sein, welches in mehreren dezentralen Computern betriebenwird. Es ist aber auch möglich,dass die erfindungsgemäßen Steuerungs-und Regelungsverfahren in einem einzigen Computer durch Nutzungeinzelner Speicher, Ein-/Ausgangsbereiche, Berechnungsmodule undVergleichsmodule realisiert ist, wobei dem oder den Computern dienotwendigen Sensorinformationen überdie Messwerte von einzelnen Sensoren oder Fahrzeugkomponenten zugeleitetsowie von diesen Befehle zur Betätigungvon Aktuatoren ausgelöstwerden.AsAs already indicated, the invention can be used as a control and regulation methodbe realized, which operated in several decentralized computersbecomes. But it is also possiblethat the control system according to the inventionand regulatory procedures in a single computer through usesingle memory, input / output ranges, calculation modules andComparative modules is realized, wherein the computer or thenecessary sensor information aboutthe measured values of individual sensors or vehicle components forwardedas well as these commands for operationtriggered by actuatorsbecome.
Gemäß
DerEinrichtung
Ausden vorgenannten Größen erzeugtdie Einrichtung
Darüber hinauswird in einer Einrichtung
DieseEinrichtung
Zudemist vorgesehen, dass die Einrichtung
DieAufgabe der Einrichtung
Einezweite Funktion dieser Einrichtung
Ausden vorgenannten Größen ermitteltdie Einrichtung
Die Soll-Drehzahlen „Solldrehzahlen" und Soll-Drehmomente „Sollmomente" sowie die Betriebsarten „Sollmodi" für die BrennkraftmaschineVM und die wenigstens eine Elektromaschine EM1 bzw. EM2 an eineEntscheidungseinrichtung
The setpoint speeds "setpoint speeds" and setpoint torques "setpoint torques" as well as the operating modes "setpoint modes" for the internal combustion engine VM and the at least one electric machine EM1 or EM2 a decision maker
Durchdie Schaltverhinderungseinrichtung
Wie
Dadurchermöglichtes die Einrichtung
Inder Entscheidungseinrichtung
Diein dieser Einrichtung
DieEntscheidungseinrichtung
Sodannerfolgt eine Weiterleitung von priorisierten Entscheidungen zurAntriebsstrangsteuerung an eine Einrichtung
Durchdiese Vorgehensweise wird der Softwareentwicklungsaufwand sowieApplikationsaufwand füreinen diesbezüglichenHybrid-Antriebsstrang vorteilhaft gering gehalten, da die im konventionellenGetriebesteuerungsgerätabgespeicherte Software unabhängigdavon, ob ein Hybridanstriebsstrang gemäß
Zudemsei erwähnt,dass die Einrichtung
DieEinrichtung
EbensolcheSteuerungsmodule
AlleSteuerungsmodule
Dieobigen Ausführenverdeutlichen, dass eine erfindungsgemäß ausgebildete Steuerungs- undRegelungseinrichtung bzw. ein diesbezügliches Steuerungs- und Regelungsverfahrensehr kostengünstigund flexibel ohne großen Änderungsaufwand inunterschiedlichen Hybrid-Antriebssträngen
Vonbesonderem Vorteil beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Steuerungs-und Regelungseinrichtung bzw. eines diesbezüglichen Steuerungs- und Regelungsverfahrensist jedoch, dass abweichend von bekannten technischen Lösungen hierder aktuell vorliegende Wunsch des Fahrers hinsichtlich des Fahrzeugantriebsmomentesund der gerade gewünschtenBetriebsweise des Fahrzeugs, also eher dynamisch oder eher ökonomisch,in die Steuerung und Regelung der Antriebsstrangkomponenten mit einbezogenwird. Zudem wird der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers
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