DE102006018059A1

DE102006018059A1 - Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges

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Publication number: DE102006018059A1
Application number: DE102006018059A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr. Dreibholz; Johannes Dr. Kaltenbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-10-31
Also published as: JP2007326556A; US20070246275A1; US7645209B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges (1) eines Fahrzeuges mit mehreren Antriebsaggregaten (2, 3) und mit einem Abtrieb (5) beschrieben. Es sind jeweils wenigstens eine Verbrennungsmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3) vorgesehen und die wenigstens eine elektrische Maschine (3) ist im Leistungsstrang zwischen dem Abtrieb (5) und der wenigstens einen Verbrennungsmaschine (2) angeordnet. Zwischen der Verbrennungsmaschine (2) und der elektrischen Maschine (3) ist ein erstes reibschlüssiges Schaltelement (7) vorgesehen, während zwischen der elektrischen Maschine (3) und dem Abtrieb (5) ein Koppelelement (8A) mit drehzahlabhängiger Kennung und wenigstens ein zweites reibschlüssiges Schaltelement (30) angeordnet ist. Ein am Abtrieb (5) anzulegendes Soll-Abtriebsmoment steht in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes (30). Die Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes (30) wird in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes gesteuert eingestellt, so dass das zweite Schaltelement (30) mit einer zur Darstellung des Soll-Abtriebsmomentes am Abtrieb (5) erforderlichen Übertragungsfähigkeit vorliegt. Eine Soll-Schlupfvorgabe des zweiten Schaltelementes (30) wird mittels der von den Antriebsaggregaten (2, 3) zu erzeugenden Soll-Antriebsmomente wenigstens in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes vorgesteuert und in Abhängigkeit weiterer Betriebszustandsparameter des ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis bekannte Hybridfahrzeuge mit Parallelhybridantriebssträngen weisen üblicherweise zwischen einem Verbrennungsmotor und dem Abtrieb des Fahrzeuges ein als reibschlüssige Kupplung ausgeführtes Anfahrelement auf, um die Fahrzeuge über die Verbrennungsmaschinen in an sich bekannter Art und Weise anfahren zu können, wobei das Anfahrelement während des Anfahrvorganges zunächst schlupfend betrieben wird. Bei einem lediglich über eine elektrische Maschine eines Hybridfahrzeuges realisierten Anfahrvorgang ist der gesteuerte und geregelte Schlupfbetrieb des Anfahrelementes nicht erforderlich, da elektrische Maschinen im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmaschinen keine Mindestdrehzahl aufweisen.
Ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges und ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges, der mit einem reibschlüssigen Anfahrelement ausgeführt ist, ist aus der DE 10 2004 002 061 A1 bekannt. Dabei ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern und Regeln eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges mit einer Verbrennungsmaschine, mit einer elektrischen Maschine, mit einem zwischen der elektrischen Maschine und einem Abtrieb in einem Kraftfluss des Antriebsstranges angeordneten und mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit ausgeführten Schaltelement und einer zwischen der elektrischen Maschine und der Brennkraftmaschine angeordneten Kupplungseinrichtung, über die die elektrische Maschine und die Verbrennungsmaschine in Wirkverbindung bringbar sind, ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges derart betreibbar, dass ein Übergang von einem Antrieb des Hybridfahrzeuges durch die elektrische Maschine zu einem Parallelantrieb des Hybridfahrzeuges über die elektrische Maschine und die Verbrennungsmaschine oder zu einem reinen verbrennungsmaschinenseitigen Antrieb des Hybridfahrzeuges sowie ein Startvorgang der Verbrennungsmaschine über die elektrische Maschine ohne für einen Fahrer des Hybridfahrzeuges merkbare antriebsstrangseitige Reaktionsmomente durchführbar ist.
Dazu wird im Betrieb des Antriebsstranges die Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine derart eingestellt, dass am Abtrieb des Antriebsstranges ein von einem Startvorgang der Brennkraftmaschine unabhängiges Drehmoment anliegt, wobei Drehmomentänderungen am Abtrieb, die aufgrund des Startens der Brennkraftmaschine auftreten, vorzugsweise durch einen Schlupfbetrieb des Schaltelementes vermieden werden.
Bei dem Verfahren wird die Drehzahl der elektrischen Maschine während der Startphase der Brennkraftmaschine auf einen Drehzahlwert angehoben, zu dem gewährleistet ist, dass das Schaltelement zwischen der elektrischen Maschine und dem Abtrieb des Antriebsstranges während des gesamten Startvorganges der Brennkraftmaschine in einem Schlupfbetrieb gehalten wird. Der Drehzahlwert wird über einen in die Motorsteuerung und/oder in die Getriebesteuerung und/oder in einen übergeordneten Momentenmanager implementierten Algorithmus berechnet.
Zusätzlich sind aus der Praxis Antriebsstränge von Fahrzeugen mit jeweils Mindestbetriebsdrehzahlen aufweisenden Verbrennungsmotoren bekannt, welche zur Realisierung eines verbrennungsmaschinenseitigen Anfahrvorganges des Fahrzeuges mit einem als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildeten Anfahrelement ausgeführt sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges eines Fahrzeuges, der im Bereich zwischen der elektrischen Maschine und dem Abtrieb mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und wenigstens einem weiteren reibschlüssigen Schaltelement ausgebildet ist, zur Verfügung zu stellen, durch dessen Anwendung ein Parallelhybridantriebsstrang über seinen gesamten Betriebsbereich in einem einen hohen Fahrkomfort gewährleistenden Umfang betreibbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges eines Fahrzeuges mit mehreren Antriebsaggregaten und mit einem Abtrieb, wobei jeweils wenigstens eine Verbrennungsmaschine und eine elektrische Maschine vorgesehen sind und die wenigstens eine elektrische Maschine im Leistungsstrang zwischen dem Abtrieb und der wenigstens einen Verbrennungsmaschine angeordnet ist und zwischen der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine ein erstes reibschlüssiges Schaltelement vorgesehen ist, während zwischen der elektrischen Maschine und dem Abtrieb ein Koppelelement mit drehzahlabhängiger Kennung, vorzugsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine hydrodynamische Kupplung oder eine Fliehkraftkupplung, und wenigstens ein zweites reibschlüssiges Schaltelement angeordnet sind, und wobei ein am Abtrieb anzulegendes Soll-Abtriebsmoment in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit des weiteren Schaltelementes steht, wird die Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes gesteuert eingestellt, so dass das zweite Schaltelement mit einer zur Darstellung des Soll-Abtriebsmomentes am Abtrieb erforderlichen Übertragungsfähigkeit vorliegt, und eine Soll-Schlupfvorgabe des zweiten Schaltelementes wird mittels der von den Antriebsaggregaten zu erzeugenden Soll-Antriebsmomente we nigstens in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes gesteuert und in Abhängigkeit weiterer Betriebzustandsparameter des Parallelhybridantriebsstranges geregelt umgesetzt.
Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, das zweite Schaltelement des Parallelhybridantriebsstranges während eines reinen elektromaschinenseitigen Antriebes und eines sich daran anschließenden elektromaschineseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine in einem geregelten Schlupfbetrieb zu halten, um durch das Zuschalten der Verbrennungsmaschine verursachte Drehmomentschwankungen in im Bezug auf das zweite Schaltelement verbrennungsmaschinenseitigen Teil des Parallelhybridantriebsstranges im Bereich des schlupfend betriebenen zweiten Schaltelementes zu dämpfen und keine Veränderungen des am Abtrieb anliegenden Abtriebsmomentes durch das Starten der Verbrennungsmaschine zu verursachen.
Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, während eines Hybridfahrbetriebes, während dem das Fahrzeug gleichzeitig von der Verbrennungsmaschine und der elektrischen Maschine angetrieben wird, in einem geregelten Schlupfbetrieb zu halten, um auftretende Drehmomentschwankungen im verbrennungsmaschinenseitigen Teil des Parallelhybridantriebsstranges, die im Bereich des Koppelelementes, besonders bei der Ausführung des Koppelelementes als hydrodynamischer Drehmomentwandler aufgrund der Drehmomentwandlung, unter Umständen verstärkt werden, nicht in Richtung des Abtriebes weiter zu leiten und einen Fahrkomfort zu verschlechtern.
Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise, während der die Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes gesteuert eingestellt wird und während der ein Soll-Schlupf des zweiten Schaltelementes mit Hilfe der elektrischen Maschine oder mit Hilfe der elektrischen Maschine und der Verbrennungsmaschine über das Koppelelement hinweg geregelt eingestellt wird, wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass ein elektromaschinenseitiger Start vorgang der Verbrennungsmaschine durch variieren der Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes, ohne für einen Fahrer des Fahrzeuges spürbare Reaktionsmomente zu erzeugen, durchführbar ist.
Des Weiteren ist mittels der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ein Schlupf des zweiten Schaltelementes sowohl während eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine als auch während eines Hybridfahrbetriebes zur Reduzierung einer Reibbelastung in Richtung eines erforderlichen Minimums einstellbar. Ein derartiges Minimum des Schlupfes des zweiten Schaltelementes ergibt sich beispielsweise aus einer für einen Start der Verbrennungsmaschine erforderlichen minimalen Startdrehzahl, aus welcher eine minimale Differenzdrehzahl zwischen der Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangsdrehzahl resultiert.
Diese minimale Differenzdrehzahl ist vorteilhafter Weise im Wesentlichen im Bereich des Koppelelementes darstellbar, in dessen Bereich auftretende Verlustleistungen einfacher als im Bereich des zweiten Schaltelementes abführbar sind, wobei dies besonders bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten bzw. im Fahrzeugstillstand von besonderer Bedeutung ist.
Ist das Koppelelement über eine parallel im Parallelhybridantriebsstrang angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung überbrückbar, deren Übertragungsfähigkeit stufenlos einstellbar ist, ist es bei einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Anteil des von den Antriebsaggregaten zu erzeugenden Soll-Antriebsmomentes, welcher über die Wandlerüberbrückungskupplung zu führen ist, derart eingestellt wird, dass der drehzahlabhängige Einfluss des Koppelelementes reduziert wird und im in Bezug auf das Koppelelement verbrennungsmaschinenseitigen Anteil des Parallelhybridantriebsstranges auftretende Drehmomentschwankungen mit geringerer Verstärkung in Richtung des zweiten Schaltelementes weitergeleitet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele für funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Parallelhybridantriebsstranges mit einem Drehmomentwandler, mit einer dazu parallel im Parallelhybridantriebsstrang angeordneten Wandlerüberbrückungskupplung und mit einem zwischen dem Drehmomentwandler und einem Getriebeeingang vorgesehenen zweiten Schaltelement;
2 ein Blockschaltbild einer Drehzahlreglerstruktur zum Steuern und Regeln eines Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate des Parallelhybridantriebsstranges gemäß 1 während eines elektromaschinenseitigen Fahrbetriebes und eines elektromaschinenseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine;
3 ein Blockschaltbild einer Drehzahlreglerstruktur zum Steuern und Regeln des Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate des Parallelhybridantriebsstranges gemäß 1 während eines Hybridfahrbetriebes;
4 eine detaillierte Blockschaltbilddarstellung einer Steuer- und Regelvorrichtung der in 2 gezeigten Drehzahlreglerstruktur;
5 eine zweite Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2;
6 eine detailliertere Blockschaltbilddarstellung einer Steuer- und Regelvorrichtung der in 3 gezeigten Drehzahlreglerstruktur;
7 eine zweite Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3;
8 eine dritte Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3; und
9 eine vierte Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3.
In 1 ist ein Parallelhybridantriebsstrang 1 eines Hybridfahrzeuges in stark schematisierter Darstellung in Form eines Blockschaltbildes gezeigt. Der Parallelhybridantriebsstrang 1 umfasst eine Verbrennungsmaschine 2, eine elektrische Maschine 3, ein Getriebe 4 und einen Abtrieb 5. Zwischen der Verbrennungsmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 ist eine Einrichtung 6 zur Drehungleichförmigkeitsdämpfung sowie ein erstes reibschlüssiges Schaltelement 7 angeordnet.
Mittels des Schaltelementes 7 ist eine Wirkverbindung zwischen der Verbrennungsmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 herstellbar, um verschiedene Betriebszustände des Parallelhybridantriebsstranges 1 des Fahrzeuges, wie einen alleinigen Antrieb über die elektrische Maschine 3, einen parallelen Antrieb über die Verbrennungsmaschine 2 und die elektrische Maschine 3 oder einen alleinigen Antrieb über die Verbrennungsmaschine 2 durchführen zu können.
Darüber hinaus besteht durch die Anordnung des ersten Schaltelementes 7 zwischen der Verbrennungsmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 die Möglichkeit, die Verbrennungsmaschine erst bei Vorliegen der für einen Startvorgang der Verbrennungsmaschine 2 erforderlichen rotatorischen Energie der elektrischen Maschine 3 über das erste Schaltelement 7 an die elektrische Maschine 3 derart zu koppeln, dass die Verbrennungsmaschine 2 von der elektrischen Maschine 3 gestartet wird.
Zusätzlich ist zwischen der elektrischen Maschine 3 und dem Getriebe 4, welches auf der der Verbrennungsmaschine 2 abgewandten Seite der elektrischen Maschine 3 angeordnet ist, ein einen als so genannten Trilok-Wandler ausgebildeten Drehmomentwandler 8A und eine parallel dazu im Parallelhybridantriebsstrang 1 angeordnete Wandlerüberbrückungskupplung 8B umfassendes Anfahrelement 8 mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit vorgesehen, über welches die elektrische Maschine 3 mit dem Getriebe 4 und dem Abtrieb 5 in Wirkverbindung steht. Das Getriebe 4 ist vorliegend als herkömmliches Automatgetriebe ausgeführt, über welches verschiedene Übersetzungen darstellbar sind, wobei das Getriebe jedes an sich aus der Praxis bekannte Getriebe sein kann.
Des Weiteren ist zwischen dem Anfahrelement 8 und dem Getriebe 4 ein zweites reibschlüssiges Schaltelement 30 mit stufenlos variierbarer Übertragungsfähigkeit vorgesehen, dessen eine Kupplungshälfte mit dem getriebeseitigen Ausgang des Anfahrelementes 8 und dessen andere Kupplungshälfte mit einer Getriebeeingangswelle 4A des Getriebes 4 verbunden ist, so dass der Kraftfluss des Parallelhybridantriebsstranges 1 im Bereich des zweiten Schaltelementes 30 in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes beeinflussbar ist.
Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführung des Parallelhybridantriebsstranges 1 kann das zweite Schaltelement auch als eine in das Ge triebe 4 integrierte Schaltkupplung oder Schaltbremse ausgeführt sein, welche zur Darstellung einer Anfahrübersetzung des Getriebes in den Kraftfluss des Parallelhybridantriebsstranges zugeschaltet ist.
Auf der dem zweiten Schaltelement 30 abgewandten Seite bzw. getriebeausgangseitig ist das Getriebe 4 über ein Achsdifferential 9 mit Rädern 10 einer Fahrzeugantriebsachse des Parallelhybridantriebsstranges 1 wirkverbunden. Im Bereich der Räder 10 ist ein Teil einer Bremsanlage 11 dargestellt, welche mit einem so genannten Brems-Booster 12 ausgeführt ist. Der Brems-Booster 12 stellt eine Einrichtung dar, mittels welcher die Bremsanlage im Schubbetrieb des Parallelhybridantriebsstranges 1 automatisch zur Darstellung eines Gegenschubmomentes am Abtrieb 5 betätigt wird, wenn ein der elektrischen Maschine 3 zugeordneter elektrischer Speicher 13 durch die generatorisch betriebene elektrische Maschine 3 vollständig beladen ist und durch die elektrische Maschine 3 kein ausreichendes Motorbremsmoment am Abtrieb 5 darstellbar ist. Der elektrische Speicher 13 ist über eine elektrische Steuerung 14 mit der elektrischen Maschine 3, einem Bordnetz 15 sowie einer elektrischen Getriebesteuereinrichtung 16 verbunden, wobei letztgenannte Getriebesteuereinrichtung 16 zur Steuerung des Getriebes 4 vorgesehen ist. Zur Steuerung der Verbrennungsmaschine 2 ist ein Motorsteuergerät 17 vorgesehen.
Das zweite Schaltelement 30 ist durch Veränderung einer Übertragungsfähigkeit und/oder durch Veränderung der Drehzahl der elektrischen Maschine 3 in den Schlupfbetrieb überführbar, während dem am Abtrieb 5 das Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll anliegt.
2 zeigt eine Drehzahlreglerstruktur, mittels welcher der Parallelhybridantriebsstrang 1 gemäß 1 erfindungsgemäß während eines reinen elektromaschinenseitigen Antriebes oder Anfahrvorganges des Hybridfahrzeuges und einen sich daran anschließenden elektromaschinenseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 betreibbar ist, ohne am Abtrieb den Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionsmomente zu verursachen.
Dabei ist ein fahrerseitig angefordertes Anfahrmoment bzw. ein am Abtrieb 5 anzulegendes Soll Abtriebsmoment m_fahr_soll bei abgeschalteter Verbrennungsmaschine 2 zunächst nur über die elektrische Maschine 3 am Abtrieb 5 in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes des Anfahrelementes 8 und der aktuell eingestellten Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes 30 darstellbar.
Das fahrerseitig angeforderte Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll stellt neben einer messtechnisch ermittelten Ist-Antriebsdrehzahl n_3_ist der elektrischen Maschine 3, d. h. der elektromaschinenseitigen Eingangsdrehzahl des Anfahrelementes 8, einer Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist des Drehmomentwandlers 8A, die einer Ausgangsdrehzahl des Anfahrelementes 8 des Parallelhybridantriebsstranges 1 gemäß 1 sowie einer Eingangsdrehzahl des zweiten Schaltelementes 30 entspricht, und einer Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist des Getriebes 4, die einer getriebeausgangsseitigen Drehzahl der mit dem Getriebe 4 verbundenen Kupplungshälfte des zweiten Schaltelementes 30 entspricht, einen Eingangswert einer Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 dar.
Des Weiteren stellt eine Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 bzw. das über das erste Schaltelement 7 zu führende Soll-Drehmoment m_7_soll eine Steuergröße und ein Störmoment der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 während eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 dar, um die Verbrennungsmaschine 2 bei Vorliegen einer Anforderung zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine 2 an die elektrische Maschine 3 ohne abtriebsseitige Reaktionsmomente ankoppeln und starten zu können.
Nach dem Starten der Verbrennungsmaschine 2 wird in der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 ein Schalter 29 umgelegt und das Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 als negativer Wert dem zu steuernden Prozess bzw. dem Parallelhybridantriebsstrang 1 als Steuergröße zugeführt, wobei das Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 ebenfalls ein Störmoment der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 darstellt.
Damit wird das während eines reinen elektromotorseitigen Anfahrvorganges des Fahrzeuges oder das während eines elektromotorseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 von der elektrischen Maschine 3 zu erzeugende Soll-Antriebsmoment m_3_soll in Abhängigkeit von im Parallelhybridantriebsstrang 1 auftretenden Belastungsmomenten, die Störgrößen der Regelung darstellen, bestimmt.
Zusätzlich wird die Soll-Vorgabe m_7_soll der Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes 7 dem realen Prozess 19, d. h. dem Fahrzeug bzw. dem Parallelhybridantriebsstrang 1, als Steuergröße zugeführt, um das erste Schaltelement 7 über den gesamten Betriebsbereich des reinen elektromaschinenseitigen Antriebes des Parallelhybridantriebsstranges 1 sowie während eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 mit der jeweils dafür erforderlichen Übertragungsfähigkeit darstellen zu können.
Gleichzeitig wird der reale Prozess 19 bzw. das zweite Schaltelement 30 in einem derartigen Umfang angesteuert, dass das zweite Schaltelement 30 mit einer zur Darstellung des fahrerseitig angeforderten Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll erforderlichen Übertragungsfähigkeit m_30_soll vorliegt. Dabei weist das zweite Schaltelement 30 einen Betriebszustand auf, bei dem über das zweite Schaltelement 30 ein Drehmoment führbar ist, dass zur Darstellung des angeforderten Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll am Abtrieb 5 erforderlich ist. Des Weiteren wird der Steuer- und Regelvorrichtung 18 eine Soll-Schlupf vorgabe s_30_soll für das zweite Schaltelement 30 als Eingangsgröße zugeführt, um das zweite Schaltelement 30 in einem für einen angestrebten Fahrkomfort erforderlichen Schlupfbetrieb zu betreiben.
In 3 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum Einstellen eines fahrerseitig angeforderten Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll während eines Hybridfahrbetriebes des Parallelhybridantriebsstranges 1 gemäß 1 in Form eines stark schematisierten Blockschaltbildes dargestellt. Das fahrerseitig angeforderte Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll stellt neben der messtechnisch ermittelten Ist-Antriebsdrehzahl n_3_ist der elektrischen Maschine 3, der Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist des Drehmomentwandlers 8A, der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist und der Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll einen Eingangswert der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3 dar, mittels welcher jeweils Vorgaben für ein Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2, des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 und der Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B ermittelt werden. Die Soll-Antriebsmomente m_2_soll und m_3_soll der Verbrennungsmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 sowie die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B stellen Ausgangswerte der Steuer- und Regelvorrichtung 18 dar, die dem System "Fahrzeug" bzw. dem realen Prozess 19 als Soll-Betriebsgrößen zugeführt werden.
Die Soll-Übertragungsfähigkeit m_30_soll des zweiten Schaltelementes 30 wird dem realen Prozess 19 in Abhängigkeit des angeforderten und am Abtrieb 5 darzustellenden Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll direkt als Steuergröße zugeführt. Die Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 bzw. das Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 wird aufgrund des während eines Hybridantriebes vollständig geschlossenen ersten Schaltelementes 7 bei der Regelung des Soll-Antriebsmomentes m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 und/oder des Soll-Antriebsmo mentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 bzw. bei der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3 vorliegend nicht berücksichtigt.
4 zeigt eine erste Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der in 2 dargestellten Drehzahlreglerstruktur in einer detaillierteren Blockschaltbilddarstellung. In einem ersten Knotenpunkt 20 wird zwischen der Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist und der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist ein Ist-Schlupf s_30_ist des zweiten Schaltelementes 30 ermittelt. Zwischen der Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll und dem Ist-Schlupf s_30_ist des zweiten Schaltelementes 30 wird in einem zweiten Knotenpunkt 21 eine Regelabweichung Δs_30 ermittelt und einer ersten Regeleinrichtung 22 zur Bestimmung eines Korrekturmomentes m_korr des Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll zugeführt, wobei das Korrekturmoment m_korr zu dem angeforderten Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll in einem dritten Knotenpunkt 23 addiert wird.
Die Summe des Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll und des Korrekturmomentes m_korr stellt vorliegend ein Soll-Turbinenmoment m_t_soll dar, welches einem Funktionsblock 24 der Steuer- und Regelvorrichtung 18 zugeführt wird. Mittels des Funktionsblockes 24 wird in Abhängigkeit einer inversen Wandlerkennung ein Pumpenmoment m_p des Drehmomentwandlers 8A sowie eine Soll-Antriebsdrehzahl n_3_soll der elektrischen Maschine bzw. eine elektromaschinenseitige Eingangsdrehzahl des Anfahrelementes 8 bestimmt. Zwischen der im Funktionsblock 24 berechneten Soll-Antriebsdrehzahl n_3_soll der elektrischen Maschine 3 und der gemessenen Ist-Antriebsdrehzahl n_3_ist der elektrischen Maschine 3 wird eine Regelabweichung bestimmt, welche einer als Proportional-Integral-Regler oder als PID-Regler ausführbaren zweiten Regeleinrichtung 25 zugeführt wird, deren Ausgangswert einen Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 darstellt.
Das über den Funktionsblock 24 ermittelte Pumpenmoment m_p wird in einem vierten Knotenpunkt 26 zu der Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 oder bei zugeschalteter Verbrennungsmaschine 2 zu dem Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 addiert, wobei die Summe einen Steueranteil des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 darstellt.
Die Auswahl, ob das Soll-Antriebsmoment m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2 oder die Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 zu dem ermittelten Pumpenmoment m_p addiert wird, erfolgt über den Schalter 29. Damit fließt in die Bestimmung des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 während eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine jeweils angreifende Störgrößenmoment ein.
In einem fünften Knotenpunkt 27 wird die im vierten Knotenpunkt 26 gebildete Summe zu dem über die zweite Regeleinrichtung 25 ermittelten Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes n_3_soll der elektrischen Maschine 3 addiert, wobei die im fünften Knotenpunkt 27 gebildete Summe das an den realen Prozess 19 auszugebende Soll-Antriebsmoment m_3_soll der elektrischen Maschine 3 darstellt.
Sowohl das Pumpenmoment m_p als auch die Soll-Antriebsdrehzahl n_3_soll der elektrischen Maschine 3 wird neben dem Soll-Turbinenmoment m_t_soll auch in Abhängigkeit der Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist oder einer hierzu äquivalenten Drehzahlgröße des Parallelhybridantriebsstranges 1, die einen Eingangswert des Funktionsblockes 24 darstellt, ermittelt. Die zu der Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist äquivalente Drehzahlgröße ist beispielsweise aus der Soll-Schlupfvorgabe n_30_soll des zweiten Schaltelementes 30 und der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist des Getriebes 4 bestimmbar und dem Funktionsblock 24 als Eingangsgröße zuführbar.
Bei Vorliegen einer Anforderung zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine 2, die aufgrund eines zu geringen Speicherladezustandes des elektri schen Speichers 13, einer Drehzahlbedingung der elektrischen Maschine 3 eine Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung und/oder einer Fahrerwunschmomentbedingung ergehen kann, wird das von der elektrischen Maschine 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 gemäß 1 zu erzeugenden Soll-Antriebsmoment m_3_soll in der vorbeschriebenen Art und Weise über eine in 4 dargestellte Steuer- und Regelvorrichtung 18 gesteuert und geregelt vorgegeben bzw. eingestellt.
Dabei ist jeweils zwischen Anfahr- und Startvorgängen unterscheidbar, bei welchen die Wandlerüberbrückungskupplung 8B vollständig geöffnet ist oder zur wenigstens teilweisen Überbrückung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8A angesteuert wird. Der Parallelhybridantriebsstrang 1 gemäß 1 wird während Anfahr- und Startvorgängen, bei welchen die Wandlerüberbrückungskupplung 8B vollständig geöffnet ist, in der vorbeschriebenen Art und Weise betrieben.
Alternativ hierzu wird der Parallelhybridantriebsstrang gemäß 1 während Anfahr- und Startvorgängen sowie in seinem elektromaschinenseitigen Fahrbetrieb, während welchen die Wandlerüberbrückungskupplung 8B mit einer Übertragungsfähigkeit vorliegt, bei der Drehmoment über diese führbar ist, dadurch gesteuert und geregelt betrieben, dass die Regelabweichung Δs_30 des Schlupfes des zweiten Schaltelementes 30 einer dritten Regeleinrichtung 28 zugeführt wird. In der dritten Regeleinrichtung 28 wird die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B bestimmt.
Die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll wird derart eingestellt, dass ein Schlupf im Bereich des Drehmomentwandlers 8A reduziert ist und der hydrodynamische Einfluss des Drehmomentwandlers 8A gegenüber einer voltständig geöffneten Wandlerüberbrückungskupplung 8B reduziert ist. Das bedeutet, dass der Anteil des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschi ne 3 der über die Wandlerüberbrückungskupplung 8B zu führen ist, über die dritte Regeleinrichtung 28 bestimmt wird.
Das in 4 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 umfasst zwei wesentliche Regelkreise. Über einen der Regelkreise wird die Differenzdrehzahl des zweiten Schaltelementes 30 unter Berücksichtigung des eine Stellgröße darstellenden Soll-Turbinenmomentes m_t_soll geregelt, wobei hierfür auch die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B verwendbar ist. Über den weiteren Regelkreis wird die Drehzahl der elektrischen Maschine 3 zur Bestimmung des Regelanteils des ebenfalls eine Stellgröße darstellenden Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 geregelt.
Im Funktionsblock 24 wird über inverse Wandlerkennfelder und die Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist die für die Darstellung des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll erforderliche Soll-Drehzahl n_3_soll der elektrischen Maschine 3, welche der Pumpendrehzahl des Drehmomentwandlers 8A entspricht, ermittelt. Das gleichzeitig im Funktionsblock 24 berechnete Pumpenmoment m_p ist zur Vorsteuerung der Regelung der elektrischen Maschine 3 vorgesehen. Wird alternativ zur gemessenen Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist die Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist und die Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll des zweiten Schaltelementes 30 als Eingangsgröße für den Funktionsblock 24 verwendet, wird eine durch die Verwendung von Messgrößen verursachte Rückkopplung im Regelkreis verringert und ein besseres Stabilitätsverhalten der Regelung insgesamt erreicht.
Im Bereich der elektrischen Maschine 3 wird eine Regelung der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 durchgeführt, wobei die Soll-Antriebsdreh-zahl n_3_soll der elektrischen Maschine 3 die Soll-Größe der Regelung darstellt. Das Soll-Antriebsmoment m_3_soll der elektrischen Ma schine 3 stellt eine Stellgröße der Regelung dar, wobei das über den Funktionsblock 24 bestimmte Pumpenmoment m_p und die Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes Störgrößen der Regelung der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 darstellen.
Zusätzlich zur Regelung des Schlupfes des zweiten Schaltelementes 30 über das hydrodynamische Turbinenmoment m_t des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8A als Stellgröße ist die dritte Regeleinrichtung 28 vorgesehen, um die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B als zusätzliche Stellgröße heranziehen zu können. Diese Vorgehensweise ermöglicht aufgrund der höheren Stelldynamik der Wandlerüberbrückungskupplung 8B im Vergleich zum hydrodynamischen Drehmomentwandler 8A, dessen Turbinenmoment m_t sich erst nach einer Drehzahländerung der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine 3 ändert, den Parallelhybridantriebsstrang 1 mit kürzeren Steuer- und Regelzeiten betreiben zu können.
Im vollständig geöffneten Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung 8B ist im Wesentlichen kein Drehmoment über diese führbar. In einem derartigen Betriebszustand der Wandlerüberbrückungskupplung 8B besteht über die dritte Regeleinrichtung 28 im Wesentlichen nur eine Einflussnahme in eine Richtung, da die Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 8B im wesentlichen nur erhöht aber nicht verringert werden kann. Um im Bereich der Wandlerüberbrückungskupplung 8B über die dritte Regeleinrichtung 28 die Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 8B in beide Richtungen stellen zu können, ist es erforderlich, die Wandlerüberbrückungskupplung 8B in einem Betriebszustand zu halten, bei der die Wandlerüberbrückungskupplung 8B mit einer Übertragungsfähigkeit vorliegt, zu der ein sogenanntes Grundmoment über die Wandlerüberbrückungskupplung 8B führbar ist.
Bei einer derartigen Vorgehensweise ist die Belastbarkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 8B zu berücksichtigen, um Überlastungen zu vermeiden. Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 8B nach einem dynamischen Reglereingriff durch die dritte Regeleinrichtung 28 langsam wieder auf das Niveau der Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 8B zurück geführt wird, zu der das Grunddrehmoment über die Wandlerüberbrückungskupplung 8B führbar ist und bei der eine Belastung der schlupfend betriebenen Wandlerüberbrückungskupplung 8B gering ist.
Die Abstimmung zwischen den Regeleinrichtungen 22 und 25 sowie der dritten Regeleinrichtung 28 ist vorzugsweise derart vorzusehen, dass hochdynamische Regeleingriffe mittels der dritten Regeleinrichtung 28 durchgeführt werden, während die stationäre Regelgenauigkeit im Bereich der ersten Regeleinrichtung 22 und der zweiten Regeleinrichtung 25 eingestellt wird.
Für den Fall, dass die Wandlerüberbrückungskupplung 8B mit einer dem Grundmoment entsprechenden Übertragungsfähigkeit dargestellt wird, sollte dieses für die Vorsteuerung der Regelung der Drehzahl n_3 der elektrischen Maschine in nicht näher dargestellter Art und Weise berücksichtigt werden.
In 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 2 dargestellt, welches im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 4 nur mit einem Regelkreis ausgeführt ist. Dabei werden der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 5 in der selben Art und Weise wie der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 4 das fahrerseitig angeforderte Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll, die Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll des zweiten Schaltelementes 30, die Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7, die messtechnisch ermittelte Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist und die ebenfalls gemessene Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist als Eingangsgrößen zugeführt, während das Soll-Antriebsmoment m_3_soll der elektrischen Maschine 3 als Stellgröße des realen Prozesses 19 die Ausgangsgröße der Steuer- und Regelvorrichtung 18 darstellt.
Das Soll-Antriebsmoment m_fahr_soll und die Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist bzw. die rechnerisch aus der Summe der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist und des Soll-Schlupfes n_30_soll des zweiten Schaltelementes 30 ermittelte und dazu äquivalente Drehzahlgröße werden dem Funktionsblock 24 als Eingangsgrößen zugeführt. Ausgangsgröße des Funktionsblockes 24 stellt das theoretisch ermittelte Pumpenmoment m_p dar, welches in der selben Art und Weise wie bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 4 zu der ein Störmoment darstellenden Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 addiert wird. Die Summe des Pumpenmomentes m_p und der Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 stellen einen Steueranteil des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 dar.
In einem sechsten Knotenpunkt 31 wird der Ist-Schlupf n_30_ist des zweiten Schaltelementes 30 aus der Differenz zwischen der Ist-Turbinendrehzahl n_t_ist, welche der Ausgangsdrehzahl des Anfahrelementes 8 bzw. der Eingangsdrehzahl des zweiten Schaltelementes 30 entspricht, und der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl n_GE_ist, welche der Ausgangsdrehzahl des zweiten Schaltelementes 30 entspricht, berechnet und in einem siebten Knotenpunkt 32 eine Regelabweichung zwischen der Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll und des Ist-Schlupfes s_30_ist des zweiten Schaltelementes 30 ermittelt, die einer vierten Regeleinrichtung 33 als Eingangswert zugeführt wird.
Über die vierte Regeleinrichtung 33 wird ein Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 bestimmt, der im fünften Knotenpunkt 27 zum Steueranteil bzw. zu der Summe aus dem Pumpenmo ment m_p und der Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 addiert wird.
Bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 5 wird die Differenzdrehzahl bzw. der Schlupf s_30 des zweiten Schaltelementes 30 direkt über die elektrische Maschine 3 geregelt, während die Vorsteuerung der Regelung der Drehzahl der elektrischen Maschine 3 mittels des im Funktionsblock 24 ermittelten Pumpenmomentes m_p und über die Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 erfolgt.
6 zeigt eine erste Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der in 3 dargestellten Drehzahlreglerstruktur in einer detaillierteren Blockschaltbilddarstellung, welche sich im Wesentlichen von dem ersten Ausführungsbeispiel der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 im Bereich der Vorsteuerung nach dem Funktionsblock 24 und in dem Bereich der Regelung des im Hybridfahrbetrieb von der elektrischen Maschine 3 und der Verbrennungsmaschine 2 zu erzeugenden Soll-Antriebsmomentes nach dem fünften Knotenpunkt 27 unterscheidet, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionalität der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 6 auf die vorstehende Beschreibung zu 4 verwiesen wird.
Da die Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 6 zum Betreiben des Parallelhybridantriebsstranges 1 in einem Betriebszustand vorgesehen ist, in dem die Verbrennungsmaschine 2 zugeschaltet ist und in dem das erste Schaltelement 7 vollständig geschlossen ist, wird die Übertragungsfähigkeit m_7 des ersten Schaltelementes 7 bei der Ermittlung der Stellgrößen, d. h. des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 und des Soll-Antriebsmomentes m_2_soll der Verbrennungsmaschine 2, nicht berücksichtigt. Das bedeutet, dass der Steueranteil des bei zugeschalteter Verbrennungsmaschine 2 nunmehr sowohl über die Verbrennungsmaschine 2 als auch über die elektrische Maschine 3 erzeugbaren Soll-Antriebsmomentes dem über den Funktionsblock 24 berechneten Pumpenmoment m_p entspricht und zu dem in der zweiten Regeleinrichtung 25 ermittelten Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate 2 und 3 addiert wird.
Die Summe der Steuervorgabe des Soll-Antriebsmomentes m_3 der elektrischen Maschine 3 und des Regelanteils des Soll-Antriebsmomentes m_3 der elektrischen Maschine 3 stellt prinzipiell das gesamte von den Antriebsaggregaten, d. h. der elektrischen Maschine und/oder der Verbrennungsmaschine 2 des Parallelhybridantriebsstranges 1 gemäß 1 zu erzeugende Soll-Antriebsmoment dar, welches zur Darstellung des am Abtrieb 5 anzulegenden Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll erforderlich ist.
Prinzipiell besteht die Möglichkeit, dass das Soll-Antriebsmoment m_3_soll der elektrischen Maschine 3 bei entsprechendem Betriebszustand des Parallelhybridantriebsstranges 1, d. h. beispielsweise bei einem normalen Fahrbetrieb des Parallelhybridantriebsstranges 1, von der Verbrennungsmaschine 2 aufgebracht wird, während von der elektrischen Maschine 3 kein Antriebsmoment abgegeben wird. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die elektrische Maschine 3 zum Laden des elektrischen Speichers 13 generatorisch betrieben wird und ein dem Antriebsmoment der Verbrennungsmaschine 2 entgegenwirkendes Drehmoment in den Parallelhybridantriebsstrang 1 einleitet.
Da das fahrerseitig angeforderte Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll in verschiedenen Betriebssituationen des Parallelhybridantriebsstranges 1 jeweils lediglich von einem der Antriebsaggregate 2 und 3 alleine oder von beiden Antriebsaggregaten 2 und 3 gemeinsam zur Verfügung gestellt wird, ist ein übergeordnetes Fahrstrategiemodul vorgesehen, mittels dem eine Auswahl des Antriebsaggregates oder der Antriebsaggregate durchgeführt wird, von dem oder von den das Soll-Antriebsmoment zu erzeugen ist. Die jeweils von der elektrischen Maschine 3 und/oder der Verbrennungsmaschine 2 zu erzeugenden Anteile des ermittelten Soll-Antriebsmomentes werden über das Fahrstrategiemodul vorzugsweise nach der Addition des Steueranteils und des Regelanteils des Soll-Antriebsmomentes der elektrischen Maschine, d. h. nach dem vierten Knotenpunkt 27 ermittelt.
Dazu wird von dem Fahrstrategiemodul ein Aufteilungsverhältnis k ermittelt, welches dem Verhältnis aus dem von der elektrischen Maschine 3 zu erzeugenden Anteil des Soll-Antriebsmomentes zu dem von der Verbrennungsmaschine 2 zu erzeugenden Anteil des Soll-Antriebsmomentes entspricht. Anschließend wird die das gesamte Soll-Antriebsmoment darstellende und im fünften Knotenpunkt 27 aus dem Regelanteil und dem Steueranteil gebildete Summe jeweils mit dem Faktor k oder mit dem Faktor 1–k multipliziert, wobei die Ergebnisse jeweils die von den einzelnen Antriebsaggregaten 2, 3 zu erzeugenden Soll-Antriebsmomente m_2_soll, m_3_soll darstellen.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der in 3 dargestellten Drehzahlreglerstruktur. Hier wird das über den Funktionsblock 24 bestimmte Pumpenmoment m_p, welches die Steuervorgabe des Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate 2 und 3 darstellt, vor der Addition zu einem entsprechenden Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate 2 und 3 entsprechend dem über das Fahrstrategiemodul bestimmten Aufteilungsverhältnis k aufgeteilt. Die über den Funktionsblock 24 bestimmte Soll-Antriebsdrehzahl n_3_soll der elektrischen Maschine 3, welche bei geschlossenem Schaltelement 7 der Soll-Antriebsdrehzahl der Verbrennungsmaschine 2 entspricht, wird wie bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 6 zur Bestimmung einer Regelabweichung von der Ist-Drehzahl n_3_ist der elektrischen Maschine 3, die der Pumpendrehzahl des Drehmomentwandlers 8A bzw. der Eingangsdrehzahl des Anfahrelementes 8 des Parallelhybridantriebsstranges 1 entspricht, verwendet.
Anschließend wird die bestimmte Regelabweichung sowohl einer Regeleinrichtung 25A als auch einer Regeleinrichtung 25B zugeführt. Mittels der Regeleinrichtung 25A wird der Regelanteil des von der Verbrennungsmaschine 2 zu erzeugenden Anteils des Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate 2 und 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 ermittelt, der anschließend in einem Knotenpunkt 27A zu dem über das Fahrstrategiemodul bestimmten Anteil an der Steuervorgabe für das Soll-Antriebsmoment der Antriebsaggregate 2, 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 addiert wird, wobei die Summe den Anteil m_2_soll des Soll-Antriebsmomentes darstellt, welcher von der Verbrennungsmaschine 2 zu erzeugen ist.
Zusätzlich wird die Regelabweichung zwischen der über den Funktionsblock 24 ermittelten Soll-Antriebsdrehzahl n_3_soll und der Ist-Drehzahl n_3_ist der elektrischen Maschine 3 der Regeleinrichtung 25B als Eingangsgröße zugeführt, wobei über letztgenannte Regeleinrichtung 25B der Regelanteil des über die elektrische Maschine 3 zu erzeugenden Anteils m_3_soll des insgesamt von den beiden Antriebsaggregaten 2 und 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 zu erzeugenden Soll-Antriebsmomentes bestimmt wird. Der über die Regeleinrichtung 25B bestimmte Regelanteil wird zu dem über das Fahrstrategiemodul ermittelten Steueranteil im Knotenpunkt 27B addiert, wobei die Summe aus dem Regelanteil der Regeleinrichtung 25B und des Steueranteils den von der elektrischen Maschine 3 zu erzeugenden Anteil m_3_soll des gesamten Soll-Antriebsmomentes darstellt.
Sowohl bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 6 als auch bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 7 besteht die Möglichkeit, die Wandlerüberbrückungskupplung 8B vollständig zu öffnen, so dass das von der elektrischen Maschine 3 und/oder von der Verbrennungsmaschine 2 erzeugte Soll-Antriebsmoment vollständig über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 8A in Richtung des Abtriebes 5 geführt wird. Das bedeutet, dass die in 3 dargestellte Drehzahlreglerstruktur auch zum Betreiben eines Pa rallelhybridantriebsstranges 1 geeignet ist, dessen Anfahrelement 8 ohne Wandlerüberbrückungskupplung ausgeführt ist.
Durch eine gezielte Ansteuerung der Wandlerüberbrückungskupplung 8B besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, den Einfluss der Wandlerkennung während des Betriebes des Parallelhybridantriebsstranges 1 in Abhängigkeit der aktuell eingestellten Übertragungsfähigkeit der Wandler-über-brückungskupplung zu verringern bzw. in vollständig geschlossenem Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung vollständig zu eliminieren.
Um den Parallelhybridantriebsstrang 1 gemäß 1 auch in Betriebszuständen mit hohem Fahrkomfort betreiben zu können, während welchen die Wandlerüberbrückungskupplung 8B mit Übertragungsfähigkeiten vorliegt, bei dem das von der elektrischen Maschine 3 und/oder der Verbrennungsmaschine 2 erzeugte Soll-Antriebsmoment wenigstens teilweise auch über die Wandlerüberbrückungskupplung 8B geführt wird, wird die Soll-Übertragungsfähigkeit m_WK_soll der Wandlerüberbrückungskupplung 8B jeweils über die dritte Regeleinrichtung 28 in der zu 4 näher beschriebenen Art und Weise eingestellt.
Die in 7 dargestellte Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 bietet gegenüber der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 6 die Möglichkeit die Regeleinheiten 25A und 25B für die elektrische Maschine 3 und die Verbrennungsmaschine 2 unterschiedlich abzustimmen. So ist z. B. durch eine entsprechende Aufteilung des Pumpenmomentes m_p die Darstellung des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes m_fahr_soll und die dynamische Regelung des Schlupfes s_30 des zweiten Schaltelementes 30 den Antriebsaggregaten 2 und 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 jeweils unterschiedlich stark ausgeprägt zuordenbar. Eine besondere Ausprägung ist beispielsweise dann gegeben, wenn die der Verbrennungsmaschine 2 zugeordnete Regeleinrichtung 25A auf Null eingestellt wird, so dass von der Regelein richtung 25A kein Regelanteil ausgegeben wird und die Verbrennungsmaschine über einen Vorsteuerfaktor k = 1 rein gesteuert betrieben wird.
Dadurch stellt die Verbrennungsmaschine 2 das am Abtrieb angeforderte Soll-Abtriebsmoment m_fahr_soll grundsätzlich alleine dar. Der elektrischen Maschine 3 wird in einem derartigen Betriebszustand lediglich die Aufgabe zugewiesen, Abweichungen des Schlupfes des zweiten Schaltelementes 30 von der Soll-Schlupfvorgabe s_30_soll auszuregeln. Dazu ist die elektrische Maschine 3 sowohl in einem motorischen Betrieb, in welchem die elektrische Maschine 3 ein positives Antriebsmoment erzeugt, als auch in einem generatorischen Betrieb, in welchem die elektrische Maschine in Bezug auf das Soll-Antriebsmoment der Antriebsaggregate ein negatives Antriebsmoment erzeugt, betreibbar.
Eine dritte Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3 ist in 8 dargestellt, wobei die Steuer- und Regelvorrichtung 18 prinzipiell der in 5 dargestellten Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 ohne die Berücksichtigung der Soll-Übertragungsfähigkeit m_7_soll des ersten Schaltelementes 7 entspricht. Darüber hinaus ist die Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 8 gegenüber der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 5 nach dem fünften Knotenpunkt 27 um die in der Beschreibung zu 6 näher erläuterte Aufteilung des im Knotenpunkt 27 berechneten Soll-Antriebsmomentes der Antriebsaggregate 2 und 3 zwischen der elektrischen Maschine 3 und der Verbrennungsmaschine 2 erweitert.
Die in 9 dargestellte vierte Ausführungsform der Steuer- und Regelvorrichtung 18 der Drehzahlreglerstruktur gemäß 3 basiert ebenfalls auf der in 5 dargestellten Steuer- und Regelvorrichtung 18, wobei die Aufteilung des von den Antriebsaggregaten 2 und 3 des Parallelhybridantriebsstranges 1 gemäß 1 zu erzeugenden Soll-Antriebsmomentes zwischen der elektri schen Maschine 3 und der Verbrennungsmaschine 2 in ähnlicher Art und Weise wie bei der Steuer- und Regelvorrichtung 18 gemäß 7 durchgeführt wird.
Bei einer vereinfachten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Aufteilungsfaktor k abweichend von der vorbeschriebenen Vorgehensweise nicht über das übergeordnete Fahrmodul in Abhängigkeit des aktuellen Betriebszustandes des Parallelhybridantriebsstranges 1 ermittelt sondern stellt einen festen Wert dar, der einmalig während der Fahrzeugabstimmung bestimmt wird und in einem dem Paralielhybridantriebsstrang zugeordneten Steuergerät hinterlegt ist.
Grundsätzlich ist das von der Verbrennungsmaschine 2 am Anfahrelement 8 während eines Hybridfahrbetriebes anlegbare Antriebsmoment neben einer entsprechenden Motorsteuerung auch durch eine entsprechende Einstellung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 7 variierbar, so dass in für eine Motorsteuerung schwierigen Betriebssituationen des Parallelhybridantriebsstranges verbrennungsmaschinenseitige Drehmomentschwankungen im Bereich eines schlupfend betriebenen ersten Schaltelementes 7 auf einfache Art und Weise ausgleichbar sind.
Grundsätzlich stellt die Übertragungsfähigkeit m_7 des ersten Schaltelementes 7 bzw. das über das Schaltelement 7 führbare Drehmoment m_7 eine Steuergröße der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 während eines Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 dar, um die Verbrennungsmaschine 2 bei Vorliegen einer Anforderung zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine 2 an die elektrische Maschine 3 ohne abtriebsseitige Reaktionsmomente ankoppeln und starten zu können.
Nach dem Starten der Verbrennungsmaschine wird in der Drehzahlreglerstruktur gemäß 2 der Schalter 29 umgelegt und das von der Verbren nungsmaschine 2 zu erzeugende Soll-Antriebsmoment m_2_soll dem zu steuernden realen Prozess 19 als Steuergröße zugeführt.
Damit wird das während eines reinen elektromaschinenseitigen Anfahrvorganges des Fahrzeuges oder das während eines elektromaschinenseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine 2 von der elektrischen Maschine 3 zu erzeugende Soll-Antriebsmoment m_3_soll in Abhängigkeit von im Parallelhybridantriebsstrang 1 auftretenden Belastungsmomenten, die Störgrößen der Regelung darstellen, bestimmt.
Die Verbrennungsmaschine 2 wird durch die Erhöhung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 7 zunehmend mit der elektrischen Maschine 3 in Wirkverbindung gebracht, wobei mit zunehmender Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 7 die drehbaren Massen der noch abgeschalteten Verbrennungsmaschine 2 dem Antriebsmoment der elektrischen Maschine 3 als Störmoment entgegenstehen. Das bedeutet, dass das durch die Zuschaltung des Schaltelementes 7 auftretende Störmoment zunächst aufgrund der Überwindung der hohen Motorreib- und Kompressionsmomente hoch ist und nach dem Starten der Verbrennungsmaschine 2 grundsätzlich wieder absinkt.
Dem Verbrennungsmotor 2 wird von dem Motorsteuergerät 17 während des Startvorganges als Sollgröße ein Startmoment in Form einer Soll-Laststellung oder eine Zieldrehzahl, beispielsweise die Ist-Drehzahl der elektrischen Maschine 3, vorgegeben, um das Schaltelement 7 auf einfache Art und Weise und innerhalb kurzer Prozesszeiten in einen synchronen Zustand zu überführen. Nach dem Ankoppeln der Verbrennungsmaschine 2 über das Schaltelement 7 kann das zweite Schaltelement 7 geschlossen werden und anschließend die Lastübernahme von der elektrischen Maschine 3 auf die Verbrennungsmaschine 2 erfolgen, wobei das Schließen des Schaltelementes 7 und die Lastübernahme jedoch auch gleichzeitig durchführbar sind.
Das durch die Erhöhung der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 7 ansteigende Störmoment der Regelung des Soll-Antriebsmomentes m_3_soll der elektrischen Maschine 3 ist unter Umständen zur Reduzierung der Belastung der elektrischen Maschine 3 zeitgesteuert durch Reduzieren der Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes 7 verringerbar, wobei die Übertragungsfähigkeit m_7 des Schaltelementes 7 abweichend von der vorbeschriebenen Art und Weise kontinuierlich auf einen Wert anhebbar ist, zu dem das erste Schaltelement 7 vollständig geschlossen ist, ohne die Übertragungsfähigkeit zwischenzeitlich abzusenken.
Grundsätzlich besteht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, ein Pumpenaufnahmemoment und die zugehörige Pumpendrehzahl eines Drehmomentwandlers 8A in Abhängigkeit eines fahrerseitig angeforderten Soll-Abtriebsmomentes, welches zu einer Eingangsdrehzahl des zweiten Schaltelementes äquivalent ist, und einer messtechnisch ermittelten Abtriebsdrehzahl oder einer dazu äquivalenten Ist-Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers über ein bekanntes Wandlerverhalten zu bestimmen. Das Pumpenaufnahmemoment sowie die Pumpendrehzahl des Drehmomentwandlers sind unter Annahme eines quasi stationären Betriebs des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ermittelbar. Die Bestimmungsgleichungen für einen typischen Trilok-Wandler und die dazu gehörigen monotonen Kennlinien führen zu einem impliziten System an Gleichungen, die eine eindeutige Lösung der gesuchten Größen liefern. Zur Auflösung dieser Gleichungen können interative Verfahren, wie das Newton-Verfahren, oder auch Offline-Rechnungen, die die Ergebnisse in Form von Kennfeldern hinterlegen, herangezogen werden.
Für den Fall, dass der Einfluss der Wandlerkennung durch den Einsatz einer Wandlerüberbrückungskupplung verringert werden soll, ist das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Art und Weise dadurch erweiterbar, dass über einen Momentaufteilungsfaktor das zu dem fahrerseitig angeforderten Soll-Abtriebsmoment äquivalente Soll-Getriebeeingangsmoment zwischen der Wandlerüberbrückungskupplung und dem hydrodynamischen Drehmomentwandler aufgeteilt wird. Der Sollgrößenbestimmung des Pumpenaufnahmemomentes des Drehmomentwandlers wird dann das um das über die Wandlerüberbrückungskupplung geführte Drehmoment verminderte Soll-Getriebeeingangsmoment als Soll-Turbinenmoment zugeführt. Das von der elektrischen Maschine und/oder der Verbrennungsmaschine zu erzeugende Soll-Antriebsmoment ist anschließend durch Aufsummieren des ermittelten Pumpenaufnahmemomentes des Drehmomentwandlers und des über die Wandlerüberbrückungskupplung zu führenden Drehmomentanteiles ermittelbar.
Der Momentaufteilungsfaktor zwischen dem Drehmomentwandler und der Wandlerüberbrückungskupplung ist beispielsweise in Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl des Abtriebs des Parallelhybridantriebsstranges und der Fahrerwunschvorgabe bezüglich des Soll-Abtriebsmomentes bestimmbar und jeweils als betriebszustandsabhängiger Kennwert in Kennfeldern oder dergleichen in einem Steuergerät des Parallelhybridantriebsstranges eines Fahrzeuges hinterlegbar oder aktuell im Betrieb des Parallelhybridantriebsstranges über einen geeigneten Berechnungsalgorithmus bestimmbar.
Prinzipiell wird das zweite Schaltelement 30 des Parallelhybridantriebsstranges während eines reinen elektromaschinenseitigen Anfahrvorganges, während eines elektromaschinenseitigen Startvorganges der Verbrennungsmaschine sowie während eines Hybridfahrbetriebes, bei dem das Fahrzeug sowohl von der Verbrennungsmaschine 2 als auch von der elektrischen Maschine 3 angetrieben wird, in einem Schlupfbetrieb gehalten, um im in Bezug auf das zweite Schaltelement 30 verbrennungsmaschinenseitigen Teil des Parallelhybridantriebsstranges auftretende Drehmomentschwankungen zu dämpfen und am Abtrieb keine den Fahrkomfort beeinträchtigende Reaktionsmomente zu erzeugen.
Grundsätzlich ist das zwischen der elektrischen Maschine und dem Ab trieb angeordnete Koppelelement mit drehzahlabhängiger Kennung ausgeführt. Das bedeutet, dass das jeweils über das Koppelelement weitergeleitete Drehmoment in Abhängigkeit der Differenzdrehzahl am Koppelelement variiert. Dabei ist das Koppelelement bei allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen des Parallelhybridantriebsstranges nach der Erfindung als hydrodynamischer Drehmomentwandler, als hydrodynamische Kupplung, beispielsweise als Föttinger-Kupplung, als Fliehkraftkupplung oder dergleichen ausführbar.

1: Parallelhybridantriebsstrang
2: Verbrennungsmaschine
3: Elektrische Maschine
4: Getriebe
4A: Getriebeeinganswelle
5: Abtrieb
6: Einrichtung zur Drehungleichförmigkeitsdämpfung
7: zweites Schaltelement
8: erstes Schaltelement
8A: Drehmomentwandler
8B: Wandlerüberbrückungskupplung
9: Achsdifferential
10: Räder
11: Bremsanlage
12: Brems-Booster
13: elektrischer Speicher
14: elektrische Steuereinrichtung
15: Bordnetz
16: elektrische Getriebesteuereinrichtung
17: Motorsteuergerät
18: Steuer- und Regelvorrichtung
19: realer Prozess
20: erster Knotenpunkt
21: zweiter Knotenpunkt
22: erste Regeleinrichtung
23: dritter Knotenpunkt
24: Funktionsblock
25: zweite Regeleinrichtung
25A: Regeleinrichtung
25B: Regeleinrichtung
26: vierter Knotenpunkt
27: fünfter Knotenpunkt
28: dritte Regeleinrichtung
29: Schalter
30: zweites Schaltelement
31: sechster Knotenpunkt
32: siebter Knotenpunkt
33: vierte Regeleinrichtung
m_2: Antriebsmoment Verbrennungsmaschine
m_2_soll: Soll-Antriebsmoment der Verbrennungsmaschine
m_3: Antriebsmoment elektrische Maschine
m_3_soll: Soll-Antriebsmoment der elektrischen Maschine
m_7: Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes
m_7_soll: Soll-Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes
m_fahr_soll: Soll-Abtriebsmoment
m_korr: Korrekturmoment des Soll-Abtriebsmomentes
m_p: Pumpenmoment
m_t: Turbinenmoment
m_t_soll: Soll-Turbinenmoment
m_WK: Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung
m_WK_soll: Soll-Übertragungsfähigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung
n_2: Drehzahl der Verbrennungsmaschine
n_3: Drehzahl der elektrischen Maschine
n_3_ist: Ist-Drehzahl der elektrischen Maschine
n_3_soll: Soll-Antriebsdrehzahl der elektrischen Maschine
n_GE_ist: Ist-Getriebeeingangsdrehzahl
n_t: Drehzahl der Turbine
n_t_ist: Ist-Turbinendrehzahl
s_30_ist: Ist-Schlupf des zweiten Schaltelementes
s_30_soll: Soll-Schlupfvorgabe des zweiten Schaltelementes
Δs_30: Regelabweichung des Schlupfes des zweiten Schaltelementes

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybridantriebsstranges (1) eines Fahrzeuges (19) mit mehreren Antriebsaggregaten (2, 3) und mit einem Abtrieb (5), wobei jeweils wenigstens eine Verbrennungsmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3) vorgesehen sind und die wenigstens eine elektrische Maschine (3) im Leistungsstrang zwischen dem Abtrieb (5) und der wenigstens einen Verbrennungsmaschine (2) angeordnet ist und zwischen der Verbrennungsmaschine (2) und der elektrischen Maschine (3) ein erstes reibschlüssiges Schaltelement (7) vorgesehen ist, während zwischen der elektrischen Maschine (3) und dem Abtrieb (5) ein Koppelelement (8A) mit drehzahlabhängiger Kennung und wenigstens ein zweites reibschlüssiges Schaltelement (30) vorgesehen ist, und wobei ein am Abtrieb (5) anzulegendes Soll-Abtriebsmoment (m_fahr_soll) in Abhängigkeit einer Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes (30) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des zweiten Schaltelementes (30) in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) gesteuert eingestellt wird, so dass das zweite Schaltelement (30) mit einer zur Darstellung des Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) am Abtrieb (5) erforderlichen Übertragungsfähigkeit vorliegt, und dass eine Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) des zweiten Schaltelementes (30) mittels der von den Antriebsaggregaten zu erzeugenden (2, 3) Soll-Antriebsmomente (m_2_soll, m_3_soll) wenigstens in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) vorgesteuert wird und in Abhängigkeit weiterer Betriebszustandsparameter (s_30) des Parallelhybridantriebsstranges (1) geregelt umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupf (s_30) des zweiten Schaltelementes (30) einen Betriebszustandsparameter des Parallelhybridantriebsstranges (1) darstellt und in Abhängigkeit einer Ist-Drehzahl (n_GE_ist) einer abtriebsseitigen Kupplungshälfte des zweiten Schaltelementes (30) und eines Ist-Schlupfes (s_30_ist) des zweiten Schaltelementes (30) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupf (s_30) des zweiten Schaltelementes (30) in Abhängigkeit einer Ist-Turbinendrehzahl (n_t_ist) des als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgeführten Koppelelementes (8A) oder einer Summe aus der Ist-Getriebeeingangsdrehzahl (n_GE_ist) und der Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) des zweiten Schaltelementes (30) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupf (s_30) des zweiten Schaltelementes (30) in Abhängigkeit einer Ist-Drehzahl (n_3_ist) der elektrischen Maschine (3) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlupfbetrieb des zweiten Schaltelementes (30) zusätzlich in Abhängigkeit weiterer Steuergrößen (m_7_soll, m_2_soll) des Parallelhybridantriebsstranges (1) gesteuert eingestellt wird, die Störgrößen der Regelung des Schlupfes (s_30) des zweiten Schaltelementes (30) darstellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (30) durch Veränderung seiner Übertragungsfähigkeit und/oder durch Veränderung der Drehzahl (n_3) der elektrischen Maschine (3) in den Schlupfbetrieb überführt wird, während dem am Abtrieb (5) das Soll-Abtriebsmoment (m_fahr_soll) anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelabweichung (Δs_30) zwischen der Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) und dem Ist-Schlupf (s_30_ist) des zweiten Schaltelementes (30) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung (Δs_30) zwischen der Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) und dem Ist-Schlupf (s_30_ist) des zweiten Schaltelementes (30) zur Bestimmung eines Korrekturmomentes (m_korr) des Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) einer ersten Regeleinrichtung (22) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung eines korrigierten Soll-Abtriebmomentes das Korrekturmoment (m_korr) des Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) zu dem angeforderten Soll-Abtriebsmoment (m_fahr_soll) addiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung (Δs_30) zwischen der Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) und dem Ist-Schlupf (s_30_ist) des zweiten Schaltelementes (30) zur Bestimmung eines Regelanteiles des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) einer Regeleinrichtung (25; 25A, 25B) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das von der elektrischen Maschine (3) und/oder der Verbrennungsmaschine (2) zu erzeugende Soll-Antriebsmoment (m_2_soll, m_3_soll) in Abhängigkeit einer inversen Wandlerkennung des Drehmomentwandlers (8A) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Soll-Antriebmomentes (m_2_soll, m_3_soll) eine Soll-Antriebsdrehzahl (n_3_soll) der elektrischen Maschine (3) oder eine hierzu äquivalente Drehzahlgröße des Parallelhybridantriebsstranges (1) über die inverse Wandlerkennung in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebmomentes (m_fahr_soll) ermittelt wird, die zur Berechnung einer Regelabweichung zwischen der Ist-Antriebsdrehzahl (n_3_ist) der elektrischen Maschine (3) oder der dazu äquivalenten Drehzahlgröße des Parallelhybridantriebsstranges (1) und der Soll-Antriebsdrehzahl (n_3_soll) der elektrischen Maschine (3) oder der dazu äquivalenten Drehzahlgröße des Parallelhybridantriebsstranges (1) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung der Antriebsdrehzahl (n_3) der elektrischen Maschine (3) oder der dazu äquivalenten Drehzahlgröße des Parallelhybridantriebsstranges (1) einer Regeleinrichtung (25; 25A, 25B) als Eingangswert zugeführt wird, dessen Ausgangswert einen Regelanteil des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) ein Pumpenmoment (m_p) des Drehmomentwandlers (8A) oder ein hierzu äquivalentes Drehmoment über die inverse Wandlerkennung in Abhängigkeit des angeforderten Soll-Abtriebsmomentes (m_fahr_soll) oder des korrigierten Soll-Antriebsmomentes ermittelt wird, welches einen Steueranteil des zu bestimmenden Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) darstellt und zu dem Regelanteil des zu bestimmenden Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) addiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des Antriebsaggregates (2 oder 3) oder der Antriebsaggregate (2, 3), von dem oder von den das Soll-Antriebsmoment (m_2_soll, m_3_soll) erzeugt wird, mittels eines Fahrstrategiemoduls durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils von den einzelnen Antriebsaggregaten (2, 3) zu erzeugenden Anteile des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) nach der Addition des Steueranteils und des Regelanteils des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) über das Fahrstrategiemodul ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der jeweils von den Antriebsaggregaten (2, 3) zu erzeugenden Anteile des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) für jedes Antriebsaggregat (2, 3) ein Steueranteil und ein Regelanteil des Anteils des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) ermittelt wird, wobei die Summe der Steueranteile der von den Antriebsaggregaten (2, 3) erzeugten Anteile des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) dem Pumpenmoment (m_p) des Drehmomentwandlers (8A) entspricht, während die Regelanteile der von den Antriebsaggregaten (2, 3) zu erzeugenden Anteile des Soll-Antriebsmomentes (m_2_soll, m_3_soll) jeweils mittels den den Antriebsaggregaten (2, 3) zugeordneten Regeleinrichtungen (25A, 25B) in Abhängigkeit der über die inverse Wandlerkennung ermittelten Soll-Antriebsdrehzahl (n_3_soll) der elektrischen Maschine (3) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Antriebsmoment (m_2_soll, m_3_soll) bei Vorliegen des zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Verbrennungsmaschine (2) angeordneten ersten Schaltelementes (7) mit einer Übertragungsfähigkeit, bei der im wesentlichen kein Drehmoment über das Schaltelement (7) führbar ist, und/oder bei abgeschalteter Verbrennungsmaschine (2) im Wesentlichen von der elektrischen Maschine (3) erzeugt wird, wobei die Verbrennungsmaschine (2) bei Vorliegen einer Anforderung zum Erzeugen eines verbrennungsmaschinenseitigen Antriebsmomentes durch Veränderung der Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes (7) an den Parallelhybridantriebsstrang (1) angebunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes (7) bei Vorliegen einer Anforderung zum Zuschalten der Verbrennungsmaschine (2) auf den für die Zuschaltung der Verbrennungsmaschine (2) erforderlichen Wert eingestellt wird, wobei die abgeschaltete Verbrennungsmaschine (2) mit steigender Übertragungsfähigkeit des ersten Schaltelementes (7) zunehmend von der elektrischen Maschine (3) angetrieben wird und das daraus resultierende sowie dem Antriebsmoment (m_3) der elektrischen Maschine (3) entgegenwirkende Schleppmoment (m_7) eine Störgröße der Regelung der Drehzahl (n_3) der elektrischen Maschine (3) darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch ge kennzeichnet, dass die Regelabweichung (Δs_30) zwischen der Soll-Schlupfvorgabe (s_30_soll) und dem Ist-Schlupf (s_30_ist) des zweiten Schaltelementes (30) einer Regeleinrichtung (28) zugeführt wird, mittels der eine Soll-Übertragungsfähigkeit (m_WK_soll) einer Wandlerüberbrückungskupplung (8B) bestimmt wird, die die im Parallelhybridantriebsstrang (1) parallel zum Drehmomentwandler (8A) angeordnet ist, deren Übertragungsfähigkeit stufenlos einstellbar ist und mittels der der Drehmomentwandler (8A) überbrückbar ist.