DE102015208402A1 - Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (1) ein als Verbrennungsmotor (2) ausgebildetes erstes Antriebsaggregat, ein als elektrische Maschine (3) ausgebildetes zweites Antriebsaggregat, ein Anfahrelement (6) und ein Getriebe (4) aufweist, wobei das Anfahrelement (6) einen Wandler (6A) und eine Überbrückungskupplung (6B) aufweist, wobei das Anfahrelement (6) zwischen die elektrische Maschine (3) und das Getriebe (4) geschaltet ist, wobei die elektrische Maschine (3) zwischen den Verbrennungsmotor (2) und das Anfahrelement (6) geschaltet ist. Dann, wenn eine Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) angefordert wird, wird zunächst die Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) in Schlupf gebracht. Dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) einen Grenzwert erreicht oder größer als der Grenzwert wird, wird anschließend für die elektrische Maschine (3) eine Soll-Drehzahl vorgegeben und die Drehzahl der elektrischen Maschine (3) wird auf diese Soll-Drehzahl eingeregelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Obergriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs.
  • Aus der DE 10 2006 018 057 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Parallelhybrid-Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bekannt. Ein solcher Parallelhybrid-Antriebsstrang umfasst ein als Verbrennungsmotor ausgebildetes erstes Antriebsaggregat, ein als elektrische Maschine ausgebildetes zweites Antriebsaggregat, ein Anfahrelement und ein Getriebe, wobei das Anfahrelement zwischen die elektrische Maschine und das Getriebe und die elektrische Maschine zwischen den Verbrennungsmotor und das Anfahrelement geschaltet ist. Beim Anfahrelement handelt es sich nach der DE 10 2006 018 057 A1 um ein hydrodynamisches Anfahrelement mit einem Wandler und einer Überbrückungskupplung. Um bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor denselben abzukoppeln, ist zwischen Verbrennungsmotor und elektrische Maschine eine Trennkupplung geschaltet. Soll bei einer rein elektrischen Fahrt der Verbrennungsmotor zugestartet werden, so wird nach diesem Stand der Technik vorgeschlagen, den Verbrennungsmotor über die elektrische Maschine zuzustarten, indem die zwischen dem Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine geschaltete Kupplung zumindest teilweise geschlossen wird, wobei weiterhin die Überbrückungskupplung des Anfahrelements in Schlupf gebracht wird, um ein von der elektrischen Maschine erzeugtes Moment teilweise über den Wandler und teilweise über die Überbrückungskupplung des Anfahrelements zu führen. Durch das Schlupfen der Überbrückungskupplung des Anfahrelements wird erreicht, dass sich der Zustart des Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine am Abtrieb des Antriebsstrangs nicht komfortmindernd in Form von ruckartigen Stößen auswirkt. Hierzu wird nach der DE 10 2006 018 057 A1 die Überbrückungskupplung des Anfahrelements während des gesamten Startvorgangs des Verbrennungsmotors durch eine Drehzahlregelung der elektrischen Maschine in einem Schlupfbetrieb gehalten. Dabei wird für das Anfahrelement, nämlich die Überbrückungskupplung desselben, eine Differenzdrehzahl vorgegeben.
  • Obwohl mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bereits ein komfortabler Zustart eines Verbrennungsmotors über die elektrische Maschine möglich ist, besteht Bedarf daran, im Falle einer steuerungsseitigen Anforderung einer Entkopplung der Überbrückungskupplung, diese Entkopplung innerhalb kürzerer Zeit und mit höheren Komfort zu ermöglichen.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird zunächst die Überbrückungskupplung des Anfahrelements in Schlupf gebracht, wobei dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung des Anfahrelements einen Grenzwert erreicht oder größer als der Grenzwert wird, anschließend für die elektrische Maschine eine Soll-Drehzahl vorgegeben und die Drehzahl der elektrischen Maschine auf diese Soll-Drehzahl eingeregelt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorgeschlagen, zunächst die Überbrückungskupplung definiert in Schlupf zu bringen und erst anschließend für die elektrische Maschine eine Soll-Drehzahl vorzugeben und die Drehzahl der elektrischen Maschine auf diese Soll-Drehzahl einzuregeln. Hiermit ist eine schnellere und gleichzeitig komfortablere Entkopplung der Überbrückungskupplung des Anfahrelements möglich.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung angefordert wird, steuerungsseitig ein erstes Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung des Anfahrelements vorgegeben, wobei das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau betragsmäßig größer als Null ist. Vorzugsweise gibt hierzu dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung angefordert wird, eine Motorsteuerung steuerungsseitig das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung vor, wobei eine Anfahrelementsteuerung einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf insbesondere entlang einer Rampe auf das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau vorgibt. Hiermit kann die Überbrückungskupplung besonders vorteilhaft in Schlupf gebracht werden, bevor nachfolgend an der elektrischen Maschine eine Drehzahlregelung erfolgt.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung nicht weiter angefordert wird, steuerungsseitig ein zweites erste Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung vorgegeben, wobei das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau betragsmäßig kleiner als das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau und betragsmäßig größer als Null oder gleich Null ist. Vorzugsweise führt die Anfahrelementsteuerung die Soll-Differenzdrehzahl entlang einer Rampe von dem ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau auf das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau. Hiermit kann die Entkopplung der Überbrückungskupplung besonders vorteilhaft und komfortabel beendet werden.
  • Dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung den Grenzwert erreicht oder überschreitet, wird anschließend für die elektrische Maschine ein Verlauf der Soll-Drehzahl vorgegeben, wobei die Soll-Drehzahl ausgehend von der beim Erreichen oder Überschreiten des Schlupfgrenzwerts aktuellen Drehzahl der elektrischen Maschine vorzugsweise rampenartig auf eine vom ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung abhängige Drehzahl erhöht wird, welche solange konstant bleibt, solange die Entkopplung der Überbrückungskupplung angefordert wird, wobei dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung nicht weiter angefordert wird, die Solldrehzahl für die elektrische Maschine ausgehend von dieser Drehzahl auf eine von dem zweiten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung abhängige Drehzahl vorzugsweise rampenartig reduziert wird. Diese Drehzahlregelung der elektrischen Maschine ist besonders vorteilhaft.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung steuert dann, wenn sich während einer angeforderten Entkopplung der Überbrückungskupplung ein Fahrerwunschmoment ändert, eine Anfahrelementsteuerung ein von der Überbrückungskupplung übertragenes Moment auf das Fahrerwunschmoment nach. Hiermit kann einem sich ändernden Fahrerwunschmoment komfortabel Rechnung getragen werden. Dadurch, dass das von der Überbrückungskupplung übertragene Moment auf das Fahrerwunschmoment nachgesteuert und nicht nachgeregelt wird, wird verhindert, dass sich Störungen, die z.B. beim Zustarten oder beim Abstellen des Verbrennungsmotor oder bei einer Zylinderabschaltung am Verbrennungsmotor in den Antriebstrang eingetragen werden, auf den Schlupf an der Überbrückungskupplung auswirken.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während einer angeforderten Entkopplung der Überbrückungskupplung ein Soll-Getriebeeingangsmoment abhängig von einem Fahrerwunschmoment ermittelt, wobei ein von der Überbrückungskupplung übertragenes Moment bei schlupfender Überbrückungskupplung so angepasst wird, dass eine durch den Schlupf der Überbrückungskupplung bewirkte Erhöhung des vom Wandler übertragenen Moments kompensiert wird. Hiermit kann eine unzulässige Änderung des Getriebeeingangsmoments durch den schlupfenden Betrieb der Überbrückungskupplung verhindert werden.
  • Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Anspruch 10 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein Schema eines Antriebsstrangs; und
  • 2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, sowie eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • 1 zeigt schematisiert einen als Parallelhybrid-Antriebsstrang ausgebildeten Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 1 verfügt über ein als Verbrennungsmotor 2 ausgebildetes erstes Antriebsaggregat und ein als elektrische Maschine 3 ausgebildetes zweites Antriebsaggregat, wobei zwischen den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 eine Trennkupplung 5 geschaltet ist. Ferner umfasst der Antriebsstrang 1 der 1 ein Getriebe 4 und ein Anfahrelement 6, wobei das Anfahrelement 6 zwischen die elektrische Maschine 3 und das Getriebe 4 geschaltet ist. Beim Anfahrelement 6 handelt es sich um ein hydrodynamisches Anfahrelement mit einem Wandler 6A und einer parallel zum Wandler 6A geschalteten Überbrückungskupplung 6B, wobei vom Wandler 6A ein Pumpenrad 6C und ein Turbinenrad 6D gezeigt sind.
  • Dann, wenn mit dem Antriebsstrang der 1 rein elektrisch gefahren wird, ist der Verbrennungsmotor 2 typischerweise stillgesetzt und die zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 geschaltete Trennkupplung 5 vollständig geöffnet. Im Hybridbetrieb hingegen, in welchem sowohl der Verbrennungsmotor 2 als auch die elektrische Maschine 3 laufen und Antriebsmoment bereitstellen, ist die zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 geschaltete Trennkupplung 5 geschlossen.
  • Der Betrieb des Verbrennungsmotors 2 wird von einer Motorsteuerung und der Betrieb des Getriebes 4 von einer Getriebesteuerung gesteuert bzw. geregelt. Zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs der elektrischen Maschine 3 ist typischerweise eine Hybridsteuerung vorhanden. Das Anfahrelement 6 wird von einer Anfahrelementsteuerung gesteuert bzw. geregelt.
  • Typischerweise sind die Anfahrelementsteuerung und die Getriebesteuerung in einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung implementiert, nämlich in einer Getriebesteuerungseinrichtung. Auch die Hybridsteuerung kann Bestandteil der Getriebesteuerungseinrichtung sein. Die Motorsteuerung ist typischerweise Bestandteil einer separaten Steuerungseinrichtung, nämlich einer Motorsteuerungseinrichtung. Motorsteuerungseinrichtung und Getriebesteuerungseinrichtung tauschen untereinander Daten aus.
  • Im Betrieb eines solchen Parallelhybrid-Antriebsstrangs treten Betriebssituationen auf, in denen steuerungsseitig eine Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert wird, zum Beispiel dann, wenn aus rein elektrischer Fahrt heraus der Verbrennungsmotor 2 über die elektrische Maschine 3 zugestartet werden soll, um über diese Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B den Zustart des Verbrennungsmotors 2 so komfortabel wie möglich zu gestalten.
  • Wird eine Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert, so wird erfindungsgemäß zunächst die Überbrückungskupplung 6b des Anfahrelements 6 in Schlupf gebracht.
  • Erst dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung 6b des Anfahrelements 6 größer als ein definierter Grenzwert wird bzw. diesen definierten Grenzwert erreicht, wird anschließend für die elektrische Maschine 3 eine Soll-Drehzahl vorgegeben und die elektrische Maschine 3 über eine Drehzahlregelung auf diese Soll-Drehzahl eingeregelt. So kann eine steuerungsseitig angeforderte Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B schnell und komfortabel bereitgestellt werden.
  • Weitere Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wobei 2 über der Zeit t mehrere Kurvenverläufe 7 bis 18 zeigt, nämlich mit den Kurvenverläufen 7 bis 10 Momentverläufe, mit den Kurvenverläufen 11 bis 16 Drehzahlverläufe und mit den Kurvenverläufen 17 und 18 Statussignale. Die in 2 gezeigten Kurvenverläufe 7 bis 18 stellen sich in dem Fall ein, in welchem zum Zustarten des Verbrennungsmotors 2 aus rein elektrischer Fahrt heraus steuerungsseitig eine Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert wird, um den Zustart des Verbrennungsmotors 2 mit möglichst hohem Komfort zu gestalten. Der Kurvenverlauf 7 zeigt dabei ein von der Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 übertragenes Moment. Der Kurvenverlauf 8 entspricht dem Verlauf eines Fahrerwunschmoments. Der Kurvenverlauf 9 verdeutlicht den zeitlichen Verlauf eines Eingangsmoments des Getriebes 4. Der Kurvenverlauf 10 visualisiert den Verlauf eines von der Trennkupplung 5 übertragenen Moments. Der Kurvenverlauf 11 verdeutlicht einen zeitlichen Drehzahlverlauf für das Turbinenrad 6D des Wandlers 6A. Der Kurvenverlauf 12 zeigt den zeitlichen Verlauf der Drehzahl der elektrischen Maschine 3. Der Kurvenverlauf 14 zeigt den zeitlichen Verlauf der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2. Bei den Kurvenverläufen 13, 15 und 16 handelt es sich um steuerungsseitige Drehzahlvorgaben, nämlich beim Kurvenverlauf 13 um Soll-Drehzahlverlauf für die elektrische Maschine 3, beim Kurvenverlauf 15 um eine steuerungsseitige Vorgabe eines Soll-Differenzdrehzahlniveaus für die Überbrückungskupplung 6B und beim Kurvenverlauf 16, 16a um einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf der Überbrückungskupplung 6B. Der Kurvenverlauf 18 visualisiert eine steuerungsseitige Anforderung einer Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B, der Kurvenverlauf 17 visualisiert ein Statussignal betreffend die Umsetzung bzw. das Wirksamsein dieser angeforderten Entkopplung.
  • Wie bereits ausgeführt, verdeutlicht 2 Details des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, für welchen aus rein elektrischer Fahrt heraus der Verbrennungsmotor 2 über die elektrische Maschine 3 zugestartet werden soll.
  • Vor dem Zeitpunkt t1 steht der Verbrennungsmotor 2 still, die Drehzahl 14 des Verbrennungsmotors 2 beträgt demnach vor dem Zeitpunkt t1 Null. Bei stillstehendem Verbrennungsmotor 2 ist vor dem Zeitpunkt t1 die Trennkupplung 5 vollständig geöffnet, sodass dieselbe gemäß dem Kurvenverlauf 10 kein Moment überträgt. Vor dem Zeitpunkt t1 wird das Fahrerwunschmoment 8 ausschließlich von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellt, wobei hierbei die Überbrückungskupplung 6B gemäß dem Kurvenverlauf 7 vollständig geschlossen ist. Vor dem Zeitpunkt t1 entspricht die Drehzahl 12 der elektrischen Maschine 3 der Drehzahl 11 des Turbinenrads 6D des Wandlers 6A. Vor dem Zeitpunkt t1 erhöht sich, wie dem Kurvenverlauf 8 entnommen werden kann, das Fahrerwunschmoment. Die Erhöhung des Fahrerwunschmoments ist dabei in 2 derart, dass dieselbe nicht alleine von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellt werden kann, sodass demnach ein Zustart des Verbrennungsmotors 2 angefordert wird. Ein maximales Moment MEM-MAX der elektrischen Maschine 3 ist in 2 gestrichelt dargestellt. Für den Zustart des Verbrennungsmotors 2 wird zum Zeitpunkt t1 eine Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert, um den Verbrennungsmotor 2 über die elektrische Maschine 3 besonders komfortabel zuzustarten. Der Kurvenverlauf 18 der 2 verdeutlicht, dass zum Zeitpunkt t1 die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert wird, wobei diese Anforderung der Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B bis zum Zeitpunkt t3 angefordert bleibt und erst zum Zeitpunkt t3 diese Entkopplung nicht weiter angefordert wird.
  • Um nun die angeforderte Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B schnell und komfortabel umzusetzen, wird zunächst die Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in Schlupf gebracht, wobei erst nachfolgend zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 für die elektrische Maschine 3 eine Soll-Drehzahl vorgegeben und die Drehzahl der elektrischen Maschine 3 im Sinne einer Drehzahlregelung auf die Soll-Drehzahl eingeregelt wird.
  • Dann, wenn zum Zeitpunkt t1 gemäß dem Signalverlauf 18 die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert wird, wird steuerungsseitig ein erstes Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 vorgegeben, welches betragsmäßig größer als Null ist. Hierzu wird von der Motorsteuerung steuerungsseitig gemäß dem Kurvenverlauf 15 das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 vorgegeben, wobei die Anfahrelementsteuerung gemäß dem Kurvenverlauf 16 bzw. 16a einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf für die Überbrückungskupplung 6B auf dieses erste Soll-Differenzdrehzahlniveau 15 vorgibt.
  • Gemäß dem Kurvenverlauf 16 erfolgt dies zum Zeitpunkt t1 stufenartig, wobei demnach in diesem Fall die Anfahrelementsteuerung das von der Motorsteuerung stufenartig vorgegebene erste Soll-Differenzdrehzahlniveau stufenartig in einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf 16 umsetzt.
  • Alternativ hierzu ist es, wie dem Kurvenverlauf 16a entnommen werden kann, möglich, dass die Anfahrelementsteuerung das von der Motorsteuerung stufenartig vorgegebene erste Soll-Differenzdrehzahlniveau derart in einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf umsetzt, dass die Soll-Differenzdrehzahl für die Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 linear entlang einer Rampe auf das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau 15 geführt wird.
  • Durch die steuerungsseitige Vorgabe des ersten Soll-Differenzdrehzahlniveaus 15 über die Motorsteuerung und durch die Umsetzung dieses ersten Soll-Differenzdrehzahlniveaus 15 über die Anfahrelementsteuerung in den Soll-Differenzdrehzahlverlauf 16 bzw. 16a kann sich zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gemäß den Kurvenverläufen 11, 12 die Drehzahl der elektrischen Maschine 3 von der Turbinendrehzahl des Wandlers 6A lösen, sodass sich demnach am Anfahrelement 6, nämlich an der Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6, ein Schlupf ausbildet, welcher der Differenz zwischen den beiden Drehzahlverläufen 11, 12 entspricht. Hierzu wird die Übertragungsfähigkeit der Überbrückungskupplung 6B so reduziert, das sich an derselben der Schlupf aufbaut.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird festgestellt, dass der Schlupf an der Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 einen Grenzwert erreicht bzw. größer als der Grenzwert wird. Dann wird, beginnend zum Zeitpunkt t2, also anschließend an das Inschlupfbringen der Überbrückungskupplung 6B, für die elektrische Maschine 3 eine Soll-Drehzahl 13 vorgegeben, wobei die Drehzahl 12 der elektrischen Maschine 3 im Sinne einer Drehzahlregelung auf diese Soll-Drehzahl 13 eingeregelt wird. Wie dem Signalverlauf 17 entnommen werden kann, wird dann, wenn zum Zeitpunkt t2 die Differenzdrehzahl an der Überbrückungskupplung 6B den Grenzwert erreicht bzw. überschreitet, das Statussignal 17 geändert, sodass dann zum Zeitpunkt t2 die zum Zeitpunkt t1 angeforderte Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B umgesetzt bzw. wirksam ist.
  • Gemäß 2 wird beginnend zum Zeitpunkt t2 die Soll-Drehzahl 13 für die elektrische Maschine 3 zunächst stufenartig erhöht, nämlich auf die zum Zeitpunkt t2 aktuelle Drehzahl der elektrischen Maschine initialisiert. Hiervon ausgehend wird die Soll-Drehzahl 13 für die elektrische Maschine 3 linear bzw. rampenartig erhöht und nachfolgend bis zum Zeitpunkt t3 konstant gehalten. Die Drehzahl, auf welche die Soll-Drehzahl ausgehend von der zum Zeitpunkt t2 aktuellen Drehzahl der elektrischen Maschine 3 rampenartig erhöht wird, ist vom ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung 6B abhängig.
  • In 2 wird zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, wie dem Kurvenverlauf 10 entnommen werden kann, nach dem Inschlupfbringen der Überbrückungskupplung 6b und nach einer definierten Zeitspanne der Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 3 die Übertragungsfähigkeit der zwischen den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 geschalteten Kupplung 5 erhöht, um den Verbrennungsmotor 2 über die elektrische Maschine 3 zuzustarten, wobei hierbei gemäß dem Kurvenverlauf 14, welcher dem Drehzahlverlauf des Verbrennungsmotors 2 entspricht, der Verbrennungsmotor 2 angeschleppt wird.
  • Wie bereits ausführt, wird die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B in 2 zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 angefordert, mit und nach dem Zeitpunkt t3 wird dieses Entkopplung nicht weiter angefordert.
  • Beginnend mit dem Zeitpunkt t3 fordert die Motorsteuerung gemäß dem Kurvenverlauf 15 das erste Soll-Drehzahlniveau nicht mehr an.
  • Vielmehr wird dann, beginnend mit dem Zeitpunkt t3, steuerungsseitig ein zweites Soll-Differenzdrehzahlniveau 19 für die Überbrückungskupplung 6B des Anfahrelements 6 vorgegeben bzw. angefordert, nämlich von der Anfahrelementsteuerung. Dieses zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau 19 ist betragsmäßig kleiner als das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau 15, dasselbe kann abhängig von der Betriebssituation des Antriebsstrangs bzw. Kraftfahrzeugs größer als Null sein oder Null betragen. Das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau ist von der aktuellen Betriebssituation des Antriebsstrangs und vom gewünschten Komfort abhängig. In 2 ist das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau 19 größer als Null, wobei die Anfahrelementsteuerung die Soll-Differenzdrehzahl 16 linear entlang einer Rampe von dem ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau 15 auf das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau 19 führt, nämlich zwischen den Zeitpunkten t3 und t4. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird gemäß dem Kurvenverlauf 13 auch die Soll-Drehzahl für die elektrische Maschine 3 linear abgesenkt, wobei zum Zeitpunkt t4 die Drehzahlregelung für die elektrische Maschine 13 endet und gemäß dem Signalverlauf 17 zum Zeitpunkt t4 die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B beendet und nicht weiter wirksam ist. Dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B nicht weiter angefordert wird, wird beginnend zum Zeitpunkt t3 die Solldrehzahl für die elektrische Maschine 3 auf eine von dem zweiten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung 6B abhängige Drehzahl vorzugsweise rampenartig reduziert.
  • Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass dann, wenn zum Beispiel für einen Zustart des Verbrennungsmotors 2 über die elektrische Maschine 3 bei einem Parallelhybrid-Antriebsstrang eine Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B angefordert wird, zunächst die Überbrückungskupplung 6B des hydrodynamischen Anfahrelements 6 definiert in Schlupf zu bringen und erst im Anschluss hieran die elektrische Maschine 3 im Sinne einer Drehzahlregelung auf eine Soll-Drehzahl einzuregeln.
  • Vorzugsweise wird dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B steuerungsseitig nicht mehr angefordert wird, die Drehzahlregelung auf die Soll-Drehzahl noch für eine definierte Zeitspanne, in 2 zwischen den Zeitpunkten t3 und t4, aufrechterhalten, um den Schlupf an der Überbrückungskupplung 6B definiert und geregelt auf das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau zu führen.
  • Dann, wenn sich während einer angeforderten Entkopplung das Fahrerwunschmoment 8 ändert, steuert die Anfahrelementsteuerung ein von der Überbrückungskupplung 6b übertragenes Moment auf das Fahrerwunschmoment nach, also im Sinne einer Steuerung und nicht im Sinne einer Regelung. Dadurch, dass das von der Überbrückungskupplung 6B übertragene Moment auf das Fahrerwunschmoment nachgesteuert und nicht nachgeregelt wird, wird verhindert, dass sich Störungen, die z.B. beim Zustarten oder beim Abstellen des Verbrennungsmotor 2 oder bei einer Zylinderabschaltung am Verbrennungsmotor 2 in den Antriebstrang eingetragen werden, auf den Schlupf an der Überbrückungskupplung 6B auswirken.
  • Vorzugsweise wird während einer angeforderten Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B ein Soll-Getriebeeingangsmoment abhängig vom Fahrerwunschmoment ermittelt. Ein von der Überbrückungskupplung 6B übertragenes Moment wird bei schlupfender Überbrückungskupplung 6B so angepasst, dass eine durch den Schlupf der Überbrückungskupplung 6B bewirkte Erhöhung des vom Wandler 6A übertragenen Moments kompensiert wird, sodass das Ist-Getriebeeingangsmoment nicht größer als das Soll-Getriebeeingangsmoment wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Steuerungseinrichtung umfasst hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Zu den hardwareseitigen Mitteln gehören Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des Verfahrens beteiligten Baugruppen, insbesondere mit dem Anfahrelement 6 sowie mit der elektrischen Maschine 3, Daten auszutauschen.
  • Weiterhin gehören zu den hardwareseitigen Mitteln ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln gehören Programmbausteine zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Getriebesteuerungseinrichtung, in welcher die Anfahrelementsteuerung und die Getriebesteuerung und die Hybridsteuerung implementiert sind. Eine solche Getriebesteuerungseinrichtung tauscht mit einer Motorsteuerungseinrichtung Daten aus, wobei die Motorsteuerungseinrichtung insbesondere das Statussignal 18 über die steuerungsseitige Anforderung der Entkopplung der Überbrückungskupplung 6B an die Getriebesteuerungseinrichtung überträgt, um die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu initiieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    elektrische Maschine
    4
    Getriebe
    5
    Kupplung
    6
    Anfahrelement
    6A
    Wandler
    6B
    Überbrückungskupplung
    6C
    Pumpenrad
    6D
    Turbinenrad
    7
    Kurvenverlauf
    8
    Kurvenverlauf
    9
    Kurvenverlauf
    10
    Kurvenverlauf
    11
    Kurvenverlauf
    12
    Kurvenverlauf
    13
    Kurvenverlauf
    14
    Kurvenverlauf
    15
    Kurvenverlauf
    16
    Kurvenverlauf
    17
    Kurvenverlauf
    18
    Kurvenverlauf
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006018057 A1 [0002, 0002, 0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (1) ein als Verbrennungsmotor (2) ausgebildetes erstes Antriebsaggregat, ein als elektrische Maschine (3) ausgebildetes zweites Antriebsaggregat, ein Anfahrelement (6) und ein Getriebe (4) aufweist, wobei das Anfahrelement (6) einen Wandler (6A) und eine Überbrückungskupplung (6B) aufweist, wobei das Anfahrelement (6) zwischen die elektrische Maschine (3) und das Getriebe (4) geschaltet ist, wobei die elektrische Maschine (3) zwischen den Verbrennungsmotor (2) und das Anfahrelement (6) geschaltet ist, und wobei dann, wenn eine Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) angefordert wird, die Überbrückungskupplung (6B) in Schlupf gebracht und für die elektrische Maschine (3) eine Soll-Drehzahl vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) in Schlupf gebracht wird; dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) einen Grenzwert erreicht oder größer als der Grenzwert wird, anschließend für die elektrische Maschine (3) eine Soll-Drehzahl vorgegeben und die Drehzahl der elektrischen Maschine (3) auf diese Soll-Drehzahl eingeregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) angefordert wird, steuerungsseitig ein erstes Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) vorgegeben wird, wobei das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau betragsmäßig größer als Null ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) angefordert wird, eine Motorsteuerung steuerungsseitig das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) vorgibt, und dass eine Anfahrelementsteuerung einen Soll-Differenzdrehzahlverlauf auf das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau vorgibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrelementsteuerung einen rampenartigen Verlauf der Soll-Differenzdrehzahl auf das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau vorgibt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) nicht weiter angefordert wird, steuerungsseitig ein zweites Soll-Differenzdrehzahlniveau für die Überbrückungskupplung (6B) des Anfahrelements (6) vorgegeben wird, wobei das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau betragsmäßig kleiner als das erste Soll-Differenzdrehzahlniveau und betragsmäßig größer als Null oder gleich Null ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrelementsteuerung einen rampenartigen Verlauf der Soll-Differenzdrehzahl von dem ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau auf das zweite Soll-Differenzdrehzahlniveau vorgibt.
  7. Verfahren zumindest nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Schlupf an der Überbrückungskupplung (6B) den Grenzwert erreicht oder größer als der Grenzwert wird, anschließend für die elektrische Maschine (3) ein derartiger Verlauf der Soll-Drehzahl vorgegeben wird, dass die Soll-Drehzahl ausgehend von der aktuellen Drehzahl der elektrischen Maschine (3) vorzugsweise rampenartig auf eine vom ersten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung (6B) abhängige Drehzahl erhöht wird, welche solange konstant bleibt, solange die Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) angefordert wird, und dass dann, wenn die Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) nicht weiter angefordert wird, die Solldrehzahl für die elektrische Maschine (3) ausgehend von dieser Drehzahl auf eine von dem zweiten Soll-Differenzdrehzahlniveau der Überbrückungskupplung (6B) abhängige Drehzahl vorzugsweise rampenartig reduziert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich während einer angeforderten Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) ein Fahrerwunschmoment ändert, ein von der Überbrückungskupplung (6B) übertragenes Moment auf das Fahrerwunschmoment nachgesteuert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während einer angeforderten Entkopplung der Überbrückungskupplung (6B) ein Soll-Getriebeeingangsmoment abhängig von einem Fahrerwunschmoment ermittelt wird, und dass ein von der Überbrückungskupplung (6B) übertragenes Moment bei schlupfender Überbrückungskupplung (6B) so angepasst wird, dass eine durch den Schlupf der Überbrückungskupplung (6B) bewirkte Erhöhung des vom Wandler (6A) übertragenen Moments kompensiert wird.
  10. Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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