DE102017214121A1 - Method for controlling a drive train for a motor vehicle and control device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug, der mindestens eine elektrische Maschine (EM) zur Bereitstellung von Antriebsleistung und ein Stufengetriebe (22, 32) mit einer Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine (EM) mit einem Eingang des Stufengetriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist und wobei zur Durchführung eines Gangwechsels eine Synchronisierung von Drehzahlen an einer Synchron-Schaltkupplung einer Zielgangstufe erfolgt, wobei zum Synchronisieren der Drehzahlen an der Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe sowohl ein Synchronisierungsmoment (tq_EM) durch die elektrische Maschine als auch ein Synchronisierungsmoment (tq_SE) durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe (Z) aufgebracht wird.

Figure DE102017214121A1_0000
Method for controlling a drive train for a motor vehicle, comprising at least one electric machine (EM) for providing drive power and a multi-step transmission (22, 32) with a plurality of gear stages which can be engaged and disengaged by means of respective synchronous shift clutches, wherein the electrical machine (EM) connected to an input of the stepped transmission or by means of a coupling device is connected and wherein for performing a gear change, a synchronization of rotational speeds takes place on a synchronous clutch of a target gear, wherein for synchronizing the rotational speeds of the synchronous clutch of the target gear both a Synchronization torque (tq_EM) by the electric machine and a synchronization torque (tq_SE) by the synchronous clutch of the target gear stage (Z) is applied.
Figure DE102017214121A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug, der mindestens eine elektrische Maschine zur Bereitstellung von Antriebsleistung und ein Getriebe mit einer Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine mit einem Eingang des Getriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist und wobei zur Durchführung eines Gangwechsels eine Synchronisierung von Drehzahlen an einer Synchron-Schaltkupplung einer Zielgangstufe erfolgt.The present invention relates to a method for driving a drive train for a motor vehicle, comprising at least one electric machine for providing drive power and a transmission with a plurality of gear stages, which are switched on and interpretable by means of respective synchronous clutches, wherein the electric machine with an input of the transmission is connected or connectable by means of a coupling device and wherein for performing a gear change, a synchronization of rotational speeds takes place on a synchronous clutch of a target gear stage.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges sowie den Antriebsstrang selbst, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein derartiges Verfahren durchzuführen.The present invention further relates to a control device for controlling a drive train of a motor vehicle and the drive train itself, wherein the control device is adapted to perform such a method.

Stand der TechnikState of the art

Herkömmliche Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen als Antriebsmotor einen Verbrennungsmotor auf, der über eine Anfahr- und Trennkupplung mit einem Getrieb verbunden ist. Die notwendige Drehzahlsynchronisation bei Gangwechseln erfolgt über als Reibkupplung wirkende Synchronbeläge der jeweiligen Synchron-Schaltkupplungen. Die Synchronisierungsleistung ist unter anderem von der Größe der anzupassenden Drehzahldifferenz und von den Massen der drehzahlmäßig anzugleichenden Komponenten abhängig. Ferner ist die Synchronisierungsleistung davon abhängig, wie schnell die Drehzahlangleichung erfolgt.Conventional powertrains for motor vehicles have as drive motor to an internal combustion engine, which is connected via a starting and separating clutch with a transmission. The necessary speed synchronization during gear changes takes place via acting as a friction clutch linings of the respective synchronous clutches. The synchronization performance depends inter alia on the size of the speed difference to be adapted and on the masses of the components to be adjusted in terms of speed. Furthermore, the synchronization power depends on how fast the speed adjustment takes place.

In automatisierten Antriebssträngen, die beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe aufweisen, werden die Synchron-Schaltkupplungen durch Aktuatoren betätigt, die zur Durchführung schneller Gangwechsel eine schnelle Drehzahlangleichung erzielen. Demzufolge sind bei derartigen Getrieben die Synchron-Schaltkupplungen entsprechend zu dimensionieren.In automated powertrains, which include, for example, a dual-clutch transmission or an automated manual transmission, the synchronous clutches are actuated by actuators that achieve rapid speed adaptation to perform fast gear changes. Consequently, in such transmissions, the synchronous clutches are to be dimensioned accordingly.

Zudem werden elektrische Maschinen als Antriebsmotoren für Kraftfahrzeuge verwendet. Dabei können die elektrischen Maschinen die einzige Antriebseinheit sein oder eine oder mehrere elektrische Maschinen mit einem Verbrennungsmotor kombiniert werden, um einen Hybrid-Antriebsstrang zu bilden.In addition, electric machines are used as drive motors for motor vehicles. In this case, the electric machines may be the sole drive unit or one or more electric machines combined with an internal combustion engine to form a hybrid powertrain.

Bei Hybrid-Antriebssträngen sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, eine elektrische Maschine in einen Antriebsstrang zu integrieren. Bei einer Version, die insbesondere für Doppelkupplungsgetriebe besonders geeignet ist, ist eine solche elektrische Maschine mit einem Eingang eines Teilgetriebes eines solchen Doppelkupplungsgetriebes verbunden oder über eine Koppeleinrichtung verbindbar.In hybrid powertrains various ways are known to integrate an electric machine in a drive train. In a version that is particularly suitable for dual-clutch transmission, such an electric machine is connected to an input of a sub-transmission of such a dual-clutch transmission or connectable via a coupling device.

Auch bei Elektrofahrzeugen ist es gebräuchlich, die als Antriebsmotor arbeitende elektrische Maschine über ein mehrstufiges Getriebe mit angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges zu verbinden.Even with electric vehicles, it is common to connect the electric motor operating as a drive motor via a multi-stage transmission with driven wheels of the motor vehicle.

Aus der DE 102010035776 B4 ist ein Antriebsstrang und ein Verfahren zur Ansteuerung des Antriebsstrangs bekannt, wobei zum Synchronisieren der Drehzahlen an einer Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe sowohl ein Synchronisierungsmoment durch die elektrische Maschine als auch ein Synchronisierungsmoment durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe aufgebracht wird. From the DE 102010035776 B4 a powertrain and a method for controlling the drive train is known, wherein for synchronizing the speeds to a synchronous clutch of the target gear both a synchronization torque by the electric machine and a synchronization torque is applied by the synchronous clutch of the target gear.

Dieser Stand der Technik ist in den 2 und 3 beschrieben. Nach Erhalt eines Schaltbefehles wird in einem ersten Verfahrensschritt V1 die elektrische Maschine lastlos geschaltet. Dies erfolgt in einem ersten Zeitraum von t1 bis t2.This state of the art is in the 2 and 3 described. Upon receipt of a switching command is in a first step V1 the electrical machine switched without load. This takes place in a first period from t1 to t2.

Anschließend wird die Startgangstufe ausgelegt, wozu die Synchron-Schaltkupplung geöffnet wird, und zwar im Verfahrensschritt V2. Dies erfolgt in von t2 bis t3, Wobei sich die Synchron-Schaltkupplungen jeweils in einem geöffneten neutralen Zustand befinden.Subsequently, the starting gear is designed, for which the synchronous clutch is opened, in the process step V2 , This is done in from t2 to t3, wherein the synchronous clutches are each in an open neutral state.

Hierauf erfolgt ab t4 die eigentliche Synchronisierungsphase, bei der zum einen ein Synchronisierungsmoment durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe aufgebracht wird. In zumindest abschnittsweiser zeitlicher Überschneidung hierzu erfolgt das Aufbringen eines Synchronisierungsmomentes durch die elektrische Maschine V4.This is followed from t4 the actual synchronization phase in which on the one hand a synchronization torque is applied by the synchronous clutch of the target gear. In at least sections overlapping in time, the application of a synchronization torque by the electric machine takes place V4 ,

Der Verfahrensschritt V4 des Aufbringens des Synchronisierungsmomentes durch die elektrische Maschine erfolgt von t4 bis t5. Man erkennt, dass das Synchronisierungsmoment zum Synchronisieren ein anderes Vorzeichen besitzt als während des Antriebs durch die elektrische Maschine. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass eine Schubrückschaltung erfolgt, bei der die elektrische Maschine ein Schubmoment mit negativem Vorzeichen ausübt, so dass während des Synchronisierungszeitraumes t4 bis t5 ein positives Synchronisierungsmoment zum Zwecke des Erhöhens der Drehzahl an der Eingangsseite des Getriebes aufgebracht wird. Bei einer Zughochschaltung sind die Vorzeichen in der Regel genau umgekehrt. Dabei wird die elektrische Maschine über ihr Drehmoment gesteuert.The process step V4 the application of the synchronization torque by the electric machine takes place from t4 to t5. It can be seen that the synchronization torque for synchronization has a different sign than during the drive by the electric machine. In this context, it should be noted that a push downshift occurs, in which the electric machine exerts a thrust torque with a negative sign, so that during the synchronization period t4 to t5 a positive synchronization torque is applied for the purpose of increasing the rotational speed on the input side of the transmission. In a pull upshift, the signs are usually exactly the opposite. The electrical machine is controlled by its torque.

Das Aufbringen des Synchronisierungsmomentes durch die elektrische Maschine erfolgt so, dass anfangs ein relativ hohes Moment aufgebracht wird, das dann wieder abfällt, so dass zum Ende der Synchronisierungsphase nur noch ein sehr geringes Synchronisierungsmoment oder gar kein Synchronisierungsmoment mehr durch die elektrische Maschine aufgebracht wird.The application of the synchronization torque by the electric machine is carried out so that initially applied a relatively high torque is, then drops again, so that at the end of the synchronization phase only a very small synchronization torque or even no synchronization torque is applied by the electric machine.

In dem gleichen Zeitraum t4 bis t5 findet auch das Aufbringen des Synchronisierungsmomentes durch die Synchron-Schaltkupplung statt, wobei dies in der Regel erst nach dem Zeitpunkt t4 einsetzt, wenn nämlich die Kupplungsbeläge der Synchron-Schaltkupplung aneinander anliegen. Zum Ende des Synchronisierungsvorganges (kurz vor t5) wird hingegen ein relativ hohes Synchronisierungsmoment durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe ausgeübt, das in der Regel höher ist als das zu diesem Zeitpunkt vorherrschende Synchronisierungsmoment der elektrischen Maschine.In the same period t4 to t5 also applies the application of the synchronization torque by the synchronous clutch, which usually only after the time t4 begins, namely, when the clutch linings of the synchronous clutch abut each other. At the end of the synchronization process (shortly before t5), on the other hand, a relatively high synchronization torque is exerted by the synchronous clutch of the target gear, which as a rule is higher than the synchronization torque of the electric machine prevailing at that time.

Zum Zeitpunkt 5 sind die Drehzahlen dann synchronisiert, so dass die Zielgangstufe formschlüssig eingelegt werden kann V5. Anschließend kann die elektrische Maschine wieder auf ein Zielmoment geregelt werden.At the time 5 the speeds are then synchronized so that the target gear can be inserted form-fitting V5. Subsequently, the electric machine can be controlled again to a target torque.

Nach dem Umschalten von Drehzahlregelung zurück auf Drehmomentregelung kann sich die tatsachliche Drehzahl von der gewünschten (erforderlichen) Zieldrehzahl auf Grund von unkompensierten Reibungs- und Schleppverlusten im Getriebe wieder entfernen. Diese Abweichung kann insbesondere dann auftreten, wenn zwischen diesem Modus-Wechsel von Drehzahl- auf Drehmomentregelung und des tatsachlich einsetzenden mechanischen Synchronisationsmoments längere Zeit vergeht.After switching from speed control back to torque control, the actual speed may be removed from the desired (required) target speed due to uncompensated friction and drag losses in the transmission. This deviation can occur in particular if a longer time passes between this mode change from speed to torque control and the actual onset of mechanical synchronization torque.

Die Folgen können übermäßiger Verschleiß an der mechanischen Synchronisierung sowie Komforteinbußen sein, wie Verlängerung des Schaltvorgangs bzw. Stöße und Geräusche durch rein mechanische Synchronisation der großen trägen Masse der E-Maschine bei großen Drehzahlabweichungen.The consequences can be excessive wear on the mechanical synchronization and loss of comfort, such as lengthening the shift or shocks and noises by purely mechanical synchronization of the large inertial mass of the electric motor at high speed deviations.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug sowie eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben, wobei die Synchron-Schaltkupplungen beim Gangwechsel minimal belastet werden und keine Komforteinschränkungen auftreten.It is the object of the invention to provide an improved method for driving a drive train for a motor vehicle and a control device for carrying out such a method, wherein the synchronous clutches are minimally loaded during gear change and no comfort restrictions occur.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug, der mindestens eine elektrische Maschine zur Bereitstellung von Antriebsleistung und ein Stufengetriebe mit einer Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine mit einem Eingang des Stufengetriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist und wobei zur Durchführung eines Gangwechsels eine Synchronisierung von Drehzahlen an einer Synchron-Schaltkupplung einer Zielgangstufe erfolgt, wobei zum Synchronisieren der Drehzahlen an der Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe sowohl ein Synchronisierungsmoment durch die elektrische Maschine als auch ein Synchronisierungsmoment durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe aufgebracht wird, wobei die elektrische Maschine vom Beginn der Synchronisierung von Drehzahlen bis zum Einlegen der Zielgangstufe drehzahlgeregelt wird.This object is achieved by a method for controlling a drive train for a motor vehicle, which has at least one electric machine for providing drive power and a multi-step transmission with a plurality of gear stages, which can be engaged and disengaged by means of respective synchronous clutches, wherein the electric machine connected to an input of the stepped transmission or by means of a coupling device is connected and wherein for performing a gear change, a synchronization of rotational speeds takes place on a synchronous clutch of a target gear, wherein for synchronizing the rotational speeds of the synchronous clutch of the target gear both a synchronization torque by the electric machine as well as a synchronization torque is applied by the synchronous clutch of the target gear, wherein the electric machine from the start of the synchronization of rotational speeds to the engagement of the target gear speed controlled becomes.

Diese Lösung verbessert das Schaltverhalten des Getriebes und ist somit komfortabler, wobei gleichzeitig der Verschleiß an der mechanischen Synchronisierung reduziert wird.This solution improves the shifting behavior of the transmission and is therefore more comfortable, while reducing the wear on the mechanical synchronization.

Durch das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren wird das für eine Drehzahlangleichung an einer Synchron-Schaltkupplung erforderliche Synchronisierungsmoment sowohl von der Synchron-Schaltkupplung als auch von der elektrischen Maschine erzeugt. Hierdurch kann die Synchronbelastung der Synchron-Schaltkupplung verringert werden.By means of the actuation method according to the invention, the synchronization torque required for a speed adaptation to a synchronous clutch is generated both by the synchronous clutch and by the electric machine. As a result, the synchronous load of the synchronous clutch can be reduced.

Zur Optimierung des Verfahrens ist es von Vorteil, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine auf einen Wert limitiert wird, der für das Halten und/oder das Nachführen der Drehzahl der elektrischen Maschine in unterschiedlichen Fahrsituationen ausreicht.To optimize the method, it is advantageous that the torque of the electric machine is limited to a value that is sufficient for holding and / or tracking the rotational speed of the electric machine in different driving situations.

Die Einstellung des Drehmoments der elektrischen Maschine erfolgt in einer vorteilhaften Ausführung linear mit fallender Abweichung zwischen Soll- und Ist-Drehzahl der elektrischen Maschine bis zum vorgegebenen Minimalwert.The setting of the torque of the electric machine is carried out in an advantageous embodiment linear with decreasing deviation between the setpoint and actual speed of the electric machine to the predetermined minimum value.

In einer alternativen Ausführung erfolgt die Einstellung des Drehmoments der elektrischen Maschine in einem nichtstetigen Verlauf bis zum vorgegebenen Minimalwert.In an alternative embodiment, the adjustment of the torque of the electric machine is carried out in a non-continuous course up to the predetermined minimum value.

Dabei ist es von Vorteil, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine gleichzeitig einer Führungsgröße wie der Fahrzeugbeschleunigung folgt.It is advantageous that the speed of the electric machine follows at the same time a command variable such as the vehicle acceleration.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges arbeitet mit dem vorgeschlagenen Verfahren zur Optimierung des Schaltvorgangs.The inventive control device for controlling a drive train of a motor vehicle works with the proposed method for optimizing the switching operation.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einem Stufengetriebe, das eine Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine mit einem Eingang des Stufengetriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist, und mit einer Steuereinrichtung, wird in Richtung Komfort optimiert.The drive train according to the invention for a motor vehicle with an electric machine and a multi-step transmission, which has a plurality of gear stages, which are switched on and interpretable by means of respective synchronous clutches, wherein the electrical machine is connected to an input of the stepped transmission or can be connected by means of a coupling device, and with a control device is optimized in the direction of comfort.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs,
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm für einen Schaltvorgang im Stand der Technik,
  • 3 zeigt den Zeitverlauf dieses Schaltvorgangs im Stand der Technik,
  • 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Zeitverlauf,
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm für den erfindungsgemäßen Schaltvorgang.
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows a schematic representation of the drive train,
  • 2 shows a flowchart for a switching operation in the prior art,
  • 3 shows the time course of this switching operation in the prior art,
  • 4 shows a time course according to the invention,
  • 5 shows a flow chart for the switching process according to the invention.

Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12, beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors, der aus einem Energiespeicher wie einem Kraftstofftank 13 versorgt wird. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 ein Doppelkupplungsgetriebe, DKG, dessen Abtriebsseite mit einem Differential 16 verbunden ist. Das Differential 16 verteilt Antriebsleistung auf ein linkes und ein rechtes angetriebenes Rad 18L, 18R.The powertrain 10 includes a drive motor 12 , For example, in the form of an internal combustion engine, which consists of an energy storage such as a fuel tank 13 is supplied. Furthermore, the powertrain includes 10 a dual-clutch transmission, DKG, whose output side with a differential 16 connected is. The differential 16 distributes drive power to a left and right driven wheel 18L . 18R ,

Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet eine erste Reibkupplung 20 sowie ein erstes Teilgetriebe 22. Das erste Teilgetriebe 22 beinhaltet beispielsweise Gangstufen 2, 4, 6, R, die mittels schematisch angedeuteter Schaltkupplungen 24 ein- und auslegbar sind. Die erste Reibkupplung 20 und das erste Teilgetriebe 22 bilden einen ersten Leistungsübertragungspfad 26 zur Übertragung von Leistung von dem Antriebsmotor 12 zu dem Differential 16.The dual-clutch transmission 14 includes a first friction clutch 20 and a first partial transmission 22 , The first partial transmission 22 includes, for example, gears 2 . 4 . 6 , R, by means of schematically indicated clutches 24 are ein- and interpretable. The first friction clutch 20 and the first partial transmission 22 form a first power transmission path 26 for transmitting power from the drive motor 12 to the differential 16 ,

Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet ferner eine zweite Reibkupplung 30 sowie ein zweites Teilgetriebe 32. Das zweite Teilgetriebe 32 beinhaltet beispielsweise die ungeraden Gangstufen 1, 3, 5, etc., die mittels zugeordneter Schaltkupplungen 34 ein- und auslegbar sind. Die zweite Reibkupplung 30 und das zweite Teilgetriebe 32 bilden einen zweiten Leistungsübertragungspfad 36 zur Übertragung von Antriebsleistung von dem Antriebsmotor 12 zu dem Differential 16.The dual-clutch transmission 14 also includes a second friction clutch 30 and a second partial transmission 32 , The second partial transmission 32 includes, for example, the odd gears 1 . 3 . 5 , etc., by means of associated clutches 34 are ein- and interpretable. The second friction clutch 30 and the second partial transmission 32 form a second power transmission path 36 for transmitting drive power from the drive motor 12 to the differential 16 ,

Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 eine elektrische Maschine EM, die mit einer Anordnung 42 zur Ansteuerung und Energieversorgung verbunden ist. Die Anordnung 42 kann beispielsweise eine Leistungselektronik sowie eine Batterie beinhalten.Furthermore, the powertrain includes 10 an electric machine EM that with an arrangement 42 connected to the control and power supply. The order 42 For example, it can include power electronics and a battery.

Die elektrische Maschine EM ist an einen Eingang des ersten Teilgetriebes 22 fest angebunden, beispielsweise mittels eines Stirnradsatzes oder dergleichen. Alternativ hierzu kann die elektrische Maschine EM mittels einer Koppelanordnung 44 beispielsweise in Form einer Schaltkupplung an den Eingang des ersten Teilgetriebes 22 angebunden sein.The electric machine EM is to an input of the first sub-transmission 22 firmly connected, for example by means of a spur gear or the like. Alternatively, the electric machine EM by means of a coupling arrangement 44 for example in the form of a clutch to the input of the first sub-transmission 22 be connected.

Die Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Teilgetriebe, das die höchste Gangstufe und die Rückwärtsgangstufe aufweist, ermöglicht ein elektrisches Fahren in nahezu allen Betriebssituationen.The connection of the electric machine EM The sub-transmission, which has the highest gear and the reverse gear, allows electric driving in almost all operating situations.

Der Antriebsstrang 10 ist dazu ausgelegt, in drei unterschiedlichen Betriebsarten zu arbeiten. In einem konventionellen Antriebsmodus wird Antriebsleistung nur von dem Verbrennungsmotor VM erzeugt. Gangwechsel erfolgen auf zugkraftunterbrechungsfreie Art und Weise, indem Antriebsleistung über einen der Leistungsübertragungspfade 26, 36 geführt wird, wobei in dem Teilgetriebe des anderen Leistungsübertragungspfades eine Gangstufe vorgewählt wird. Anschließend erfolgt ein Gangwechsel durch Übergabe des Leistungsübertragungsflusses von dem einen Pfad auf den anderen Pfad, indem die Reibkupplungen 20, 30 auf überschneidende Art und Weise betätigt werden. Dieser Antriebsmodus ist auf dem Gebiet der Doppelkupplungsgetriebe allgemein bekannt.The powertrain 10 is designed to work in three different modes. In a conventional drive mode, drive power is only provided by the engine VM generated. Gear changes take place in a traction-free manner by driving power over one of the power transmission paths 26 . 36 is performed, wherein in the partial transmission of the other power transmission path, a gear stage is selected. Subsequently, a gear change takes place by transferring the power transmission flow from one path to the other path by the friction clutches 20 . 30 be operated in overlapping fashion. This drive mode is well known in the art of dual clutch transmissions.

Ferner ist ein zweiter hybridischer Antriebsmodus einrichtbar, bei dem Antriebsleistung sowohl von dem Antriebsmotor 12 als auch von der elektrischen Maschine EM bereitgestellt wird. Hierbei können die Antriebsleistungen im Wesentlichen über den Summenpunkt am Eingang des ersten Teilgetriebes 22 addiert werden.Further, a second hybrid drive mode can be set up in the drive power of both the drive motor 12 as well as from the electric machine EM provided. In this case, the drive powers can essentially be via the summation point at the input of the first subtransmission 22 be added.

Schließlich ist ein dritter Antriebsmodus möglich, bei dem nur die elektrische Maschine EM zur Erzeugung von Antriebsleistung angesteuert wird, wohingegen der Antriebsmotor 12 stillgelegt wird.Finally, a third drive mode is possible, in which only the electric machine EM is driven to generate drive power, whereas the drive motor 12 is shut down.

Da die elektrische Maschine EM auf der Sekundärseite der ersten Reibkupplung 20 angebunden ist, können in diesem Betriebsmodus die herkömmlichen Schaltabläufe eines Doppelkupplungsgetriebes nicht angewendet werden.As the electric machine EM on the secondary side of the first friction clutch 20 is connected, the conventional switching processes of a dual-clutch transmission can not be applied in this mode of operation.

Die elektrische Maschine ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Teilgetriebe 22 mit den geraden Gangstufen zugeordnet. Demzufolge lässt sich bspw. ein Anfahren des Kraftfahrzeuges rein elektrisch über die Gangstufe zwei durchführen. Ferner kann bspw. bei einem Fahrbetrieb über das erste Teilgetriebe 22 eine Rekuperation erfolgen, wobei beide Schaltkupplungen 20,30 geöffnet bleibt.The electric machine is the partial transmission in the illustrated embodiment 22 associated with the even gears. Accordingly, for example, a start of the motor vehicle can be carried out purely electrically via the gear stage two. Furthermore, for example, in a driving operation via the first partial transmission 22 recuperation takes place, with both clutches 20,30 remains open.

In den 4 und 5 ist eine Ausführungsform eines Ansteuerungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dabei zeigt 5 ein Flussdiagramm , und 4 zeigt ein der 3 entsprechendes Zeitablaufdiagramm. In the 4 and 5 an embodiment of a driving method according to the present invention is shown. It shows 5 a flowchart, and 4 shows one of 3 corresponding time chart.

Das Verfahren der 4 und 5 ist in vielen Schritten identisch zu dem oben unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschriebenen Verfahren. Gleiche Verfahrensschritte sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.The procedure of 4 and 5 is in many steps identical to the one above with reference to the 2 and 3 described method. The same process steps are therefore provided with the same reference numerals. The following section essentially explains the differences.

Nach dem Verfahrensschritt V1 des Lastlosschaltens der elektrischen Maschine (von t1 bis t2) erfolgt ein Auslegen der Startgangstufe V2, wie im oben beschriebenen Verfahren. Die elektrische Maschine wird dabei über Drehmoment geregelt und in einer Nullmomentanforderung betrieben tq_EM ist nach t2 gleich Null.After the process step V1 the load-switching of the electric machine (from t1 to t2), the starting gear is disengaged V2 as in the method described above. The electric machine is controlled by torque and operated in a zero torque request tq_EM is equal to zero after t2.

Zwischen t2 und t3 erfolgt die Auslegung des Startganges in eine neutrale Stellung. Die elektrische Maschine wird bis zur Erreichung einer Zieldrehzahl V4' hochgefahren, was zwischen dem Zeiten t4 und t5 erfolgt. Im Zeitpunkt t4 wird dazu die elektrische Maschine von Drehmomentregelung DM in einen Drehzahlregelung DZ geschaltet, was in 4 in der obersten Darstellung des Modus der elektrischen Maschine dargestellt ist. Die Drehzahlregelung DZ bleibt bis zur erfolgten Einlegung des Zielganges erhalten. Erst im Zeitpunkt t6 wird der Regelmodus der elektrischen Maschinen wieder auf Drehmomentregelung DM zurückgesetzt.Between t2 and t3 the design of the starting gear takes place in a neutral position. The electric machine will reach a target speed V4 ' ramped up, which takes place between times t4 and t5. At time t4, the electric machine of torque control becomes DM in a speed control DZ switched, what in 4 in the uppermost representation of the mode of the electric machine is shown. The speed control DZ remains until the successful entry of the target gear. Only at the time t6 is the control mode of the electrical machines back to torque control DM reset.

Das Drehmoment der elektrischen Maschine wird während des Betriebs als drehgeregelte Maschine auf einen niederen Wert eingestellt, der zum Halten der Drehzahl ausreicht. Der Wert ist dabei auch so gewählt, dass er die Drehzahl nachführen kann, wenn in dieser Schaltphase das Fahrzeug seine Geschwindigkeit durch Beschleunigen oder Abbremsen ändert. Damit wird erreicht, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine weiter der Führungsgröße Beschleunigung, die positiv oder negativ sein kann, folgen kann und ein Abbremsen der elektrischen Maschine durch Reibung vermieden wird. Die Limitierung des Drehmoments DM_Limit muss nicht wie in der Grafik der 4 gezeigt schlagartig eingestellt werden, sondern kann auch, wie gestrichelt angedeutet linear oder weich in einer nicht linearen Kurve erfolgen. Die Art der Drehmoment- Limitierung durch einen Verlauf der des Drehmoments kann dabei sehr gut eingestellt werden.The torque of the electric machine is set during operation as a rotationally controlled machine to a low value sufficient to hold the speed. The value is also chosen so that it can track the speed when in this switching phase, the vehicle changes its speed by accelerating or decelerating. This ensures that the rotational speed of the electric machine can continue to follow the command variable acceleration, which can be positive or negative, and braking of the electric machine by friction is avoided. The limitation of the torque DM_Limit does not have to be like in the graph of the 4 can be set abruptly, but can also, as indicated by dashed lines linear or soft done in a non-linear curve. The type of torque limitation by a curve of the torque can be set very well.

Dabei kann die Limitierung mit fallender Abweichung zwischen Soll- und Ist-Drehzahl bis zu dem eingestellten Minimalwert DMmin , beispielsweise um einen bestimmten Prozentsatz erfolgen. Schon vor dem Zeitpunkt t5 erfolgt durch Betätigen der Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe eine Drehzahlanpassung V3.In this case, the limitation with decreasing deviation between setpoint and actual speed up to the set minimum value DM min , for example, by a certain percentage. Even before the time t5 is done by pressing the synchronous clutch of the target gear speed adjustment V3 ,

Im Schritt V5 erfolgt wiederum zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 das Einlegen der Zielgangstufe.In step V5 again takes place between the times t5 and t6, the insertion of the target gear.

Anschließend erfolgt wie in dem obigen Verfahren nach dem Zeitpunkt t6 die Umschaltung der Drehzahlregelung auf eine Drehmomentregelung und das Einregeln der Maschine auf ein angefordertes Zielmoment V6.Subsequently, as in the above method after the time t6, the switching of the speed control to a torque control and the adjusting of the machine to a requested target torque V6 ,

Das Verfahren wird über eine Steuereinrichtung abgearbeitet, die entweder direkt am Getriebe oder fahrzeugseitig als Fahrzugsteuerung ausgebildet ist und über ein Kommunikationssystem, wie den CAN-Bus Bauteile ansteuert.The method is executed by a control device, which is designed either directly on the transmission or on the vehicle side as a vehicle control and controls components via a communication system, such as the CAN bus.

Beispielsweise wird die Steuerung von der Anordnung zur Ansteuerung und Energieversorgung 42 vorgenommen.For example, the control of the arrangement for driving and power supply 42 performed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Antriebsstrangpowertrain
1212
Antriebsmotordrive motor
1313
KraftstofftankFuel tank
1414
Doppelkupplungsgetriebe (DKG)Double clutch transmission (DKG)
1616
Differentialdifferential
18L18L
linkes angetriebenes Radleft driven wheel
18R18R
rechtes angetriebenes Radright driven wheel
2020
erste Reibkupplungfirst friction clutch
3030
zweite Reibkupplungsecond friction clutch
2222
erstes Teilgetriebefirst partial transmission
3232
zweites Teilgetriebesecond partial transmission
24, 3424, 34
Schaltkupplungenclutches
2626
erster Leistungsübertragungspfadfirst power transmission path
3636
zweiter Leistungsübertragungspfadsecond power transmission path
4242
Anordnung zur Ansteuerung und EnergieversorgungArrangement for control and power supply
4444
Koppelanordnungcoupling arrangement
VMVM
Verbrennungsmotor internal combustion engine
V1... V5V1 ... V5
Verfahrensschritt / StartgangstufeProcedural step / starting gear
V6V6
Zielmomenttarget torque
V4'V4 '
ZieldrehzahlTarget speed
t1...t6t1 ... t6
Zeitpunkttime
DMDM
Drehmomentregelung / DrehmomentTorque control / torque
DZ DZ
DrehzahlregelungSpeed control
EMEM
elektrische Maschineelectric machine
n_EMn_EM
Drehzahl elektrische MaschineSpeed electrical machine
tq_EMtq_EM
Synchronisierungsmoment elektrische MaschineSynchronization torque electric machine
tq_SEtq_SE
Synchronisierungsmoment Synchron-SchaltkupplungSynchronization torque Synchronous clutch
DM_EMDM_EM
Drehmoment elektrische MaschineTorque electric machine
DM_LimitDM_Limit
Limitierung des DrehmomentsLimiting the torque
DMmin DM min
Minimalwert des DrehmomentsMinimum value of the torque
DMmax DM max
Maximalwert des DrehmomentsMaximum value of the torque
SS
StartgangstufeStart ratio
ZZ
ZielgangstufeTarget ratio

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010035776 B4 [0008]DE 102010035776 B4 [0008]

Claims (7)

Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug, der mindestens eine elektrische Maschine (EM) zur Bereitstellung von Antriebsleistung und ein Stufengetriebe (22, 32) mit einer Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine (EM) mit einem Eingang des Stufengetriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist und wobei zur Durchführung eines Gangwechsels eine Synchronisierung von Drehzahlen an einer Synchron-Schaltkupplung einer Zielgangstufe erfolgt, wobei zum Synchronisieren der Drehzahlen an der Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe sowohl ein Synchronisierungsmoment (tq_EM) durch die elektrische Maschine als auch ein Synchronisierungsmoment (tq_SE) durch die Synchron-Schaltkupplung der Zielgangstufe (Z) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) vom Beginn der Synchronisierung der Drehzahlen bis zum Einlegen der Zielgangstufe drehzahlgeregelt wird.Method for controlling a drive train for a motor vehicle, comprising at least one electric machine (EM) for providing drive power and a multi-step transmission (22, 32) with a plurality of gear stages which can be engaged and disengaged by means of respective synchronous shift clutches, wherein the electrical machine (EM) connected to an input of the stepped transmission or by means of a coupling device is connected and wherein for performing a gear change, a synchronization of rotational speeds takes place on a synchronous clutch of a target gear, wherein for synchronizing the rotational speeds of the synchronous clutch of the target gear both a Synchronization torque (tq_EM) by the electric machine and a synchronization torque (tq_SE) by the synchronous clutch of the target gear stage (Z) is applied, characterized in that the electric machine (EM) from the beginning of the synchronization of the speeds until the insertion of the Target gear stage is speed controlled. Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment (tq_EM) der elektrischen Maschine (EM) auf einen Wert (DMmin) limitiert wird, der für das Halten und/oder das Nachführen der Drehzahl (n_EM) der elektrischen Maschine in unterschiedlichen Fahrsituationen ausreicht.Method for driving a drive train after Claim 1 , characterized in that the torque (tq_EM) of the electric machine (EM) to a value (DM min ) is limited, sufficient for holding and / or tracking the rotational speed (n_EM) of the electric machine in different driving situations. Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Drehmoments (DM_EM) der elektrischen Maschine (EM) linear mit fallender Abweichung zwischen Soll- und IstDrehzahl der elektrischen Maschine bis zum vorgegebenen Minimalwert (DMmin) erfolgt.Method for driving a drive train after Claim 2 , characterized in that the adjustment of the torque (DM_EM) of the electric machine (EM) is linear with decreasing deviation between the setpoint and actual speed of the electric machine to the predetermined minimum value (DM min ). Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Drehmoments der elektrischen Maschine in einem nichtlinearen Verlauf bis zum vorgegebenen Minimalwert (DMmin) erfolgt.Method for driving a drive train after Claim 2 , characterized in that the adjustment of the torque of the electric machine in a non-linear course up to the predetermined minimum value (DM min ) takes place. Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (n_EM) der elektrischen Maschine gleichzeitig einer Führungsgröße wie der Fahrzeugbeschleunigung folgt.Method for driving a drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the rotational speed (n_EM) of the electric machine simultaneously follows a command variable such as the vehicle acceleration. Steuereinrichtung zur Ansteuerung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 durchzuführen.Control device for controlling a drive train of a motor vehicle, wherein the control device is adapted to the method according to one of Claims 1 - 5 perform. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine und einem Stufengetriebe, das eine Mehrzahl von Gangstufen aufweist, die mittels jeweiliger Synchron-Schaltkupplungen ein- und auslegbar sind, wobei die elektrische Maschine mit einem Eingang des Stufengetriebes verbunden oder mittels einer Koppeleinrichtung verbindbar ist, und mit einer Steuereinrichtung nach Anspruch 6.Powertrain for a motor vehicle having an electric machine and a step transmission, which has a plurality of gear stages, which are switched on and off by means of respective synchronous clutches, wherein the electric machine is connected to an input of the step transmission or connectable by means of a coupling device, and with a control device according to Claim 6 ,
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