DE102006041155A1

DE102006041155A1 - Verfahren zur Schaltsteuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006041155A1
Application number: DE102006041155A
Authority: DE
Inventors: Lars Dr.-Ing. Hofmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2026-09-02
Also published as: US7761211B2; DE102006041155B4; US20080059032A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) eines automatisierten Stufenschaltgetriebes (6) in Verbindung steht, wobei die für die Auslösung von Schaltungen des Stufenschaltgetriebes (6) verwendeten Schaltkennlinien jeweils durch eine Interpolation zwischen zwei Grenzschaltkennlinien (12, 13; 14, 15) ermittelt werden. Es ist vorgesehen, dass der Antriebsstrang als ein Hybridantriebsstrang (1) ausgebildet ist, bei dem der Verbrennungsmotor (2) und eine Elektromaschine (3) jeweils mit der Eingangswelle (5) des Stufenschaltgetriebes (6) in Verbindung stehen, und dass zur Anpassung der Schaltpunkte an die aktuellen Fahr- und Betriebsbedingungen die momentan gültigen Schaltkennlinien jeweils in Abhängigkeit aktueller Fahr- und Betriebsparameter durch eine Interpolation zwischen einer ersten Grenzschaltkennlinie für eine erste Fahrcharakteristik (12, 14) und einer zweiten Grenzschaltkennlinie für eine zweite Fahrcharakteristik (13, 15) bestimmt werden, wobei die jeweiligen Grenzschaltkennlinien (12-15) in allen Betriebsarten identisch sind, im reinen Elektrobetrieb (22) jedoch der zulässige Interpolationsbereich (27) begrenzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Verbrennungsmotor über eine Trennkupplung mit der Eingangswelle eines automatisierten Stufenschaltgetriebes in Verbindung steht, wobei die für die Auslösung von Schaltungen des Stufenschaltgetriebes verwendeten Schaltkennlinien jeweils durch eine Interpolation zwischen zwei Grenzschaltkennlinien ermittelt werden.
Bei einem mit einem automatisierten Stufenschaltgetriebe, wie einem Planeten-Getriebeautomaten (ATG) oder einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG), ausgerüsteten Kraftfahrzeug werden die Schaltvorgänge, wie Hochschaltungen und Rückschaltungen, ausgehend von dem eingelegten Gang jeweils in Abhängigkeit der aktuellen Stellung des Fahrpedals oder eines zugeordneten Leistungsstellgliedes des Antriebsmotors, wie z.B. einer Drosselklappe, und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit oder der Motordrehzahl anhand von vorhandenen, in einem Kennfeldspeicher einer zugeordneten elektronischen Getriebesteuerung (EGS) abgelegten Schaltkennlinien ausgelöst. Um hierbei allen möglichen Fahr- und Betriebssituationen sowie den speziellen Anforderungen unterschiedlicher Fahrer gerecht werden zu können, wäre die Ermittlung und Abspeicherung einer Vielzahl von Schaltkennlinien und ein kompliziertes Auswahlverfahren zur Bestimmung der jeweils optimalen Schaltkennlinien erforderlich. Um diesen hohen Aufwand zu vermeiden, ist es bekannt, nur wenige sogenannte Grenzschaltkennlinien zu ermitteln und abzuspeichern, und eine Anpassung an die jeweilige Fahr- und Betriebssituation und die Anforderungen des Fahrers durch die Ermittlung der momentan gültigen Schaltkennlinien in Form einer Interpolation zwischen jeweils zwei Grenzschaltkennlinien vorzunehmen.
So ist beispielsweise aus der DE 44 40 706 C2 ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines Automatikgetriebes bekannt, bei dem für jede mögliche Schaltung, wie z.B. eine Hochschaltung von dem dritten Gang in den vierten Gang, drei Schaltkennlinien ermittelt und abgespeichert sind, eine Schaltkennlinie für eine steile Bergauffahrt, eine Schaltkennlinie für eine Fahrt in der Ebene, und eine Schaltkennlinie für eine steile Bergabfahrt. Zur Ermittlung der momentan gültigen Schaltkennlinien wird bei einer Bergauffahrt jeweils zwischen den betreffenden Schaltkennlinien für eine steile Bergauffahrt und für eine Fahrt in der Ebene interpoliert und bei einer Bergabfahrt jeweils zwischen den betreffenden Schaltkennlinien für eine Fahrt in der Ebene und für eine steile Bergabfahrt interpoliert. Hierzu ist vorgesehen, dass aus Sensordaten ein die aktuell befahrene Steigung kennzeichnender Berg-Steigungsfaktor und ein das aktuell befahrene Streckenprofil kennzeichnender Berg-Profilfaktor bestimmt und zu einem resultierenden Berg-Faktor verarbeitet werden, was in diesem Fall durch die Auswahl des größeren der beiden Faktoren erfolgt. Der so gewonnene Berg-Faktor wird als Interpolationsfaktor zur Bestimmung der momentan gültigen Schaltkennlinien verwendet.
Es sind jedoch auch Kraftfahrzeuge bekannt, deren Antriebsstrang als Hybridantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine in Parallelanordnung ausgebildet ist. In diesem Fall kann das Kraftfahrzeug in drei Betriebsarten gefahren werden, im reinen Verbrennungsmotorbetrieb, in dem eine zwischen dem Verbrennungsmotor und der Eingangswelle des Stufenschaltgetriebes angeordnete Trennkupplung geschlossen ist und die Elektromaschine kraftlos geschaltet ist, im Mischbetrieb, in dem der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, die Trennkupplung geschlossen ist, und die Elektromaschine in Betrieb ist, und im reinen Elektrobetrieb, in dem der Verbrennungsmotor abgestellt ist, die Trennkupplung geöffnet ist, und die Elektromaschine in Betrieb ist. Die Elektromaschine kann zudem wahlweise als Motor oder als Generator betrieben werden. Da der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine jeweils unterschiedliche Betriebseigenschaften aufweisen, besteht bei einem derartigen, mit einem Hybridantriebsstrang ausgerüsteten Kraftfahrzeug ein Bedarf, für jede Betriebsart jeweils geeignete Schaltkennlinien zur Verfügung zu haben oder zu bestimmen, die den jeweiligen Fahr- und Betriebsbedingungen optimal angepasst sind, insbesondere bedarfsweise einen günstigen Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors und einen hohen Wirkungsgrad der Elektromaschine ermöglichen und/oder Anforderungen eines Fahrers hinsichtlich einer gewünschten Fahrdynamik erfüllen.
Angesichts dieser Anforderungen ist es das Problem der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Schaltsteuerung eines Hybridantriebsstrangs der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem in allen Betriebsarten jeweils durch eine Interpolation zwischen zwei Grenzschaltkennlinien gültige Schaltkennlinien ermittelt werden, die eine optimale Anpassung an die aktuellen Fahr- und Betriebsbedingungen darstellen.
Das Problem wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Antriebsstrang als ein Hybridantriebsstrang ausgebildet ist, bei dem der Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine jeweils mit der Eingangswelle des Stufenschaltgetriebes in Verbindung stehen, und dass die momentan gültigen Schaltkennlinien jeweils in Abhängigkeit aktueller Fahr- und Betriebsparameter durch eine Interpolation zwischen einer ersten Grenzschaltkennlinie für eine erste Fahrcharakteristik und einer zweiten Grenzschaltkennlinie für eine zweite Fahrcharakteristik bestimmt werden, wobei die jeweiligen Grenzschaltkennlinien in allen Betriebsarten identisch sind, im reinen Elektrobetrieb jedoch der zulässige Interpolationsbereich begrenzt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.
Durch eine Auswahl geeigneter Grenzschaltkennlinien, die unterschiedlichen, jedoch möglichst extremen Fahrcharakteristiken entsprechen sollten und bei der üblichen Verwendung eines relativ starken Verbrennungsmotors und einer relativ schwachen Elektromaschine zumeist für einen optimalen Betrieb im reinen Verbrennungsmotorbetrieb ausgelegt sind, erfolgt die Ermittlung der momentan gültigen Schaltkennlinien im reinen Verbrennungsmotorbetrieb, aber auch im Mischbetrieb zweckmäßig unter Ausnutzung des gesamten Interpolationsbereichs zwischen den jeweiligen Grenzschaltkennlinien. Im reinen Elektrobetrieb wird dieser Interpolationsbereich jedoch begrenzt, wodurch das Schaltverhalten des Stufenschaltgetriebes dem von dem Verbrennungsmotor abweichenden Betriebsverhalten der Elektromaschine und der aktuellen Fahr- und Betriebssituation auf einfache Weise angepasst wird. Die Verwendung spezieller Grenzschaltkennlinien für den Mischbetrieb und den Elektrobetrieb wird dadurch vorteilhaft vermieden.
Die Grenzschaltkennlinien können nach unterschiedlichsten Kriterien ausgewählt werden. In diesem Zusammenhang erscheint es jedoch als besonders zweckmäßig, wenn zur Ermittlung der jeweils gültigen Schaltkennlinien Eco-Schaltkennlinien für eine besonders sparsame Fahrcharakteristik und Sport-Schaltkennlinien für eine besonders sportliche Fahrcharakteristik als Grenzschaltkennlinien verwendet werden. Hierdurch können durch die Ermittlung entsprechend angepasster Schaltkennlinien sowohl Anforderungen eines Fahrers nach einem geringen Kraftstoffverbrauch, der eine geringe Fahrdynamik bedingt, als auch nach einer hohen Fahrdynamik, die zwangsläufig einen höheren Energieverbrauch zur Folge hat, sowie mittlere, zwischen diesen Extremen liegende Anforderungen optimal erfüllt werden.
Zur praktischen Durchführung der Interpolation ist zweckmäßig vorgesehen, dass während eines Fahrbetriebs den Fahrertyp und/oder die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs kennzeichnende Fahr- und Betriebsparameter ermittelt und daraus ein Dynamikfaktor (F_Sp) abgeleitet wird, der als Interpolationswert zur Ermittlung der momentan gültigen Schaltkennlinien verwendet wird, wobei ein Dynamikfaktor F_Sp = 0 eine Übereinstimmung der gültigen Schaltkennlinien mit den betreffenden Eco-Schaltkennlinien und ein Dynamikfaktor F_Sp = 1 eine Übereinstimmung der gültigen Schaltkennlinien mit den betreffenden Sport-Schaltkennlinien bedeutet. Mit dem derart bestimmten Dynamikfaktor F_Sp werden nun die für alle aus dem aktuell eingelegten Gang möglichen Schaltungen, wie Hoch- und Rückschaltungen mit Einfachgangsprung und Mehrfachgangsprung, aus den betreffenden Grenzschaltkennlinien, d.h. Eco-Schaltkennlinien und Sport-Schaltkennlinien, die momentan gültigen Schaltkennlinien berechnet, nach denen dann die Schaltungen des Stufenschaltgetriebes gesteuert, d.h. ausgelöst werden. Der Vorgang zur Ermittlung des Dynamikfaktors F_Sp und der gültigen Schaltkennlinien erfolgt zweckmäßig nicht kontinuierlich sondern in periodischen Zeitabständen.
Zur Ermittlung des Dynamikfaktors F_Sp können über Positions- und Bewegungssensoren von Fahrbedienungselementen des Kraftfahrzeugs, wie des Fahrpedals, des Bremspedals, und des Lenkrades, periodisch fahrerspezifische Fahrdynamikdaten, wie die Auslenkungswege, die Auslenkungsgeschwindigkeiten, und die Betätigungskräfte, erfasst und zur Ableitung des Dynamikfaktors F_Sp ausgewertet werden.
Ebenso können zur Ermittlung des Dynamikfaktors F_Sp auch über Linear- und Drehbeschleunigungssensoren des Kraftfahrzeugs periodisch fahrzeugspezifische Fahrdynamikdaten wie die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung, und die Drehbeschleunigung um die Hoch- und Längsachse, erfasst und zur Ableitung des Dynamikfaktors F_Sp ausgewertet werden.
Die Begrenzung des Interpolationsbereichs Im reinen Elektrobetrieb erfolgt vorteilhaft durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors F_Sp auf Werte oberhalb eines unteren Grenzwertes F_Sp_min > 0 und/oder durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors F_Sp auf Werte unterhalb eines oberen Grenzwertes F_Sp_max < 1 erfolgt. Da diese Art der Begrenzung des Interpolationsbereichs mathematisch einfach durchführbar ist, ist kein großer steuerungstechnischer Aufwand erforderlich und die Berechnung der gültigen Schaltkennlinien schnell durchführbar.
Steht im Motorbetrieb der Elektromaschine die Erzielung einer hohen Antriebsleistung und im Generatorbetrieb der Elektromaschine die Erzielung einer hohen Rekuperations- und Bremsleistung im Vordergrund, so wird die Begrenzung des Interpolationsbereichs zweckmäßig durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors F_Sp auf Werte oberhalb des unteren Grenzwertes F_Sp_min erfolgt (F_Sp >= F_Sp_min). Hierdurch verschieben sich die Schaltdrehzahlen des Stufenschaltgetriebes und damit der Betriebsbereich der Elektromaschine zwangsläufig zu höheren Drehzahlen, was unter Inkaufnahme eines schlechteren elektrischen Wirkungsgrades zu einer höheren Motorleistung bzw. zu einer höheren Rekuperations- und Bremsleistung der Elektromaschine führt.
Steht dagegen, z.B. aufgrund einer geringen Speicherkapazität oder einem niedrigen Ladezustand der zugeordneten Batterien, im Motorbetrieb und im Generatorbetrieb der Elektromaschine ein hoher elektrischer Wirkungsgrad im Vordergrund, so wird die Begrenzung des Interpolationsbereichs zweckmäßig durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors F_Sp auf Werte unterhalb des oberen Grenzwertes F_Sp_max erfolgt (F_Sp <= F_Sp_max). Hierdurch verschieben sich die Schaltdrehzahlen des Stufenschaltgetriebes und damit der Betriebsbereich der Elektromaschine zwangsläufig zu niedrigeren Drehzahlen, was zu einem höheren elektrischen Wirkungsgrad und damit zu einer effektiveren Umwandlung zwischen kinetischer Energie und elektrischer Energie führt.
Bei einem Wechsel zwischen dem reinen Verbrennungsmotorbetrieb oder dem Mischbetrieb und dem reinen Elektrobetrieb erfolgt zweckmäßig jeweils ein stetiger Übergang zwischen dem maximalen Interpolationsbereich und dem begrenzten Interpolationsbereich, z.B. in Form eines linearen Übergangs über eine Rampenfunktion.
Die Begrenzung des Interpolationsbereichs im reinen Elektrobetrieb kann derart umgesetzt werden, dass der dadurch entfallende Wertebereich des Dynamikfaktors F_Sp auf den zugeordneten Grenzwert (F_Sp_min oder F_Sp_max) abgebildet wird. Dies bedeutet, dass bei einer Ermittlung eines Dynamikfaktors F_Sp, der außerhalb des durch den Grenzwert beschränkten Bereichs liegt (F_Sp < F_Sp_min oder F_Sp > F_Sp_max), dieser Wert durch den entsprechenden Grenzwert (F_Sp_min oder F_Sp_max) ersetzt wird, und dass bei einer Ermittlung eines Dynamikfaktors F_Sp, der innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (F_Sp >= F_Sp_min und/oder F_Sp <= F_Sp_max), dieser Wert unverändert beibehalten wird.
Alternativ dazu kann die Begrenzung des Interpolationsbereichs im reinen Elektrobetrieb jedoch auch derart umgesetzt werden, dass der maximale Wertebereich des Dynamikfaktors F_Sp auf den durch die Begrenzung des Interpolationsbereichs eingeschränkten Wertebereich abgebildet wird. Dies bedeutet, dass alle möglichen Werte des ermittelten Dynamikfaktors (0 <= F_Sp <= 1) proportional oder nach einer anderen Übertragungsfunktion in den verbliebenen Bereich zulässiger Werte (F_Sp_min <= F_Sp <= 1 oder 0 <= F_Sp <= F_Sp_max oder F_Sp_min <= F_Sp <= F_Sp_max) übertragen bzw. jeweils durch einen entsprechenden Wert ersetzt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft zur Erläuterung der Erfindung dienen.
Hierzu zeigt:
1 Mehrere Grenzschaltkennlinien in einem Diagramm der Geschwindigkeit über der Fahrpedalstellung,
2 den jeweils zulässigen Interpolationsbereich in einem Diagramm des Dynamikfaktors über der Zeit, und
3 einen der Erfindung zu Grunde liegender Hybridantriebsstrang in schematischer Form.
Ein typischer Hybridantriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer Parallelanordnung eines Verbrennungsmotors 2 und einer Elektromaschine 3 zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in schematischer Form in 3 abgebildet. Der Verbrennungsmotor 2 steht über eine Trennkupplung 4 mit der Eingangswelle 5 eines automatisierten Stufenschaltgetriebes 6 in Verbindung. Der Rotor 7 der Elektromaschine 3 ist drehfest mit der Eingangswelle 5 des Stufenschaltgetriebes 6 verbunden. Der Stator 8 der Elektromaschine 3 ist gehäuseseitig befestigt. Das Stufenschaltgetriebe 6 steht über eine Ausgangswelle 9 mit dem Achsantrieb 10 einer Antriebsachse 11 des Kraftfahrzeugs in Verbindung.
Das Kraftfahrzeug bzw. der Hybridantriebsstrang 1 ist somit in drei Betriebsarten betreibbar, im reinen Verbrennungsmotorbetrieb, in dem die Trennkupplung 4 geschlossen ist und die Elektromaschine 3 kraftlos geschaltet ist, im Mischbetrieb, in dem der Verbrennungsmotor 2 in Betrieb ist, die Trennkupplung 4 geschlossen ist, und die Elektromaschine 3 in Betrieb ist, und im reinen Elektrobetrieb, in dem der Verbrennungsmotor 2 abgestellt ist, die Trennkupplung 4 geöffnet ist, und die Elektromaschine 3 in Betrieb ist.
In 1 ist sind nun in einem Diagramm der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg über der Fahrpedalstellung x_Fp für einen aktuell eingelegten Gang des Stufenschaltgetriebes 6, z.B. den dritten Gang G3, die Schaltkennlinien 12, 13 für eine einfache Hochschaltung, z.B. von dem dritten Gang G3 in den vierten Gang G4, und die Schaltkennlinien 14, 15 für eine einfache Rückschaltung, z.B. von dem dritten Gang G3 in den zweiten Gang G2, jeweils für eine besonders sparsame Fahrweise (Eco-Schaltkennlinien 12, 14) und für eine besonders sportliche Fahrweise (Sport-Schaltkennlinien 13, 15) dargestellt.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in allen drei Betriebsarten in Abhängigkeit relevanter Fahr- und Betriebsparameter jeweils eine momentan gültige Schaltkennlinie ermittelt wird, indem mittels eines zuvor bestimmten Dynamikfaktors F_Sp zwischen der jeweiligen Eco-Schaltkennlinie 12, 14 und der jeweiligen Sport-Schaltkennlinie 13, 15, die hierzu als Grenzschaltkennlinien verwendet werden, interpoliert wird. Dabei steht im reinen Verbrennungsmotorbetrieb und im Mischbetrieb jeweils für die Hochschaltung und die Rückschaltung der maximale Interpolationsbereich 16, 17 zur Verfügung.
Im reinen Elektrobetrieb wird aber zur Anpassung an die speziellen Betriebseigenschaften der Elektromaschine 3 der zulässige Wertebereich der Interpolation eingeschränkt. Dies ist beispielhaft in 2 in einem Diagramm des Dynamikfaktors F_Sp über der Zeit t dargestellt, wobei der zulässige Wertebereich durch eine untere Grenze 18 und durch eine obere Grenze 19 beschränkt ist.
In einer bis zum Zeitpunkt t1 reichenden Phase 20 befindet sich das Kraftfahrzeug im Verbrennungsmotorbetrieb oder im Mischbetrieb, in dem der maximal mögliche Wertebereich 21 0 <= F_Sp <= 1 des als Interpolationswert verwendeten Dynamikfaktors F_Sp zur Verfügung steht. Dabei bedeutet ein Wert F_Sp = 0 die Verwendung der betreffenden Eco-Schaltkennlinie (12, 14), ein Wert F_Sp = 1 die Verwendung der betreffenden Sport-Kennlinie (13, 15), und beispielsweise ein Wert F_Sp = 0,5 die Verwendung einer mittig zwischen der Eco-Schaltkennlinie (12, 14) und der Sport-Schaltkennlinie (13, 15) liegenden interpolierten Schaltkennlinie.
In einer anschließenden, zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 liegenden Phase 22 ist der zulässige Wertebereich des Dynamikfaktors F_Sp jedoch durch einen unteren Grenzwert F_Sp_min begrenzt. Diese Begrenzung kann dadurch umgesetzt werden, dass, wie durch den Pfeil 23 angedeutet, der dadurch entfallende Wertebereich 24 des Dynamikfaktors F_Sp auf den zugeordneten Grenzwert 25 F_Sp_min abgebildet wird, d.h. alle ermittelten Werte 0 <= F_Sp < F_Sp_min durch den Grenzwert F_Sp_min ersetzt werden. Alternativ dazu kann die Begrenzung des Interpolationsbereichs auch dadurch umgesetzt werden, dass, wie durch den Pfeil 26 angedeutet, der maximale Wertebereich 21 des Dynamikfaktors F_Sp auf den eingeschränkten Wertebereich 27 abgebildet wird, d.h. alle ermittelten Werte 0 <= F_Sp <= 1 nach einer vorgegebenen, vorzugsweise linearen Übertragungsfunktion durch einen neuen Wert innerhalb des Wertebereichs 27 F_Sp_min <= F_Sp <= 1 ersetzt werden. Hierdurch werden die Schaltpunkte des Stufenschaltgetriebes 6 zumindest teilweise zu höheren Fahrgeschwindigkeiten v_Fzg bzw. Drehzahlen der Elektromaschine 3 verschoben, was zu einer höheren Leistungsabgabe der Elektromaschine 3 im Motorbetrieb und zu einer höheren Rekuperations- und Bremsleistung der Elektromaschine 3 im Generatorbetrieb führt.
In der an den Zeitpunkt t2 anschließenden Phase 28 wird das Kraftfahrzeug wieder im Verbrennungsmotorbetrieb oder im Mischbetrieb gefahren. Demzufolge steht dort wieder der maximal mögliche Wertebereich 21 des Dynamikfaktors F_Sp zur Verfügung. Um einen sprunghaften Übergang zwischen den Phasen 20 und 22 bzw. 22 und 28 zu vermeiden, erfolgt der Übergang zwischen dem maximalen Interpolationsbereich 21 und dem begrenzten Interpolationsbereich 27 vorliegend in Form einer zeitlichen Rampenfunktion, bei dem Übergang von Phase 20 auf Phase 22 durch eine ansteigende Rampe 29 im Zeitraum t1 bis t1', und bei dem Übergang von Phase 22 auf Phase 28 durch eine abfallende Rampe 30 im Zeitraum t2 bis t2'.

1: Hybridantriebsstrang
2: Verbrennungsmotor
3: Elektromaschine
4: Trennkupplung
5: Eingangswelle
6: Stufenschaltgetriebe
7: Rotor
8: Stator
9: Ausgangswelle
10: Achsantrieb
11: Antriebsachse
12: Schaltkennlinie (Eco, Hochschaltung)
13: Schaltkennlinie (Sport, Hochschaltung)
14: Schaltkennlinie (Eco, Rückschaltung)
15: Schaltkennlinie (Sport, Rückschaltung)
16: (maximaler) Interpolationsbereich (Hochschaltung)
17: (maximaler) Interpolationsbereich (Rückschaltung)
18: Grenze
19: Grenze
20: Phase
21: maximaler Interpolationsbereich, maximaler Wertebereich
22: Phase
23: Pfeil
24: unzulässiger Wertebereich
25: Grenzwert
26: Pfeil
27: begrenzter Interpolationsbereich, eingeschränkter Wertebereich
28: Phase
29: ansteigende Rampe
30: abfallende Rampe
F_sp: Dynamikfaktor
F_sp_max: oberer Grenzwert
F_sp_min: unterer Grenzwert
G2: zweiter Gang
G3: dritter Gang
G4: vierter Gang
t: Zeit
t1: Zeitpunkt
t1': Zeitpunkt
t2: Zeitpunkt
t2': Zeitpunkt
v_Fzg: Fahrgeschwindigkeit
x_Fp: Fahrpedalstellung

Claims

Verfahren zur Schaltsteuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Verbrennungsmotor (2) über eine Trennkupplung (4) mit der Eingangswelle (5) eines automatisierten Stufenschaltgetriebes (6) in Verbindung steht, wobei die für die Auslösung von Schaltungen des Stufenschaltgetriebes (6) verwendeten Schaltkennlinien jeweils durch eine Interpolation zwischen zwei Grenzschaltkennlinien (12, 13; 14, 15) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang als ein Hybridantriebsstrang (1) ausgebildet ist, bei dem der Verbrennungsmotor (2) und eine Elektromaschine (3) jeweils mit der Eingangswelle (5) des Stufenschaltgetriebes (6) in Verbindung stehen, und dass die momentan gültigen Schaltkennlinien jeweils in Abhängigkeit aktueller Fahr- und Betriebsparameter durch eine Interpolation zwischen einer ersten Grenzschaltkennlinie für eine erste Fahrcharakteristik (12, 14) und einer zweiten Grenzschaltkennlinie für eine zweite Fahrcharakteristik (13, 15) bestimmt werden, wobei die jeweiligen Grenzschaltkennlinien (12-15) in allen Betriebsarten identisch sind, im reinen Elektrobetrieb (22) jedoch der zulässige Interpolationsbereich (27) begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Grenzschaltkennlinien für die erste Fahrcharakteristik Eco-Schaltkennlinien (12, 14) für eine besonders sparsame Fahrcharakteristik und als Grenzschaltkennlinien für die zweite Fahrcharakteristik Sport-Schaltkennlinien (13, 15) für eine besonders sportliche Fahrcharakteristik verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Fahrbetriebs den Fahrertyp und/oder die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs kennzeichnende Fahr- und Betriebsparameter ermittelt und daraus ein Dynamikfaktor (F_Sp) abgeleitet wird, der als Interpolationswert zur Ermittlung der momentan gültigen Schaltkennlinien verwendet wird, wobei ein Dynamikfaktor Null eine Übereinstimmung der gültigen Schaltkennlinien mit den betreffenden Eco-Schaltkennlinien (12, 14) und ein Dynamikfaktor Eins eine Übereinstimmung der gültigen Schaltkennlinien mit den betreffenden Sport-Schaltkennlinien (13, 15) bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über Positions- und Bewegungssensoren von Fahrbedienungselementen des Kraftfahrzeugs periodisch fahrerspezifische Fahrdynamikdaten erfasst und zur Ableitung des Dynamikfaktors (F_Sp) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass über Linear- und Drehbeschleunigungssensoren des Kraftfahrzeugs periodisch fahrzeugspezifische Fahrdynamikdaten erfasst und zur Ableitung des Dynamikfaktors (F_Sp) ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Interpolationsbereichs (27) im reinen Elektrobetrieb (22) durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors (F_Sp) auf Werte oberhalb eines unteren Grenzwertes (F_Sp_min) größer Null und/oder durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors (F_Sp auf) Werte unterhalb eines oberen Grenzwertes (F_Sp_max) kleiner Eins erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Interpolationsbereichs (27) im Motorbetrieb der Elektromaschine (6) zur Erzielung einer hohen Antriebsleistung und im Generatorbetrieb der Elektromaschine (6) zur Erzielung einer hohen Rekuperations- und Bremsleistung durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors (F_Sp) auf Werte oberhalb des unteren Grenzwertes (F_Sp_min) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Interpolationsbereichs (27) im Motorbetrieb und im Generatorbetrieb der Elektromaschine (6) zur Erzielung eines hohen elektrischen Wirkungsgrades durch eine Beschränkung des Dynamikfaktors (F_Sp) auf Werte unterhalb des oberen Grenzwertes (F_Sp_max) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wechsel zwischen dem reinen Verbrennungsmotorbetrieb (20, 28) oder dem Mischbetrieb (20, 28) und dem reinen Elektrobetrieb (22) jeweils ein stetiger Übergang zwischen dem maximalen Interpolationsbereich (21) und dem begrenzten Interpolationsbereich (27) erfolgt.