5. März 2008

Beschreibung

Titel

Verfahren zum Betrieb von Hybridsystemen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von Verfahren zum Betrieb von Hybridantrieben. Hybridantriebe werden in Fahrzeugen zur Erhöhung der Energieeffizienz des Antriebs eingesetzt. Anstatt eines einzelnen Verbrennungsmotors wird neben einem Verbrennungsmotor bei Hybridantrieben ein Elektromotor zum Antrieb eingesetzt. Beide Motoren können gleichzeitig zum Antrieb beitragen, abhängig vom Antriebsmodus, oder können auch einzeln verwendet werden. Neben der Antriebsfunktion arbeitet der Verbrennungsmotor auch als Energieerzeuger für zu puffernde Energie, die über den Elektromotor, der beim sog. Rekuperieren als Generator arbeitet, elektrisch zwischengespeichert werden kann. Zudem wandelt der Elektromotor gegebenenfalls kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie um, die ebenfalls gespeichert wird. Ferner kann neben Verbrennungstreibstoff auch elektrische Energie direkt in den Energiepuffer (üblicherweise Akkumulatoren) eingespeist werden. Durch die sich dadurch ergebende Vielzahl der Betriebsmöglichkeiten kann erreicht werden, dass der Verbrennungsmotor, wenn dieser läuft, bei energieeffizienten Betriebsparametern, beispielsweise einer bestimmten konstanten Drehzahl, arbeitet.

Durch die Vielzahl von Betriebsparametern und Betriebsarten ergibt sich eine komplexe Steuerung, die ein Fahrverhalten hervorruft, welches sich von dem Fahrverhalten von Fahrzeugen mit Verbrennungsantrieben unterscheidet, wobei zahlreiche Betriebs- und Steuerarten zwar energieeffizient sind, jedoch für den Fahrer ein subjektiv verschlechtertes oder un- gewohntes Fahrverhalten darstellen. Insbesondere das Ziel der hohen Energieeffizienz steht meistens in Gegensatz zur erwünschten Fahrweise des Fahrers, wobei die Effizienz in dem Maße verringert wird, in dem sich das durchgeführte Fahrverhalten von dem Fahrverhalten unterscheidet, wie es die Steuerung vorsehen würde.

Dennoch lassen sich ohne Effizienzeinbußen zahlreiche Situationen verbessern, die dem Fahrer sonst, bei Steuerung gemäß dem Stand der Technik, unvorteilhaft erscheinen.

Beispielsweise sieht die Druckschrift EP 1 469 195 Bl ein Verfahren vor, demgemäß der Verbrennungsmotor bei entsprechenden Ereignissen (stehendes Fahrzeug usw.) nicht sofort abgeschaltet wird, sondern erst nach Ablauf einer Zeitdauer, während der der Fahrer aktiv werden muss, um durch Drücken eines Knopfs das Abschalten des Verbrennungsmotors zu verhindern. Daher wird dem Fahrer von der Steuerung signalisiert, dass die Brennkraftmaschine abgestellt werden soll, woraufhin es eines aktiven Eingreifens des Fahrers innerhalb eines Zeitintervalls bedarf, um dies zu verhindern. Zum einen ist ein derartiges Eingreifen aufwändig und ermöglicht Bedienfehler, und zum anderen ist der Abschaltvorgang der Steuerung selten für den Fahrer nachvollziehbar, sodass das erforderliche aktive Eingreifen als störend empfunden wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung eines Hybridmotors vorzusehen, die einen erhöhten Fahrkomfort bietet.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine verbesserte Hybridantriebssteuerung durch die Berücksichtigung von weiteren Betriebsparametern. Im Allgemeinen lässt sich das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren für alle Hybridsysteme verwenden, beispielsweise Mild-Hybrid, Strong-Hybrid, Medium-Hybrid, Smart Start- Stopp, Smart Startermotor oder Micro-Hybrid sowie für Antrieb mit Startern und unterstütztem Direktstart, mit Antrieben mit Riemenstartern sowie mit integrierten Startergeneratoren. Erfindungsgemäß wird das Starten bzw. das Stoppen des Verbrennungsmotors geeignet vorgesehen, um weiteren Ereignissen Rechnung zu tragen, die über die üblichen Betriebsparameter der Verbrennungsmotoren hinausgehen. Erfindungsgemäß wird eine Betriebsgröße (d.h. auch Eingabegrößen oder Arbeitsparameter) erfasst, die als Indikator für das Abstellen eines Verbrennungsmotors oder Starten eines Verbrennungsmotors dienen kann. Anstatt, wie beim Stand der Technik, sofort zu reagieren, wenn ein Betriebsparameter vorliegt, demgemäß der Verbrennungsmotor abgeschaltet oder gestartet werden sollte, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, eine Zeitdauer abzuwarten, bis automatisch gestartet oder ausgeschaltet wird. Glei- chermaßen sieht die Erfindung vor, die Betriebsgröße mit einem Grenzwert zu vergleichen, der zu einem Umschalt- Schwellenwert (der das geplante Starten oder Ausschalten markiert) entfernt ist. Mit anderen Worten sieht dieser Grenzwert eine Hysterese vor, so dass der Motor nicht sofort beim ersten Auftreten eines geringfügig über einem Schwellwert liegenden Betriebswerts gestartet bzw. ausgeschaltet wird, sondern erst beim deutlich darüber hinaus- gehenden Erreichen eines Grenzwerts startet bzw. ausschaltet. Als Hysterese wird hier ein Entscheidungsverhalten bezeichnet, das für einen (Modus-) Wechsel eine höhere übertretung eines Schwellwerts erfordert als das bloße infmitisimale übertreten des gleichen Schwellwerts. Vielmehr wird durch zwei verschiedene Schwellwerte, abhängig von der

Modusänderungsrichtung, eine schwache überschreitung ausgeblendet und eine deutliche überschreitung des „Break-Even" erfordert. Somit wird für das Starten des Verbrennungsmotors und das Ausschalten des Verbrennungsmotors eine Hysterese vorgesehen. Vorzugsweise werden beide Mechanismen miteinander kombiniert, sodass ein Betriebswert einen Hysteresegrenzwert überschreiten muss, bis gestartet bzw. blockiert wird, wobei das Starten und das Blockieren erst verzögert zu dem überschreiten des Hysteresegrenzwerts durchgeführt wird. Einige Betriebsgrößen eignen sich nur für das zeitverzögerte Starten bzw. Blockieren (beispielsweise das erfasste Signal einer Ampelschaltung), wohingegen andere Betriebsgrößen möglicherweise nur mit einer hysteresebehafteten Entscheidung ver- arbeitet werden, ohne eine Verzögerung vorzusehen, beispielsweise Erfassen einer starken Steigung, woraufhin der Verbrennungsmotor unverzögert gestartet wird.

Als Betriebsgrößen eignen sich mehrere Kategorien von Betriebsgrößen, d.h. Eingabebetriebsgrößen, die vom Fahrer eingegeben werden, Betriebsgrößen einer fahrzeuginternen Einheit, die den Betriebszustand fahrzeugeigener Geräte kennzeichnen, sowie externe Informationen, vorzugsweise Verkehrsinformationen, die von Einheiten außerhalb des Fahrzeugs diesem mitgeteilt werden. Vorzugsweise werden diese Größen miteinander kombiniert, beispielsweise durch gewichtete Wertbildung und/oder mittels logischer Verknüpfungen.

Eingabebetriebsgrößen umfassen erfindungsgemäß: Die Stellung einer Betätigungsvorrichtung, die der Fahrer zum Beeinflussen des Fahrverhaltens betätigt, d.h. die Stellung eines Fahrpedals, eines Kupplungspedals, eines Bremspedals, eines Lenkrads, eines Motorwahlhebels oder eines Kupplungsschalthebels. Ferner können Eingabebetriebsgrößen mit dafür vorgesehene Eingabevorrichtungen erzeugt werden, d.h. Schalter, mit denen der Fahrer einen Fahrerwunsch zur Betriebsart eingibt, beispielsweise Taster zur Beendigung eines Elektro-Fahrbetriebs oder Schalter, die einen durchgehenden Verbrennungsmotor- Fahrbetrieb, einen durchgehenden Elektromotor-Fahrbetrieb oder einen durchgehenden kombinierten Fährbetrieb durch ihre Stellung signalisieren. Ferner kann auch ein anderes taktiles Eingabegerät oder ein Audio-Eingabegerät verwendet werden, das dementspre- chende Sprachkommandos erfassen und auswerten kann, wobei die Sprachkommandos den Fahrbetrieb bzw. den Wechsel des Fahrbetriebs betreffen. Ferner können auch für andere Funktionen vorgesehene Eingabevorrichtungen verwendet werden, um eine Eingabebetriebsgröße zu erfassen, beispielsweise die Temperatureinstellvorrichtung einer Klimaanlage, eine Geschwindigkeitsvorgabeeinrichtung eines Tempomats oder Eingabevorrichtungen einer Adaptive-Cruise-Control (ACC). Mit derartigen Eingabemitteln können ebenso Eingabebetriebsgrößen eingegeben werden, die naturgemäß an die zugehörige Vorrichtung

weitergegeben werden und, darüber hinaus, an eine Einrichtung, die das erfϊndungsgemäße Verfahren ausführt.

Als Betriebsgröße wird ferner eine Betriebsgröße einer fahrzeuginternen Einheit bewertet, beispielsweise Zustandsgrößen von Antriebskomponenten wie eine Kupplung, die Drehzahl eines Verbrennungsmotors, die Differenz von Soll- und Ist-Moment einer Momentensteuerung bzw. des Hybridantriebs, eine Regelgröße eines Tempomats oder ähnliches.

Ferner wird als Betriebsgröße einer fahrzeuginternen Einheit auch ein Zustandswert erfasst, der den Zustand eines nicht direkt mit dem Antrieb verknüpften Elements des Fahrzeugs wiedergibt, beispielsweise ein Abstand eines Abstandswarners, ein Regelungswert einer adaptiven Cruise-Control, ein Wert eines Tempomats, ein Belastungswert, ein Wert, der die

Fahrbahnbeschaffenheit wiedergibt, oder ein Wert, der den Neigungsgrad des Fahrzeugs wiedergibt, wobei Belastung und Fahrbahnbeschaffenheit einer Momentenanforde- rungssteuerung entnommen werden können, und der Neigungsgrad ebenso dieser Momen- tenanforderungssteuerung oder einer Alarmanlage entnommen wird.

Ferner können Temperaturwerte als Betriebsgröße herangezogen werden, beispielsweise eine Ist-Temperatur der Umgebung, des Fahrzeuginnenraums oder der Windschutzscheibe, eine Temperaturdifferenz, ein Soll-Leistungswert oder ein Betriebszustand einer Klimaanlage des Fahrzeugs. In gleicher Weise kann der Betriebszustand einer Entfrostungseinrichtung einer Windschutzscheibe oder einer Heckscheibe als Betriebsparameter herangezogen werden.

Ferner kann, beispielsweise im Rahmen einer Automatic-Cruise-Control ein Verkehrszeichen erfasst und bearbeitet werden, beispielsweise das einer Ampelanlage oder ein Ge- schwindigkeitsbegrenzungsschildes oder ähnliches. Die Erfassung kann mittels CCD- Kamera oder einer ähnlichen Kamera vorgesehen werden, zusammen mit einer optischen Bilderfassung zur Auswertung des Bildes. In den oben genannten Feldern führt eine ent- sprechende Betriebsgröße wie folgt zu der erfindungsgemäßen Reaktion: Eine ausgekoppelte Kupplung entspricht einer Momentenanforderung von null, weshalb bei einer ausgekoppelten Kupplung der Verbrennungsmotor nicht notwendigerweise gestartet werden muss. Abhängig von anderen Parametern kann jedoch während einer Kupplungspause der Verbrennungsmotor gestartet werden. Ebenso kann bei einer auf null zurückgehenden Verbrennungsmotordrehzahl, beispielsweise bei einem missglückten Startversuch, der Verbrennungsmotor nochmals gestartet werden. Sowohl die Parameter einer Adaptive- Cruise-Control oder eines Tempoamts können zur Erfassung der Momentenanforderung herangezogen werden, wobei bei geringen angeforderten Drehmomenten der Verbren-

nungsmotor gestartet werden kann, da das Starten des Motors bei geringen Momentenanforderungen nur zu geringfügigen Ruckbewegungen führt.

Bei hohen geforderten Beschleunigungen wird erfindungsgemäß jedoch der Start des Verbrennungsmotors verzögert bzw. blockiert. Andererseits kann eine dauerhafte hohe Momentenanforderung zur Hinzuschaltung des Verbrennungsmotors durch Starten des Verbrennungsmotors vorgesehen werden. In gleicher Weise kann aus einer ermittelten Belastung, einer Fahrbahnbeschaffenheit oder aus dem Neigungsgrad eine entsprechende Momentenanforderung ermittelt werden, aus der sich wiederum erfindungsgemäß ermitteln lässt, ob das Starten des Verbrennungsmotors bzw. das Beenden des Laufs des Verbrennungsmotors zu unerwünschten Situationen führen würde. Sowohl der erfindungsgemäße Grenzwert als auch die erfindungsgemäße Verzögerung sehen das Blockieren von häufigen Start- bzw. Ausschaltvorgängen bzw. des nur kurzfristig Umschaltens auf einen anderen Betriebsmodus vor. Ferner kann aus Temperaturgrößen wie sie oben angegeben sind sowie aus der Erfassung von gefrorenen Windschutzscheiben oder Heckscheiben (bzw. aus dem Betriebszustand der entsprechenden Entfrostungseinrichtung) geschlossen werden, ob das Abschalten des Verbrennungsmotors nicht zu unerwünschten Temperatureffekten (Abkühlen) führen würde, oder ob der Verbrennungsmotor nicht gestartet werden sollte, um mehr Wärme und eine höhere Leistung vorzusehen. Der Betrieb einer Klimaanlage kann in glei- eher Weise Einfluss auf den Betrieb des Verbrennungsmotors haben, da der Betrieb der Klimaanlage auf lange Sicht (d.h. beispielsweise bei hohen Außentemperaturen) auch eine durchgehend höhere Energiezuführung erfordert.

Wird ferner erfasst, dass eine Ampelanlage das Stoppen des Fahrzeugs vorsieht, oder beim Erfassen eines entsprechenden Geschwindigkeitsschilds kann erfindungsgemäß der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden, jedoch erst nach Ablauf einer Verzögerungszeitdauer, die gewährleistet, dass durch einen kurz darauf folgenden Verkehrszustand (rote Ampel, Ende der Geschwindigkeitsbegrenzung) der Verbrennungsmotor wieder zum Vorsehen einer entsprechenden Antriebsleistung gestartet werden muss. Somit erlaubt die Er- fϊndung, das nur kurzfristige Abschalten des Verbrennungsmotors, beispielsweise bei einer roten Ampel, zu vermeiden, wodurch die Lebensdauer des Verbrennungsmotors bzw. des Starters deutlich erhöht wird.

Ferner wird als Betriebsgröße zur Steuerung des Startens oder des Ausschaltens des Verbrennungsmotors erfmdungs gemäß externe Verkehrsinformation hinzugezogen, beispielsweise Verkehrsfluss- oder Staunachrichten, die über jegliche Kommunikationsmedien von außen dem Fahrzeug zugeführt werden. Ist beispielsweise gemäß dieser Information ein Stau zu erwarten, so kann das Starten des Verbrennungsmotors verzögert oder zumindest

abhängig von weiteren Parametern für eine Zeitdauer blockiert werden, wodurch die Energieeffizienz erhöht wird, da der Verbrennungsmotor nicht nur kurzfristig (d.h. bis zum Erreichen des Staus) gestartet wird. Ebenso kann abhängig von anderen Betriebsparametern (beispielsweise Innenraumtemperatur) beim Erfassen einer Staumeldung und bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit der Verbrennungsmotor angeschaltet werden, um der zu erwartenden höheren Energieanforderung aufgrund des Heizvorgangs Rechnung zu tragen. Als externe Verkehrsinformation kann auch die optische Bilderkennung einer Ampelanlage oder eines Geschwindigkeitsschilds angesehen werden, wobei die Verkehrsinformation über Rundfunk, WLAN, GSM, TMC oder im Audioformat an das Fahrzeug übertragen werden kann, vorzugsweise unter Berücksichtigung eines GPS-Positionssignals und gegebenenfalls von vorliegendem Kartenmaterial, zusammen mit Zielinformation. In gleicher Weise kann die Entfernung zu einem Ziel, die von einem Navigationsgerät errechnet wird, zur erfindungsgemäßen Steuerung verwendet werden, wobei die Entfernung zum Ziel der Betriebsgröße entspricht, und bei geringer Entfernung das Starten des Verbrennungsmotors bei- spielsweise blockiert wird, um die Effizienz durch den kurzfristigen Betrieb des Verbrennungsmotors für nur eine kurze Distanz nicht unnötig zu verringern.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Betriebsgröße eine Fahrkomforteingabe oder eine gewünschte relative Energieeffizienzeingabe, die vorzugsweise mit anderen, oben genannten Betriebsgrößen kombiniert wird. Eine derartige Gewichtung erlaubt es beispielsweise, bei einer relativ hohen eingegebenen Energieeffizienz, das durch das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehene Fahrverhalten zu verstärken, beispielsweise durch Erhöhen des Grenzwerts bzw. der Dauer der Verzögerung, mit der die Reaktion auf einen Betriebsparameter vorgesehen wird. Wird beispielsweise durch die Eingabe eine Gewich- tung auf einen hohen Fahrkomfort vorgesehen, so wird der Einfiuss des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise verringert, beispielsweise durch Verringern des Grenzwerts (Verringern des Hystereseabstands) bzw. durch Verringern der Verzögerung, sodass der Verbrennungsmotor nahezu unmittelbar auf eine gewünschte Beschleunigung reagiert, auch wenn durch andere Betriebsparameter abzusehen ist, dass der Verbrennungsmotor für eine geringe Zeitdauer betrieben werden wird.

Als weitere Betriebsparameter können Sensorsignale verwendet werden, beispielsweise Sensorsignale, die ausgelaufenes Benzin, öl, Gefahrenstoffe oder brennbare Materialien erfassen, um somit erfindungsgemäß den Start des Verbrennungsmotors zu verzögern bzw. zu blockieren. Weitere ähnliche Betriebsparameter können durch eine Airbagsteuerung vorgesehen werden, wodurch bei ausgelöstem Airbag ein Start des Verbrennungsmotors automatisch verhindert wird. Dies gilt ebenso für Brandsensoren oder weitere Vorrichtungen bzw. Sensoren, die die Sicherheit der Fahrzeuginsassen betreffen, wobei bei einem erfassten

Unfall der Start des Verbrennungsmotors blockiert wird. Weitere externe Verkehrssituationen können beispielsweise durch Mautsensoren erfasst werden oder durch Sensoren, die Tunnelmanagement betreffen. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors auf die dort vorgesehene Verkehrssituation angepasst werden. Ebenso kann ein Ozonalarmsignal erfasst werden, beispielsweise durch fahrzeugeigene oder fremde Sensoren, wobei bei Erfassen eines hohen Ozonwerts der Verbrennungsmotor blockiert wird, bzw. die Blockierung des Ausschaltens des Verbrennungsmotors aufgehoben wird. Weitere, von außen eingegebene Betriebsgrößen können beispielsweise Signale von Einsatzfahrzeugen der Polizei, der Feuerwehr oder des Rettungsdienstes sein.

Zudem kann als Betriebsgröße die Bewegungssituation erfasst werden, beispielsweise Rückwärtsfahren, Rangieren (d.h. häufiges Wechseln der Fahrtrichtung, wechselnde Lenkbewegungen bei geringer zurückgelegter Distanz), Temperatur des Motors, Batterieladezustand, das Alter des Motors, der Verschleiß des Motors bzw. der ölstand des Motors. So kann beispielsweise bei Rückwärtsfahren oder Rangieren der Start des Verbrennungsmotors unterdrückt oder ein Ausschaltvorgang des Verbrennungsmotors unterdrückt werden, um durch die damit verbundenen Ruckbewegungen den Fahrer in der entsprechenden Verkehrs- situation nicht weiter zu belasten. Wird beispielsweise ein kalter Motor oder eine schwache Batterie (d.h. geringer Ladungszustand und/oder geringe Gesamtkapazität) erfasst, so kann beispielsweise der Ausschaltvorgang des Verbrennungsmotors blockiert werden, um den Motor weiter aufzuwärmen und die Batterie nicht weiter zu belasten. Ferner wird bei erfass- tem hohem Verschleiß des Motors eine hohe Verzögerungsdauer gewählt, um belastende Startvorgänge zu vermeiden. In gleicher Weise kann bei einem erfassten geringen ölstand des Verbrennungsmotors das Starten des Verbrennungsmotors zunächst blockiert werden.

Ferner wird vorzugsweise die Kurbelwellenpositionierung bzw. der Winkelstand des Vor- einspurens des Verbrennungsmotors erfasst, um so bei einer entsprechenden übereinstimmung mit einem Kupplungselement bzw. mit einem Elektromotor den Start des Verbrennungsmotors zu synchronisieren, um somit den Verbrennungsmotorstart geräuscharm vor- zusehen. Bei der Kurbelwellenpositionierung kann berücksichtigt werden, dass die Startgeschwindigkeit in direkter Verbindung zur physikalischen Startposition des Motors steht. Ferner kann der Motor in seinem Aus-Zustand auf einen definierte optimalen Winkel als Startvorbereitung gedreht werden, um eine entsprechende synchrone Winkelübereinstimmung zu erreichen. In gleicher Weise kann der Verbrennungsmotor bei einem Ausschalt- Vorgang definiert abgebremst werden, um für einen Wiederstart automatisch die Position des optimalen Startzustands einnehmen zu können, sodass eine synchrone Einkopplung erlaubt wird. In gleicher Weise kann eine Startervorrichtung beim Voreinspuren vorbereitet

werden, um ein zeitlich verzugfreies Durchstarten, bzw. einen sofortigen Wiederstart zu ermöglichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt die

Figur 1 ein Verlaufsdiagramm einer Fahrpedalstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Ausführungsformen der Erfindung

In der Figur 1 ist ein Verlaufsdiagramm dargestellt, das den Verlauf einer Fahrpedalstellung S im Verlauf der Zeit t zeigt. Es soll angenommen werden, dass eine starke Betätigung des Fahrpedals eine hohe Momentenforderung darstellt, die ab einem bestimmten Wert durch Betreiben des Verbrennungsmotors befriedigt wird.

Zunächst ergibt sich bei Zeitpunkt ti eine kurzfristige hohe Momentanforderung, die bei Regelungen nach dem Stand der Technik zum sofortigen Start des Verbrennungsmotors führen würde. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Verzögerung δt wird jedoch erst zum Zeitpunkt ti' entschieden, ob der Verbrennungsmotor gestartet wird, wobei sich durch die kurzfristige Erhöhung zeigt, dass ein Starten des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt ti nicht notwendig gewesen wäre. In diesem Fall verhindert die Verzögerung δt die falsche und zu schnelle Reaktion auf eine hohe Momentenanforderung. Ferner wird erfindungsgemäß ein hoher Grenzwert S ₂ vorgesehen, der über dem Grenzwert Si liegt. Somit werden geringfügige überschreitungen eines Grenzwerts ignoriert, da diese mit hoher Wahrscheinlichkeit für eine nur kurzfristige bzw. geringe Anforderungserhöhung stehen, die den Start eines Verbrennungsmotors nicht für einen längeren Zeitraum erfordern. Zwar wird in dem in Figur 1 dargestellten Fall der höhere Grenzwert S ₂ zum Zeitpunkt ti überschritten, wobei dies als alleiniges Kriterium zum Starten des Verbrennungsmotors ausreichen würde, jedoch sieht die Erfindung eine Kombination mit der Verzögerungsdauer vor, sodass auch ein kurzfristiges jedoch starkes überschreiten eines Grenzwerts nicht sofort zum Starten des Verbrennungsmotors führt. Beispielsweise die überschreitung des Grenzwerts nach der überschreitung von S ₂ und vor dem Zeitpunkt ti' wird durch einen erhöhten Grenzwert ignoriert, wodurch sich dann ein Hystereseverhalten ergibt, wenn auch beim Blockieren von

Ausschaltvorgängen ein erhöhter Grenzwert als Entscheidungsmaßstab herangezogen wird. Somit wird aus zwei Gründen zum Zeitpunkt ti' der Verbrennungsmotor nicht betrieben: Erstens wurde der erfindungsgemäße Grenzwert für eine Dauer überschritten, die geringer als δt ist, bzw. zum Zeitpunkt ti', also zum Ende der Verzögerungsdauer besteht keine aus- reichend hohe Betriebsgröße, und zweitens liegt die Entscheidungsschwelle S2 über einem Grenzwert, der über einem Ausgleichsgrenzwert liegt, wobei der Ausgleichsgrenzwert einer Leistungsanforderung entspricht, die gerade eine minimale Zusatzleistung durch den Verbrennungsmotor erfordert.

Zum Zeitpunkt t ₂ steigt die Leistungsanforderung über den Grenzwert Si sowie kurz darauf über den höheren Grenzwert S ₂ , sodass erfindungsgemäß eines der beiden Kriterien erfüllt wird. Ferner besteht zum Zeitpunkt t ₂ ' immer noch eine Leistungsanforderung, die über dem höheren Schwellwert S2 liegt, sodass beide Kriterien erfüllt sind. Erfindungsgemäß kann auch nur eines dieser beiden Kriterien zur Entscheidung über den Betrieb des Verbren- nungsmotors herangezogen werden. Eine Kombination ermöglicht jedoch die Unterdrückung von nur kurzfristigen, jedoch sehr starken Anforderungsanstiegen, wie sie beispielsweise beim kurzen starken betätigen des Fahrpedals auftreten können. Ferner kann die Betriebsgröße über einen bestimmten Zeitraum integriert werden, um daraufhin mit einem Schwellwert verglichen zu werde, wodurch eine Trägheit der Steuerung des Verbren- nungsmotors vorgesehen wird, wie sie auch durch die Verzögerung und durch den erhöhten Grenzwert vorgesehen wird.

Zusammengefasst zeigt Figur 1, dass erfindungsgemäß die verzögerten Zeitpunkte ti' und t ₂ ' sowie die höhere Schwelle S ₂ , welche über einem Break-even-Grenzwert (wie oben be- schrieben) liegt, zur Entscheidung über den Start des Verbrennungsmotors herangezogen werden. In gleicher Weise werden verzögerte Zeitpunkte und Betriebsgrößen, die von einem entsprechenden Grenzwert entfernt sind, zur Entscheidung über den Ausschaltvorgang herangezogen. Das Merkmal, demgemäß die leistungsintensive Phase mit einer über einem Grenzwert liegenden Antriebsleistung des Fahrzeugs verknüpft ist, betrifft die jeweiligen Beträge, um somit auch beim Ausschalten des Verbrennungsmotors einen zusätzlichen Hysteresabstand vorzusehen. Wie bereits vermerkt, liegt die Antriebsleistung des Fahrzeugs, die mit dem Grenzwert verknüpft ist, vorzugsweise in einer Anforderungshöhe, die das Betreiben des Verbrennungsmotors zwar erfordert, jedoch mit einer sehr geringen, zu vernachlässigenden oder infinitesimal über null liegenden Leistung. Gemäß einer Betrach- tungsweise wird durch die Verzögerung und/oder durch den erhöhten Entscheidungsschwellwert das An- bzw. Abschalten des Verbrennungsmotors „entprellt", wie es beim Kontaktprellen von mechanischen Schaltern bekannt ist. Zur Entprellung von Schaltern werden ebenso Elemente eingesetzt, die ein Beobachten des Schaltzustands über ein Zeitin-

tervall erlauben, um erst nach einem längeren Schaltzustand bzw. einem deutlichen Wechsel des Schaltzustands oder einer Kombination hiervon (beispielsweise eine Kombination mittels Integrator bsp. ein RC-Glied), über den „eingeschwungenen" Schaltzustand sicher entscheiden zu können.

Das Verfahren wird vorzugsweise durch eine entsprechende Steuerungsvorrichtung ausgeführt, die entsprechende Eingabe- und Ausgabeschnittstellen umfasst, und eine Steuerung aufweist, die Signale der Eingabeschnittstelle verarbeitet und an der Ausgabeschnittstelle ausgibt. Die Steuerung kann für Software, Hardware oder eine Kombination hiervon vorge- sehen sein, vorzugsweise in Form eines Microcontrollers, auf dem ein Programm oder mehrere Programmstücke ablaufen. In einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung wird die Eingabeschnittstelle über ein RC-Glied, d.h. über einen Integrator mit der Ausgabe verbunden, um so kurze überschreitungen von langen überschreitungen zu unterscheiden. In gleicher Weise kann ein Komparator in Form eines Schmidt-Trägers zur Aus- wertung der Eingabeschnittstelle vorgesehen sein. Die Steuerungsvorrichtung kann Teil einer größeren Fahrbetriebssteuerung sein, die in diese als ein Programmteil integriert ist. Die Schnittstellen sind in diesem Fall nicht physikalisch sondern als entsprechende Funkti- ons- oder Objektköpfe realisiert, die eine übergabe von Parametern erlauben.

Das Verfahren wird vorzugsweise durch eine entsprechende Steuerungsvorrichtung ausgeführt, die entsprechende Eingabe- und Ausgabeschnittstellen umfasst, und eine Steuerung aufweist, die Signale der Eingabeschnittstelle verarbeitet und an der Ausgabeschnittstelle ausgibt. Die Steuerung kann für Software, Hardware oder eine Kombination hiervon vorgesehen sein, vorzugsweise in Form eines Microcontrollers, auf dem ein Programm oder meh- rere Programmstücke ablaufen. In einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung wird die Eingabeschnittstelle über ein RC-Glied, d. h. über einen Integrator mit der Ausgabe verbunden, um so kurze überschreitungen von langen überschreitungen zu unterscheiden. In gleicher Weise kann ein Komparator in Form eines Schmidt-Trägers zur Auswertung der Eingabeschnittstelle vorgesehen sein. Die Steuerungsvorrichtung kann Teil einer größeren Fahrbetriebssteuerung sein, die in diese als ein Programmteil integriert ist. Die Schnittsellen sind in diesem Fall nicht physikalisch sondern als entsprechende Funkti- ons- oder Objektköpfe realisiert.

Gemäß einem weitere Aspekt der Erfindung wird das Fahrverhalten verbessert, indem der Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors geeignet gesteuert wird. So wird bei Situationen, in denen ein Verbrennungsmotorstart von einer Antriebsteuerung vorgesehen ist, in denen jedoch ein Verbrennungsmotorstart das Fahrverhalten stören würde, ein Start des Verbrennungsmotors blockiert. Dies ist beispielsweise bei nur geringfügigen Leistungsan-

forderungen oder geringen Leistungsanforderungserhöhungen der Fall, die aufgrund der zu erbringenden Gesamtantriebsleistung nicht notwendigerweise den Betrieb des Verbrennungsmotors erfordern. Wenn somit die angeforderte Leistungsanforderung oder Leistungs- anforderungserhöhung allein vom Elektromotor geleistet werden kann, indem dieser ent- sprechend auf eine höhere Leistung gesteuert wird, dann sieht die Erfindung das Blockieren des Verbrennungsmotorstarts vor. Hierzu wird vorzugsweise eine Nenn- Maximalantriebsleistung des Elektromotors oder eine Leistungsspanne des Elektromotors herangezogen, um zu ermitteln, ob die Leistungsanforderung oder Leistungsanforderungs- erhöhung noch vom Elektromotor alleine getragen werden kann, oder ob der Verbren- nungsmotor hinzugezogen werden muss, um den Elektromotor nicht zu überlasten. Die Leistungsspanne kann fahrsituationsbezogen definiert oder angepasst werden (bsp. anhand der Elektromotortemperatur oder anhand anderen Betriebsparametern des Elektromotors), wohingegen die Nenn-Maximalantriebsleistung vorzugsweise vorgegeben und in einem Speicher hinterlegt ist.

Neben oder anstatt der Entscheidung, ob die Leistungsanforderung oder Leistungsanforde- rungserhöhung vom Elektromotor alleine getragen werden kann oder nicht, wird vorzugsweise der wird der aktuelle Ladezustand der Traktionsbatterie, die den Elektromotor mit elektrischer Energie für den Antrieb versorgt, berücksichtigt. Somit kann, wenn die Leis- tung des Elektromotors selbst noch ausreichen würde, der Verbrennungsmotor hinzugezogen werden, wenn ermittelt wird, dass ein schwacher Ladezustand der Traktionsbatterie einen Nur-Elektrobetrieb des Antriebs erschwert oder das Risiko des Liegebleibens signifikant erhöhen würde, wenn der Verbrennungsmotor nicht arbeiten würde. Hierzu kann eine Minimalleistungsanforderung, die den Entscheidungsschwellwert zur Entscheidung über das Starten des Verbrennungsmotors, um einen Wert verringert werden, der umso größer ist, je geringer der Ladezustand der Traktionsbatterie ist. Beispielsweise wird die als Schwellwert dienende Minimalleistungsanforderung erst ab einem Ladezustand von weniger als einem Minimaladezustand (bsp. 50 %, 30%, 20 %, 10% oder 5%) verringert, wobei die Verringerung negativ proportional zum Ladezustand sein kann oder die Verringerung mit abneh- mendem Ladezustand progressiv zunimmt. Ferner wird eine Differenz zwischen einem Nennladezustand oder einem Minimalladezustand und einem aktuellen Ladezustand einer Antriebsbatterie bzw. Traktionsbatterie als Maßstab für die Absenkung des Schwellwerts herangezogen, die den Entleerungsgrad der Traktionsbatterie darstellt. Somit wird erfindungsgemäß ein Schwellwert, der als Referenz für die Leistungsanforderung oder Leis- tungsanforderungserhöhung dient, um den Verbrennungsmotor gegebenenfalls zuzuschalten, umso mehr herabgesetzt, je kritischer der geringe Ladezustand der Traktionsbatterie ist und je mehr das Blockieren des Verbrennungsmotors wichtig für die Wiederaufla- dung/Entlastung der Traktionsbatterie ist.

Ferner werden erfϊndungsgemäß eine geeignete Situation für den Start des Verbrennungsmotors vorgesehen, indem geeignete Situationen erkannt werden und bevorzugt als Auslöser des Verbrennungsmotorstarts verwendet werden. Die Bevorzugung kann dadurch erreicht werden, dass ein Entscheidungsschwellwert, der zur Entscheidung über den Verbren- nungsmotorstart verwendet wird, herabgesetzt wird, wodurch der Verbrennungsmotor eher (d.h. bei einem breiten Bereich von Betriebsparametern des Elektromotors und der Traktionsbatterie) gestartet wird. Die Vorrausetzungen für einen Verbrennungsmotorstart werden erfindungsgemäß erleichtert, indem bei Erkennen einer geeigneten Situation die Entscheidungskriterien verringert werden. Es wurde erkannt, dass der Verbrennungsmotorstart und der zugehörige Kopplungsvorgang Ruckbewegungen erzeugt, die mit entsprechenden schwankenden Fahrsituationen maskiert werden können. Daher wird die Fahrsituation analysiert, und bei Schwankungen, die bedingt durch die Fahrsituation mit Ruckbewegungen einhergehen, wird der Verbrennungsmotorstart ausgelöst bzw. die Bedingungen hierfür vereinfacht. Die durch die Fahrsituation bedingten Ruckbewegungen oder damit einhergehende Ereignisse triggern den Verbrennungsmotorstart bzw. die Herabsetzung von Schwell werten, die für die Entscheidung über den Verbrennungsmotorstart herangezogen werden. Ruckbewegungen werden über Beschleunigungs- oder Neigungssensoren oder über Mikrofone erfasst, oder durch Signale eines Elektronisches Stabilitätsprogramms für Kraftfahrzeuge (ESP). Zur Erfassung von Winkelneigungen/Bewegungsänderungen können alle hier aufge- führten Komponenten (bsp. Alarmanlagen bzw. deren Winkelgeber) verwendet werden. Ferner kann mittels Mikrofon Schall erfasst werden, der mit unebenem Fahruntergrund einhergeht. Neben den aufgeführten Erfassungsmechanismen von extern ausgelösten Ruckbewegungen können auch Ruckbewegungen erfasst werden, die von dem Fahrer oder von einer Fahrzeugkomponente wie ein automatisches Schaltgetriebe ausgelöst werden. Beispie- Ie hierfür sind: Kupplungsvorgänge einer automatischen Kupplung oder einer vom Fahrer betätigten Kupplung, übersetzungswechsel eines Getriebes, die durch ein Automatikgetriebe oder durch Einstellungen am Schaltknüppel erzeugt werden, oder andere automatische oder vom Fahrer verursachte Einstellungsänderungen im Antriebsstrang, die einen Ruck hervorrufen können. Zudem werden erfindungsgemäß der Schaltzustand von Kupplungen innerhalb des Antriebsstrangs erfasst, um einen Leerlauf (offene Kupplung) zu erfassen und dann den Verbrennungsmotor erfindungsgemäß zu starten. Da der Antrieb in dieser Situation vom Abtrieb getrennt ist, erzeugt der Verbrennungsmotorstart keine Ruckbewegung sondern nur ein Geräusch, das, gegebenenfalls abhängig von weiteren obengenanten Fahrsi- tuationsdaten vom Fahrer toleriert wird. Ferner wird bei starken Betätigungen des Brems- pedals (Stellung oder Geschwindigkeit, insbesondere schnelles Lösen) ein Verbrennungsmotorstart ausgelöst, da der Fahrer bei einer derartigen Situation bereits mit der Ruckbewegung des (endenden) Bremsvorgangs konfrontiert wird. In gleicher Weise kann eine geringe oder keine Betätigung des Gaspedals, beispielsweise über eine längere Zeit, zum Verbren-

nungsmotorstart fuhren, da der Fahrer dies erwartet und bei geringer oder keiner Beschleunigung die durch den Verbrennungsmotorstart hervorgerufene Ruckbewegung nur schwach ausfällt (insbesondere bei geöffneter Kupplung, wobei die Kupplungsöffnung gegebenenfalls mit dem beschleunigungslosen Rollen einhergeht).

Zur Erfassung der Leistungsanforderung wird beim erfindungsgemäßen Blockieren des Verbrennungsmotorstarts oder erfindungsgemäßen gezielten Vereinfachen/Auslösen/Unterstützen des Verbrennungsmotorstarts die Fahrpedalstellung in Form einer Winkelstellung, die Veränderungsrate der Fahrpedalstellung in Form einer Winkelbe- schleunigung, die Bremspedalstellung in Form einer Winkelstellung, die Veränderungsrate der Bremspedalstellung oder eine Kombination hiervon verwendet. Die entsprechenden Signale können von einem bereits für andere Zwecke vorgesehenen Sensor, einer Verarbeitungseinheit, die die Winkelsignale bereits für andere Zwecke verarbeitet oder von einem eigens dafür vorgesehenen Sensor vorgesehen werden. Zudem können, beispielsweise in gewichteter Kombination einer Summe, Leistungsvorgaben einer Fahrsteuerung verwendet werden, um die Leistungsanforderung zu ermitteln.

Als Beispiel wird der Verbrennungsmotorstart blockiert, wenn die Gaspedalstellung 0 beträgt (nicht betätigt). Diese Blockierung kann jedoch erfindungsgemäß wieder aufgehoben werden, bsp. durch Verringern des entsprechenden Entscheidungsschwellwerts, wenn gleichzeitig die Traktionsbatterie nahezu leer ist, bsp. bei einem Ladezustand von gleich oder weiniger als 10% der Gesamtkapazität. Zudem kann ein Verbrennungsmotorstart blockiert werden, wenn das Fahrpedal nur langsam betätigt wird, bsp. 5% des Gesamtwegs pro Sekunde. Als Beispiel kann jedoch weine derartige Blockade wieder aufgehoben werden, wenn gleichzeitig die gleichzeitig die Traktionsbatterie nahezu leer ist, bsp. bei einem Ladezustand gleich von weniger als 30% der Gesamtkapazität. Ferner kann der Startvorgang durch Abschwächen der Bedingungen für einen Verbrennungsmotorstart (bsp. durch Verringern eines Schwellwerts) dann erleichtert werden, wenn erfasst wird, dass das Fahrpedal stark betätigt wird, bsp. mit einer hohen Geschwindigkeit von gleich oder mehr als 20% des Gesamtpedalwegs pro Zehntelsekunde.

Die beeinflussenden Wertkomponenten (Ladezustand/Pedalstellung/Pedalbetätigungs- geschwindigkeit/erfasste Ruckbewegungen, siehe oben) können in beliebigen Kombinationen kombiniert werden, um den Schwellwert bzw. die Leistungsanforderung zu bilden, um durch Vergleich eine Entscheidung über den Betrieb des Verbrennungsmotors zu ermitteln. Zur Kombination eignen sich eine Vielzahl von (wählbaren) Algorithmen, beispielsweise eine gewichtete Summe.