DE102014202227A1 - Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine eines Fahrzeuges im Schubbetrieb vorgeschlagen, wobei ein von der elektrischen Maschine aufgebrachtes Motormoment (M) zunächst unabhängig von einer Fahrervorgabe (F) derart angesteuert wird, dass etwa eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erreicht wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2010 024 147 ist ein Zwei-Gang-Getriebe und ein Verfahren zur Steuerung eines Zwei-Gang-Getriebes bekannt. Das teillastschaltbare Getriebe mit einem elektrischen Antrieb umfasst eine reibschlüssige Kupplung und eine formschlüssige Kupplung. Aufgrund dessen sind die Schub-Hochschaltung von der ersten Übersetzungsstufe in die zweite Übersetzungsstufe und die Schub-Rückschaltung von der zweiten Übersetzungsstufe in die erste Übersetzungsstufe nicht lastschaltbar durchführbar.
  • Bei einer Schubschaltung befindet sich das Fahrzeug im Schubbetrieb, demzufolge wird das Fahrzeug durch die elektrische Maschine gebremst bzw. rekuperiert. Zum Beispiel bei einer Bergabfahrt kann sich trotz des negativen Motormomentes der elektrischen Maschine die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhen. Um eine Überschreitung einer festgelegten Maximaldrehzahl der elektrischen Maschine zu vermeiden, ist z.B. eine 1–2 Schub-Hochschaltung erforderlich. Jedoch hat die zugkraftunterbrochene Schaltung in dieser Fahrsituation den Nachteil, dass der Fahrer durch die plötzliche Beschleunigung überrascht wird, welches sich komfortmindernd auswirkt. Um dies zu verhindern, kann während des Schaltvorganges ein Bremseingriff durch die Betriebsbremse durchgeführt werden, damit das Fahrzeug nicht während des Schaltvorganges beschleunigt wird. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass dies eine aufwändige Ansteuerung erfordert, da die elektrische Maschine und die Betriebsbremse exakt miteinander koordiniert werden müssen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem insbesondere Schub-Hochschaltungen vermieden oder komfortabler ausgeführt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Somit wird ein Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine eines Fahrzeuges im Schubbetrieb vorgeschlagen, wobei ein von der elektrischen Maschine aufgebrachtes negatives Motormoment (M) zunächst unabhängig von einer Fahrervorgabe derart angesteuert wird, dass etwa eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit im Schubbetrieb erreicht wird. Auf diese Weise kann eine komfortmindernde Schub-Hochschaltung zumindest zunächst verhindert werden.
  • Wenn sich das Fahrzeug im Schubbetrieb befindet, zum Beispiel während einer Bergabfahrt, wird durch die elektrische Maschine ein negatives Moment bzw. ein Schubmoment, beispielsweise durch Rekuperation aufgebracht. Die Vorgabe bzw. Ansteuerung des Schubmomentes bei der elektrischen Maschine erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst in Unabhängigkeit von einer Fahrervorgabe, um zu verhindern, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter erhöht wird und somit trotz des Schubbetriebes etwa konstant bleibt. Die Erkennung bzw. Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann zum Beispiel durch den Abtriebsdrehzahlgradienten erfolgen.
  • Somit wird in vorteilhafter Weise das Erreichen einer unerlaubten Maximaldrehzahl bei der elektrischen Maschine verhindert. Wenn sich die Fahrervorgabe ändert und der Fahrer ein noch höheres Schubmoment wünscht, wird diesem Wunsch entsprochen. Aufgrund dessen wird zumindest zunächst eine 1–2 Schub-Hochschaltung im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens vermieden. Dies hat unter anderem den Vorteil der Verringerung der Schalthäufigkeit.
  • Das Auslösen einer zugkraftunterbrochenen 1–2 Schub-Hochschaltung wird aufgrund der erfindungsgemäßen Ansteuerstrategie in Fahrbereiche verschoben, in denen der Fahrer selbst eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit wünscht. Dies wird als Auslöser für die vorgenannte Schaltung verwendet, so dass die Schaltung für den Fahrer in diesem Fahrzustand nicht überraschend auftritt.
  • Wenn die Fahrervorgabe sich ändert und der Fahrer ein geringeres Schubmoment oder sogar ein positives Antriebsmoment wünscht, wird die 1–2 Schub-Hochschaltung zugkraftunterbrochen ausgeführt. Die Schaltung mit der einhergehenden Unterbrechung der hier negativen Zugkraft kommt nun für den Fahrer nicht überraschend, weil er weniger Bremsmoment bzw. ein positives Wunschmoment fordert.
  • Die entsprechende Fahrervorgabe kann sich daraus ergeben, dass der Fahrer zunächst das Bremspedal betätigt und es nachfolgend weniger betätigt. Diese Fahrervorgabe löst die 1–2 Schub-Hochschaltung aus.
  • Wenn als Fahrervorgabe der Fahrer zunächst das Bremspedal betätigt und es nachfolgend löst, wird die 1–2 Schub-Hochschaltung ebenfalls ausgelöst. Besonderer Vorteil liegt hierbei darin, dass die Zugkraftunterbrechung als normale Fahrzeugreaktion folgt, da das Bremsmoment verschwindet. Wenn als Fahrervorgabe erfasst wird, dass der Fahrer zunächst das Bremspedal nicht betätigt und nachfolgend beginnt, das Fahrpedal zu betätigen, wird ebenfalls die 1–2 Schub-Hochschaltung ausgelöst.
  • Als Sicherheitsfunktion kann im Rahmen des vorliegenden Verfahrens vorgesehen sein, dass bei Erreichen des maximal möglichen Schubmomentes der elektrischen Maschine und bei Erreichen der Maximaldrehzahl der elektrischen Maschine die 1–2 Schub-Hochschaltung ausgelöst wird, wobei vorher eine Warnung an den Fahrer erfolgt. Die Warnung kann zum Beispiel als akustisches Signal erfolgen, um den Überraschungseffekt bei dem Fahrer zu vermeiden.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Figuren weiter erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm mit der über der Zeit dargestellten Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Bergabfahrt im Schubbetrieb eines Fahrzeuges;
  • 2 ein Diagramm mit dem über der Zeit dargestellten Moment der elektrischen Maschine während einer Bergabfahrt im Schubbetrieb des Fahrzeuges; und
  • 3 ein Diagramm mit der über der Zeit dargestellten Fahrervorgabe während einer Bergabfahrt im Schubbetrieb des Fahrzeuges.
  • In den 1 bis 3 ist die Ansteuerstrategie gemäß des vorgeschlagenen Verfahrens anhand eines Fahrzeuges im Schubbetrieb mit einem Zwei-Gang-Getriebe mit elektrischer Maschine als Antrieb dargestellt, wobei das Getriebe zum Durchführen von Schaltvorgängen eine formschlüssige Kupplung und eine reibschlüssige Kupplung aufweist. Dadurch ist das Getriebe nur teilweise lastschaltfähig. Im Vergleich zu volllastschaltbaren Getriebesystemen mit zwei Lastschaltelementen ergibt sich der Vorteil des geringeren Bauaufwandes und der geringeren Schleppverluste. Die Ansteuerstrategie zum Vermeiden oder zum komfortableren Ausführen von Schub-Hochschaltungen ist anhand von zeitlichen Darstellungen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Momentes M der elektrischen Maschine des Getriebes und der Fahrervorgabe bzw. des Fahrerwunsches beispielhaft bei einer Bergabfahrt des Fahrzeuges dargestellt.
  • In einer ersten Phase I gemäß 1 ist die erste Übersetzungsstufe bzw. der erste Gang eingelegt und zum Vermeiden einer 1–2 Schub-Hochschaltung wird das negative Moment M bzw. Schubmoment bei der elektrischen Maschine betragsmäßig erhöht, bis die Fahrgeschwindigkeit bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit V in etwa konstant ist. Auf diese Weise wird während der Bergabfahrt die Fahrzeugbeschleunigung reduziert und verhindert, dass die elektrische Maschine ihre Maximaldrehzahl erreicht. Die betragsmäßige Erhöhung des negativen Momentes M der elektrischen Maschine bzw. des Schubmomentes ist aus dem Momentenverlauf der elektrischen Maschine gemäß 2 ersichtlich.
  • In einer zweiten Phase II wird auf eine Fahrerreaktion bzw. eine Fahrervorgabe F bei etwa konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit V gewartet. Wie z.B. aus 2 ersichtlich ist, liegt auch ein etwa konstantes Schubmoment an der elektrischen Maschine an.
  • Während des Überganges von der zweiten Phase II in die dritte Phase III tritt eine Fahrervorgabe bzw. eine Fahrerreaktion F auf, welches aus dem in 3 dargestellten Diagramm durch die Phase V angedeutet ist. Während der Phase V wird eine Fahrervorgabe F erfasst, bei der der Fahrer zum Beispiel den Fuß vom Bremspedal nimmt, da er weniger Bremsmoment fordert. Dies dient zur Auslösung bzw. zum Ausführen der zugkraftunterbrochenen 1–2 Schub-Hochschaltung, indem das Schubmoment etwa auf 0 reduziert wird, wie in 2 angedeutet. Hierbei tritt eine geringe Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf, wie dies in 1 in der Phase III angedeutet ist. Sobald der zweite Gang eingelegt ist, beginnt die Phase IV, in der das Schubmoment beispielsweise je nach Fahrerwunsch etwas erhöht wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V etwa konstant zu halten.
  • Bezugszeichen
    • V
      Fahrzeuggeschwindigkeit
      M
      Motormoment der elektrischen Maschine
      F
      Fahrervorgabe bzw. Fahrerwunschmoment
      t
      Zeit
      I
      zeitliche Phase
      II
      zeitliche Phase
      III
      zeitliche Phase
      IV
      zeitliche Phase
      V
      zeitliche Phase
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010024147 [0002]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Ansteuern eines Zwei-Gang-Getriebes mit elektrischer Maschine eines Fahrzeuges im Schubbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass das von der elektrischen Maschine aufgebrachte Motormoment (M) zunächst unabhängig von einer Fahrervorgabe (F) derart angesteuert wird, dass etwa eine konstante Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erreicht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Fahrervorgabe (F) das Schubmoment der elektrischen Maschine bis zum Erreichen einer Maximaldrehzahl der elektrischen Maschine erhöht wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine 1–2 Schub-Hochschaltung durchgeführt wird, wenn über die Fahrervorgabe (F) ein geringeres Schubmoment oder ein positives Antriebsmoment der elektrischen Maschine gewünscht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die 1–2 Schub-Hochschaltung ausgelöst wird, wenn als Fahrervorgabe (F) erfasst wird, dass der Fahrer das Bremspedal weniger betätigt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 1–2-Schub-Hochschaltung ausgelöst wird, wenn als Fahrervorgabe (F) erfasst wird, dass das Bremspedal von dem Fahrer nicht mehr betätigt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die 1–2 Schub-Hochschaltung ausgelöst wird, wenn als Fahrervorgabe (F) erfasst wird, dass der Fahrer das Bremspedal nicht betätigt und beginnt, das Fahrpedal zu betätigen.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der Maximaldrehzahl der elektrischen Maschine und des maximal möglichen Schubmomentes der elektrischen Maschine eine Fahrerwarnung ausgegeben wird und danach die 1–2 Schub-Hochschaltung ausgelöst wird.
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