Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR STARTING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A HYBRID VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/114549
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for starting an internal combustion engine of a hybrid vehicle. In said hybrid vehicle, a first electric motor (4) arranged on the output side, a second electric motor (6) arranged on the internal combustion engine side, and the internal combustion engine (2) are connected to or disconnected from an output (3) of the hybrid vehicle by means of a hybrid disconnect clutch (5), and a torque which is output by the internal combustion engine (2) and/or the first electric motor (4) and/or the second electric motor (6) is transmitted to drive wheels (3) of the hybrid vehicle. In a method in the case of which a reliable start of the internal combustion engine is possible at all times, during electric travel of the hybrid vehicle by means of the first electric motor (4) the slipping hybrid disconnect clutch (5) accelerates the non-operating internal combustion engine (2) until the first ignition of the internal combustion engine (2).

Inventors:
ENDERS TIMO (DE)
MANNSPERGER RALF (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/100976
Publication Date:
June 11, 2020
Filing Date:
November 13, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K6/44; B60W10/02; B60W10/06; B60W10/08; B60W20/40; B60W50/029; F02N11/00
Foreign References:
US20090234524A12009-09-17
EP1574378A22005-09-14
US20140379184A12014-12-25
DE102018126881A2018-10-29
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Start eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeuges, bei welchem ein abtriebsseitig angeordneter erster Elektromotor (4), ein verbrennungsmotorseitig angeord neter zweiter Elektromotor (6) und der Verbrennungsmotor (2) über eine Hybridtrennkupplung (5) mit einem Abtrieb (3) des Hybridfahrzeuges verbunden oder von diesem getrennt werden, wobei ein durch den Verbrennungsmotor (2) und/oder den ersten Elektromotor (4) und/oder den zweiten Elektromotor (6) ausgegebenes Drehmoment an Antriebsräder (3) des Hybrid fahrzeuges weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass während einer elektrischen Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem ersten Elektromotor (4) die schlupfende Hybridtrenn kupplung (5) den unbefeuerten Verbrennungsmotor (2) bis zur ersten Zündung des Verbren nungsmotors (2) beschleunigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während der elektrischen Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem ersten Elektromotor (4) die Hybridtrennkupplung (5) aus dem geöffneten Zustand in Schließrichtung bewegt wird, wobei die Hybridtrennkupplung (5) nach Detektion der ersten Zündung des Verbrennungsmotors (2) wieder geöffnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungs motor (2) nach Detektion der ersten Zündung sich selbsttätig bis zu einer Leerlaufdrehzahl oder einer Drehzahl (PEI) des ersten Elektromotors (4) beschleunigt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridtrenn kupplung geschlossen wird, wenn der erste Elektromotor (4) und der Verbrennungsmotor (2) die gleiche Drehzahl (PEI , nv) aufweisen.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der zweite, starr mit dem Verbrennungsmotor (2) verbundene Elektromotor (6) unbetätigt bleibt.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der zweite Elektromotor (6) beim Start des Verbrennungsmotor (2) durch den ersten Elektromotor (4) mitgeschleppt wird.

Description:
Verfahren zum Start eines Verbrennunqsmotors eines Hvbridfahrzeuqes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Start eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahr zeuges, bei welchem ein abtriebsseitig angeordneter erster Elektromotor, ein verbrennungs motorseitig angeordneter zweiter Elektromotor und der Verbrennungsmotor über eine Hybrid trennkupplung mit einem Abtrieb des Hybridfahrzeuges verbunden oder von diesem getrennt werden, wobei ein durch den Verbrennungsmotor und/oder den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor ausgegebenes Drehmoment an Antriebsräder des Hybridfahrzeu ges weitergeleitet wird.

Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Akten zeichen 10 2018 126 881.5 ist ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeu ges bekannt. Das Hybridmodul ist zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Abtrieb, der durch Fahrzeugräder gebildet wird, angeordnet. Das Hybridmodul weist einen ersten Elektromotor auf, der ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann und der mit einem Verbrennungsmotor, der ein weiteres Antriebsdrehmoment bereitstellen kann, verbunden ist. Dabei kann eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem Rotor des ersten Elektromo tors drehbar verbunden sein. Der erste Elektromotor und der Verbrennungsmotor sind ge meinsam über eine Trennkupplung mit dem Abtrieb verbindbar. Ein zweiter Elektromotor, der ein weiteres Antriebsmoment bereitstellt, ist mit dem Kupplungsausgang drehfest verbunden.

Bei normalem Betrieb des Antriebes wird der Verbrennungsmotor durch den zweiten Elektro motor gestartet. Ist dieser zweite Elektromotor oder dessen Leistungselektronik defekt, kann der Verbrennungsmotor nicht mehr gestartet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Start des Verbrennungsmotors anzugeben, welches in jeder Situation einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während einer elektrischen Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem ersten Elektromotor die schlupfende Hybridtrennkupplung den unbefeuerten Verbrennungsmotor bis zur ersten Zündung des Verbrennungsmotors be schleunigt. Dadurch wird ein zuverlässiger Start des Verbrennungsmotors jederzeit ermög licht, insbesondere immer dann, wenn der zweite Elektromotor oder dessen Ansteuerelektro nik defekt sind. Durch einen solchen Start des Verbrennungsmotors wird der Einfluss auf den Fahrkomfort verringert. Vorteilhafterweise wird während der elektrischen Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem ersten Elektromotor die Hybridtrennkupplung aus dem geöffneten Zustand in Schließrichtung be wegt, wobei die Hybridtrennkupplung nach Detektion der ersten Zündung des Verbrennungs motors wieder geöffnet wird. Dies hat zur Folge, dass der Start des Verbrennungsmotors nur einen kurzen Zeitraum in Anspruch nimmt und die elektrische Fahrt mit dem ersten Elektromo tor bei geöffneter Hybridtrennkupplung wieder fortgesetzt werden kann.

In einer Ausgestaltung beschleunigt der Verbrennungsmotor nach Detektion der Zündung sich selbsttätig bis zu einer Lee rlaufd rehzahl oder einer Drehzahl des ersten Elektromotors.

Dadurch entfällt das weitere Einbringen von externen Kräften, um den Verbrennungsmotor zu beschleunigen. Dieser kann dann während der elektrischen Fahrt mit dem ersten Elektromotor die für den weiteren Betrieb des Hybridfahrzeuges gewünschte Drehzahl selbsttätig einstellen.

In einer Variante wird die Hybridtrennkupplung geschlossen, wenn der erste Elektromotor und der Verbrennungsmotor die gleiche Drehzahl aufweisen. Bei dieser gleichen Drehzahl ist ein Boostbetrieb des Hybridfahrzeuges möglich, bei welchem sowohl der Verbrennungsmotor als auch der erste Elektromotor ein Drehmoment auf den Abtrieb übertragen.

In einer Ausführungsform bleibt der zweite, starr mit dem Verbrennungsmotor verbundene Elektromotor unbetätigt. Dadurch wird von diesem kein weiteres Drehmoment aufgebracht, so dass der Verbrennungsmotor zielgerichtet vom ersten Elektromotor gestartet werden kann.

In einer Weiterbildung wird der zweite Elektromotor beim Start des Verbrennungsmotors durch den ersten Elektromotor mitgeschleppt. Dabei muss der erste Elektromotor ein entsprechen des Drehmoment aufbringen, mittels welchem das Schleppmoment des zweiten Elektromotors überwunden wird, so dass der Verbrennungsmotor gezielt gestartet werden kann.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstranges zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstranges eines Fahrzeuges darge stellt. Bei diesem Hybridantriebsstrang 1 ist zwischen einem Verbrennungsmotor 2 und einem Abtrieb 3, der durch Fahrzeugräder dargestellt ist, ein erster Elektromotor 4 angeordnet, der abtriebsseitig angeordnet ist und ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Über eine Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 mit einem zweiten Elektromotor 6 gekop pelt, der wiederum starr mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Dabei ist eine Kurbel welle 7 des Verbrennungsmotors 2 mit einem Rotor 8 des zweiten Elektromotors 6 drehtest verbunden. Dabei sind der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 gemeinsam mit dem Abtrieb 3 verbindbar. Der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind mit einem Kupplungseingang 9 der Hybridtrennkupplung 5 verbunden. Bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 können der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment und der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 gemeinsam über tragen.

Mit einem Kupplungsausgang 10 der Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 ver bunden, der das erste Antriebsmoment bereitstellt. Der erste Elektromotor 4 weist einen Rotor 11 auf, der mit dem Kupplungsausgang 10 drehfest verbunden ist und auch mit dem Abtrieb 3 verbunden ist.

Der erste Elektromotor 4, der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind in Reihe geschaltet und die Hybridtrennkupplung 5 ist zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem Verbrennungsmotor 2 sowie zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem zweiten Elektromotor 6 wirksam angeordnet. Ist die Hybridtrennkupplung 5 geschlossen, kann der ers te Elektromotor 4 das erste Antriebsdrehmoment und der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 abgeben. Ob der Verbrennungsmotor 2 das dritte An triebsdrehmoment bereitstellt und bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 ebenfalls an den Abtrieb 3 abgibt, hängt davon ab, welche Drehzahl an dem Verbrennungsmotor 2 anliegt.

Wenn zumindest der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment bereitstellt, dreht der Verbrennungsmotor 2 mit einer ersten Drehzahl. Wenn die erste Drehzahl unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotor 2 liegt, läuft der Verbrennungsmotor 2 freistehend und wird mitgeschleppt. Dabei liegt ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors 2 vor, wel ches dem zweiten Antriebsdrehmoment entgegenwirkt.

Wenn die erste Drehzahl einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 entspricht oder darüber liegt, wird der Verbrennungsmotor 2 aktiv betrieben und stellt das dritte Antriebs- drehmoment bereit. Dabei summiert sich das dritte Antriebsdrehmoment zusammen mit dem ersten Antriebsdrehmoment und wenn auch der zweite Elektromotor 6 betrieben wird, mit dem zweiten Antriebsdrehmoment zu einem Gesamtantriebsdrehmoment auf, welches bei ge schlossener Hybridtrennkupplung 5 an dem Antrieb 3 zum Antreiben des Hybridfahrzeuges anliegt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, welches an gewendet wird, wenn der zweite Elektromotor 6 zum Start des Verbrennungsmotors 2 ausfällt. In Fig. 2a ist ein Diagramm gezeigt, bei welchem die Drehzahl P EI des ersten Elektromotors 4 und die Drehzahl nv des Verbrennungsmotors 2 über der Zeit t dargestellt sind. Im Vergleich dazu ist die Kupplungsposition s über der Zeit t in Fig. 2b gezeigt. Während der elektrischen Fahrt mit dem ersten Elektromotor 4 ist die Hybridtrennkupplung 5 offen. Das Hybridfahrzeug wird nur durch den ersten Elektromotor 4 angetrieben. Der erste Elektromotor 4 weist dabei eine Drehzahl P EI auf. Um den Verbrennungsmotor 2 bei defektem zweiten Elektromotor 6 zu starten, wird die Hybridtrennkupplung 5 zum Zeitpunkt t1 solange in Schließrichtung bewegt, bis zum Zeitpunkt t2 in Fig. 2a die erste Zündung des Verbrennungsmotors 2 detektiert wird. Anschließend wird die Hybridtrennkupplung 5 wieder geöffnet, so dass die elektrische Fahrt mit dem ersten Elektromotor 4 weitergeführt werden kann.

In der Zwischenzeit wird die Drehzahl nv des Verbrennungsmotors 2 selbsttätig durch diesen erhöht bis eine Leerlaufdrehzahl erreicht ist. Der Verbrennungsmotor 2 kann nun aus eigener Kraft beschleunigen. Sind die Drehzahlen P EI , des ersten Elektromotors 4 und nv des Ver brennungsmotors 2 gleich, dann wird im Zeitpunkt t3 die Hybridtrennkupplung 5 geschlossen. Das Hybridfahrzeug wird somit durch den ersten Elektromotor 4 und den Verbrennungsmotor 2 angetrieben.

Bezuqszeichenliste 1 Hybridantriebsstrang

2 Verbrennungsmotor

3 Abtrieb

4 Erster Elektromotor

5 Hybridtrennkupplung

6 Zweiter Elektromotor

7 Kurbelwelle

8 Rotor des zweiten Elektromotors

9 Kupplungseingang

10 Kupplungsausgang

11 Rotor des ersten Elektromotors