DE102010062337A1

DE102010062337A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebaggregates an einen Triebstrang eines Kraftfahrzeuges, dessen Triebstrang mit mindestens zwei Antriebsaggregaten ausgerüstet ist

Info

Publication number: DE102010062337A1
Application number: DE102010062337A
Authority: DE
Inventors: Jens-Werner Falkenstein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-06
Also published as: CN102556052A; US20120138405A1; US9505394B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebaggregates an einen Triebstrang eines Kraftfahrzeuges, dessen Triebstrang mit mindestens zwei Antriebsaggregaten ausgerüstet ist, bei welchem mindestens ein erstes (2) der beiden Antriebsaggregate (2, 3) während der Fahrt des Kraftfahrzeuges über unterschiedliche mechanische Ankopplungen, insbesondere mechanische Übersetzungen (iEIM), angekoppelt wird, wobei bei einer Änderung der mechanischen Ankopplung eine Leistungs- oder Momentenbeeinflussung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) erfolgt. Um eine Änderung der mechanischen Ankopplung zu gewährleisten, ohne dass die Fahrzeuginsassen diese wahrnehmen, erfolgt die Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten (2) der beiden Antriebsaggregate (2, 3) in mindestens zwei Betriebsarten, wobei eine erste Betriebsart eine zeitlich langsame Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) bewirkt, während bei einer zweiten Betriebsart eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) ermöglicht wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebaggregates an einen Triebstrang eines Kraftfahrzeuges, dessen Triebstrang mit mindestens zwei Antriebsaggregaten ausgerüstet ist, bei welchem mindestens ein erstes der beiden Antriebsaggregate während der Fahrt des Kraftfahrzeuges über unterschiedliche mechanische Ankopplungen angekoppelt wird, wobei bei einer Änderung der mechanischen Ankopplung eine Leistungs- oder Momentenbeeinflussung der beiden Antriebsaggregate erfolgt sowie ein Fahrzeugsteuergerät und ein Getriebesteuergerät zur Ausführung des Verfahrens.
Es sind Fahrzeuge, insbesondere Hybrid-, Elektro- oder Hydraulikfahrzeuge bekannt, die mindestens zwei Antriebsaggregate aufweisen, wobei mindestens ein erstes der beiden Antriebsaggregate über unterschiedliche mechanische Ankopplungen an den Triebstrang angekoppelt werden kann. Bei der Änderung dieser mechanischen Ankopplung, z. B. beim An- oder Abkoppeln eines Antreibsaggregates oder zum Schalten eines Getriebes, also zum Wechseln der Übersetzung eines Getriebes, erfolgt eine Leistungs- oder Momentenbeeinflussung des ersten und des weiteren Antriebsaggregates.
Eine Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebsaggregates erfolgt dabei meist mittels reib- oder formschlüssigen Kupplungen. Dabei können formschlüssige Kupplungen meist nicht unter Last betätigt werden. Sie erfordern eine vollständige Lastfreischaltung, d. h. eine Momentenbeeinflussung bis zur Momentenfreiheit des Antriebsaggregates sowie eine Drehzahlsynchronisation zwischen Primär- und Sekundärseite der Kupplung.
Gemäß DE 101 26 348 A1 ist es bekannt, bei Änderung der mechanischen Übersetzung eines Getriebes eines ersten Antriebsaggregates eine Momentenbeeinflussung eines weiteren Antriebsaggregates durchzuführen. Dabei wird während des Schaltens des automatisierten Handschaltgetriebes an dem Hauptantriebsstrang das Drehmoment mit einem Sekundärsystem abgeglichen, so dass von dem Fahrer keine Änderung der Beschleunigung wahrgenommen wird. Die Differenz zwischen dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment und dem durch das Getriebe erzielten Drehmoment wird beim Schalten durch das Sekundärsystem kompensiert.
Zur Änderung der Ankopplung eines als Elektromaschine ausgebildeten Antriebsaggregates von einer geschlossenen ersten Kupplung zu einer geschlossenen zweiten Kupplung sind folgende Schritte notwendig. Zunächst erfolgt eine Momentenbeeinflussung der Elektromaschine, d. h. es wird ein Momentenabbau oder -aufbau durchgeführt, um die Lastfreiheit zu erreichen. In einem weiteren Schritt wird gleichzeitig die Momentenbeeinflussung des weiteren Antriebsaggregates durchgeführt. Dies erfolgt durch Übernahme des an der Elektromaschine ab- oder aufgebauten Momentenanteils durch das zweite Antriebsaggregat, um weiterhin ein vorgegebenes Gesamtsollmoment zu erzeugen. Danach wird die erste Kupplung geöffnet. Anschließend wird eine Drehzahlsynchronität an Primär- und Sekundärseite der zweiten Kupplung durch Momentenbeeinflussung bzw. Drehzahlregelung der Elektromaschine erzeugt, was einer aktiven Drehzahlsynchronisierung entspricht. Ist diese Drehzahlsynchronität erreicht, wird die zweite Kupplung geschlossen. Anschließend wird das Moment des zweiten Antriebsaggregats dahingehend beeinflusst, dass der Abbau des von der Elektromaschine aufgebauten Momentenanteils an dem zweiten Antriebsaggregat erfolgt (oder umgekehrt), um weiterhin ein vorgegebenes Gesamtsollmoment zu erzeugen. Dies entspricht einer Umlagerung des Momentes von dem zweiten Antriebsaggregat auf die Elektromaschine.
Offenbarung der Erfindung
Bei einem Verfahren zur Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebaggregates an einen Triebstrang eines Kraftfahrzeuges, dessen Triebstrang mit mindestens zwei Antriebsaggregaten ausgerüstet ist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird eine Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebsaggregates komfort-, emissions- und verbrauchsoptimal bei hoher Fahrsicherheit des Fahrzeuges durchgeführt. Dadurch, dass die Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten der beiden Antriebsaggregate in mindestens zwei Betriebsarten erfolgt, wobei eine erste Betriebsart eine zeitlich langsame Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate bewirkt, während durch eine zweite Betriebsart eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate ermöglicht wird, wird bei der Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates, eine Momentenbeeinflussung des ersten Antriebsaggregates und eine Momentenbeeinflussung des mindestens einen weiteren Antriebsaggregates durchgeführt. Durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen Betriebsarten wird gewährleistet, dass in einer Betriebsart mindestens eines der beiden Antriebsaggregate optimal betrieben wird, wobei dieser optimale Betrieb bei der Momentenbeeinflussung des anderen Antriebsaggregates berücksichtigt wird. In der zweiten Betriebsart, wird eine solche optimale Betriebsweise nicht berücksichtigt. Dadurch wird ein schnelles Reagieren des Kraftfahrzeuges auf eine Anforderung zur Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates erreicht.
Unter einer Änderung der mechanischen Ankopplung wird z. B. auch die Durchführung eines Schaltvorganges eines Getriebes verstanden. Der Wechsel der Übersetzung des Getriebes wird beispielsweise durch den Wechsel von Zahnradstufen realisiert, über die ein Antriebsaggregat angekoppelt ist, oder durch Verstellung der Übersetzung eines stufenlosen Getriebes, wobei die Verstellung meist mit einer Momentenbeeinflussung der Antriebsaggregate einhergeht. Die Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates umfasst auch die Änderung der Eingriffsstelle des Antriebsaggregates im Triebstrang. Beispielsweise indem das Antriebsaggregat abhängig vom Betriebszustand des Triebstrangs mit unterschiedlichen Getriebewellen gekoppelt wird. Unter einer Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebsaggregates wird z. B. auch dessen Abkopplung vom Triebstrang in bestimmten Betriebszuständen des Triebstrangs, z. B. aus Wirkungsgradgründen, um Überdrehzahlen zu vermeiden oder bei einem Defekt des Antriebsaggregates verstanden. Ein Beispiel hierfür ist ein Hybridfahrzeug mit zwei angetriebenen Achsen, von denen eine ausschließlich durch ein erstes Antriebsaggregat angetrieben wird. Das erste Antriebsaggrat wird meist bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten abgekoppelt und abgeschaltet. Fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit daraufhin wieder unter eine Schwelle, so wird das erste Antriebsaggrat wieder eingeschaltet und eingekoppelt, verbunden mit einer Momentenbeeinflussung der Antriebsaggregate.
Vorteilhafterweise erfolgt die Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate annähernd gegenläufig. Dadurch wird erreicht, dass eine Synchronität (gleichmäßige Verlagerung) des von dem einen Antriebsaggregat abgebauten Momentenanteils auf das von dem andere Antriebsaggregat aufgebauten Momentenanteils erfolgt. Dies hat zur Folge, dass diese Änderung der mechanischen Ankopplung von dem Fahrzeuginsassen nicht wahrgenommen wird.
In einer Ausgestaltung wird während der ersten Betriebsart mindestens ein Antriebsaggregat bei einem optimalen Drehmoment betrieben, wobei dieses optimale Drehmoment des Antriebsaggregates bei der Momentenbeeinflussung des anderen Antriebsaggregates berücksichtigt wird. Dabei kann während der Fahrt des Kraftfahrzeuges die Ankopplung geändert werden, wodurch ein komfortables Ändern der Ankopplung, insbesondere Schalten, ohne Rückwirkung auf das Kraftfahrzeug ermöglicht wird.
In einer Weiterbildung wird das optimale Drehmoment in Abhängigkeit von der Dynamik der Antriebsaggregate eingestellt. Bei beispielsweise einem Ottomotor mit homogener Verbrennung stellt ein Basismoment oder ein daraus abgeleitetes Moment ein optimales Drehmoment dar. Während der Lastfreischaltung des ersten Antriebsaggregates wird der Ottomotor bei optimalem Drehmoment (Basismoment) betrieben. Zur Lastfreischaltung wird das optimale Drehmoment des Ottomotors so beeinflusst, dass es sich an das vorgegebene Gesamtsollmoment angleicht. Das Drehmoment des ersten Antriebsaggregates wird so beeinflusst, dass es die Differenz zwischen vorgegebenem Gesamtsollmoment und dem optimalen Drehmoment des Ottomotors annimmt und gegen Null läuft. Die Übersetzungsverhältnisse müssen dabei berücksichtigt werden. Zündwinkeleingriffe oder Zylinderausblendungen, die den Wirkungsgrad bzw. das Emissionverhalten verschlechtern, können dabei vermieden werden. Beim optimalen Drehmoment werden das Antriebsaggregat und zugeordnete Komponenten wie ein elektrischer Energiespeicher, ein Katalysator ein Turbolader beispielsweise verbrauchs-, emissions- und lebensdaueroptimal (ohne Überlast) betrieben.
In einer anderen Variante wird das optimale Drehmoment in Abhängigkeit von der Dynamik des Antriebsstranges eingestellt. Vor Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates sei das Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates positiv und das des ersten Antriebsaggregates negativ. Das vorgegebene Gesamtsollmoment ist ebenfalls negativ. Bei der Lastfreischaltung des ersten Antriebsaggregates ergibt sich ein Nulldurchgang im Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates, da dieses das negative Gesamtsollmoment bei lastfreiem erstem Antriebsaggregat allein erzeugen muss. Dabei werden mechanische Lose bzw. Spiele im Triebstrang durchlaufen, was zu einem Ruck im Triebstrang und unangenehmen Geräuschen führen kann. Die Anwendung des optimalen Drehmoments auf das zweite Antriebsaggregat wird dabei so vorgegeben, dass es einen entsprechenden Nulldurchgang „weich” gestaltet, wodurch unangenehme Geräusche bzw. ein Ruck im Triebstrang unterbunden werden. Eine weiche Gestaltung des Nulldurchgangs wird z. B. durch einen begrenzten Gradienten des optimalen Drehmomentes, d. h. eine begrenzte zeitliche Änderungsgeschwindigkeit im Bereich des Nulldurchganges realisiert, welches sich dann dem vorgegebenen Gesamtsollmoment annähert. Das Drehmoment des ersten Antriebsaggregates wird so beeinflusst, dass es die Differenz zwischen dem vorgegebenen Gesamtsollmoment und dem optimalen Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates annimmt, also gegen Null läuft.
In einer Weiterbildung wird das optimale Drehmoment in Abhängigkeit von der Dynamik des gesamten Kraftfahrzeuges eingestellt. Dies hat den Vorteil, dass, falls das erste Antriebsaggregat eine Achse oder ein Rad des Fahrzeuges antreibt und dass weitere Antriebsaggregate ein weiteres Rad oder eine weitere Achse antreiben, Bewegungen des Fahrzeugaufbaus und das Eigenlenkverhalten des Fahrzeuges bei der Momentenbeeinflussung der Antriebsaggregate berücksichtigt werden. Umlagerungen zwischen den Achsen oder Rädern werden dabei nicht schlagartig ausgeführt, wodurch unangenehme Bewegungen der Fahrzeugaufbauten infolge der Kinematik der Radaufhängungen oder für den Fahrer ungewohntes Eigenlenkverhalten, z. B. bei schnellen Kurvenfahrten, vermieden werden. Das erfindungsgemäße optimale Drehmoment ist somit in seiner Dynamik begrenzt. Die maximal zulässige Dynamik kann beispielsweise anhand von Fahrversuchen ermittelt werden und hängt vom aktuellen Fahrzustand (Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugquerbeschleunigung, geschätzter Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche, Beladung des Fahrzeuges und ähnlichem) ab.
Insbesondere bei der Berücksichtigung der Dynamik des Antriebsaggregates kann dies zu einer nicht ausreichenden Momentenbeeinflussung des ersten Antriebsaggregates führen. Zur Lastfreischaltung des ersten Antriebsaggregates wird das optimale Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates so beeinflusst, dass es sich an das vorgegebene Gesamtsollmoment angleicht. Bei einem dynamischen Verlauf des Gesamtsollmoments ist dies nicht immer vollständig möglich, z. B. wenn das optimale Drehmoment der Vorgabe nur verzögert folgt. Gleicht das Drehmoment des ersten Antriebsaggregates die Differenz zwischen vorgegebenem Gesamtsollmoment und dem optimalen Drehmoment des zweiten Antriebsaggregates aus, so läuft es in diesem Fall nicht vollständig gegen Null.
In einer Weiterbildung begrenzt während der Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates ein erlaubter Bereich das Drehmoment eines Antriebsaggregates. Eine solche Begrenzung des Drehmomentes des Antriebsaggregates durch den erlaubten Bereich führt zu einer Abweichung vom optimalen Drehmoment und/oder vom vorgegebenen Gesamtsollmoment. Damit wird sichergestellt, dass bei einer Änderung der Ankopplung, insbesondere des Übersetzungsverhältnisses, nur der erlaubte Bereich genutzt wird.
In einer Ausgestaltung wird der erlaubte Bereich des Drehmomentes des Antriebsaggregates so verkleinert oder vergrößert, indem beispielsweise die Grenzwerte erhöht bzw. verringert werden oder der Verlauf der Grenze angepasst wird, dass das Drehmoment des Antriebsaggregates sprungfrei verläuft. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Sprünge im Drehmoment des Antriebsaggregates hervorgerufen werden.
In einer Variante wird in der zweiten Betriebsart während der Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates das optimale Drehmoment des mindestens einen Antriebsaggregates überschritten oder unterschritten. Dies hat zur Folge, dass bei starken Fahrzeugbeschleunigungen oder Bremsmanövern eine schnelle Abkopplung oder Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates möglich ist, um Überdrehzahlen und damit mechanische Beschädigungen zu verhindern, die unter Umständen zu kritischer Fahrstabilität führen können. Auch beim Defekt eines Antriebsaggregates kann eine solch schnelle Abkopplung erforderlich sein. Zur Vermeidung eines sicherheitskritischen Fahrzustandes kann ebenfalls eine schnelle Abkopplung oder Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates erforderlich sein, z. B. um einen ESP-Eingriff zu stellen. Eine schnelle Änderung der mechanischen Ankopplung kann erforderlich sein, um bei einem vollständigen Durchtreten des Fahrpedals durch den Fahrer (Kick-Down) das maximal mögliche Gesamtmoment schnellstmöglich zu erzeugen, z. B. während eines Überholmanövers. Die zweite Betriebsart erlaubt somit eine schnellere Änderung der mechanischen Ankopplung, bei der das optimale Drehmoment und/oder das vorgegebene Gesamtsollmoment nicht eingehalten werden, also unterschritten oder überschritten werden.
Vorteilhafterweise wird bei einem positiv vorgegebenen, also antreibenden Gesamtsollmoment eine sicherheitskritische Erhöhung bzw. sogenannte Selbstbeschleunigung des Fahrzeuges vermieden, indem das Gesamtsollmoment nur unterschritten wird.
Alternativ wird bei einem negativ vorgegebenen, also bremsenden Gesamtsollmoment eine sicherheitskritische Erniedrigung und damit verstärkte Bremsung vermieden, indem das Gesamtsollmoment nur überschritten wird.
Durch dieses Verlassen des optimalen Drehmomentes wird die Dynamik der Änderung der mechanischen Ankopplung erhöht, was in ausgewählten Betriebszuständen von Notwendigkeit ist.
Vorteilhafterweise wird an dem ersten Antriebsaggregat eine Synchrondrehzahl durch eine Drehzahlregelung eingestellt. Dabei werden vorzugsweise Verlustmomente und die zum Beschleunigen einer trägen Masse des ersten Antriebsaggregats sowie der trägen Massen von gekoppelten Antriebsteilen erforderlichen Drehmomente vorgesteuert, um die Drehzahlregelung zu verbessern.
In einer Weiterbildung betrifft die Erfindung ein Fahrzeugsteuergerät, welches mindestens zwei Antriebsaggregate ansteuert. Um eine zuverlässige Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregats von einer ersten ankopplung zu einer zweiten Ankopplung, insbesondere von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, während der Fahrt des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, sind Mittel vorhanden, welche eine Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten der beiden Antriebsaggregate in mindestens zwei Betriebsarten einstellt, wobei eine erste Betriebsart eine zeitlich langsame Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate bewirkt, während durch eine zweite Betriebsart eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate erfolgt. Dadurch erfolgt eine Anpassung der Änderung der Ankopplung an dem jeweils aktuellen Betriebszustand des Fahrzeuges. Insbesondere bei der zweiten Betriebsart wird die Dynamik des Fahrzeuges weiter unterstützt, während bei der Einstellung des optimalen Drehmoments in der ersten Betriebsart eine optimale Anpassung der Drehmomente der beiden Antriebsaggregate ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise empfangen die Mittel ein Anforderungssignal zur Anforderung der ersten oder zweiten Betriebsart und/oder zur Umschaltung zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart. Das Fahrzeugsteuergerät kommuniziert dabei mit einem weiteren Steuergerät, beispielsweise einem Getriebesteuergerät, welches eine Betriebsart anfordert bzw. darüber entscheidet, wann von einer ersten Betriebsart in die zweite Betriebsart und zurück umgeschaltet werden soll.
In einer Ausgestaltung geben die Mittel nach Einstellung eines ersten oder zweiten Betriebszustandes durch Ansteuerung des ersten bzw. des zweiten Antriebsaggregates in der ersten oder der zweiten Betriebsart, insbesondere in einem definierten Zeitraum, ein Bestätigungssignal aus und heben nach Empfang eines Ausführungssignals nach erfolgter Änderung der mechanischen Ankopplung, Übersetzung und/oder Synchronisation des ersten Antriebsaggregates den ersten oder zweiten Betriebszustand an den beiden Antriebsaggregaten wieder auf.
Das Fahrzeugsteuergerät steuert somit die Elektronik, welche an dem ersten bzw. dem zweiten Antriebsaggregat die entsprechenden Momente einstellt. Das Fahrzeugsteuergerät stellt beispielsweise bei Empfang eines Anforderungssignals eine Lastfreiheit des ersten Antriebsaggregates her, entsprechend dem ersten bzw. dem zweiten Betriebszustand und gibt dann ein Bestätigungssignal aus. Insbesondere durch die Vorgabe einer maximalen Zeitdauer, innerhalb der eine Momentenbeeinflussung bzw. Lastfreiheit des ersten Antriebsaggregates vollständig erfolgen muss, wird die Änderung der Ankopplung auf einen bestimmten Zeitraum begrenzt.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Getriebesteuergerät, welches ein, mindestens eine Kupplung zur Schaltung der mechanischen Ankopplung eines ersten Antriebsaggregates umfassendes Getriebe ansteuert. Um auch bei diesem Getriebesteuergerät eine je nach Betriebszustand des Kraftfahrzeuges zuverlässige Einstellung und Änderung der Ankopplung des ersten Antriebsaggregates zu realisieren, sind Mittel vorhanden, die ein Anforderungssignal zur Einstellung der ersten oder der zweiten Betriebsart ausgeben. Dieses Anforderungssignal wird dabei durch das Fahrzeugsteuergerät empfangen, wobei die Steuergeräte untereinander Signale abgeben können, die den Empfang eines Signales vom anderen Steuergerät jeweils bestätigen. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Handshake zwischen dem Getriebesteuergerät und dem Fahrzeugsteuergerät.
In einer Ausgestaltung geben die Mittel mit dem Anforderungssignal eine definierte Zeitdauer zur Einstellung des ersten oder zweiten Betriebszustandes aus. Dadurch werden die Arbeitsweisen der einzelnen Steuergeräte aufeinander abgestimmt.
In einer Variante empfangen die Mittel ein Bestätigungssignal, welches die korrekte Einstellung des ersten oder zweiten Betriebszustandes meldet. Somit wird nach vollständig erfolgter Momentenbeeinflussung die Lastfreiheit des ersten Antriebsaggregates gemeldet sowie die Änderung der mechanischen Ankopplung und/oder einer Synchronisation durch das Getriebesteuergerät eingeleitet.
In einer Weiterbildung geben die Mittel nach vollständiger Änderung der mechanischen Ankopplung bzw. der Synchronisation des ersten Antriebsaggregates ein Ausführungssignal aus. In Anschluss an dieses Signal wird von dem Fahrzeugsteuergerät die Momentenbeeinflussung bzw. die Lastfreiheit des ersten Antriebsaggregates zurückgenommen bzw. beendet. Damit wird wieder ein Normalzustand eingenommen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
1: Prinzipdarstellung eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeuges
2: Signalflussdiagramm für den Antriebsstrang gemäß 1
3: ein erstes Simulationsergebnis für den Antriebsstrang gemäß 1
4: ein zweites Simulationsergebnis für den Antriebsstrang gemäß 1.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines Hybridfahrzeuges dargestellt, bei dem sich die Drehmomente einer Elektromaschine 2 als erstes Antriebsaggregat und eines Verbrennungsmotors 3 als zweites Antriebsaggregat addieren. Die Elektromaschine 2 wird dabei direkt oder über ein Planetengetriebe 4 auf eine Getriebeeingangswelle 5 wirken. Eine dieser beiden Ankopplungen wird durch Schließen einer der beiden formschlüssigen Kupplungen 6, 7 ausgewählt. Bei geschlossener Kupplung 6 wirkt die Elektromaschine 2 direkt auf die Getriebeeingangswelle 5. Bei geschlossener Kupplung 7 wirkt diese auf das Sonnenrad 8 des Planetengetriebes 4 und damit mit einer Übersetzung ≠ 1 auf die Getriebeeingangswelle 5. Der Steg des Planetengetriebes 4 ist mit der Getriebeeingangswelle 5 und das Hohlrad des Planetengetriebes 4 mit dem Getriebegehäuse verbunden. Daneben ist noch eine Anfahrkupplung 9 vorhanden. Mehrere Getriebegangstufen 10 können eine Verbindung zu den Antriebsrädern 11 des Kraftfahrzeuges herstellen.
Im Folgenden wird von einer geschlossenen Anfahrkupplung 9 bei fest gewählten Getriebegangstufen 10 ausgegangen. Zum besseren Verständnis der 1 wird darauf hingewiesen, dass die Elektromaschine 2 konzentrisch zu der Getriebeeingangswelle 5 angeordnet ist, die über die Anfahrkupplung 9 mit dem Verbrennungsmotor 3 verbunden ist. Die erste Kupplung 6 ist mit ihrer Primärseite 13 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 5 verbunden, während die Sekundärseite 14, welche ebenfalls konzentrisch zur Getriebeeingangswelle 5 angeordnet ist, fest mit der Elektromaschine 2 verbunden ist.
Zur Änderung der Ankopplung der Elektromaschine 2, beziehungsweise zur Änderung der Übersetzung iEIM, mit der die Elektromaschine 2 angekoppelt ist, wird von einer geschlossenen Kupplung 6 zu einer geschlossenen Kupplung 7 mit folgenden Schritten vorgegangen:
Zunächst erfolgt eine Momentenbeeinflussung der Elektromaschine 2, was bedeutet, dass ein Momentenabbau an der Elektromaschine 2 zur Einstellung der Lastfreiheit an der Kupplung 6 erfolgt. Die Übernahme des an der Elektromaschine 2 abgebauten Momentenanteils erfolgt durch den Verbrennungsmotor 3, um weiterhin ein vorgegebenes Gesamtsollmoment zu erzeugen. Danach erfolgt eine Öffnung der Kupplung 6. An der Primär- und Sekundärseite 15 und 16 der Kupplung 7 wird daraufhin durch eine Momentenbeeinflussung bzw. Drehzahlregelung der Elektromaschine 2 eine Drehzahlsynchronisation erzeugt. Danach wird die Kupplung 7 geschlossen.
An der Elektromaschine 2 erfolgt daraufhin eine weitere Momentenbeeinflussung in Form des Momentenaufbaus. Gleichzeitig wird ein Momentenabbau an dem Verbrennungsmotor 3 durchgeführt. Der am Verbrennungsmotor 3 abgebaute Momentenanteil entspricht, unter Berücksichtigung der Übersetzung iEIM ≠ 1, dem von der Elektromaschine 2 aufgebauten Momentenanteil, um weiterhin ein vorgegebenes Gesamtsollmoment zu erzeugen.
2 zeigt ein Signalflussdiagramm für den Antriebsstrang 1 nach 1. Beim Verbrennungsmotor 3 handelt es sich dabei um einen Ottomotor mit homogener Verbrennung und elektronischer Drosselklappe zur Luftmassenstromregulierung. Die endliche Einstellgeschwindigkeit der Drosselklappe und dynamische Füllungseffekte im Saugrohr des Verbrennungsmotors 3 lassen eine hochdynamische Einstellung eines vorgegebenen Luftmassenstromes und des dadurch erzeugten Verbrennungsmotordrehmomentes nicht zu. Ein Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng für den Verbrennungsmotor 3 wirkt auf den langsamen Luftpfad. Im idealen Betrieb, bei idealem Zündwinkel, erzeugt der Verbrennungsmotor 3 ein ideales Basismoment Eng_trqBsIdeal, das dem Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng folgt. Die Übertragung vom Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng auf das ideale Basismoment Eng_trqBsIdeal, d. h. die Luftpfaddynamik, ist im Block 17 mittels Reihenschaltung eines Totzeitgliedes und eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung nachgebildet.
Ein Eingriff in den Zündwinkel und damit eine Modifikation des Verbrennungsmotordrehmomentes kann dagegen nahezu verzögerungsfrei erfolgen. Ein zweites Sollmoment trqDesEng für den Verbrennungsmotor 3 wirkt auf den schnellen Zündwinkelpfad. Mittels Spätverstellung des Zündwinkels gegenüber dem idealen Zündwinkel wird der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 3 verschlechtert, was sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Das Istmoment des Verbrennungsmotors 3 verringert sich dabei gegenüber dem idealen Basismoment Eng_trqBsIdeal. Eine Momentenreduktion mittels Spätverstellung des Zündwinkels ist nur bis zum minimalen Basismoment Eng_trqBsMin möglich, das durch die Brennbarkeitsgrenze gegeben ist. Eine weitere Momentenreduktion kann durch die Einspritzausblendung einzelner Zylinder erfolgen, allerdings verbunden mit erhöhten Abgasemissionen. Das Istmoment des Verbrennungsmotors 3 lässt sich durch Einspritzausblendung aller Zylinder bis auf das Minimalmoment Eng_trqMin reduzieren, welches dem Verlustmoment des Verbrennungsmotors 3 entspricht.
Sind Momentenreserven, z. B. zum Heizen eines Katalysators vorhanden, kann das Istmoment des Verbrennungsmotors 3 unter Umständen durch eine Frühverstellung des Zündwinkels bis auf das Basismoment Eng_trqBs erhöht werden. Liegen keine Momentenreserven vor, fallen das ideale Basismoment Eng_trqBsIdeal und das Basismoment Eng_trqBs zusammen.
Für die Momentengrenzen gilt: Eng_trqMin < Eng_trqBsMin < Eng_trqBsIdeal ≤ Eng_trqBs
Nach 2 entspricht das ideale Basismoment Eng_trqBsIdeal einem optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3. Es liegen geringstmögliche Emissionen und geringstmöglicher Verbrauch vor, wenn der Verbrennungsmotor 3 beim idealen Basismoment Eng_trqBsIdeal betrieben wird. Abweichungen bringen unterschiedliche Nachteile in Bezug auf Kraftstoffverbrauch, d. h. Wirkungsgrad, und Abgasemissionen mit sich und sollten vermieden werden.
Die Motorsteuerung ermittelt das momentane Istdrehmoment sowie die Momentengrenzen (Basismoment Eng_trqBs, ideales Basismoment Eng_trqBsIdeal, minimales Basismoment Eng_trqBsMin und das Minimalmoment Eng_trqMin) anhand von gemessenen oder abgeschätzten Größen, beim Benzinmotor mit Saugrohreinspritzung z. B. aus Motordrehzahl, Saugrohrdruck, Zündzeitpunkt und Luftzahl λ.
Im Block 18 wird aus dem Gesamtsollmoment trqDes ein Strategie-Sollmoment trqDesEIMStrategy ermittelt, das im Normalbetrieb von der Elektromaschine 2 im zeitlichen Mittel eingehalten werden soll. Das Strategie-Sollwert trqDesEIMStrategy hängt vom aktuellen Zustand eines elektrischen Bordnetzes mitsamt eines elektrischen Energiespeichers und von den Drehzahlen der Elektromaschine 2 und des Verbrennungsmotors 3 bzw. der gewählten Übersetzung iEIM zwischen der Elektromaschine 2 und dem Verbrennungsmotor 3 ab.
Im Normalbetrieb wird das Strategie-Sollmoment trqDesEIMStrategy mit der Übersetzung iEIM umgerechnet und mit negativem Vorzeichen zum Gesamtsollmoment trqDes addiert. Es ergibt sich das Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng für den Verbrennungsmotor 3. Der Verbrennungsmotor 3 erzeugt somit das Gesamtsollmoment trqDes und treibt zusätzlich die Elektromaschine 2 an, die meist generatorisch arbeitet bei negativem Strategie-Sollmoment trqDesEIMStrategy. Das ideale Basismoment Eng_trqBsIdeal und damit das optimale Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 folgen dem Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng aufgrund der Luftfahrdynamik etwas verzögert.
Ein unlimitiertes Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 3 ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Gesamtsollmoment trqDes und dem optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3, umgerechnet mit der Übersetzung iEIM. Das unlimitierte Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 wird durch die beiden im Block 19 ermittelten Grenzen trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp begrenzt. Es ergibt sich ein erstes Solldrehmoment trqDesEIM für die Elektromaschine 2. Im Normalbetrieb hängen die beiden Grenzen trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp von aktuellen Betriebsgrenzen der Elektromaschine 2, des Bordnetzes und des elektrischen Energiespeichers ab.
In einer ersten Betriebsart beginnt die Änderung der mechanischen Ankopplung, insbesondere der Übersetzung iEIM, der Elektromaschine 2, indem ein binäres Signal bShift1 auf true gesetzt wird. Damit wird auch ein abgeleitetes Signal bShift = true, das durch eine ODER-Verknüpfung mit einem weiteren binären Signal bShift2 entsteht. Ein Schalter 20 geht in die untere Stellung und schaltet das Gesamtsollmoment trqDes auf das Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng für den Verbrennungsmotor 3. Damit beginnt eine Erzeugung des Gesamtsollmomentes trqDes allein durch den Verbrennungsmotor 3. Das optimale Drehmoment Eng_trqOpt läuft gegen das Gesamtsollmoment trqDes. Allerdings wird die Elektromaschine 2 nicht sofort lastfrei geschaltet. Das unlimitierte Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 verringert sich nur in dem Maße, wie sich das optimale Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 an das Gesamtsollmoment trqDes annähert. Dies wird durch die Bildung der Differenz zwischen dem Gesamtsollmoment trqDes und dem optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 erreicht.
Einem stark dynamischen Gesamtsollmoment trqDes kann das optimale Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 aufgrund der Luftpfaddynamik nicht sofort folgen. Das unlimitierte Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 wird dann nicht vollständig auf 0 Nm verharren. Daher werden bei bShift1 = true die beiden Grenzen trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp auf 0 Nm gebracht. Vorzugsweise so, dass keine Sprünge im ersten Solldrehmoment trqDesEIM für die Elektromaschine 2 erzeugt werden. Dies erfolgt beispielsweise dahingehend, dass die Grenzen in einer vorgegebenen Zeit (z. B. 400 ms) rampenförmig auf 0 Nm gebracht werden. Danach ist die Elektromaschine 2 lastfrei.
In 2 ist ein Differenzmoment trqDelta dargestellt, das sich aus dem unlimitierten Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 abzüglich des ersten Solldrehmomentes trqDesEIM für die Elektromaschine 2 ergibt, umgerechnet mit der Übersetzung iEIM. Ein bei einer Begrenzung durch trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp von der Elektromaschine 2 nicht darstellbarer Momentenanteil wird damit dem zweiten Sollmoment trqDesEng des Verbrennungsmotors 3 aufgeschaltet. Das zweite Sollmoment trqDesEng für den Verbrennungsmotor 3 bewegt sich dann vom optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 weg, verbunden mit einem Eingriff in den Zündwinkel oder einer Einspritzausblendung. Dies wird mit den binären Signalen bIARIs und bCtOff im Block 24 angezeigt. Die Aufschaltung des Differenzmomentes trqDelta sorgt dafür, dass die Einhaltung des Gesamtsollmomentes trqDes höhere Priorität erhält als die Einstellung des optimalen Drehmomentes Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3. Durch Weglassen der Aufschaltung ändert sich die Priorität, auch Mischformen sind möglich. Die Einhaltung des Gesamtsollmomentes trqDes ist wichtig, falls sonst die Gefahr einer ungewollten Beschleunigung des Fahrzeuges besteht.
Bei völliger Lastfreiheit der Elektromaschine 2, d. h. bei einem ersten Solldrehmoment von trqDesEIM = 0 Nm, wird der Elektromaschine 2 ein Synchronisationssolldrehmoment trqDesEIMSync als endgültiges Solldrehmoment trqDesEIMFin vorgegeben. Dies erfolgt durch Umlegen des Schalters 21 bei binärem Signal bSync = true. Das Synchronisations-Solldrehmoment trqDesEIMSync enthält Momentenanteile einer Drehzahlregelung sowie Vorsteueranteile, deren Berechnung in 2 nicht dargestellt ist.
Nach erfolgter Synchronisation und Änderung der mechanischen Ankopplung wird das binäre Signal bSync = false gesetzt und der Elektromaschine 2 wieder eine Last aufgeschaltet. Dies beginnt, indem das binäre Signal bShift1 und damit das abgeleitete Signal bShift auf false gesetzt werden. Die beiden Grenzen trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp werden auf die im Normalbetrieb gültigen Werte gebracht. Dies erfolgt vorzugsweise so, dass keine Sprünge im ersten Solldrehmoment trqDesEIM für die Elektromaschine 2 erzeugt werden. Der Verbrennungsmotor 3 wird vorzugsweise beim optimalen Drehmoment Eng_trqOpt betrieben.
Eine zweite Betriebsart zur Änderung der mechanischen Ankopplung der Elektromaschine 2 beginnt, indem ein binäres Signal bShift2 auf true gesetzt wird. Das kann aus dem Normalbetrieb heraus erfolgen, also wenn zuvor das binäre Signal bShift1 gleich false ist. Dann wird auch das abgeleitete Signal bShift = true, der Schalter 20 geht in die untere Stellung und schaltet das Gesamtsollmoment trqDes auf das Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng für den Verbrennungsmotor 3. Damit wird eine Erzeugung des Gesamtsollmomentes trqDes ausschließlich durch den Verbrennungsmotor 3 eingeleitet. Im Gegensatz zur ersten Betriebsart wird das erste Solldrehmoment der Elektromaschine 2 bei bShift2 = true sprungförmig auf trqDesEIM = 0 Nm geschaltet. Die Elektromaschine 2 ist dann sofort lastfrei. Dies erfolgt mit Hilfe des Schalters 22, der auf das binäre Signal bShift2 reagiert. Es entsteht ein Differenzmoment trqDelta ≠ 0 Nm. Das zweite Sollmoment trqDesEng des Verbrennungsmotors 3 bewegt sich dann sprungförmig vom optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3 weg. Durch Umlegen des Schalters 21 infolge des binären Signals bSync = true kann dann die Synchronisation beginnen.
Die zweite Betriebsart lässt sich auch aus der ersten Betriebsart heraus anfordern, z. B. wenn die Gefahr einer Überdrehzahl droht oder ein Defekt eines Antriebsaggregates vorliegt. Alternativ dazu kann ein schnellerer zeitlicher Ablauf bei einer Ankopplungsänderung oder einer Abkopplung der Elektromaschine 2 in der ersten Betriebsart durch schnellere Änderung der beiden Grenzen trqDesEIMMaxRmp und trqDesEIMMinRmp auf 0 Nm erzielt werden.
Die Änderung der mechanischen Ankopplung und die Synchronisation kann beispielsweise durch Signale eines nicht weiter dargestellten Getriebesteuergerätes eingeleitet werden. Das Getriebesteuergerät kann beispielsweise eine der möglichen Betriebsarten auswählen und anfordern. Vorzugsweise wird eine vollständige Lastfreiheit der Elektromaschine 2 dem Getriebesteuergerät von einem Fahrzeugsteuergerät gemeldet, so dass dieses den weiteren Ablauf einleiten kann. Das Getriebesteuergerät meldet die Beendigung einer Synchronisation bzw. einer Änderung der mechanischen Ankopplung zurück an das Fahrzeugsteuergerät, worauf dieses die Elektromaschine 2 so ansteuert, dass die Elektromaschine 2 wieder Last übernehmen bzw. zum Gesamtsollmoment trqDes beitragen kann.
In den 3 und 4 sind Simulationsergebnisse der soeben erläuterten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es wird von einer geschlossenen Anfahrkupplung 9 und einer fest gewählten Getriebegangstufe 10 ausgegangen. Zu Beginn der Simulation ist die Kupplung 6 geschlossen und die Übersetzung damit iEIM = 1. Während der Simulation erfolgt dann eine Änderung der mechanischen Ankopplung, und insbesondere der Übersetzung auf iEIM = 2, durch Öffnen der Kupplung 6 und Schließen der Kupplung 7. Für den gesamten Zeitbereich liegt das Gesamtsollmoment bei trqDes = 70 Nm, zu Beginn der Simulation liegt das Strategie-Sollmoment bei trqDesEIMStrategy = –50 Nm, und wird bei Änderung der Übersetzung auf iEIM = 2 auf –25 Nm angepasst.
3 zeigt eine Simulation der ersten Betriebsart. Zum Zeitpunkt der steigenden Flanke des binären Signals bShift1 ist das unlimitierte Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 negativ. Die obere Grenze trqDesEIMMaxRmp wird daher sprungförmig auf 0 Nm gesetzt, ohne das erste Solldrehmoment trqDesEIM der Elektromaschine 2 zu beeinflussen. Die untere Grenze trqDesEIMMinRmp springt bis auf einen Abstand von 25 Nm an das unlimitierte Solldrehmoment trqDesEIMUnLim der Elektromaschine 2 heran und verläuft dann rampenförmig bis auf 0 Nm. Im Beispiel wird das erste Solldrehmoment trqDesEIM der Elektromaschine 2 auch von der unteren Grenze trqDesEIMMinRmp nicht beeinflusst. Das Differenzmoment bleibt dabei bei trqDelta = 0 Nm. Die Synchronisation beginnt bei nahezu lastfreier Elektromaschine 2 mit der steigenden Flanke des binären Signals bSync. Nach erfolgter Synchronisation und Änderung der mechanischen Ankopplung wird das binäre Signal bSync = false gesetzt. Danach wird mit bShift1 = false der Elektromaschine 2 wieder Last aufgeschaltet. Während des gesamten Vorganges entspricht das zweite Sollmoment trqDesEng des Verbrennungsmotors 3 dem optimalen Drehmoment Eng_trqOpt des Verbrennungsmotors 3. Es erfolgt kein Eingriff in den Zündwinkel und auch keine Einspritzausblendung. Die beiden binären Signale bIARIs und bCtOff bleiben während der gesamten Simulation auf false. Der Verbrennungsmotor 3 wird erfindungsgemäß beim optimalen Drehmoment Eng_trqOpt betrieben. Das vorgegebene Gesamtsollmoment trqDes wird während des gesamten Vorganges eingehalten bzw. auf die Getriebeeingangswelle 5 eingeleitet und die sich ändernde Übersetzung berücksichtigt. Für die gesamte Simulation in 3 gilt bShift2 = false.
4 zeigt eine Simulation der zweiten Betriebsart. Das erste Solldrehmoment trqDesEIM der Elektromaschine 2 wird bei steigender Flanke bShift2 sprungförmig auf trqDesEIM = 0 Nm geschaltet. Das zweite Solldrehmoment trqDesEng für den Verbrennungsmotor 3 springt zusammen mit dem Vorhalte-Sollmoment trqLeadEng nach unten und bewegt sich vom optimalen Drehmoment Eng_trqOpt weg. Dies führt zu einer kurzfristigen zylinderindividuellen Ausblendung, gekennzeichnet durch das binäre Signal bCtOff = true und zu einem etwas länger dauernden Eingriff in den Zündwinkel mit bIARIs = true. Eine Beendigung der Momentenbeeinflussung wird mit bShift2 = false angefordert. Dabei folgt das zweite Sollmoment trqDesEng des Verbrennungsmotors 3 dem optimalen Drehmoment Eng_trqOpt. Das vorgegebene Gesamtsollmoment trqDes wird während des gesamten Vorganges eingehalten. Für die gesamte Simulation in 4 gilt bShift1 = false.
In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten der beiden Antriebsaggregate 2, 3 in einer weiteren Betriebsart, die eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate 2, 3 als in der ersten Betriebsart und eine zeitlich langsamere Betriebspunktänderung als in der zweiten Betriebsart bewirkt. In dieser weiteren Betriebsart wird mindestens ein Antriebsaggregat 2, 3 bei einem suboptimalen Drehmoment betrieben. Gegenüber dem optimalen Drehmoment, bei dem das Antriebsaggregat 2, 3 und zugeordnete Komponenten wie ein elektrischer Energiespeicher, ein Katalysator, ein Turbolader beispielsweise verbrauchs-, emissions- und lebensdaueroptimal (ohne Überlast) betrieben werden, erfolgen hierbei Einschränkungen. Zum Beispiel, indem das Antriebsaggregat 2, 3 und zugeordnete Komponenten emissions- und lebensdaueroptimal, aber nicht verbrauchsoptimal betrieben werden. Bei einem als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungsmotor 3 mit homogener Verbrennung kann das suboptimale Drehmoment durch einen Momentenbereich zwischen dem Basismoment Eng_trqBs und dem minimalen Basismoment Eng_trqBsMin vorgegeben sein, also einem Bereich, der mittels Verstellung des Zündwinkels aber ohne Einspritzausblendung einzelner Zylinder und damit ohne erhöhte Abgasemissionen einstellbar ist. Das suboptimale Drehmoment führt beispielsweise zu einem geringen, aus Komfortgründen noch tolerierbaren Ruck im Triebstrang beim Nulldurchgang infolge mechanischer Lose bzw. Spiele im Triebstrang. Auch sind wahrnehmbarer Bewegungen des Fahrzeugaufbaus infolge der Kinematik der Radaufhängungen möglich. Ein für den Fahrer ungewohntes Eigenlenkverhalten des Fahrzeuges wird aber vermieden. Eine Einstellung der weiteren Betriebsart bzw. Umschaltung zwischen der ersten, der zweiten und der weiteren Betriebsart kann beispielsweise von einem Getriebesteuergerät angefordert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10126348 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Änderung der mechanischen Ankopplung eines Antriebaggregates an einen Triebstrang eines Kraftfahrzeuges, dessen Triebstrang mit mindestens zwei Antriebsaggregaten ausgerüstet ist, bei welchem mindestens ein erstes (2) der beiden Antriebsaggregate (2, 3) während der Fahrt des Kraftfahrzeuges über unterschiedliche mechanische Ankopplungen angekoppelt wird, wobei bei einer Änderung der mechanischen Ankopplung eine Leistungs- oder Momentenbeeinflussung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten (2) der beiden Antriebsaggregate (2, 3) in mindestens zwei Betriebsarten erfolgt, wobei eine erste Betriebsart eine zeitlich langsame Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) bewirkt, während bei einer zweiten Betriebsart eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) annähernd gegenläufig erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der ersten Betriebsart mindestens ein Antriebsaggregat (3) bei einem optimalen Drehmoment (Eng_trqOpt) betrieben wird, wobei dieses optimale Drehmoment (Eng_trqOpt) des Antriebsaggregates (3) bei der Momentenbeeinflussung des anderen Antriebsaggregates (2) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das optimale Drehmoment (Eng_trqOpt) in Abhängigkeit von der Dynamik der Antriebsaggregate (2, 3) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optimale Drehmoment (Eng_trqOpt) in Abhängigkeit von der Dynamik des Antriebsstranges (1) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optimale Drehmoment (Eng_trqOpt) in Abhängigkeit von der Dynamik des gesamten Kraftfahrzeuges eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates (2) ein erlaubter Bereich (trqDesEIMMaxRmp, trqDesEIMMinRmp) das Drehmoment (trqDesEIM) eines Antriebsaggregates (2, 3) begrenzt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erlaubte Bereich (trqDesEIMMaxRmp, trqDesEIMMinRmp) so verkleinert oder vergrößert wird, dass das Drehmoment (trqDesEIM) des Antriebsaggregates (2, 3) sprungfrei verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart während der Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten Antriebsaggregates (2) das optimale Drehmoment (Eng_trqOpt) des Antriebsaggregates (3) überschritten oder unterschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebenes Gesamtsollmoment (trqDes) überschritten oder unterschritten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Antriebsaggregat (2) eine Synchrondrehzahl durch eine Drehzahlregelung eingestellt wird.
Fahrzeugsteuergerät, welches mindestens zwei Antriebsaggregate ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, welche eine Änderung der mechanischen Ankopplung des ersten (2) der beiden Antriebsaggregate (2, 3) in mindestens zwei Betriebsarten einstellen, wobei eine erste Betriebsart eine zeitlich langsame Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) bewirkt, während bei einer zweiten Betriebsart eine zeitlich schnellere Betriebspunktänderung der beiden Antriebsaggregate (2, 3) erfolgt.
Fahrzeugsteuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Anforderungssignal zur Einstellung der ersten oder zweiten Betriebsart und/oder zur Umschaltung zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart empfangen.
Fahrzeugsteuergerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel nach Einstellung eines ersten oder zweiten Betriebszustandes durch Ansteuerung des ersten bzw. des zweiten Antriebsaggregates (2, 3) in der ersten oder der zweiten Betriebsart, insbesondere in einem definierten Zeitraum, ein Bestätigungssignal ausgeben und nach Empfang eines Ausführungssignals nach erfolgter Änderung der mechanischen Ankopplung und/oder Synchronisation des ersten Antriebsaggregates (2) den ersten oder zweiten Betriebszustand in den beiden Antriebsaggregaten (2, 3) wieder aufheben.
Getriebesteuergerät, welches ein, mindestens eine Kupplung (6, 7) zur Schaltung der mechanischen Ankopplung eines ersten Antriebsaggregates (2) umfassendes Getriebe (4) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die ein Anforderungssignal zur Einstellung der ersten oder der zweiten Betriebsart ausgeben.
Getriebesteuergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mit dem Anforderungssignal eine definierte Zeitdauer zur Einstellung des ersten oder zweiten Betriebszustandes ausgeben.
Getriebesteuergerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Bestätigungssignal empfangen, welches die korrekte Einstellung des ersten oder zweiten Betriebszustandes meldet.
Getriebesteuergerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel nach vollständiger Änderung der mechanischen Ankopplung bzw. Synchronisation des ersten Antriebsaggregates ein Ausführungssignal ausgeben.