DE102018208760A1

DE102018208760A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs

Info

Publication number: DE102018208760A1
Application number: DE102018208760.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Mittelberger; Stefan Blattner; Kai Bornträger; Markus Eisele; Johannes GLÜCKLER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2019-12-05
Also published as: CN110550022A; US20190367035A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit einer ersten und zweiten Antriebsquelle (20, 2), mit einem Schaltgetriebe (1), mit einem die Elemente Hohlrad (HR), Steg (ST) und Sonnenrad (SR) aufweisenden Planetengetriebe (22) und mit einem Abtrieb (21). Das Schaltgetriebe (1) weist mehrere Lastpfade auf. Von der ersten Antriebsquelle (20) kann zumindest über einen ersten Lastpfad Antriebsmoment am Abtrieb bereitgestellt werden. Von der zweiten Antriebsquelle (2) kann zumindest über einen vom ersten Lastpfad unabhängigen zweiten Lastpfad Antriebsmoment am Abtrieb bereitgestellt werden. Die erste Antriebsquelle (20) ist mit einem ersten Element des Planetengetriebes (22) koppelbar, die zweite Antriebsquelle (2) ist mit einem zweiten Element des Planetengetriebes (22) gekoppelt und das Schaltgetriebe (1) ist mit dem Steg (ST) des Planetengetriebes gekoppelt. Dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung am Abtrieb (21) Moment bereitgestellt wird, wird vor einem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg (ST) des Planetengetriebes anliegende Moment derart geändert, dass bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz Wechsei vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Abtrieb (21) wirksame Moment konstant bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs.
Aus der DE 10 2015 221 490 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildeten Schaltgetriebe, mit einem Planetengetriebe, mit mehreren Antriebsquellen und mit einem Abtrieb bekannt. Das als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildete Schaltgetriebe, welches auch als Hauptgetriebe bezeichnet wird, stellt zwei Lastpfade bereit, nämlich einen ersten Lastpfad mit mindestens zwei schaltbaren Gängen und einem zweiten Lastpfad mit ebenfalls mindestens zwei schaltbaren Gängen. Eine erste, insbesondere als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsquelle kann zumindest über den ersten Lastpfad des Schaltgetriebes Antriebsmoment am Abtrieb bereitstellen. Eine als elektrische Maschine ausgebildete zweite Antriebsquelle kann zumindest über den vom ersten Lastpfad unabhängigen zweiten Lastpfad des Schaltgetriebes Antriebsmoment am Abtrieb bereitstellen. Die beiden Antriebsquellen sowie das Schaltgetriebe sind an die Elemente des Planetengetriebes gekoppelt, und zwar an die Elemente Hohlrad, Steg und Sonnenrad. Das Schaltgetriebe ist dabei an den Steg des Planetengetriebes gekoppelt. Die elektrische Maschine ist an ein anderes Element des Planetengetriebes, insbesondere an das Sonnenrad, gekoppelt. Der Verbrennungsmotor ist an ein weiteres anderes Element des Planetengetriebes, insbesondere an das Hohlrad, koppelbar.
In dem als leistungsverzweigten Getriebe ausgebildeten Schaltgetriebe, welches als Hauptgetriebe bezeichnet wird, sind für die beiden Antriebsquellen Gänge unabhängig voneinander schaltbar. Diese Gänge können dabei unterschiedliche Übersetzungen aufweisen. Dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung Moment am Abtrieb bereitgestellt wird, kann sich das am Abtrieb wirksame Moment ändern, was vom Fahrer als unkomfortabel empfunden wird. Dies ist von Nachteil.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und ein Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung Moment am Abtrieb bereitgestellt wird, vor einem Wechsei vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg des Planetengetriebes anliegende Moment derart geändert, dass bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Abtrieb wirksame Moment konstant oder in etwa konstant bleibt. Mit der Erfindung kann sichergestellt werden, dass dann, wenn beim Anfahren ein Wechsel zwischen den Lastpfaden mit den voneinander abweichenden Übersetzungen der Gangstufen erfolgt, das am Abtrieb wirksame Moment konstant oder in etwa konstant bleibt. Dies entspricht dann einem vom Fahrer erwarteten und gewünschten Fahrverhalten. Der Fahrkomfort kann so gesteigert werden.
Das Fahrerwunschmoment kann beispielsweise durch die Fahrpedalstellung eines Kraftfahrzeugs gekennzeichnet sein, welches mit dem zuvor beschriebenen Antriebsstrang ausgestattet ist. Das zuvor erwähnte Anfahren bezieht sich auf einen Anfahrvorgang des mit dem Antriebsstrang ausgestatteten Kraftfahrzeugs.
Dann, wenn beim Anfahren die genutzte Gangstufe des ersten Lastpfads eine kleinere Übersetzung aufweist als die genutzte Gangstufe des zweiten Lastpfads, wird das am Steg des Planetengetriebes anliegende Moment derart reduziert, dass beim und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bei unverändertem Fahrerwunschmoment das am Antrieb wirksame Moment beim und nach dem Lastpfadwechsel konstant oder in etwa konstant bleibt. Dann hingegen, wenn beim Anfahren die genutzte Gangstufe des ersten Lastpfads eine größere Übersetzung aufweist als die genutzte Gangstufe des zweiten Lastpfads, wird das am Steg anliegende Moment derart erhöht, dass beim und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bei unverändertem Fahrerwunschmoment das am Antrieb wirksame Moment beim und nach dem Lastpfadwechsel konstant oder in etwa konstant bleibt. Mit beiden Varianten kann abhängig davon, wie das Größenverhältnis der Übersetzungen der beiden zum Anfahren genutzten Gangstufen der beiden Lastpfade ist, ein komfortables Anfahrverhalten bereitgestellt werden.
Eine Funktion, in Abhängigkeit derer das am Steg des Planetengetriebes anliegende Moment geändert wird, ist vorzugsweise von den Übersetzungen der Gangstufen, von der Fahrgeschwindigkeit oder Abtriebsdrehzahl, und von dem Fahrerwunsch abhängig ist. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist diese Funktion ferner von einer Fahrbahnsteigung und/oder von einer Fahrzeugmasse und/oder von einem Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers abhängig. Dies erlaubt die Bereitstellung eines Anfahrvorgangs mit hohem Komfort.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 9 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 Antriebstrangschema eines Kraftfahrzeugs;
2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung;
3 ein weiteres Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit einer ersten Antriebsquelle, mit einer zweiten Antriebsquelle, mit einem als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildeten Schaltgetriebe, welches mehrere Lastpfade bereitstellt, mit einem Planetengetriebe und mit einem Abtrieb. 1 zeigt ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Erfindung vorzugsweise zum Einsatz kommt. Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Antriebsstrangkonfiguration der 1 beschränkt ist, sondern auch hiervon abweichen kann.
Der Antriebsstrang der 1 verfügt über ein als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildetes Schaltgetriebe 1. Ferner verfügt der Antriebsstrang über zwei Antriebsquellen 2, 20, wobei eine erste Antriebsquelle 20 vorzugsweise als Verbrennungsmotor und eine zweite Antriebsquelle 2 vorzugsweise als elektrische Maschine ausgeführt ist.
Der Antriebsstrang der 1 verfügt weiterhin über ein Planetengetriebe 22 mit den Elementen Hohlrad HR, Steg ST und Sonnenrad SR und Planetenrad PR. Dem leistungsverzweigten Schaltgetriebe 1 ist in 1 ein weiteres Teilgetriebe 23 nachgeschaltet, welches gemäß 1 ein weiteres Planetengetriebe 24 aufweist. Dieses weitere Teilgetriebe 23 ist jedoch rein optional und für die hier vorliegende Erfindung ohne Bedeutung.
Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei dem Schaltgetriebe 1 um ein leistungsverzweigtes Getriebe, welches mehrere Lastpfade bereitstellt. So umfasst das leistungsverzweigte Schaltgetriebe 1 die beiden Getriebeeingangswellen 4 und 5 sowie mehrere Schaltpakete S1, S2, S3 und S4 mit den Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G und H.
Diese Schaltpakete S1, S2, S3 und S4 wirken mit den Radsätzen R1, R2, R3, R4 und R5 des Schaltgetriebes 1 zusammen. Die Radsätze R1, R2, R3, R4 und R5 umfassen die Zahnräder 12, 13, 14, 15 und 16, die auf einer Vorgelegewelle VW angeordnet sind, sowie die Zahnräder 6, 7, 8, 9, 11, die entweder auf den Getriebeeingangswellen 4, 5 oder auf einer Hauptwelle 10 des Schaltgetriebes 1 angeordnet sind.
1 zeigt weiterhin einen Abtrieb 21, der an einer Ausgangswelle 3 des Teilgetriebes 23 gekoppelt ist.
Wie bereits ausgeführt, stellt das als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildete Schaltgetriebe 1 mehrere Lastpfade bereit. Von der als Verbrennungsmotor 20 ausgebildeten ersten Antriebsquelle, die an die Getriebeeingangswelle 5 des Schaltgetriebes 1 gekoppelt ist, kann zumindest über einen ersten Lastpfad des Schaltgetriebes 1 Antriebsmoment am Abtrieb 21 bereitgestellt werden, wobei mit diesem ersten Lastpfad die Schaltelemente C, D, E und F zusammenwirken, um für den ersten Lastpfad mehrere schaltbare Gänge bereitzustellen.
Von der als elektrische Maschine 2 ausgebildeten zweiten Antriebsquelle kann über einen zweiten Lastpfad des Schaltgetriebes 1, der vom ersten Lastpfad unabhängig ist, Antriebsmoment am Abtrieb 21 bereitgestellt werden, wobei die elektrische Maschine 2 hierzu über das Planetengetriebe 22 an die Getriebeeingangswelle 4 des Schaltgetriebes 1 gekoppelt ist. Mit diesem zweiten Lastpfad wirken die Schaltelemente A und B zusammenwirken, um für den zweiten Lastpfad mehrere schaltbare Gänge bereitzustellen.
Über das Schaltpaket S6, welches die Schaltelemente I und J umfasst, kann der als erste Antriebsquelle 20 dienende Verbrennungsmotor an den zweiten Lastpfad bzw. an die Getriebeeingangswelle 4 angebunden werden, nämlich dann, wenn das Schaltelement I des Schaltpakets S6 geschlossen ist. In diesem Fall wirkt das Planetengetriebe 22 als Überlagerungsgetriebe und beide Antriebsquellen 2, 20 können über das Planetengetriebe 22 an der Eingangswelle 4 des Schaltgetriebes 1 Moment bereitstellen.
Bei dem in 1 gezeigten Antriebsstrang ist das Schaltgetriebe 1, nämlich die Eingangswelle 4 desselben, an den Steg ST des Planetengetriebes 22 gekoppelt. Die elektrische Maschine 2, nämlich ein sogenannter Läufer 19 der elektrischen Maschine 2, ist an das Sonnenrad SR des Planetengetriebes 22 gekoppelt. Ein sogenannter Ständer 18 der elektrischen Maschine 2 ist hingegen an eine Gehäusestruktur 17 angebunden. Das Hohlrad HR des Planetengetriebes 22 ist dann, wenn das Schaltelement I des Schaltpakets S6 geschlossen ist, an die erste Antriebsquelle 20 angebunden. Dann hingegen, wenn das Schaltelement J des Schaltpakets S6 geschlossen ist, ist das Hohlrad HR des Planetengetriebes 22 gehäusefest angebunden.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass bei dem Antriebsstrang der 1 mit dem Planetengetriebe 24 des Teilgetriebes 23 ein Schaltpaket S5 mit den Schaltelementen L und S zusammenwirkt. Abhängig davon, welches der Schaltelemente L und S des Schaltpakets S5 geschlossen ist, ist das Hohlrad des Planetengetriebes 24 entweder gehäusefest oder an die Ausgangswelle 3 gekoppelt. Wie bereits ausgeführt, ist jedoch das Teilgetriebe 23 mit dem Planetengetriebe 24 und dem Schaltpaket S5 für die hier vorliegende Erfindung ohne Belang.
Die Erfindung betrifft den Anfahrvorgang eines Antriebstrangs mit einer ersten Antriebsquelle, einer zweiten Antriebsquelle, einem als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildeten Schaltgetriebe und einem Planetengetriebe, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf den Antriebsstrang der 1 und die Zeitdiagramme der 2 und 3 exemplarisch beschrieben wird. Wie bereits ausgeführt, kann die Erfindung auch bei anderen Antriebsstrangkonfigurationen mit einem leistungsverzweigten Getriebe, welches zwei Lastpfade bereitstellt, und einem dem leistungsverzweigten Getriebe antriebsseitig vorgeschalteten Planetengetriebe genutzt werden.
In 2 und 3 sind über der Zeit t jeweils mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt, nämlich mit den Kurvenverläufen 25 eine im zweiten Lastpfad eingelegte Gangstufe, mit den Kurvenverläufen 26 eine im ersten Teilgetriebe eingelegte Gangstufe, mit den Kurvenverläufen 27, 28, 29 und 30 Momentverläufe und mit den Kurvenverläufen 31 Verläufe einer Fahrgeschwindigkeit bzw. einer Drehzahl des Abtriebs 21. Die Kurvenverläufe 27 visualisieren jeweils ein am Abtrieb 21 anliegendes bzw. wirksames Drehmoment. Die Kurvenverläufe 28 visualisieren ein Fahrerwunschmoment. Die Kurvenverläufe 29 visualisieren ein Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle 4 des zweiten Lastpfads, die Kurvenverläufe 30 ein Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle 5 des ersten Lastpfads.
In 2 sowie in 3 beginnt jeweils zum Zeitpunkt t1 ein Anfahrvorgang, und zwar jeweils dadurch, dass beginnend mit Zeitpunkt t1 zunächst nur über eine Gangstufe des zweiten Lastpfads, also bei geschlossenem Schaltelement A oder bei geschlossenem Schaltelement B, Antriebsmoment am Abtrieb 21 bereitgestellt wird. Der Kurvenverlauf 25 visualisiert hierbei, dass für den zweiten Lastpfad eine Gangstufe eingelegt ist. Gemäß dem Kurvenverlauf 26 ist für den ersten Lastpfad zunächst noch keine Gangstufe eingelegt ist, die Schaltelemente C, D, E und F sind demnach zum Zeitpunkt t1 geöffnet. Das für den zweiten Lastpfad bereitgestellte Moment 29 entspricht zunächst dem Fahrerwunschmoment 28. Das Fahrerwunschmoment 28 ist während des Anfahrvorgangs konstant oder in etwa konstant.
Dann, wenn beginnend zum Zeitpunkt t1 rein elektrisch angefahren wird, nimmt im Schaltpaket S6 das Schaltelement J eine geschlossene Stellung ein, das am Steg ST des Planetengetriebes 22 wirksame Moment 29 ist ausschließlich vom Moment abhängig, welches die elektrische Maschine 2 bereitstellt.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass zum Zeitpunkt t1 auch elektrodynamisch angefahren werden kann, wobei dann das Schaltelement I des Schaltpakets S6 geschlossen ist. In diesem Fall stellen dann sowohl die elektrische Maschine 2 als auch der Verbrennungsmotor 20 ein Moment über das Planetengetriebe 22 der Eingangswelle 4 und demnach über den zweiten Lastpfad und die für den zweiten Lastpfad eingelegte Gangstufe bei geschlossenem Schaltelement A oder geschlossenem Schaltelement B am Abtrieb 21 bereit. Beim elektrodynamischen Anfahren wirkt das Planetengetriebe 22 als Überlagerungsgetriebe.
Beim Anfahren soll nun vom zweiten Lastpfad, für den eine entsprechende Gangstufe eingelegt ist, auf den ersten Lastpfad mit einer entsprechenden Gangstufe des ersten Lastpfads gewechselt werden, wozu zum Zeitpunkt t2 gemäß dem Kurvenverlauf 26 eine Gangstufe für den zweiten Lastpfad eingelegt wird, zum Beispiel durch Schließen des Schaltelements C oder des Schaltelements D oder des Schaltelements E oder des Schaltelements F.
Beim Wechsel von dem zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 wird gemäß dem Kurvenverlauf 29 das an der Getriebeeingangswelle 4 anliegende bzw. das am Steg ST des Planetengetriebes 22 wirksame Moment, also das Moment für den zweiten Lastpfad, abgebaut, wohingegen gemäß dem Kurvenverlauf 30 das für den ersten Lastpfad an der Getriebeeingangswelle 5 anliegende Moment, welches von der als Verbrennungsmotor ausgebildeten ersten Antriebsquelle 20 bereitgestellt wird, aufgebaut wird, und zwar auf das Niveau des Fahrerwunschmoments 28.
Wie bereits ausgeführt, verfügen die Gangstufen 25 und 26 der Lastpfade über unterschiedliche Übersetzungen.
In 2 ist die Gangstufe 26 des ersten Lastpfads höher und damit die Übersetzung der Gangstufe 26 des ersten Lastpfads kleiner als in der Gangstufe 25 des zweiten Lastpfads.
In 3 ist die Gangstufe 26 des ersten Lastpfads kleiner und damit die Übersetzung der Gangstufe 26 des ersten Lastpfads größer als in der Gangstufe 25 des zweiten Lastpfads.
Um nun beim Anfahren trotz des Wechsels von dem zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 eine unstetige, sprungartige und für den Fahrer merkliche Änderung des am Abtrieb 21 anliegenden Moments 27 zu vermeiden, wird vor dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg ST des Planetengetriebes 22 bzw. an der Eingangswelle 4 des Stufengetriebes 1 anliegende Moment 29 geändert, und zwar zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 derart, dass bei unverändertem Fahrerwunschmoment 28 trotz des Wechsels vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bzw. trotz des Wechsels von der Gangstufe des zweiten Lastpfads auf die Gangstufe des ersten Lastpfads das am Abtrieb wirksame Moment 27 konstant oder in etwa konstant bleibt.
Diese Änderung des am Steg ST des Planetengetriebes 22 bzw. an der Eingangswelle 4 des Stufengetriebes 1 anliegenden Moments 29 erfolgt während einer Synchronisierungsphase des zu den ersten Lastpfad zu schließenden Schaltelements.
Dann, wenn wie in 2 gezeigt, die zum Zeitpunkt t2 eingelegte Gangstufe 26 für den ersten Lastpfad höher ist als die Gangstufe 25 für den zweiten Lastpfad und demnach die Gangstufe 26 für den ersten Lastpfad eine kleinere Übersetzung aufweist als die Gangstufe 25 für den zweiten Lastpfad, wird das am Steg ST des Planetengetriebes 22 anliegende Moment 29 ausgehend vom Niveau des Fahrerwunschmoments 28 bis zum Zeitpunkt t2 derart reduziert, dass beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad nach dem Zeitpunkt t2 bei unverändertem Fahrerwunschmoment 28 das am Abtrieb wirksame Moment 27 beim und nach dem Lastpfadwechsel konstant ist oder in etwa konstant bleibt.
Beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 erfolgt eine Lastübernahme vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad. Hierbei wird das Eingangsmoment 29 des zweiten Lastpfads vollständig abgebaut, das Eingangsmoment 30 des ersten Lastpfads wird auf das Niveau des Fahrerwunschmoments 28 aufgebaut.
So zeigt 2, dass vor dem Zeitpunkt t2, also vor dem Lastpfadwechsel, das am Steg ST des Planetengetriebes 22 wirksame Moment 29 ausgehend vom Niveau des Fahrerwunschmoments 28 reduziert wird, um dann, wenn nach dem Lastpfadwechsei die kleinere Übersetzung des ersten Lastpfads wirksam ist, das am Abtrieb wirksame Moment 27 konstant oder in etwa konstant zu halten. Eine unstetige Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem Kurvenverlauf 31 kann hierdurch verhindert werden.
3 zeigt eine Ausprägung der Erfindung, in welcher die zum Zeitpunkt t2 eingelegte Gangstufe 26 für den ersten Lastpfad kleiner ist als die Gangstufe 25 für den zweiten Lastpfad und demnach die Gangstufe 26 für den ersten Lastpfad eine größere Übersetzung aufweist als die Gangstufe 25 des zweiten Lastpfads. In diesem Fall wird dann vor dem Lastpfadwechsel zum Zeitpunkt t2 das am Steg ST des Planetengetriebes 22 und demnach an der Eingangswelle 4 des Stufengetriebes 1 anliegende bzw. wirksame Moment 29 ausgehend vom Niveau des Fahrerwunschmoments 28 erhöht, und zwar derart, dass beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad nach dem Zeitpunkt t2 bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz der voneinander abweichenden Übersetzungen der Gangstufen der beiden Lastpfade das am Abtrieb wirksame Moment 27 kontant oder in etwa konstant bleibt.
Beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 erfolgt wieder eine Lastübernahme vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad.
Hierbei wird das Eingangsmoment 29 des zweiten Lastpfads vollständig abgebaut, das Eingangsmoment 30 des ersten Lastpfads wird auf das Niveau des Fahrerwunschmoments 28 aufgebaut.
In 2 und 3 wird das am Steg ST des Planetengetriebes 22 und damit an der Eingangswelle 4 des zweiten Lastpfads anliegende Moment vor dem Zeitpunkt t2 des Lastpfadwechsels ausgehend vom Niveau des Fahrerwunschmoments 28 linear oder rampenartig geändert. Die Funktion, in Abhängigkeit derer dieses am Steg ST des Planetengetriebes 22 anliegende Moment vor dem Zeitpunkt t2 geändert wird, ist zumindest abhängig von den Übersetzungen der Gangstufen der beiden Lastpfade, die zum Anfahren genutzt werden, von der Fahrgeschwindigkeit oder Abtriebsdrehzahl sowie vom Fahrerwunsch. Gegebenenfalls kann die Funktion, in Abhängigkeit derer das am Steg des Planetengetriebes 22 und damit an der Eingangswelle 4 des zweiten Lastpfads anliegende Moment geändert wird, auch von einer Fahrbahnsteigung bzw. Fahrbahnneigung, von einer Masse des Kraftfahrzeugs, von einem Ladezustand eines mit der elektrischen Maschine 2 zusammenwirkenden elektrischen Energiespeichers sowie von Massenträgheiten abhängig sein.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät EC zum Betreiben eines Antriebsstrangs, welches der steuerungsseitigen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.
Dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad, also in 1 über den Lastpfad der Getriebeeingangswelle 4 und eines der Schaltelemente A und B, in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad, also über die Getriebeeingangswelle 5 und eines der Schaltelemente C, D, E oder F, in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung zum Anfahren Moment am Abtrieb bereitgestellt wird, ändert das Steuergerät EC vor einem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg ST des Planetengetriebes 22 und damit das an der Eingangswelle 4 des zweiten Lastpfads wirksame Moment durch Ansteuerung zumindest der Antriebsquelle 2 oder ggf. durch Ansteuerung der Antriebsquelle 20 derart, dass beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz des Wechsels vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Abtrieb 21 wirksame Moment konstant oder in etwa konstant bleibt.
Beim Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad zum Zeitpunkt t2 erfolgt eine Lastübernahme vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad. Hierbei wird das Eingangsmoment 29 des zweiten Lastpfads vollständig abgebaut, das Eingangsmoment 29 des ersten Lastpfads wird aufgebaut.
Mit der Erfindung ist es möglich, dass sich dann, wenn sich trotz eines Lastpfadwechsels die Übersetzungen der beteiligten Gangstufen ändert, das am Abtrieb 21 wirksame Moment bei konstantem Fahrerwunschmoment konstant oder in etwa konstant bleibt und sich die Fahrzeuggeschwindigkeit stetig ändert.
Bezugszeichenliste

1: Schaltgetriebe
2: Antriebsquelle / elektrische Maschine
3: Ausgangswelle
4: Eingangswelle
5: Eingangswelle
6: Zahnrad
7: Zahnrad
8: Zahnrad
9: Zahnrad
10: Hauptwelle
11: Zahnrad
12: Zahnrad
13: Zahnrad
14: Zahnrad
15: Zahnrad
16: Zahnrad
17: Gehäusestruktur
18: Ständer
19: Läufer
20: Antriebsquelle / Verbrennungsmotor
21: Abtrieb
22: Planetengetriebe
23: Teilgetriebe
24: Planetengetriebe
25: Kurvenlauf / Gangstufe zweiter Lastpfad
26: Kurvenlauf / Gangstufe erster Lastpfad
27: Kurvenlauf / Abtriebsmoment
28: Kurvenlauf / Fahrerwunschmoment
29: Kurvenlauf / Moment zweiter Lastpfad
30: Kurvenlauf / Moment erster Lastpfad
31: Kurvenlauf / Fahrgeschwindigkeit
A: Schaltelement
B: Schaltelement
C: Schaltelement
D: Schaltelement
E: Schaltelement
F: Schaltelement
G: Schaltelement
H: Schaltelement
HR: Hohlrad
I: Schaltelement
J: Schaltelement
L: Schaltelement
S: Schaltelement
PR: Planetenrad
R1: Radsatz
R2: Radsatz
R3: Radsatz
R4: Radsatz
R5: Radsatz
S1: Schaltpaket
S2: Schaltpaket
S3: Schaltpaket
S4: Schaltpaket
S5: Schaltpaket
S6: Schaltpaket
SR: Sonnenrad
ST: Steg
VW: Vorgelegewelle
EC: Steuergerät

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 102015221490 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit einer ersten Antriebsquelle (20), mit einer zweiten Antriebsquelle (2), mit einem Schaltgetriebe (1), mit einem die Elemente Hohlrad (HR), Steg (ST) und Sonnenrad (SR) aufweisenden Planetengetriebe (22) und mit einem Abtrieb (21), wobei das Schaltgetriebe (1) als leistungsverzweigtes Getriebe mit mehreren Lastpfaden ausgebildet ist, wobei von der ersten Antriebsquelle (20) zumindest über einen ersten Lastpfad des Schaltgetriebes (1) Antriebsmoment am Abtrieb (21) bereitgestellt werden kann, wobei der erste Lastpfad mindestens zwei schaltbare Gänge bereitstellt, wobei von der zweiten Antriebsquelle (2) zumindest über einen vom ersten Lastpfad unabhängigen zweiten Lastpfad des Schaltgetriebes (1) Antriebsmoment am Abtrieb (21) bereitgestellt werden kann, wobei der zweite Lastpfad mindestens einen schaltbaren Gang bereitstellt, wobei die erste Antriebsquelle (20) mit einem ersten Element des Planetengetriebes (22) koppelbar, die zweite Antriebsquelle (2) mit einem zweiten Element des Planetengetriebes (22) gekoppelt und das Schaltgetriebe (1) mit einem dritten Element des Planetengetriebes (22), nämlich mit dem Steg (ST) desselben, gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung am Abtrieb (21) Moment bereitgestellt wird, vor einem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment derart geändert wird, dass bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Abtrieb (21) wirksame Moment konstant oder in etwa konstant bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsquelle (20) ein Verbrennungsmotor ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebsquelle (2) eine elektrische Maschine ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn beim Anfahren die genutzte Gangstufe des ersten Lastpfads eine kleinere Übersetzung aufweist als die genutzte Gangstufe des zweiten Lastpfads, das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment derart reduziert wird, dass beim und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bei unverändertem Fahrerwunschmoment das am Abtrieb (21) wirksame Moment beim und nach dem Lastpfadwechsel konstant oder in etwa konstant bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn beim Anfahren die genutzte Gangstufe des ersten Lastpfads eine größere Übersetzung aufweist als die genutzte Gangstufe des zweiten Lastpfads, das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment derart erhöht wird, dass beim und nach dem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad bei unverändertem Fahrerwunschmoment das am Abtrieb (21) wirksame Moment beim und nach dem Lastpfadwechsel konstant oder in etwa konstant bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktion, in Abhängigkeit derer das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment geändert wird, von den Übersetzungen der Gangstufen, von der Fahrgeschwindigkeit oder Abtriebsdrehzahl, und von dem Fahrerwunsch abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion, in Abhängigkeit derer das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment geändert wird, ferner von einer Fahrbahnsteigung und/oder von einer Fahrzeugmasse und/oder von einem Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion rampenartig ausgebildet ist.
Steuergerät (EC) eines Antriebsstrangs, der eine erste Antriebsquelle (20), eine zweite Antriebsquelle (2), ein Schaltgetriebe (1), ein die Elemente Hohlrad (HR), Steg (ST) und Sonnenrad (SR) aufweisendes Planetengetriebe (22) und einen Abtrieb (21) aufweist, wobei das Schaltgetriebe (1) als leistungsverzweigtes Getriebe mit mehreren Lastpfaden ausgebildet ist, wobei von der ersten Antriebsquelle (20) zumindest über einen ersten Lastpfad des Schaltgetriebes (1) Antriebsmoment am Abtrieb (21) bereitgestellt werden kann, wobei der erste Lastpfad mindestens zwei schaltbare Gänge bereitstellt, wobei von der zweiten Antriebsquelle (2) zumindest über einen vom ersten Lastpfad unabhängigen zweiten Lastpfad des Schaltgetriebes (1) Antriebsmoment am Abtrieb (21) bereitgestellt werden kann, wobei der zweite Lastpfad mindestens einen schaltbaren Gang bereitstellt, wobei die erste Antriebsquelle (20) mit einem ersten Element des Planetengetriebes (22) koppelbar, die zweite Antriebsquelle (2) mit einem zweiten Element des Planetengetriebes (22) gekoppelt und das Schaltgetriebe (1) mit einem dritten Element des Planetengetriebes (22), nämlich mit dem Steg (ST) desselben, gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn zum Anfahren zunächst über den zweiten Lastpfad in einer Gangstufe des zweiten Lastpfads und nachfolgend über den ersten Lastpfad in einer Gangstufe des ersten Lastpfads mit einer von der Gangstufe des zweiten Lastpfads abweichenden Übersetzung am Abtrieb (21) Moment bereitgestellt wird, das Steuergerät (EC) vor einem Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Steg (ST) des Planetengetriebes (22) anliegende Moment durch Ansteuerung der zweiten und/oder ersten Antriebsquelle derart ändert, dass bei unverändertem Fahrerwunschmoment trotz Wechsel vom zweiten Lastpfad auf den ersten Lastpfad das am Abtrieb wirksame Moment konstant oder in etwa konstant bleibt.
Steuergerät (EC) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.