DE102005032196A1 - Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Jürgen GEBERT
Markus Kaindl
Hans Glonner
Florian Österreicher
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine, eine mit der Brennkraftmaschine gekoppelte elektrische Maschine, eine Getriebeeinrichtung, mittels der eine Übersetzungsänderung ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist, sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der elektrischen Maschine und zur Steuerung der Getriebeeinrichtung. Die Steuereinrichtung ist gemäß der Erfindung derart ausgebildet, dass im Falle einer Bremsanforderung das angeforderte Gesamtbremsmoment zumindest anteilig durch die elektrische Maschine bereitgestellt wird und dass bei einer vorliegenden Bremsanforderung mit konstantem Gesamtbremsmoment und einer während Anliegen dieser Bremsanforderung durchgeführten Änderung des Übersetzungsverhältnisses die elektrische Maschine derart angesteuert wird, dass das aufgrund der Übersetzungsänderung sich ändernde Gesamtbremsmoment zumindest teilweise ausgeglichen wird, so dass ein konstantes Gesamtbremsmoment gemäß der Bremsanforderung beibehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind bereits verschiedenste Antriebseinrichtungen, beispielsweise bei Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen bekannt, bei denen während einem Bremsvorgang oder während des Schubbetriebs die elektrische Maschine als Generator betrieben und auf diese Weise Energie rekuperiert wird. Darüber hinaus ist es bekannt, durch eine gegebenenfalls vorhandene elektrische Maschine Schaltvorgänge einer Getriebeeinheit zu unterstützen und so den Schalt- bzw. Fahrkomfort zu verbessern und gegebenenfalls die Schaltzeiten zu verkürzen. Beispielsweise ist in der DE 103 35 775 A1 ein derartiges Antriebssystem mit einer Getriebeeinrichtung beschrieben, bei der eine beschleunigte Übersetzungsänderung bei Zugkraftunterbrechung erfolgt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Antriebssysteme mit einer Getriebeeinheit ohne Zugkraftunterbrechung im Hinblick auf den Fahrkomfort während eines Bremsvorgangs zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Durch die erfindungsgemäße Ansteuerung einer elektrischen Maschine einer Antriebseinheit mit einem Antriebsstrang ohne Zugkraftunterbrechung (bzw. Getriebeeinrichtung ohne Zugkraftunterbrechung) kann ein gewünschtes Bremsmoment auch bei einem Bremsvorgang mit einer während des Bremsvorgangs stattfinden Übersetzungsänderung konstant gehalten werden.
  • Unter Zugkraftunterbrechung im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass der Antriebsstrang bzw. die Komponenten des Antriebsstrangs derart ausgebildet sind, dass für einen durchzuführenden Schaltvorgang bzw. für eine durchzuführende Übersetzungsänderung keine vollständige mechanische Entkopplung (bzw. Trennung) zwischen Hauptantriebseinrichtung und Getriebeausgang bzw. einer Trennung in der Getriebeeinrichtung selbst erfolgt. Bei Antriebseinrichtungen mit Zugkraftunterbrechung erfolgt zur Durchführung der Übersetzungsänderung eine zugkraftmäßige Trennung des Antriebsstrangs. In der Literatur wird auch unterschieden zwischen Schaltgetrieben, bei denen bei einem Schaltvorgang die Zugkraft unterbrochen wird, und Automatgetrieben, bei denen die Zugkraft beim Schalten nicht unterbrochen wird. Derartige Automatgetriebe sind Getriebeeinrichtungen mit Zugkraftunterbrechnung im Sinne der Erfindung. Hierunter sind insbesondere zu verstehen: Automatikgetriebe (Vollautomatikgetriebe), CVT-Getriebe (continuous variable transmission bzw. stufenlos verstellbare Übersetzungseinrichtung), Doppelkupplungsgetriebe (DKG) oder Zentralsynchronisierte Getriebe (ZSG).
  • Durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird beispielsweise der Schaltkomfort eines Fahrzeugs mit Stufengetriebe ohne Zugkraftunterbrechung wesentlich erhöht. Bei herkömmlichen Antriebseinrichtungen auftretende Stoßbewegungen durch die zusätzliche (rückgekoppelte) Bremswirkung der Brennkraftmaschine können durch die Erfindung erfolgreich vermieden werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das angeforderte Bremsmoment anteilig durch die elektrische Maschine und anteilig durch die Betriebsbremse in Form einer hydraulischen Bremsanlage oder dergleichen bereitgestellt – in Einzelfällen ist auch eine Bremsung alleine durch die generatorisch betriebene elektrische Maschine denkbar. Im Falle eines Bremsvorgangs, während dessen Dauer eine Änderung der (Getriebe-) Übersetzung erfolgt, wird durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung auch die Verteilung des Bremsmomentes zwischen elektrischer Maschine und Betriebsbremse verändert bzw. angepasst. Hierfür wird dem, aufgrund der Übersetzungsänderung und der stets vorhandenen Zugkraftverbindung zwischen dem Ausgang der Getriebeeinrichtung und der Antriebswelle der Hauptantriebseinrichtung erzeugten zusätzlichen Bremsmoment der Hauptantriebseinrichtung durch Ansteuerung der elektrischen Maschine entgegengewirkt und dieses ausgeglichen. Dieses zusätzliche Bremsmoment setzt sich zusammen aus dem Schleppmoment der Brennkraftmaschine und dem aus der Drehimpulsänderung resultierenden Moment. Je nach Höhe des zusätzlichen Bremsmoments (Schleppmoment +Drehimpulsänderung der Brennkraftmaschine) wird der Bremsmomentanteil der mit negativem Moment (bremsend wirkendem Moment, wobei die E-Maschine mit bremsend wirkendem bzw. negativem Moment sowohl generatorisch als auch motorisch betrieben werden kann) – insbesondere generatorisch – arbeitenden elektrischen Maschine entsprechend verringert oder die elektrische Maschine erforderlichenfalls mit positivem Moment (beschleunigend wirkendem Moment) – insbesondere motorisch – betrieben, um die Brennkraftmaschine aktiv anzutreiben und so das Schleppmoment bzw. das resultierende Moment aus der Drehimpulsänderung der Brennkraftmaschine zu kompensieren. Erforderlichenfalls bedeutet dies, dass das zusätzliche Bremsmoment sogar ohne ein vorhandenes Bremsmoment der elektrischen Maschine zu einer Überschreitung des aufgrund der Bremsmomentanforderung gewünschten Bremsmomentes führen würde (Schleppmoment der Brennkraftmaschine > Bremsmomentanteil der elektrischen Maschine).
  • In einer Weiterbildung gemäß Patentanspruch 3 ist vorgesehen, bei Bremsvorgängen mit Übersetzungsänderung die Betriebsbremse stätionär zu betreiben, was bedeutet keine dynamischen Änderungen der Stellglieder vorzunehmen, und die elektrische Maschine derart anzusteuern, dass gegebenenfalls auftretende, das gewünschte Bremsmoment am Ausgang der Getriebeeinrichtung bzw. das gewünschte Gesamtbremsmoment (Radbremsmoment an der zu bremsenden Achse) beeinflussende Momentenänderungen ausgeglichen werden. Hierdurch können in vollem Maße die Vorteile der elektrischen Maschine im Hinblick auf ihre Dynamik, ihr Zeitverhalten und ihre Momentengenauigkeit für einen ruckfreien Abbremsvorgang genutzt werden.
  • Mit Vorteil ist die Steuereinrichtung zur Steuerung der elektrischen Maschine derart ausgebildet, dass sie die Betriebsbereitschaft der elektrischen Maschine überwacht. Hierfür wird geprüft, ob die elektrische Maschine in der benötigten Weise zum jeweiligen Zeitpunkt überhaupt einsetzbar ist. Dies ist beispielsweise nicht der Fall, wenn die elektrische Maschine einen Defekt aufweist (Mitteilung einer Fehlermeldung) oder die Ladung des der elektrischen Maschine zugeordneten Energiespeichers einen entsprechenden Einsatz der elektrischen Maschine nicht zulässt (z.B. falls elektrische Maschine als Generator benötigt und Energiespeicher zu voll oder andere Energieableitungsmittel nicht verfügbar – oder falls elektrische Maschine als Motor benötigt und Energiespeicher leer). Insbesondere wird für den Fall, dass die elektrische Maschine nicht betriebsbereit ist (ersatzweise) die Hauptantriebseinrichtung derart angesteuert, dass die aufgrund einer Übersetzungsänderung erforderliche Zieldrehzahl am Getriebeeingang ausschließlich durch die Brennkraftmaschine eingestellt. Beispielsweise wird die als Brennkraftmaschine ausgebildete Hauptantriebseinrichtung durch Zündwinkelsteuerung und/oder Änderung der Ventilhübe und/oder der Ventilsteuerzeiten derart eingestellt, dass die Brennkraftmaschine sich quasi selbst neutralisiert, indem sie durch zusätzliche Befeuerung angetrieben wird und ihr Schleppmoment bzw. Moment aus der Drehimpulsänderung somit selbst neutralisiert. Mit Vorteil sind die Schaltzeiten bzw. der (die) Übersetzungsgradient(en) (di/dt, i= Übersetzung) der Getriebeeinrichtung in Abhängigkeit vom Betriebszustand (z.B. Temperatur der elektrischen Maschine, Ladezustand des zugeordneten Energiespeichers) veränderbar. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung der Schaltzeiten oder Übersetzungsgradienten automatisch während des Betriebs der Antriebseinrichtung.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1: die schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung,
  • 2: unterschiedliche Signalverläufe von Momenten und anderen Signalen für einen Bremsvorgang mit Änderung der Getriebeübersetzung bei einer als Stufenautomatikgetriebe ausgebildeten erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, und
  • 3: die Signalverläufe Übersetzungsänderung, Bremsmoment der elektrischen Maschine und Gangsignal bei einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung mit Stufen-Automatikgetriebe.
  • 1 zeigt eine auf eine Antriebsachse A eines Kraftfahrzeugs wirkende Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung in einer schematisch vereinfachten Darstellung. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung umfasst eine Hauptantriebseinrichtung 2, vorzugsweise in Form einer Brennkraftmaschine, eine vorzugsweise unmittelbar (ohne Zwischenschaltung einer Trennkupplung) mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 verbundene elektrische Maschine 4 nebst einem dieser zugeordneten Energiespeicher 5, sowie ein mit der Antriebswelle AW der Brennkraftmaschine 2 und mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine 4 wirkverbundene Getriebeeinrichtung 6 und eine zumindest die elektrische Maschine 4 und die Getriebeeinrichtung 6 ansteuernde Steuereinrichtung 8. Vorzugsweise ist der Rotor der elektrischen Maschine 4 unmittelbar auf der Antriebswelle AW (Kurbelwelle oder deren Verlängerung) der Brennkraftmaschine 2 angeordnet, bzw. bildet der Rotor einen Teil der Antriebswelle AW der elektrischen Maschine 4, so dass sich eine sehr raumsparende Bauweise ergibt. Die Komponenten der Antriebseinrichtung sind derart ausgebildet, dass der Antriebsstrang jegliche Übersetzungsänderung durch die Getriebeeinrichtung 6 ohne eine Zugkraftunterbrechung durchführt. Hierfür findet eine Getriebeeinrichtung 6 ohne Zugkraftunterbrechung Anwendung, beispielsweise ein entsprechendes Automatikgetriebe (Vollautomatikgetriebe), ein CVT-Getriebe (continuous variable transmission bzw. stufenlos verstellbare Übersetzungseinrichtung), ein Doppelkupplungsgetriebe (DKG) oder ein, wie in einer Ausführungsform in der DE 197 41 440 A1 bereits beschriebenes, Zentralsynchronisiertes Getriebe (ZSG).
  • Zur Steuerung der elektrischen Maschine 4 ist die Steuereinrichtung 8 derart ausgebildet, dass bei einer vorliegenden Bremsanforderung (die ein konstantes Soll-Bremsmoment vorgibt) und einer während Anliegen dieser Bremsanforderung (bzw. Durchführung des Bremsvorgangs aufgrund der anliegenden Bremsanforderung) automatisch durchgeführten Änderung des Übersetzungsverhältnisses, die elektrische Maschine 4 derart angesteuert wird, dass das aufgrund der Übersetzungsänderung sich ändernde Bremsmoment am Getriebeausgang bzw. das sich damit ändernde Gesamtbremsmoment zumindest teilweise ausgeglichen wird, so dass ein im wesentlichen konstantes Gesamtbremsmoment in Höhe der Bremsmomentanforderung beibehalten wird. Hierbei wird das angeforderte Gesamtbremsmoment zumindest anteilig durch die elektrische Maschine 4 bereitgestellt. Das bedeutet, dass zumindest zu Beginn des Bremsvorgangs, dass aufgrund der Bremsanforderung angeforderte Soll-Bremsmoment entweder vollständig durch die mit negativem Moment betriebene elektrische Maschine 4 oder teilweise durch eine Betriebsbremse 10 und teilweise durch die in diesem Zeitpunkt mit negativem Moment betriebene elektrische Maschine 4 bereitgestellt wird. Im weiteren Verlauf des Bremsvorgangs würde sich ohne entsprechende erfindungsgemäße Gegenmaßnahmen aufgrund einer stattfindenden Übersetzungsänderung das Gesamtbremsmoment für den Fahrer spürbar ändern, da durch die geänderte Übersetzung (größere Übersetzung/kleiner Gang) die Brennkraftmaschine 2 als zusätzliche bremsende Last wirkt, die mitgeschleppt werden muss. Um dem entgegen zu wirken wird die elektrische Maschine 4 derart angesteuert, dass das Bremsmoment der elektrischen Maschine 4 in dem Umfang verringert wird, in dem die mitzuschleppende Brennkraftmaschine 2 das Bremsmoment erhöht. Für den Fall, dass die Übersetzungsänderung derart groß ist, dass durch das zusätzliche Bremsmoment der mitzuschleppenden Brennkraftmaschine 2 das Gesamtbremsmoment auch bei nicht aktiver elektrischer Maschine 4 (elektrische Maschine 4 erzeugt kein (negatives) Bremsmoment) größer als das angeforderte Soll-Bremsmoment ist, wird die elektrische Maschine 4 – mit positivem Moment betrieben. Die elektrische Maschine 4 erzeugt damit ein positives Drehmoment, welches auf die Antriebswelle AW zum Zwecke der Beschleunigung der Brennkraftmaschine 2 wirkt und dem überschüssigen bremsend wirkenden Schleppmoment der Brennkraftmaschine 2 entgegenwirkt und dieses schließlich neutralisiert. Hierdurch wird ein bei herkömmlichen Antriebssträngen auftretender Ruck aufgrund eines automatischen Herunterschaltens während eines Bremsvorgangs wirksam vermieden.
  • Die Steuereinrichtung 8 umfasst vorzugsweise erste Steuerteile 8.1 zur Steuerung der Hauptantriebseinrichtung 2, zweite Steuerteile 8.2 zur Steuerung der elektrischen Maschine 4, dritte Steuerteile 8.3 zur Steuerung der Getriebeeinrichtung 6, vierte Steuerteile 8.4 zur Steuerung der Betriebsbremse 10 sowie einen übergeordneten Steuerteil 8.5 zur Koordination der Einzelsteuerteile 8.1, 8.2, 8.3, 8.4. Darüber hinaus können weitere Steuerteile zur Erledigung sonstiger Steueraufgaben vorhanden sein. Beispielsweise ist denkbar, dass zwischen elektrischer Maschine 4 und Hauptantriebseinrichtung 2 und/oder zwischen elektrischer Maschine 4 und Getriebeeinrichtung 6 eine Trennkupplung TK angeordnet ist, wobei die Trennkupplung TK nicht der Trennung des Antriebsstranges während Übersetzungsänderungen dient, sondern beispielsweise bei einem Startvorgang der als Brennkraftmaschine 2 ausgebildeten Hauptantriebseinrichtung 2 als Starter dient und nach entsprechenden Kriterien angesteuert wird.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung wird im Folgenden anhand der in 2 und 3 dargestellten Signalverläufe über der Zeit am Beispiel einer Antriebseinrichtung mit Stufen-Automatikgetriebe näher erläutert.
  • 2 zeigt dabei in Kurven K1-K7 folgende sieben verschiedenen Signalverläufe:
    • – die erste Kurve K1 von oben – den Verlauf der Motordrehzahl n der Hauptantriebseinrichtung 2 über der Zeit t,
    • – die zweite Kurve K2 von oben – den Verlauf des durch die elektrische Maschine 4 erzeugten Bremsmoments M_Brems_EM über der Zeit t,
    • – die dritte Kurve K3 von oben – die Dauer des Schaltvorgangs über der Zeit t,
    • – die vierte Kurve K4 von oben – das Gangsignal über der Zeit t darstellt,
    • – die fünfte Kurve K5 – den Verlauf des Bremsmoments M_Brems_GA am Getriebeausgang über der Zeit t,
    • – die sechste Kurve K6 von oben – den Verlauf des durch die Betriebsbremse 10 erzeugten Bremsmoments M_Brems_BB über der Zeit t, und
    • – die siebte Kurve K7 von oben – den Verlauf des resultierenden Gesamtbremsmoments M_Brems_Gesamt am zu bremsenden Rad über der Zeit t.
  • Der in den Kurven K5 und K8 gestrichelt dargestellte und mit HS bezeichnete Momentenverlauf des Bremsmoments am Ausgang der Getriebeeinrichtung 6 (K5) und der zugehörige Momentenverlauf des Bremsmoments der Betriebsbremse 10 (K6) veranschaulicht die Momentenverläufe bei einem Schaltvorgang per Handschaltung (also mit Zugkraftunterbrechung).
  • Bei einer Antriebseinrichtung mit Stufenautomatikgetriebe wird bei einem Bremsvorgang mit einer konstanten Bremsmomentanforderung die Drehzahl n der Hauptantriebseinrichtung 2 etwa gemäß Kurve K1 verlaufen. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 wird zunächst in der aktuellen Gangstufe absinken bis im Zeitpunkt t0 eine vorgegebene Drehzahlgrenze n Grenz für die aktuelle Getriebeübersetzung erreicht bzw. unterschritten wird. Beginnend im Zeitpunkt t0 wird innerhalb einer vorgegebenen Schaltdauer Td eine Übersetzungsänderung bzw. ein Schaltvorgang automatisch durchgeführt (2: Kurve K3 bzw. 3: erste Kurve K8 von oben), wobei während der Schaltdauer Td die Übersetzung i für einen Rückschaltvorgang entsprechend erhöht wird. Gleichzeitig steigt während der Schaltdauer Td die Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 wieder an (Brennkraftmaschine 2 wird mitgeschleppt bzw. beschleunigt). In der Kurve K4 ist die Herunterschaltung von der vierten in die dritte Gangstufe dargestellt, wobei im Zeitpunkt t1 der Schaltvorgang abgeschlossen und die niedrigere Gangstufe eingelegt ist. Beginnend mit dem Schaltvorgang im Zeitpunkt t0 erhöht sich das Bremsmoment am Getriebeausgang, da aufgrund der kleineren Gangstufe (gegen das Schleppmoment der Brennkraftmaschine 2) eine höhere Drehzahl am Getriebeeingang erzwungen werden muss. Für die Erhöhung der Drehzahl am Getriebeeingang muss daher aufgrund der nicht vorhandenen Zugkraftunterbrechung von Beginn an ein bremsendes Schleppmoment der Brennkraftmaschine 2 und das aus der Drehimpulsänderung resultierende Moment überwunden werden. Dieses zu überwindende Moment wirkt als zusätzliches Bremsmoment des Antriebsstranges auf den Getriebeausgang. Um jedoch das am Getriebeausgang gewünschte Bremsmoment und damit am Rad einzustellende gewünschte Gesamtbremsmoment nicht zu verändern bzw. im Rahmen der vorliegenden konstanten Bremsanforderung konstant zu halten, wird gemäß der Erfindung gegengesteuert. Diese Gegensteuerung erfolgt, indem zumindest die elektrische Maschine 4 derart gesteuert wird, dass das aufgrund der Übersetzungsänderung sich ändernde Gesamtbremsmoment beziehungsweise das sich am Getriebeausgang einstellende Bremsmoment zumindest teilweise ausgeglichen wird, so dass ein im wesentlichen konstantes Gesamtbremsmoment M_Brems_Gesamt beibehalten wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird mit Beginn des Schaltvorgangs im Zeitpunkt t0 dem zusätzlichen Bremsmoment der zu schleppenden Brennkraftmaschine 2 entgegengewirkt, indem das vor dem Beginn des Schaltvorgangs vorhandene Bremsmoment M_Brems_EM der zu diesem Zeitpunkt – mit negativem Moment betriebenen elektrischen Maschine 4 verringert wird. Sollte diese Verringerung des Betrags des Bremsmomentes, wie dies in den Diagrammen gemäß 2 der Fall ist, nicht ausreichend sein, um das zusätzliche Bremsmoment der zu schleppenden Brennkraftmaschine 2 auszugleichen bzw. um diesen Anteil zu verringern, wird die Betriebsbremse 10 derart angesteuert, dass das zusätzliche Bremsmoment vollständig kompensiert und das gewünschte konstante Gesamtbremsmoment konstant beibehalten bleibt. Dieser Vorgang ist durch die Kurven K2, K5 und K6 dargestellt. Gemäß Kurve 2 wird dem zusätzlichen Bremsmoment (Schleppmoment der Brennkraftmaschine 2) durch Verringerung des mittels der elektrischen Maschine 4 bereitgestellten Bremsmoments entgegengewirkt und da dies offensichtlich nicht ausreicht, die elektrische Maschine 4 zum Antrieb der zu schleppenden Brennkraftmaschine 2 mit positivem Moment betrieben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dem zusätzlichen Bremsmoment der Brennkraftmaschine 2 neben der Steuerung der elektrischen Maschine 4 zusätzlich durch Steuerung der Betriebsbremse 10 entgegengewirkt in dem das Bremsmoment der Betriebsbremse 10 ebenfalls verringert wird (siehe Kurve K6). Dies ist allerdings nicht zwingend. Erfindungswesentlich ist lediglich, dass zumindest durch Steuerung der elektrischen Maschine 4 das durch die aufgrund der Übersetzungsänderung sich einstellende zusätzliche Bremsmoment (Schleppmoment) der zu schleppenden Brennkraftmaschine 2 derart ausgeglichen wird, dass ein gemäß der Bremsanforderung konstantes Gesamtbremsmoment (siehe Kurve K7) einstellbar ist. Dabei sind zur Ermittlung des Gesamtbremsmoments stets weitere Übersetzungsfaktoren zu berücksichtigen, wie beispielsweise das Übersetzungsverhältnis des zwischen Getriebeausgang und zu bremsendem Rad befindliche Differentialgetriebes.
  • In 3 ist beispielhaft die Änderung der Übersetzung i innerhalb einer vorgegebenen Schaltzeit bzw. Schaltdauer Td und die hieraus resultierende bzw. die hierdurch geforderte Änderung beim Bremsmoment der elektrischen Maschine 4 (durch deren gezielte Ansteuerung) dargestellt. Dabei zeigen die volllinierten Kurven K8, K9 und K10 den Signalverlauf mit einer kurzen Schaltzeit Td_kurz und die gestrichelten Kurven K8', K9' und K10' den Signalverlauf bei einer im Vergleich zur ersten Schaltzeit Td_kurz verlängerten Schaltzeit Td_lang. Es zeigen:
    • – die beiden oberen Kurven K8 und K8' – die Übersetzungsänderung bei unterschiedlichen Schaltzeiten über der Zeit t,
    • – die beiden mittleren Kurven K9 und K9' – den Momentenverlauf des durch die elektrische Maschine 4 zu erzeugenden Bremsmoments über der Zeit gemäß 2 Kurve K2, und
    • – die beiden unteren Kurven K10 und K10' – die Dauer des Schaltvorgangs gemäß 2 Kurve K3.
  • Aus 3 ist gut zu erkennen, dass im Gegensatz zum Betrieb mit kürzeren Schaltzeiten Td_kurz bei im Vergleich hierzu längeren Schaltzeiten Td_lang die elektrische Maschine 4 zum Ausgleich des zusätzlichen Bremsmoments (Schleppmoments) der Brennkraftmaschine 2 mit deutlich geringerer Änderung des Bremsmoments betrieben wird.
  • Als Bremsmoment der elektrischen Maschine 4 im Sinne der Erfindung werden alle während eines Bremsvorgangs durch die elektrische Maschine 4 erzeugten Antriebsmomente, ob negativen Vorzeichens (Bremswirkung) oder positiven Vorzeichens (Beschleunigungswirkung), verstanden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Getriebeeinrichtung 6 als Stufenautomatikgetriebe mit veränderbaren Schaltzeiten ausgebildet, wobei die Schaltzeiten in Abhängigkeit vom Betriebszustand der elektrischen Maschine 4 bzw. einer übergeordneten Strategie veränderbar sind. Als übergeordnete Strategie im Sinne der Erfindung ist beispielsweise eine Strategie mit einer Unterscheidung zwischen einem Sportmodus (mit verkürzten, vorzugsweise fest vorgegebenen, Schaltzeiten) und einem Nicht-Sportmodus (mit im Vergleich zum Sportmodus verlängerten, vorzugsweise fest vorgegeben, Schaltzeiten) vorgesehen. Der Betriebszustand der elektrischen Maschine 4 wird dabei insbesondere abhängig von der Temperatur der elektrischen Maschine und/oder dem Ladezustand der, der elektrischen Maschine 4 zugeordneten Energiespeichereinrichtung 5 definiert.
  • Bevorzugt findet die Erfindung Anwendung bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb (z.B. kombinierter Antrieb von elektrischer Maschine und/oder Brennkraftmaschine) und/oder Fahrzeugen mit einem sogenannten Aktivgetriebe. Besondere Vorteile, die mit der Realisierung der Erfindung einhergehen, sind die Steigerung des Bremskomforts bei Hybridantrieben (mit mindestens einer elektrischen Maschine als Teil des Antriebsstrangs) mit Stufengetriebe, eine verbesserte Ausbeute der Bremsenergie bei Rekuperationsbetrieb und die Reduzierung des Verschleißes in den Kupplungen der Getriebeeinrichtung.

Claims (7)

  1. Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend – eine Hauptantriebseinrichtung (2), insbesondere Brennkraftmaschine, – eine mit der Hauptantriebseinrichtung (2) gekoppelte elektrische Maschine (4), – eine Getriebeeinrichtung (6), mittels der eine Übersetzungsänderung ohne Zugkraftunterbrechung durchführbar ist, – sowie eine Steuereinrichtung (8) zur Steuerung der elektrischen Maschine (4) und zur Steuerung der Getriebeeinrichtung (6), – wobei die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Bremsanforderung das angeforderte Gesamtbremsmoment zumindest anteilig durch die elektrische Maschine (4) bereit gestellt wird, und wobei bei einer vorliegenden Bremsanforderung mit konstantem Gesamtbremsmoment und einer während Anliegen dieser Bremsanforderung durchgeführten Änderung des Übersetzungsverhältnisses, die elektrische Maschine (4) derart angesteuert wird, dass das aufgrund der Übersetzungsänderung sich ändernde Gesamtbremsmoment zumindest teilweise ausgeglichen wird, so dass ein konstantes Gesamtbremsmoment gemäß der Bremsanforderung beibehalten wird.
  2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass das angeforderte Gesamtbremsmoment anteilig durch die elektrische Maschine (4) und anteilig durch die Betriebsbremse (10) bereitgestellt wird.
  3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass die Betriebsbremse (10) stationär betrieben wird, während durch Ansteuerung der elektrischen Maschine (4) das Gesamtbremsmoment beeinflussende Momentenänderungen ausgeglichen werden.
  4. Antriebseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass sie die Betriebsbereitschaft der elektrischen Maschine (4) überwacht.
  5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass und für den Fall, dass die elektrische Maschine (4) nicht betriebsbereit ist, die Brennkraftmaschine (2) derart angesteuert wird, dass die aufgrund einer durchgeführten Übersetzungsänderung erforderliche Zieldrehzahl für das neue Übersetzungsverhältnis am Getriebeeingang allein durch die Brennkraftmaschine (2) eingestellt wird.
  6. Antriebseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (6) als Stufenautomatikgetriebe mit veränderbaren Schaltzeiten ausgebildet ist und die Schaltzeiten in Abhängigkeit vom Betriebszustand der elektrischen Maschine (4) veränderbar sind.
  7. Antriebseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (6) als Stufenautomatikgetriebe mit veränderbaren Schaltzeiten ausgebildet ist und die Schaltzeiten für die einzelnen Gangwechsel durch eine übergeordnete Strategie mit entsprechender Ansteuerung der elektrischen Maschine (4) vorgegeben wird.
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