DE102021202437A1 - Method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a powertrain with an electrified double-clutch transmission - Google Patents
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- B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors (VM) in einem Antriebsstrang (1) mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen (K1, K2) und zwei Teilgetrieben (TG1, TG2), wobei eine elektrische Maschine (EM) an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor (VM) über eine Kupplung (K0) und über zwei Kupplungen (K1, K2) mit beiden Teilgetrieben (TG1, TG2) verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wird, worauf eine Entscheidung für einen möglichen Ablauf in einem Zustand (Z2) als erstes von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt (Z4), wobei bei einer Geschwindigkeit über einem Schwellwert ein Kupplungsstart (Z3) erfolgt, wobei bei Stillstand des Fahrzeugs am Hang ein Direktstart (Z9) erfolgt und bei geringer Geschwindigkeit unter dem Schwellwert zusätzlich die Fahrzeugbeschleunigung bei gegebenen Schleppmoment des ausgewertet wird, wobei entweder ein P2-Start (Z6) oder ein Direktstart (Z9) erfolgt.The invention is based on a method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine (VM) in a drive train (1) with an electrified dual-clutch transmission with two clutches (K1, K2) and two partial transmissions (TG1, TG2), with an electric machine (EM ) is connected to the electrified sub-transmission, and the combustion engine (VM) can be connected to both sub-transmissions (TG1, TG2) via a clutch (K0) and two clutches (K1, K2). a control is started, whereupon a decision for a possible process in a state (Z2) depends first on the vehicle speed (Z4), with a clutch start (Z3) taking place at a speed above a threshold value, with a standstill of the vehicle on a slope Direct start (Z9) takes place and at a low speed below the threshold value, the vehicle acceleration is also evaluated at the given drag torque of the w ird, with either a P2 start (Z6) or a direct start (Z9).
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen und zwei Teilgetrieben, wobei eine elektrische Maschine an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor (VM) über eine Kupplung und über zwei Kupplungen mit beiden Teilgetrieben verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wirdThe invention is based on a method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a drive train with an electrified dual-clutch transmission with two clutches and two partial transmissions, with an electric machine being connected to the electrified partial transmission, and the internal combustion engine (VM) via a clutch and via two clutches can be connected to both sub-transmissions, with the process being started by a controller when driving purely electrically on slopes
Stand der TechnikState of the art
Fahrzeuge mit einer hybriden Antriebsstruktur weisen einen Verbrennungsmotor und ein zweites Antriebsaggregat auf, welches beispielsweise ein Elektromotor sein kann. So kann das Antriebsmoment während des Fahrbetriebes des Hybridfahrzeuges von beiden Antriebsaggregaten aufgebracht werden.Vehicles with a hybrid drive structure have an internal combustion engine and a second drive unit, which can be an electric motor, for example. In this way, the drive torque can be applied by both drive units while the hybrid vehicle is being driven.
Aus der noch nicht veröffentlichten
Dabei ist unter der ersten und der zweiten Gangstufe zu verstehen, dass eine Auswahl für eine Gangstufe für jedes der Teilgetriebe, im Sinnen einer anderen Gangstufe, getroffen wird. Es heißt nicht, dass es dem ersten Gang und dem zweiten Gang eines Getriebes entspräche, entsprechend einer konventionellen Anordnung von Untersetzung in niedrigen bis zu einer Übersetzung in hohen Gängen.The first and the second gear are to be understood as meaning that a gear is selected for each of the partial transmissions, in the sense of a different gear. It is not said to correspond to the first gear and second gear of a transmission, corresponding to a conventional arrangement of low gear reduction to high gear ratio.
In einer Version des Antriebsstrangs wird einen zusätzliche Trennkupplung verwendet, um den Verbrennungsmotor unabhängig vom Hybridantriebssystem betreiben zu können. In one version of the powertrain, an additional separating clutch is used in order to be able to operate the internal combustion engine independently of the hybrid drive system.
Aus der unveröffentlichten
Die unveröffentlichte
Kegelsynchronisierungen wie sie im genannten Stand der Technik verwendet werden, wirken üblicherweise zunächst reibschlüssig und erst in einer Endlage formschlüssig.Cone synchronizers as used in the state of the art mentioned usually act first by friction and only positively in an end position.
Die Drehmomentenübertragungskapazität in der reibschlüssigen Phase ist in der Regel deutlich kleiner als die der formschlüssigen Endlage. Die formschlüssige Endlage wird erreicht, wenn der Antriebsstrang Drehzahlgleichheit erreicht, wozu die Reibschlussphase genutzt wird, um Eingangswelle und Ausgangswelle an der Kupplung in ihre Drehzahl aneinander anzupassen. Dieser reibschlüssige Zustand ist erforderlich, um den Verbrennungsmotor unabhängig der Raddrehzahl auf eine Mindestdrehzahl anschleppen zu können. Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde, kann die Kupplung K0 in den Formschluss gebracht werden.The torque transmission capacity in the frictional phase is usually significantly smaller than that of the positive end position. The form-fit end position is reached when the drive train reaches the same speed, for which purpose the friction phase is used to match the speed of the input shaft and output shaft on the clutch. This frictional state is required in order to be able to tow the combustion engine to a minimum speed, regardless of the wheel speed. After the combustion engine has been started, clutch K0 can be brought into positive engagement.
Aus Bauraum-, Kosten- und Gewichtsgründen wird die zu übertragende Drehmomentenkapazität der Synchronisierung in der reibschlüssigen Phase auf den Normalfall für den Antriebsstrang, beispielsweise auf etwa 70 Nm ausgelegt, was für ein Starten des Verbrennungsmotors bei Betriebstemperatur ausreicht. Im schlechtesten Fall bei sehr tiefen Temperaturen ist aber ein Drehmoment von etwa 200 Nm notwendig, um den Verbrennungsmotor zu starten.For reasons of space, cost and weight, the torque capacity of the synchronization to be transmitted in the friction phase is designed for the normal case for the drive train, for example at around 70 Nm, which is sufficient for starting the internal combustion engine at operating temperature. In the worst case at very low temperatures, however, a torque of around 200 Nm is required to start the combustion engine.
Wenn ein Motorstart mithilfe des Trennelements K0 allein nicht möglich ist, kann ein Start alternativ auch mit den anderen Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes durchgeführt werden. Die damit einhergehende Zugkraftunterbrechung wird aber als unkomfortabel wahrgenommen, bzw. sorgt am Hang für ein ungewolltes Rückwärtsrollen.If the engine cannot be started using the separating element K0 alone, it can also be started using the other clutches of the double-clutch transmission. However, the associated interruption in tractive power is perceived as uncomfortable or causes unwanted rolling backwards on slopes.
Daher sind Motorstarts im Stillstand oder im stillstandsnahen Fahrbetrieb, insbesondere am Hang bei kalten Temperaturen/Diesel (siehe oben) alleine durch das oben beschriebene Hybridgetriebesystem mit den bisher bekannten Startverfahren nicht komfortabel darstellbar.Therefore, starting the engine at a standstill or when driving close to a standstill, especially on a slope in cold temperatures/diesel (see above) alone, cannot be conveniently represented by the hybrid transmission system described above with the previously known starting methods.
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Startens eines Verbrennungsmotors bei Fahren oder Stehen an einer Steigung vorzubereiten und damit sicherzustellen, dass der Verbrennungsmotor auch in diesen Situationen gestartet werden kann, obwohl die Drehmomentenkapazität in der Reibschlussphase der Trennkupplung K0 hierfür nicht ausgelegt ist.The object of the invention is to prepare the starting of an internal combustion engine when driving or standing still on an incline and thus to ensure that the internal combustion engine can also be started in these situations, although the torque capacity in the frictional engagement phase of the separating clutch K0 is not designed for this.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen und zwei Teilgetrieben, wobei eine elektrische Maschine an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor über eine Kupplung und über zwei Kupplungen mit beiden Teilgetrieben verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wird, worauf eine Entscheidung für einen möglichen Ablauf in einem Zustand als erstes von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, wobei bei einer Geschwindigkeit über einem Schwellwert ein Kupplungsstart erfolgt, wobei bei Stillstand des Fahrzeugs am Hang ein Direktstart erfolgt und bei geringer Geschwindigkeit unter dem Schwellwert zusätzlich die Fahrzeugbeschleunigung bei gegebenen Schleppmoment des ausgewertet wird, wobei entweder ein P2-Start oder ein Direktstart erfolgt.The object is achieved with a method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a drive train with an electrified double-clutch transmission with two clutches and two partial transmissions, with an electric machine being connected to the electrified partial transmission, and the internal combustion engine being connected via a clutch and via two clutches both sub-transmissions can be connected, with the method being started by a controller when driving purely electrically on a slope, whereupon a decision for a possible sequence in one state depends first on the vehicle speed, with a clutch start taking place at a speed above a threshold value, with When the vehicle is stationary on a slope, a direct start takes place and, at a low speed below the threshold value, the vehicle acceleration at a given drag torque is also evaluated, with either a P2 start or a direct start taking place.
Es ist von Vorteil, dass im Fall, dass der Verbrennungsmotor ein ausreichendes Schleppmoment aufweist, um das Fahrzeug am Hang zu halten, nachdem ein Zweimassenschwungrad des Verbrennungsmotors vorgespannt und das Drehmoment der elektrischen Maschine auf 0 Nm reduziert wurde und der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe ausgelegt wurde, ein Direktstart erfolgt.It is advantageous that, in the event that the combustion engine has sufficient drag torque to keep the vehicle on a slope, after a dual-mass flywheel of the combustion engine has been preloaded and the torque of the electric machine has been reduced to 0 Nm and the gear in the electrified sub-transmission has been disengaged , a direct start takes place.
Es ist von Vorteil, dass bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten die Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe geschlossen wird und zunächst reibschlüssig ein Drehmoment überträgt, wodurch der Verbrennungsmotor bis auf Gleichlaufdrehzahl beschleunigt wird und in der folgenden Phase der Verbrennungsmotor formschlüssig mit dem Getriebe gekoppelt wird, indem die Kupplung K0 bis in Endlage geschlossen wird. It is advantageous that at low vehicle speeds the clutch between the combustion engine and the transmission is closed and initially transmits a frictional torque, whereby the combustion engine is accelerated to synchronous speed and in the following phase the combustion engine is positively coupled to the transmission by the clutch K0 until it is closed in the end position.
Vorteilhafterweise kann vor dem Schließen der Synchronisierung sichergestellt werden, dass keine Differenzdrehzahl anliegt, und direkt die formschlüssige Endlage verwendet werden.Advantageously, before the synchronization is closed, it can be ensured that there is no differential speed, and the form-fitting end position can be used directly.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird mit den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt einen Antriebsstrang in einer beispielhaften Ausführungsform, -
2a ,2b ,2c zeigen einen Motorstart aus einer P2 Konfiguration. -
3a ,3b ,3c zeigen einen Startablauf B mit Verbrennungsmotorstart aus einem Interlock. -
4 zeigt ein Schema zur Entscheidung über einen geeigneten Starverlauf.
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1 shows a drive train in an exemplary embodiment, -
2a ,2 B ,2c show an engine start from a P2 configuration. -
3a ,3b ,3c show a start sequence B with an internal combustion engine start from an interlock. -
4 shows a scheme for deciding on a suitable cataract.
Die
Getriebeausgangsseitig mündet der Antriebsstrang aus beiden Teilgetrieben TG1, TG2 an einem Differential D. Am Teilgetriebe TG1 ist die elektrische Maschine EM angekoppelt.On the transmission output side, the drive train from the two sub-transmissions TG1, TG2 ends at a differential D. The electric machine EM is coupled to the sub-transmission TG1.
Das Starten des Verbrennungsmotors VM kann unter bestimmten Umständen, z. B bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten vom System angefordert werden und mithilfe des Trennelements, der Kupplung K0 erfolgen. Hierzu wird, wie in
Steht das Fahrzeug wird das Trennelement K0 ohne Differenzdrehzahl in die formschlüssige Endlage geschlossen.If the vehicle is stationary, the separating element K0 is closed in the form-fitting end position without a differential speed.
Wenn vor dem Schließen der Synchronisierung sichergestellt wird, dass keine Differenzdrehzahl anliegt, kann die Reibschlussphase „übergangen“ und direkt die formschlüssige Endlage gewechselt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das Getriebe in einen definierten Vorbereitungszustand, nämlich in die P2 Konfiguration, gebracht wird und auf einen Fahrzeugstillstand gewartet wird. Der vorbereitende Wechsel in die P2-Konfiguration ist notwendig, um auch an einer Steigung einen Motorstart ohne Zugkraftunterbrechung (ggf. Rückwärtsrollen) durchführen zu können. Danach kann ein im Stand der Technik bekannter Direktstart durchgeführt werden. Die P2 Konfiguration bedeutet, dass sich der Antrieb so verhält als wäre die elektrische Maschine EM am Getriebeeingang montiert.If it is ensured before closing the synchronization that there is no differential speed, the frictional phase can be "skipped" and the form-fitting end position can be changed directly. This is achieved by bringing the transmission into a defined preparatory state, namely the P2 configuration, and waiting for the vehicle to come to a standstill. The preparatory change to the P2 configuration is necessary in order to be able to start the engine on an incline without interrupting traction (if necessary, rolling backwards). A direct start known in the prior art can then be carried out. The P2 configuration means that the drive behaves as if the electric machine EM were mounted on the transmission input.
Die Kupplung des nicht elektrifizierten Teilgetriebes, im Beispiel K2, wird geschlossen, wobei der vorgewählte Gang in diesem Teilgetriebe TG2 kürzer übersetzt sein muss als der aktive Gang im elektrifizierten Teilgetriebe.The clutch of the non-electrified sub-transmission, in the example K2, is closed, with the preselected gear in this sub-transmission TG2 having to be geared shorter than the active gear in the electrified sub-transmission.
Das Drehmoment der elektrischen Maschine wird reduziert. Hierdurch rollt das Fahrzeug in Folge der Hangabtriebskraft eine kleine, zulässige Strecke rückwärts und das Zweimassenschwungrad des Verbrennungsmotors VM wird gezielt gespannt, da das Schleppmoment des Verbrennungsmotors auf der Primärseite des Zweimassenschwungrad einer Drehung entgegenwirkt. Sobald das Zweimassenschwungrad gespannt ist, kann das Fahrzeug bei ausreichend hohem Schleppmoment des Verbrennungsmotors am Hang gehalten werden. Dieses Schleppmoment ist nicht exakt bekannt, weshalb bei einem zu geringen Schleppmoment das Fahrzeug rückwärtsrollen kann. Ein unkontrolliertes Rückwärtsrollen ist in jedem Fall zu vermeiden, weshalb der maximale Weg des Rückwärtsrollens, der dem Zweimassenschwungrad Verdrehwinkel entspricht, über die elektrische Maschine EM limitiert werden muss.The torque of the electric machine is reduced. As a result, the vehicle rolls backwards a small, permissible distance as a result of the downhill slope force and the dual-mass flywheel of the internal combustion engine VM is tensioned in a targeted manner, since the drag torque of the internal combustion engine counteracts rotation on the primary side of the dual-mass flywheel. As soon as the dual-mass flywheel is tensioned, the vehicle can be held on a slope if the combustion engine's drag torque is sufficiently high. This drag torque is not exactly known, which is why the vehicle can roll backwards if the drag torque is too low. In any case, uncontrolled backward rolling must be avoided, which is why the maximum backward rolling distance, which corresponds to the twisting angle of the two-mass flywheel, must be limited via the electric machine EM.
Nachdem das Zweimassenschwungrad vorgespannt und das Drehmoment der elektrischen Maschine EM auf 0 Nm reduziert wurde, wird der dritte Gang im elektrifizierten Teilgetriebe ausgelegt. Voraussetzung hierfür ist aber ein ausreichend hohes Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM, um das Fahrzeug zu halten.After the dual-mass flywheel has been preloaded and the torque of the electric machine EM has been reduced to 0 Nm, third gear is selected in the electrified sub-transmission. However, a prerequisite for this is a sufficiently high drag torque of the internal combustion engine VM in order to hold the vehicle.
In
Um die zuvor gezeigten Verfahrensabläufe der
Darin sind die einzelnen Startarten bereits Teil des Stands der Technik bis auf die Abläufe nach
Das folgende Flussdiagramm ist so zu verstehen, dass Zustände, die in den einzelnen Rechtecken dargestellt sind, erst dann verlassen werden, wenn die jeweiligen Austrittsbedingungen erfüllt sind.The following flowchart is to be understood in such a way that states that are shown in the individual rectangles are only exited when the respective exit conditions are met.
Das Verfahren zur Auswahl der Startmodalitäten für einen Verbrennungsmotor beginnt mit dem Betriebszustand Z1 des Fahrzeugs im rein elektrischen Fahren an einem Hang. Der Fahrer fordert durch Betätigung des Gaspedals oder durch Betätigung einer Schaltung ein positives Radmoment für das Fahrzeug an. Da die elektrische Maschine allein der Anforderung nicht gewachsen ist, fordert ein Hybrid-Manager als Steuerelement den Verbrennungsmotor VM zu starten. Durch die Anforderung, den Verbrennungsmotor zu starten, wird in den Zustand Z2 gewechselt. Der Grund für eine solche Startanforderung kann z. B. auch ein niedriger Batterieladezustand sein.The method for selecting the starting modalities for an internal combustion engine begins with the operating state Z1 of the vehicle in purely electric driving on a slope. The driver requests a positive wheel torque for the vehicle by operating the accelerator pedal or by operating a gearshift. Since the electric machine alone is not up to the requirement, a hybrid manager requests that the internal combustion engine VM be started as a control element. The request to start the internal combustion engine causes a change to state Z2. The reason for such a start request can e.g. B. also be a low battery charge level.
In diesem Zustand Z2 wird in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entschieden, welcher weitere Verfahrensablauf gewählt wird. Für Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als ein Schwellwert von in etwa 15km/h wird zum Zustand Z3 gewechselt und ein Kupplungsstart über das Drehmoment der angetriebenen Räder, das nichtelektrifizierte Teilgetriebe TG2 und die geschlossenen Kupplungen K2 und K0 ausgeführt.In this state Z2, a decision is made as a function of the vehicle speed which one further procedure is selected. For vehicle speeds greater than a threshold value of approximately 15 km/h, a change is made to state Z3 and a clutch start is carried out via the torque of the driven wheels, the non-electrified sub-transmission TG2 and the closed clutches K2 and K0.
Für Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner 15km/h und größer 0 km/h springt das Ablaufverfahren in den Zweig mit dem Zustand Z4. Im Zustand Z4 wird zusätzlich in Abhängigkeit von der gemessenen Fahrzeugbeschleunigung a_veh entschieden, welcher weitere Verfahrensablauf gewählt werden muss.For vehicle speeds less than 15 km/h and greater than 0 km/h, the process jumps to the branch with the state Z4. In state Z4, a decision is additionally made as a function of measured vehicle acceleration a_veh as to which further method sequence must be selected.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh größer eines kalibrierbaren Werts (z.B. 1,5 m/s2) wird wieder in den Zustand Z2 gewechselt und die Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh erneut ausgewertet. Gleiches gilt alternativ für die Situation, wenn die Fahrzeugbeschleunigung a_veh positiv und das Schleppmoment des Verbrennungsmotors nichtgezündet im Stillstand größer als ein Schwellwert, z. B. 80Nm ist. Die Intention dieser Bedingung ist, dass bei positiver Beschleunigung innerhalb einer vorhersehbaren Zeit die Fahrzeuggeschwindigkeit von 15 km/h überschritten und dann ein Kupplungsstart wie in Z3 durchgeführt werden kann. Dies ist das bevorzugte Startverfahren.For vehicle accelerations a_veh greater than a value that can be calibrated (eg 1.5 m/s 2 ), the system changes back to state Z2 and vehicle speed v_veh is evaluated again. Alternatively, the same applies to the situation when the vehicle acceleration a_veh is positive and the drag torque of the combustion engine is non-ignited when stationary and is greater than a threshold value, e.g. B. is 80Nm. The intention of this condition is that with positive acceleration the vehicle speed of 15 km/h is exceeded within a foreseeable time and then a clutch start can be carried out as in Z3. This is the preferred starting method.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh kleiner als ein kalibrierbarer Wert, z.B. 1,5 m/s2 und einem Schleppmoment des nicht gezündeten Verbrennungsmotors im Stillstand kleiner als ein Schwellwert, z.B. 80Nm, wird zum Zustand Z5 gewechselt.For vehicle accelerations a_veh less than a calibratable value, eg 1.5 m/s 2 and a drag torque of the non-ignited internal combustion engine at standstill less than a threshold value, eg 80Nm, there is a changeover to state Z5.
Im Zustand Z5 wird durch Schließen der beiden Kupplungen K1 und K2 die Leistung der elektrischen Maschine auf das nicht elektrifizierte andere Teilgetriebe geführt und eine P2-Konfiguration hergestellt.In state Z5, the power of the electric machine is routed to the non-electrified other sub-transmission by closing the two clutches K1 and K2, and a P2 configuration is produced.
Der Verfahrensablauf im Zustand Z6 verwendet die Trennkupplung K0 dann zum Starten des Verbrennungsmotors VM in einem sogenannten P2 Start. Unter P2 Start wird verstanden, dass die elektrische Maschine per Schalten der Kupplungen wie bei einer P2-Anbindung der elektrischen Maschine am Getriebeeingang agiert und er Verbrennungsmotor VM über das Schließen der Kupplung K0 angedreht wird.The method sequence in state Z6 then uses the separating clutch K0 to start the internal combustion engine VM in a so-called P2 start. P2 start means that the electric machine acts by switching the clutches as with a P2 connection of the electric machine at the transmission input and the internal combustion engine VM is turned on by closing the clutch K0.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh kleiner gleich 0 m/s2 und einem Schleppmoment des ungezündeten Verbrennungsmotors im Stillstand größer also ein Schwellwerte, z.B. 80Nm, wird zum Zustand Z7 gewechselt.For vehicle accelerations a_veh less than or equal to 0 m/s 2 and a drag torque of the unignited internal combustion engine when stationary is greater than a threshold value, for example 80 Nm, there is a change to state Z7.
Im Zustand Z7 wird durch Schließen der beiden Kupplungen K1 und K2 die Leistung der elektrischen Maschine auf das nicht elektrifizierte, andere Teilgetriebe geführt. Die Trennkupplung K0 bleibt zunächst geöffnet, weshalb das System in diesem Zustand unabhängig vom Verbrennungsmotor betrieben werden kann. In diesem Zustand Z7 wird sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh als auch das Fahrerwunschmoment T_driver_req betrachtet. Für Fahrzeuggeschwindigkeiten v_veh gleich 0km/h wird zum Zustand Z8 gewechselt.In state Z7, the power of the electric machine is fed to the non-electrified, other sub-transmission by closing the two clutches K1 and K2. The separating clutch K0 initially remains open, which is why the system can be operated independently of the combustion engine in this state. In this state Z7, both the vehicle speed v_veh and the driver's desired torque T_driver_req are considered. For vehicle speeds v_veh equal to 0 km/h, there is a change to state Z8.
Im Zustand Z8 wird das Trennelement K0 bis in die formschlüssige Endlage geschlossen und ein Direktstart im Zustand Z9 ausgeführt, was der
Übersteigt das Fahrerwunschmoment T_driver_req einen einstellbaren Wert, z.B 1000 Nm am Rad, wird ausgehenden Z7 zum Zustand Z10 gewechselt.If the driver's desired torque T_driver_req exceeds an adjustable value, e.g. 1000 Nm at the wheel, the outgoing Z7 changes to the state Z10.
In diesem Zustand Z10 wird die Leistung der elektrischen Maschine EM durch Öffnen beider Kupplungen K1, K2 auf das elektrifizierte Teilgetriebe übertragen, wobei der Ablauf in den Zustand Z2 zurückspringt.In this state Z10, the power of the electrical machine EM is transmitted to the electrified sub-transmission by opening both clutches K1, K2, with the sequence jumping back to state Z2.
Der Zustand Z2 erlaubt einen weiteren Zweig des Verlaufs, nämlich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh gleich 0km/h. Der nächste Verfahrensschritt wechselt in den Zustand Z11.State Z2 permits a further branch of the curve, namely at a vehicle speed v_veh equal to 0 km/h. The next method step changes to state Z11.
In diesem Zustand wird durch Schließen beider Kupplungen K1 und K2 bei gleichzeitig eingelegten Gängen das Fahrzeug entsprechend des Fahrerwunschs am Hang gehalten, wobei Rückwärtsrollen über eine zulässige Strecke hinaus verhindert wird. Ziel hierbei ist es, das Fahrzeug entweder unter Zuhilfenahme des VKM-Schleppmoments oder durch gezieltes Verspannen des Radsatzes am Hang zu halten.In this state, the vehicle is held on a slope in accordance with the driver's request by closing both clutches K1 and K2 while the gears are engaged at the same time, with backward rolling beyond a permissible distance being prevented. The aim here is to hold the vehicle on a slope either with the help of the ICE drag torque or by specifically tightening the wheelset.
Der Zustand Z11 resultiert in zwei getrennten Abläufen.State Z11 results in two separate processes.
In beiden Teilgetrieben TG1, TG2 des Getriebes 2 sind Gänge eingelegt, wobei der Gang im nicht elektrifizierten Teilgetriebe TG2 kürzer übersetzt sein muss. Das Fahrzeug wird in dieser Phase über die elektrische Maschine EM am Hang gehalten.Gears are engaged in both partial transmissions TG1, TG2 of
Zunächst wird die Kupplung des nicht elektrifizierten Teilgetriebes TG2geschlossen. Das Trennelement K0 zwischen Kupplung und Verbrennungsmotor muss auch geschlossen werden, sodass ein Kraftschluss zwischen Rad und Verbrennungsmotor VM entsteht.First, the clutch of the non-electrified sub-transmission TG2 is closed. The separating element K0 between the clutch and the combustion engine must also be closed so that a The frictional connection between the wheel and the combustion engine VM is created.
Das Drehmoment der elektrischen Maschine EM wird reduziert. Hierdurch rollt das Fahrzeug in Folge der Hangabtriebskraft eine kleine, zulässige Strecke rückwärts und das Zweimassenschwungrad wird gezielt gespannt. Sobald das Zweimassenschwungrad gespannt ist, kann das Fahrzeug bei ausreichend hohem Schleppmoment des Verbrennungsmotors am Hang gehalten werden. Dieses Schleppmoment ist nicht exakt bekannt, weshalb bei einem zu geringen Schleppmoment das Fahrzeug Rückwärts rollen kann. Ein unkontrolliertes Rückwärtsrollen ist in jedem Fall zu vermeiden, weshalb der maximale Weg entsprechend dem Zweimassenschwungrad Verdrehwinkel über die elektrische Maschine limitiert werden muss.The torque of the electrical machine EM is reduced. As a result, the vehicle rolls backwards a small, permissible distance as a result of the downhill force and the dual-mass flywheel is tensioned in a targeted manner. As soon as the dual-mass flywheel is tensioned, the vehicle can be held on a slope if the combustion engine's drag torque is sufficiently high. This drag torque is not exactly known, which is why the vehicle can roll backwards if the drag torque is too low. Uncontrolled rolling backwards must be avoided in any case, which is why the maximum travel must be limited via the electric machine according to the twisting angle of the dual mass flywheel.
Nachdem das Zweimassenschwungrad vorgespannt wurde, kann auch die Kupplung K1 des elektrifizierten Teilgetriebes TG1 vollständig geschlossen werden. Beide Kupplungen sind in dieser Phase überpresst. Unter der Überpressung der Kupplung ist zu verstehen, dass die Kupplung sich in ihrer Schließstellung befindet und dabei so stark geschlossen ist, dass in der Kupplung beziehungsweise zwischen den Achsen keine Differenzgeschwindigkeiten auftreten, beziehungsweise kein Schlupf auftritt.After the dual-mass flywheel has been preloaded, clutch K1 of the electrified sub-transmission TG1 can also be fully engaged. Both clutches are overpressed in this phase. Overpressing the clutch means that the clutch is in its closed position and is closed to such an extent that no differential speeds occur in the clutch or between the axles, or no slippage occurs.
Das Drehmoment an der elektrischen Maschine kann nun reduziert werden.The torque on the electrical machine can now be reduced.
Wenn das Drehmoment der elektrischen Maschine auf 0Nm reduziert wurde, ohne dass das Fahrzeug zu weit rückwärts gerollt ist, bedeutet dies, dass das Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM ausreicht, um das Fahrzeug am Hang zu halten. In diesem Fall wird in Zustand Z12 gewechselt. Im Zustand Z12 wird der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe TG1 ausgelegt, um einen folgenden Start des Verbrennungsmotors VM vorzubereiten.If the torque of the electric machine has been reduced to 0Nm without the vehicle rolling backwards too far, this means that the drag torque of the combustion engine VM is sufficient to keep the vehicle on the slope. In this case, there is a change to state Z12. In state Z12, the gear in the electrified partial transmission TG1 is disengaged in order to prepare for a subsequent start of the internal combustion engine VM.
Es folgt ein Direktstart im Zustand Z9.A direct start follows in state Z9.
Falls das Fahrzeug während der Haltephase weiter als gewünscht rückwärtsrollt, bedeutet dies, dass das Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM nicht ausreicht, um das Fahrzeug am Hang zu halten. In diesem Fall wird in den Zustand Z13 gewechselt.If the vehicle rolls backwards further than desired during the holding phase, this means that the drag torque of the internal combustion engine VM is not sufficient to hold the vehicle on the slope. In this case, there is a change to state Z13.
Die Hybrid-Steuerung erkennt die negative Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh und sendet ein Signal an das Fahrzeug einen Bremseneingriff auszulösen. Falls kein automatischer Bremseingriff möglich ist, fordert das Fahrzeug den Fahrer auf, manuell zu bremsen. Sobald die Fahrzeugbremse aktiv ist, kann der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe TG1 ausgelegt werden. Es folgt ein Start mit der elektrischen Maschine im Zustand Z14.The hybrid controller recognizes the negative vehicle speed v_veh and sends a signal to the vehicle to trigger braking intervention. If no automatic braking intervention is possible, the vehicle asks the driver to brake manually. As soon as the vehicle brake is active, the gear in the electrified sub-transmission TG1 can be disengaged. This is followed by a start with the electrical machine in state Z14.
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102020209452 [0007]DE 102020209452 [0007]
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