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DE102013222353A1 - Verfahren und system zum steuern eines motorstarts für ein hybridfahrzeug wenn ein startermotor in schwierigkeiten ist - Google Patents

Verfahren und system zum steuern eines motorstarts für ein hybridfahrzeug wenn ein startermotor in schwierigkeiten ist Download PDF

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DE102013222353A1
DE102013222353A1 DE102013222353.6A DE102013222353A DE102013222353A1 DE 102013222353 A1 DE102013222353 A1 DE 102013222353A1 DE 102013222353 A DE102013222353 A DE 102013222353A DE 102013222353 A1 DE102013222353 A1 DE 102013222353A1
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DE
Germany
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transmission
clutch
controlling
torque
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Withdrawn
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DE102013222353.6A
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English (en)
Inventor
Sang Joon Kim
Tae Woo Kim
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
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Abstract

Es wird hierin ein Verfahren und System zum Steuern eines Motorstarts beschrieben, wenn sich ein Startermotor eines Hybridfahrzeugs in Schwierigkeiten befindet. Das Verfahren zum Steuern eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug umfasst: Bestimmen, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird, Schlupfregeln der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, Steuern/Regeln des Motors, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist, und Starten des Verbrennungsmotors, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und System zum Steuern eines Motorstarts, wenn ein Startermotor eines Hybridfahrzeugs in Schwierigkeiten ist.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Hybridfahrzeuge werden durch die Verwendung von Leistung von einer Brennkraftmaschine und Leistung von einer Batterie betrieben. Insbesondere sind Hybridfahrzeuge ausgelegt, um die Leistung der Brennkraftmaschine und des Motors effizient zu kombinieren und zu nutzen.
  • Zum Beispiel, wie in 1 dargestellt, umfasst ein Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor 10, einen Motor 20, eine Motorkupplung 30, ein Getriebe 40, eine Differentialgetriebeeinheit 50, eine Batterie 60, einen integrierten Starter-Generator (ISG) 70 und Räder 80. Die Motorkupplung 30 steuert eine Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Motor 20, und der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 startet den Verbrennungsmotor 10 oder erzeugt elektrischen Strom durch das abgegebene Drehmoment des Verbrennungsmotors 10.
  • Obwohl der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 als ein Startermotor oder ein Generator arbeitet, weil der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 mit einem Motorstart in der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang steht, wird der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 als ein Startermotor in der Beschreibung angesehen.
  • Wie weiter gezeigt ist, umfasst das Hybridfahrzeug: eine Hybridsteuereinheit (Hybrid Control Unit – HCU) 200, die einen Gesamtbetrieb des Hybrid-Elektrofahrzeugs steuert/regelt; eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit (Engine Control Unit – ECU) 110, die einen Betrieb des Verbrennungsmotors 10 steuert/regelt; eine Motorsteuereinheit (Motor Control Unit – MCU) 120, die einen Betrieb des Motors 20 steuert/regelt; eine Getriebesteuereinheit (Transmission Control Unit – TCU) 140, die einen Betrieb des Getriebes 40 steuert/regelt; und eine Batteriesteuereinheit (Battery Control Unit – BCU) 160, die die Batterie 60 verwaltet und regelt. Die Batteriesteuereinheit 160 kann auch als ein Batterie-Management-System (BMS) bezeichnet werden. Der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 kann auch als ein Starter-/Generator-Motos oder ein Hybrid-Starter-Generator bezeichnet werden.
  • Das Hybrid-Elektrofahrzeug kann in einem Fahrmodus fahren, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV)Modus, der nur Leistung des Motors 20 verwendet, einem Hybrid-Elektrofahrzeug-(Hybrid Electric Vehicle – HEV)Modus unter Verwendung eines Drehmoments des Verbrennungsmotors 10 als Hauptantriebskraft und eines Drehmoments des Motors 20 als Hilfsantriebskraft und einem Nutzbremsungs-(Regenerative Braking – RB)Modus während eines Bremsens oder wenn das Fahrzeug durch die Trägheit fährt. In dem RB-Modus werden die Brems- und Trägheitsenergie durch eine Stromerzeugung des Motors 20 gesammelt und die Batterie 60 wird mit der gesammelten Energie geladen.
  • Wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, kann das Hybridfahrzeug den Verbrennungsmotor 10 unter Verwendung des Motors 20 starten, der die Antriebsleistung bereitstellt. Zum Beispiel kann in einem herkömmlichen Verfahren, das im Stand der Technik bekannt ist, wenn der Startermotor in Schwierigkeiten ist, nachdem die Motorkupplung gesperrt ist, der Verbrennungsmotor durch die Antriebsleistung des Motors gestartet werden. Jedoch wird ein Stoß aufgrund des Sperrens der Motorkupplung oder ein Stoß aufgrund eines Drehmomentunterschieds zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Motor während der anfänglichen Kraftstoffeinspritzung unmittelbar nach dem Starten des Verbrennungsmotors nicht berücksichtigt, wodurch sich das Fahrverhalten verschlechtert.
  • Der Stoß wird an eine Antriebswelle durch das Getriebe übertragen. Eine Beziehung zwischen dem Antriebswellen-Drehmoment (T_driving), Motorkupplungs-Drehmoment (T_ec), Motordrehmoment (T_mot) und Stoßmoment (T_disturbance) kann durch die folgende Gleichung festgelegt werden: T_driving = T_ec + T_mot + T_disturbance
  • Die oben in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Offenbarung und können demzufolge Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die offenbarten Ausführungsformen sind im Bestreben gemacht worden, um ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Motorstarts bereitzustellen, wenn sich ein Startermotor eines Hybridfahrzeugs in Schwierigkeiten befindet. Die offenbarten Ausführungsformen weisen einen Vorteil auf, dass verhindert wird, dass ein beim Starten des Verbrennungsmotors erzeugter Stoß an eine Antriebswelle übertragen wird, indem eine Schlupfregelung einer Getriebekupplung, die in einem Getriebe angebracht ist und einen Motor und eine Eingangswelle des Getriebes verbindet, beim Starten des Verbrennungsmotors durch Verwenden des Motors erfolgt, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet.
  • Die offenbarten Ausführungsformen sind auch im Bestreben gemacht worden, um ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Motorstarts bereitzustellen, wenn ein Startermotor eines Hybridfahrzeugs in Schwierigkeiten ist, mit einem Vorteil zum unabhängigen Steuern/Regeln eines Abtriebsdrehmoments einer Antriebswelle und eines Drehmoments, das beim Starten des Verbrennungsmotors erzeugt wird, durch Schlupfregeln einer Getriebekupplung, die in einem Getriebe angebracht ist, beim Starten des Verbrennungsmotors durch Sperren einer Motorkupplung, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug bereit, das eine Motorkupplung, die eine Kraftübertragung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Motor steuert/regelt, und eine Getriebekupplung, die den Motor und eine Eingangswelle eines Getriebes verbindet, umfasst, das Verfahren umfassend: Bestimmen, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird, Schlupfregeln der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, Steuern/Regeln des Motors, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist, und Starten des Verbrennungsmotors, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann.
  • Das Schlupfregeln der Getriebekupplung kann ein Steuern/Regeln des Getriebes umfassen, um ein Schlupfmoment (T_tmclutch) der Getriebekupplung und ein Drehmoment (T_driving) einer Antriebswelle auszugleichen. Das Steuern/Regeln des Motors kann ein Erhöhen einer Drehzahl des Motors auf eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Soll-Drehzahl umfassen.
  • Das Verfahren kann ferner ein Steuern/Regeln einer Drehzahl des Motors für einen Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung umfassen, um Null (0) zu werden, wenn der Verbrennungsmotor gestartet worden ist. Das Steuern/Regeln des Motors kann ein Bereitstellen eines Bedarfsdrehmoments des Motors in Vorwärtsrichtung umfassen. Der Druck der Motorkupplung kann ebenfalls derart gesteuert/geregelt werden, um stufenweise erhöht zu werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt ein System zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug bereit, das durch eine Kombination von Leistung eines Verbrennungsmotors und Leistung eines Motors fährt, das System umfassend: einen Startermotor, der eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor zu starten, eine Motorkupplung, die eingerichtet ist, um eine Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Motor zu steuern/regeln, eine Getriebekupplung, die eingerichtet ist, um den Motor und eine Eingangswelle eines Getriebes zu verbinden, wobei die Getriebekupplung in dem Getriebe angebracht ist, und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um die Getriebekupplung beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor zu steuern/regeln, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, so dass die Steuereinheit durch ein vorgegebenes Programm betrieben wird, und das vorgegebene Programm eine Reihe von Befehlen zum Ausführen eines Verfahrens umfasst, umfassend: Bestimmen, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird, Schlupfregeln der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, Steuern/Regeln des Motors, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist, und Starten des Verbrennungsmotors, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann. Die Steuereinheit kann eine Proportional-Integral-(PI)Regeleinheit umfassen, die eingerichtet ist, um den Motor mit einer Rückkopplung zu regeln.
  • Wie oberhalb beschrieben, ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung möglich, zu verhindern, dass ein beim Starten des Verbrennungsmotors erzeugter Stoß an eine Antriebswelle übertragen wird, indem eine Schlupfregelung einer Getriebekupplung, die in einem Getriebe angebracht ist und einen Motor und eine Eingangswelle des Getriebes verbindet, beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor erfolgt, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet. Demzufolge ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, das Fahrverhalten beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor zu verbessern, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines typischen Hybridfahrzeugs darstellt.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm des Aufbaus eines Systems zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 zeigt einen beispielhaften Graphen zum Erläutern einer Steuerung einer Getriebekupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 zeigt einen beispielhaften Graphen zum Erläutern einer Steuerung einer Motorkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 6 zeigt einen beispielhaften Graphen zum Erläutern einer Steuerung eines Drehmoments des Verbrennungsmotors und eines Drehmoments des Motors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • 7 zeigt ein beispielhaftes Diagramm der Steuerungskonfiguration zum Erläutern einer Drehzahlregelung eines Motors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Wie der Fachmann auf dem Gebiet erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise geändert werden, ohne von der Lehre oder dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner beziehen sich in der gesamten Beschreibung gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.
  • Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
  • Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • Zusätzlich versteht es sich, dass die unten beschriebenen Verfahren durch zumindest eine Steuereinheit ausgeführt werden. Der Ausdruck ”Steuereinheit” bezieht sich auf eine Hardware-Vorrichtung, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um Programmbefehle zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Programmbefehle auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
  • Darüber hinaus kann die Steuereinheit der vorliegenden Offenbarung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
  • 1 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines typischen Hybridfahrzeugs darstellt, bei welchem ein System zum Steuern/Regeln eines Motorstarts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. Wie in 1 dargestellt ist, kann das typische Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor 10, einen Motor 20, eine Motorkupplung 30, die eingerichtet ist, um eine Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und den Motor 20 zu steuern, ein Getriebe 40, eine Differentialgetriebeeinheit 50, eine Batterie 60 und einen integrierten Starter-Generator (ISG) 70, der eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten oder elektrischen Strom durch eine Leistung des Verbrennungsmotors 10 zu erzeugen, umfassen. Obwohl der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 als ein Startermotor oder ein Generator arbeitet, weil der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 mit einem Motorstart in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang steht, wird der integrierte Starter-Generator (ISG) 70 als ein Startermotor in der folgenden Beschreibung angesehen und erläutert.
  • Wie weiter dargestellt ist, kann das typische Hybridfahrzeug, bei welchem das System zum Steuern/Regeln des Motorstarts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, umfassen: eine Hybridsteuereinheit (Hybrid Control Unit – HCU) 200, die einen Gesamtbetrieb (einschließlich eines Betriebs des Startermotors 70 und der Motorkupplung 30) des Hybrid-Elektrofahrzeugs steuert/regelt; eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit (Engine Control Unit – ECU) 110, die einen Betrieb des Verbrennungsmotors 10 steuert/regelt; eine Motorsteuereinheit (Motor Control Unit – MCU) 120, die einen Betrieb des Motors 20 steuert/regelt; eine Getriebesteuereinheit (Transmission Control Unit – TCU) 140, die einen Betrieb des Getriebes 40 steuert/regelt; und eine Batteriesteuereinheit (Battery Control Unit – BCU) 160, die die Batterie 60 verwaltet und regelt.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm des Aufbaus eines Systems zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Das System steuert/regelt den Motorstart unter Verwendung des Motors, wenn der Startermotor in Schwierigkeiten ist.
  • Wie in 2 dargestellt ist, umfasst das System zum Steuern/Regeln des Motorstarts für das Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: einen Startermotor 70, der eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten; eine Motorkupplung 30, die eingerichtet ist, um eine Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Motor 20 zu steuern/regeln; eine Getriebekupplung 42, die eingerichtet ist, um den Motor 20 und eine Eingangswelle eines Getriebes 40 zu verbinden, wobei die Getriebekupplung 42 in dem Getriebe 40 angebracht ist, und eine Steuereinheit 300, die eingerichtet ist, um die Getriebekupplung 42 beim Starten des Verbrennungsmotors 10 durch den Motor 20 zu steuern/regeln, wenn sich der Startermotor 70 in Schwierigkeiten befindet. Da der Verbrennungsmotor 10, der Motor 20, die Motorkupplung 30, das Getriebe 40, die Getriebekupplung 42 und der Startermotor 70 in der Regel in typischen Hybridfahrzeugen eingebaut sind, wird ihre ausführliche Beschreibung in der vorliegenden Beschreibung weggelassen.
  • Die Steuereinheit 300 kann einen oder mehrere Prozessoren oder Mikroprozessoren und/oder Hardware umfassen, die durch ein Programm betrieben werden, das eine Reihe von Befehlen zum Ausführen eines Verfahrens zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst, das unten beschrieben wird.
  • Wie in 7 dargestellt ist, kann die Steuereinheit 300 eine Ratenbegrenzungseinheit, die eingerichtet ist, um eine Soll-Delta-Drehzahl beim Steuern/Regeln des Motors 20 zu begrenzen, und eine Proportional-Integral-(PI)Regeleinheit, die eigerichtet ist, um den Motor 20 auf der Grundlage einer Drehzahl über die Ratenbegrenzungseinheit mit einer Rückkopplung zu regeln, umfassen. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinheit 300 eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit (Engine Control Unit – ECU) zum Steuern/Regeln eines Betriebs des Verbrennungsmotors 10 des Hybridfahrzeugs, eine Motorsteuereinheit (Motor Control Unit – MCU) zum Steuern/Regeln eines Betriebs des Motors 20, eine Getriebesteuereinheit (Transmission Control Unit – TCU) zum Steuern/Regeln eines Betriebs des Getriebes 40 und eine Hybridsteuereinheit (Hybrid Control Unit – HCU) zum Steuern/Regeln eines allgemeinen Betriebs (einschließlich eines Betriebs der Motorkupplung 30 und des Startermotor 70) des Hybrid-Elektrofahrzeugs umfassen, wie dies in 1 dargestellt ist.
  • In dem beispielhaften Verfahren zum Steuern/Regeln des Motorstarts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das nachfolgend beschrieben wird, können einige Prozesse durch die ECU durchgeführt werden, andere Prozesse können durch die MCU durchgeführt werden und noch weitere Prozesse können durch die TCU oder die HCU durchgeführt werden. Es sollte jedoch Übereinstimmung darüber bestehen, dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf das unten beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die Steuereinheit kann mit einer Kombination gebildet werden, die sich von der unterscheidet, die in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben wird. Demzufolge können die ECU, die MCU, die TCU und die HCU eine Kombination von Prozessen durchführen, die sich von der unterscheidet, die in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Wie in 3 dargestellt ist, bestimmt die Steuereinheit 300 in Schritt S110, ob der Motorstart angefordert wird. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann die Anforderung für den Motorstart zum Beispiel zunächst ein Starten des Verbrennungsmotors 10 und Ändern des Verbrennungsmotors 10 von dem EV-Modus zu dem HEV-Modus umfassen. Um zu bestimmen, ob der Motorstart angefordert wird, kann sich die Steuereinheit 300 auf ein Signal der HCU 200 beziehen, wie dies in 1 dargestellt ist.
  • Als nächstes bestimmt die Steuereinheit 300 in Schritt S120, ob der Startermotor 70 in Schwierigkeiten ist. Die Steuereinheit 300 kann gemäß einem typischen Verfahren zum Bestimmen von Schwierigkeiten des Startermotors im Stand der Technik bestimmen, ob sich der Startermotor 70 in Schwierigkeiten befindet. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 300 bestimmen, ob sich der Startermotor 70 in Schwierigkeiten befindet, indem Bezug auf ein Signal der HCU 200 genommen wird, das mit dem Startermotor 70 im Zusammenhang steht.
  • Wenn der Startermotor 70 in Schritt S120 nicht in Schwierigkeiten ist, startet die Steuereinheit 300 den Verbrennungsmotor 10 durch den Startermotor 70 gemäß einem bestehenden Verfahren in Schritt S125. Wenn sich jedoch der Startermotor 70 in Schritt S120 in Schwierigkeiten befindet, wie dies in 4 dargestellt ist, führt die Steuereinheit 300 eine Schlupfregelung der Getriebekupplung 42 in Schritt S130 durch.
  • Durch Schlupfregeln der Getriebekupplung 42, wenn die Steuereinheit 300 den Verbrennungsmotor 10 durch den Motor 20 startet, kann das Schlupfmoment (T_tmclutch) der Getriebekupplung 42 gleich einem Antriebsmoment des Hybridfahrzeugs werden, das heißt, zu einem Drehmoment (T_driving) einer Antriebswelle (T_driving = T_tmclutch). Weil die Steuereinheit 300 den Schlupf der Getriebekupplung 42 regelt, können das mit dem Motorstart durch den Motor 20 zusammenhängende Drehmoment und das T_driving voneinander unabhängig werden. Demzufolge kann ein Problem des Standes der Technik, das in der folgenden Gleichung ausgedrückt wird, gelöst werden. In der folgenden Gleichung stellt T_ec ein Drehmoment der Motorkupplung dar, T_mot stellt ein Drehmoment des Motors dar und T_disturbance stellt ein Stoßdrehmoment dar, das mit der Kraftstoffeinspritzung zusammenhängt: [Drehmoment einer Antriebswelle gemäß dem Stand der Technik] = T_ec + T_mot + T_disturbance
  • Somit kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung das negative Stoßdrehmoment (T_disturbance), das an die Antriebswelle im Stand der Technik übertragen wird, beseitigt werden, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird. Die Schlupfregelung für die Getriebekupplung 42 kann durch Steuern/Regeln eines Drucks durchgeführt werden, der der Getriebekupplung 42 zugeführt wird.
  • Wie in 5 und 6 dargestellt ist, wenn die Getriebekupplung 42 zu rutschen beginnt, steuert/regelt die Steuereinheit 300 eine Drehzahl des Motors 20 und einen Druck der Motorkupplung 30 zum Starten des Verbrennungsmotors 10 in den Schritten S140 und S150. Unter Bezugnahme auf 5 und 6, wenn die Getriebekupplung 42 zu rutschen beginnt, versorgt die Steuereinheit 300 die Motorkupplung 30 mit Druck zum Verriegeln der Motorkupplung 30. Beim Versorgen der Motorkupplung 30 mit Druck erhöht die Steuereinheit 300 den Druck in einer schrittweisen Art und Weise, um zu verhindern, dass sich ein Drehmoment (T_ec) der Motorkupplung übermäßig ändert. Die Steuereinheit 300 stellt den Druck der Motorkupplung 30 für das T_ec derart ein, so dass es größer als ein Reibmoment des Verbrennungsmotors 10 ist, so dass der Motorstart reibungslos durchgeführt werden kann.
  • Wie ferner in 5 und 6 dargestellt ist, herrscht der maximale Druck der Motorkupplung 30 zu einem Zeitpunkt, wenn die Drehzahlen von beiden Enden der Motorkupplung 30 synchronisiert sind. Nachdem der Druck der Motorkupplung 30 der maximale Druck geworden ist, hält die Steuereinheit 300 die Motorkupplung 30 verriegelt. Wenn die Motorkupplung 30 gemäß einem Zuführen des Öldrucks zu rutschen beginnt, erhöht die Steuereinheit 300 die Drehzahl des Motors 20 auf eine Soll-Drehzahl. Bevor der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird, das heißt, bevor eine Kraftstoffeinspritzung durch ein Anlassen veranlasst wird, arbeitet der Verbrennungsmotor 10 als eine Last. Nach der Kraftstoffeinspritzung wird der Verbrennungsmotor 10 ein Soll-Drehmoment-Steuerobjekt. Während der Verbrennungsmotor 10 gestartet wird, kann die Steuereinheit 300 den Motor 20 in Vorwärtsrichtung (feed-forwardly) regeln, um ein Drehmoment abzugeben, das einer Motorkupplungslast (T_ac) und einer Getriebekupplungslast (T_tmclutch) entspricht.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 10 durch den Motor 20 in Schritt S160 gestartet worden ist, steuert/regelt die Steuereinheit 300 eine Drehzahl des Motors 20 in Schritt S170 derart, so dass ein Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung 42 Null (0) werden kann, wie dies in 6 dargestellt ist. Wie in 7 dargestellt ist, kann die Steuereinheit 300 eine Drehzahl des Motors 20 durch eine Proportional-Integral-(PI)Regeleinheit regeln, so dass der Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung 42, das heißt eine Soll-Delta-Drehzahl Null (0) werden kann.
  • Demzufolge ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung möglich, zu verhindern, dass der beim Starten des Verbrennungsmotors erzeugte Stoß an die Antriebswelle übertragen wird, indem eine Schlupfregelung der Getriebekupplung beim Starten des Verbrennungsmotors mit dem Motor erfolgt.
  • Obwohl die Inhalte der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit dem beschrieben worden sind, was gegenwärtig als beispielhafte Ausführungsformen erachtet werden, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Lehre und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    20
    Motor
    30
    Motorkupplung
    40
    Getriebe
    42
    Getriebekupplung
    70
    Startermotor (integrierter Starter-Generator)
    300
    Steuereinheit

Claims (19)

  1. Verfahren zum Steuern eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug, das eine Motorkupplung, die eine Kraftübertragung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Motor steuert/regelt, und eine Getriebekupplung, die den Motor und eine Eingangswelle eines Getriebes verbindet, umfasst, das Verfahren aufweisend: Bestimmen, durch eine Steuereinheit, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird; Schlupfregeln, durch die Steuereinheit, der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet; Steuern/Regeln, durch die Steuereinheit, des Motors, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist; und Starten, durch die Steuereinheit, des Verbrennungsmotors, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schlupfregeln der Getriebekupplung ein Steuern/Regeln des Getriebes aufweist, um ein Schlupfmoment (T_tmclutch) der Getriebekupplung und ein Drehmoment (T_driving) einer Antriebswelle auszugleichen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern/Regeln des Motors ein Erhöhen einer Drehzahl des Motors auf eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Soll-Drehzahl aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Steuern/Regeln, durch die Steuereinheit, einer Drehzahl des Motors für einen Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung, um Null (0) zu werden, wenn der Verbrennungsmotor gestartet worden ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern/Regeln des Motors ein Bereitstellen eines Bedarfsdrehmoments des Motors in Vorwärtsrichtung aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Druck der Motorkupplung derart gesteuert/geregelt wird, um in einer schrittweisen Art und Weise erhöht zu werden.
  7. System zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug, das durch eine Kombination von Leistung eines Verbrennungsmotors und Leistung eines Motors fährt, das System aufweisend: einen Startermotor, der eingerichtet ist, um den Verbrennungsmotor zu starten; eine Motorkupplung, die eingerichtet ist, um eine Kraftübertragung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Motor zu steuern/regeln; eine Getriebekupplung, die eingerichtet ist, um den Motor und eine Eingangswelle eines Getriebes zu verbinden, wobei die Getriebekupplung in dem Getriebe angebracht ist; und eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, um die Getriebekupplung beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor zu steuern/regeln, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wobei die Steuereinheit durch ein vorgegebenes Programm betrieben wird, und das vorgegebene Programm eine Reihe von Befehlen zum Ausführen eines Verfahrens umfasst, aufweisend: Bestimmen, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird; Schlupfregeln der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet; Steuern/Regeln des Motors, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist; und Starten des Verbrennungsmotors, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann.
  8. System nach Anspruch 7, wobei das Schlupfregeln der Getriebekupplung ein Steuern/Regeln des Getriebes aufweist, um ein Schlupfmoment (T_tmclutch) der Getriebekupplung und ein Drehmoment (T_driving) einer Antriebswelle auszugleichen.
  9. System nach Anspruch 7, wobei das Steuern/Regeln des Motors ein Erhöhen einer Drehzahl des Motors auf eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Soll-Drehzahl aufweist.
  10. System nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Steuern/Regeln einer Drehzahl des Motors für einen Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung, um Null (0) zu werden, wenn der Verbrennungsmotor gestartet worden ist.
  11. System nach Anspruch 7, wobei das Steuern/Regeln des Motors ein Bereitstellen eines Bedarfsdrehmoments des Motors in Vorwärtsrichtung aufweist.
  12. System nach Anspruch 7, wobei der Druck der Motorkupplung derart gesteuert/geregelt wird, um in einer schrittweisen Art und Weise erhöht zu werden.
  13. System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit eine Proportional-Integral-(PI)Regeleinheit aufweist, die eingerichtet ist, um eine Rückkopplungsregelung des Motors bereitzustellen.
  14. Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Programmbefehle zum Steuern/Regeln eines Motorstarts für ein Hybridfahrzeug umfasst, das eine Motorkupplung, die eine Kraftübertragung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Motor steuert/regelt, und eine Getriebekupplung, die den Motor und eine Eingangswelle eines Getriebes verbindet, umfasst, das computerlesbare Medium aufweisend: Programmbefehle, die bestimmen, ob sich ein Startermotor in Schwierigkeiten befindet, wenn ein Motorstart angefordert wird; Programmbefehle, die eine Schlupfregelung der Getriebekupplung für ein Drehmoment des Motors und des Verbrennungsmotors und ein Getriebedrehmoment des Getriebes durchführen, um beim Starten des Verbrennungsmotors durch den Motor voneinander unabhängig zu werden, wenn sich der Startermotor in Schwierigkeiten befindet; Programmbefehle, die den Motor steuern/regeln, um eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Antriebsleistung zu erzeugen, wenn die Schlupfregelung der Getriebekupplung gestartet ist; und Programmbefehle, die den Verbrennungsmotor starten, während ein Druck der Motorkupplung geregelt wird, so dass die Antriebsleistung des Motors an den Verbrennungsmotor übertragen werden kann.
  15. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei die Programmbefehle, die den Schlupf der Getriebekupplung regeln, Programmbefehle aufweisen, die das Getriebe steuern/regeln, um ein Schlupfmoment (T_tmclutch) der Getriebekupplung und ein Drehmoment (T_driving) einer Antriebswelle auszugleichen.
  16. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei die Programmbefehle, die den Motor steuern/regeln, Programmbefehle aufweisen, die eine Drehzahl des Motors auf eine zum Starten des Verbrennungsmotors erforderliche Soll-Drehzahl erhöhen.
  17. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, ferner aufweisend Programmbefehle, die eine Drehzahl des Motors für einen Drehzahlunterschied von beiden Enden der Getriebekupplung steuern/regeln, um Null (0) zu werden, wenn der Verbrennungsmotor gestartet worden ist.
  18. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei die Programmbefehle, die den Motor steuern/regeln, Programmbefehle aufweisen, die ein Bedarfsmoment des Motors in Vorwärtsrichtung bereitstellen.
  19. Computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei der Druck der Motorkupplung derart gesteuert/geregelt wird, um in einer schrittweisen Art und Weise erhöht zu werden.
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