DE102021208134A1

DE102021208134A1 - Method for closing a switching device

Info

Publication number: DE102021208134A1
Application number: DE102021208134.7A
Authority: DE
Inventors: Norman Schmidt-Winkel; Martin Ruider; Fabian Hartmann; Johannes Winkler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-02-02

Abstract

Verfahren zum Schließen einer Schalteinrichtung eines wenigstens eine elektrische Maschine aufweisenden Kraftfahrzeugs in einem Fahrzustand, insbesondere einer Kopplungseinrichtung eines Kraftahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, einen ersten und einen zweiten Teilstrang eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs miteinander zu koppeln, umfassend die Schritte- Einleiten einer Schließbewegung- Erfassen eines den aktuellen Fahrzustand beschreibenden Ist-Bewegungsparameters, insbesondere einer aktuellen Drehzahl (8) der Abtriebsseite der Schalteinrichtung- Erfassen eines einen Soll-Fahrzustand beschreibenden Soll-Bewegungsparameters (10)- Drehzahlregelung der elektrischen Maschine zur Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung in Abhängigkeit von dem Ist-Bewegungsparameter und dem Soll-Bewegungsparameter (10) des Kraftfahrzeugs.Method for closing a switching device of a motor vehicle having at least one electric machine in a driving state, in particular a coupling device of a motor vehicle which is designed to couple a first and a second partial train of a drive train of a motor vehicle to one another, comprising the steps of initiating a closing movement detecting an actual movement parameter describing the current driving state, in particular a current speed (8) of the output side of the shifting device- detecting a target movement parameter (10) describing a target driving state- speed control of the electric machine to adapt the speed of the drive side of the shifting device depending on the actual movement parameter and the target movement parameter (10) of the motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schließen einer Schalteinrichtung eines wenigstens eine elektrische Maschine aufweisenden Kraftfahrzeugs in einem Fahrzustand, insbesondere einer Kopplungseinrichtung eines Kraftahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, einen ersten und einen zweiten Teilstrang eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs miteinander zu koppeln.The invention relates to a method for closing a switching device of a motor vehicle having at least one electric machine in a driving state, in particular a coupling device of a motor vehicle which is designed to couple a first and a second sub-train of a drive train of a motor vehicle to one another.

Schalteinrichtungen für Kraftfahrzeuge und Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Schließen, von Schalteinrichtungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Als Schalteinrichtung im Rahmen der Anmeldung wird eine Einrichtung verstanden, die dazu ausgebildet ist, insbesondere formschlüssig, eine Kopplung zweier drehender oder drehbarer Getriebeelemente des Kraftfahrzeugs herzustellen. Die Schalteinrichtung kann beispielsweise als Klauenkupplung verstanden werden, die gegeneinander drehende oder drehbare Teile miteinander in Eingriff bringen kann, um eine drehfeste Verbindung der beiden Teile miteinander herzustellen.Switching devices for motor vehicles and methods for operating, in particular for closing, switching devices are basically known from the prior art. A switching device within the scope of the application is understood to be a device which is designed to couple two rotating or rotatable transmission elements of the motor vehicle, in particular in a form-fitting manner. The switching device can be understood, for example, as a claw clutch, which can bring parts that rotate or rotate in opposite directions into engagement with one another in order to establish a non-rotatable connection between the two parts.

Hierzu ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, dass in bestimmten Zuständen des Kraftfahrzeugs eine sogenannte Zahn-auf-Zahn-Stellung auftreten kann, in der eine Kopplung der beiden Getriebeelemente nicht möglich ist. Dies kann insbesondere dazu führen, dass eine vorgegebene Schaltzeit, d.h., eine Zeit bis zu der ein Schließvorgang abgeschlossen sein muss, überschritten wird oder, beispielsweise in bestimmten Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei zu großer Differenzdrehzahl der Getriebeelemente der Schalteinrichtung, ein Schließen der Schalteinrichtung überhaupt nicht möglich ist, da die Klauen voneinander abgewiesen werden können.In this regard, it is also known from the prior art that in certain states of the motor vehicle a so-called tooth-on-tooth position can occur, in which a coupling of the two transmission elements is not possible. In particular, this can lead to a specified switching time, i.e. a time by which a closing process must be completed, being exceeded or, for example in certain driving states of the motor vehicle, for example if the differential speed of the transmission elements of the switching device is too great, the switching device may close at all is not possible because the claws can be deflected from each other.

Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Schließen einer Schalteinrichtung in bestimmten Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs die Drehzahlgradienten der beiden Teilstränge, die mittels der Schalteinrichtung miteinander verbunden werden sollen, voneinander abweichen können. Wird beispielsweise ein erster Teilstrang, insbesondere durch eine elektrische Maschine, der mit einer Eingangsseite einer Schalteinrichtung verbunden ist, zum Schließen bzw. Synchronisieren der Schalteinrichtung beschleunigt, während der zweite Teilstrang, der die Abtriebsseite der Schalteinrichtung aufweist, in dem aktuellen Schaltzustand verzögert wird, kann bei Schließen der Schalteinrichtung ein unkomfortabler Übergang von einem Schubbetrieb in einen Zugbetrieb auftreten. Hierbei können insbesondere die Zahnflanken der Getriebeelemente schlagartig wechseln, sodass für Benutzer des Kraftfahrzeugs das Schließen der Schalteinrichtung haptisch und akustisch wahrnehmbar wird. Der beschriebene schlagartige Übergang ist ferner für die Lebensdauer der Getriebeelemente nachteilig.It is also known from the prior art that when a switching device is closed in certain driving states of the motor vehicle, the speed gradients of the two sub-trains that are to be connected to one another by means of the switching device can deviate from one another. If, for example, a first partial train, in particular by an electric machine that is connected to an input side of a shifting device, is accelerated to close or synchronize the shifting device, while the second partial train, which has the output side of the shifting device, is decelerated in the current shifting state, can when the switching device is closed, an uncomfortable transition from overrun operation to traction operation can occur. Here, in particular, the tooth flanks of the transmission elements can change abruptly, so that the user of the motor vehicle can perceive the closing of the shifting device haptically and acoustically. The sudden transition described is also disadvantageous for the service life of the transmission elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Verfahren zum Schließen einer Schalteinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem insbesondere der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs bei der Durchführung des Schließvorgangs berücksichtigt werden kann.The invention is based on the object of specifying an improved method for closing a switching device for a motor vehicle, in which, in particular, the driving state of the motor vehicle can be taken into account when carrying out the closing process.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schließen einer Schalteinrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Fahrzustand, wobei das Kraftfahrzeug wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. Die Schalteinrichtung ist dazu ausgebildet, einen ersten und einen zweiten Teilstrang eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs miteinander zu koppeln. Mit anderen Worten kann in Abhängigkeit von dem Schließzustand der Schalteinrichtung der erste mit dem zweiten Teilstrang gekoppelt werden oder die beiden Teilstränge des Antriebsstrangs können voneinander entkoppelt werden.As described, the invention relates to a method for closing a switching device of a motor vehicle in a driving state, the motor vehicle having at least one electric machine. The switching device is designed to couple together a first and a second partial train of a drive train of the motor vehicle. In other words, depending on the closed state of the switching device, the first sub-train can be coupled to the second sub-train or the two sub-trains of the drive train can be decoupled from one another.

Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Einleiten einer Schließbewegung
- Erfassen eines den aktuellen Fahrzustand beschreibenden Ist-Bewegungsparameters, insbesondere einer aktuellen Drehzahl der Abtriebsseite der Schalteinrichtung
- Erfassen eines einen Soll-Fahrzustand beschreibenden Soll-Bewegungsparameters
- Drehzahlregelung der elektrischen Maschine zur Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung in Abhängigkeit von dem Ist-Bewegungsparameter und dem Soll-Bewegungsparameter des Kraftfahrzeugs.

The procedure includes the steps:

- Initiation of a closing movement
- Detecting an actual movement parameter describing the current driving state, in particular a current speed of the output side of the shifting device
- Detection of a target movement parameter describing a target driving state
- Speed control of the electric machine to adjust the speed of the drive side of the switching device depending on the actual movement parameters and the target movement parameters of the motor vehicle.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für das Ausführen der Schließbewegung ein aktueller Fahrzustand erfasst werden kann. Hierzu wird ein Ist-Bewegungsparameter erfasst, der den aktuellen Fahrzustand beschreibt. Der Ist-Bewegungsparameter kann beispielsweise eine aktuelle Drehzahl der Abtriebsseite der Schalteinrichtung betreffen bzw. eine solche Drehzahl beinhalten oder einen weiteren Parameter betreffen, aus dem die Drehzahl abgeleitet oder ermittelt werden kann. Ferner wird ein einen Soll-Fahrzustand beschreibender Soll-Bewegungsparameter erfasst. Der Soll-Bewegungsparameter gibt an, wie das Kraftfahrzeug bewegt werden soll bzw. in welchen Fahrzustand das Kraftfahrzeug verbracht werden soll, insbesondere nachdem die Schalteinrichtung geschlossen ist. Letztlich gibt der Soll-Bewegungsparameter an, wie das Kraftfahrzeug, insbesondere nach Schließen der Schalteinrichtung, weiter bewegt wird. Der Soll-Bewegungsparameter kann beispielsweise eine Tendenz angeben, wie sich die Drehzahl der Abtriebsseite verändern wird. Beispielsweise kann als Soll-Bewegungsparameter eine Beschleunigung oder ein Drehzahlgradient herangezogen werden.The invention is based on the knowledge that a current driving state can be detected for the execution of the closing movement. For this purpose, an actual movement parameter is recorded, which describes the current driving status. The actual movement parameter can, for example, relate to a current rotational speed of the output side of the shifting device or contain such a rotational speed or relate to another parameter from which the rotational speed can be derived or determined. Furthermore, a target movement parameter describing a target driving state is recorded. The target movement parameter indicates how the motor vehicle is to be moved or in which driving state the motor vehicle is to be brought, in particular more after the switching device is closed. Ultimately, the target movement parameter indicates how the motor vehicle is moved further, in particular after the switching device has been closed. The setpoint movement parameter can, for example, indicate a trend as to how the speed of the output side will change. For example, an acceleration or a speed gradient can be used as the desired movement parameter.

Ferner ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass eine Drehzahlregelung der elektrischen Maschine zur Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung in Abhängigkeit von dem Ist-Bewegungsparameter und dem Soll-Bewegungsparameter des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Die elektrische Maschine kann somit die Drehzahl der Antriebsseite einstellen bzw. anpassen, sodass die erfassten Parameter, insbesondere der Ist-Bewegungsparameter und der Soll-Bewegungsparameter, berücksichtigt werden können. Somit kann die Drehzahl nicht nur synchronisiert werden, sodass grundsätzlich ein Schließen der Schalteinrichtung möglich wird, sondern die Drehzahl kann bereits derart angepasst werden, dass diese für den sich nach dem Schließen der Schalteinrichtung anschließenden Fahrzustand eignet, ohne, dass ein schlagartiger Lastwechsel in der Schalteinrichtung bzw. den einzelnen Teilsträngen nach Schließen der Schalteinrichtung auftritt.Furthermore, the method provides that the speed of the electric machine is regulated to adapt the speed of the drive side of the switching device as a function of the actual movement parameter and the target movement parameter of the motor vehicle. The electrical machine can thus set or adapt the speed of the drive side, so that the parameters recorded, in particular the actual movement parameter and the target movement parameter, can be taken into account. Thus, the speed can not only be synchronized so that it is basically possible to close the switching device, but the speed can already be adjusted in such a way that it is suitable for the driving state that follows after the switching device has been closed, without a sudden load change in the switching device or the individual sub-sections after closing the switching device.

Die Schalteinrichtung kann insbesondere eine formschlüssige Schalteinrichtung darstellen, die keine eigene Synchronisierung aufweist. Diese weist insbesondere formschlüssige Schaltelemente bzw. Getriebeelemente auf, die zum Schließen der Schalteinrichtung miteinander in Eingriff gebracht werden müssen. Zum Beispiel kann die Schalteinrichtung als Klauenkupplung ausgeführt sein. Die beschriebene elektrische Maschine ist insbesondere als Antriebseinrichtung ausgebildet, d.h., dass diese auch als „Traktionsantrieb“ bezeichnet bzw. erachtet werden kann. Die elektrische Maschine kann somit ein Drehmoment für den Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Das Kraftfahrzeug kann zum Beispiel rein elektrisch betrieben werden, indem die elektrische Maschine oder eine weitere elektrische Maschine Drehmoment für den Antrieb des Kraftahrzeugs bereitstellt. Ferner ist ein Hybrid-Betrieb möglich, in dem die wenigstens eine elektrische Maschine mit wenigstens einem Verbrennungsmotor kombiniert wird, um das für das Bewegen des Kraftahrzeugs erforderliche Drehmoment bereitzustellen.In particular, the shifting device can be a form-fitting shifting device that does not have its own synchronization. This has, in particular, form-fitting shifting elements or transmission elements, which must be brought into engagement with one another in order to close the shifting device. For example, the switching device can be designed as a claw clutch. The electric machine described is designed in particular as a drive device, i.e. it can also be referred to or considered as a "traction drive". The electric machine can thus provide torque for driving the motor vehicle. The motor vehicle can be operated purely electrically, for example, in that the electric machine or another electric machine provides torque for driving the motor vehicle. Hybrid operation is also possible, in which the at least one electric machine is combined with at least one internal combustion engine in order to provide the torque required to move the motor vehicle.

Unter dem Begriff „Drehzahlregelung“ der elektrischen Maschine wird letztlich das Einstellen einer Drehzahl der elektrischen Maschine verstanden, die eine Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung bewirkt. Wie beschrieben, ist die elektrische Maschine mit der Antriebsseite der Schalteinrichtung gekoppelt, sodass eine Veränderung der Drehzahl der elektrischen Maschine über die entsprechenden Getriebeelemente zwischen der Antriebsseite der Schalteinrichtung und einem Abtrieb der elektrischen Maschine die korrespondierende Veränderung der Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung bewirkt. Hierbei kann die Drehzahlregelung der elektrischen Maschine letztlich beliebig vorgegeben werden, wobei es für die vorliegende Anmeldung unerheblich ist, ob eine Drehzahl der elektrischen Maschine auf einer Drehzahlregelung, einer Drehmomentregelung oder einer Stromregelung basiert. Grundsätzlich können die im Stand der Technik hinlänglich bekannten Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine verwendet werden. Der Begriff „Drehzahlregelung“ kann somit auch beliebig durch eine „Drehmomentregelung“ bzw. „Stromregelung“ ausgetauscht oder ersetzt werden.The term “speed control” of the electric machine is ultimately understood to mean the setting of a speed of the electric machine, which causes an adaptation of the speed of the drive side of the switching device. As described, the electric machine is coupled to the drive side of the shifting device, so that a change in the speed of the electric machine via the corresponding transmission elements between the drive side of the shifting device and an output of the electric machine causes the corresponding change in the speed of the drive side of the shifting device. In this case, the speed control of the electric machine can ultimately be specified as desired, it being irrelevant for the present application whether a speed of the electric machine is based on speed control, torque control or current control. In principle, the methods for controlling an electrical machine that are sufficiently known in the prior art can be used. The term "speed control" can therefore also be arbitrarily exchanged or replaced by "torque control" or "current control".

Vorteilhafterweise ermöglicht das hierin beschriebene Verfahren, dass die aktuellen Drehzahlverhältnisse zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite der Schalteinrichtung berücksichtigt werden und zusätzlich die Entwicklung des Fahrzustands berücksichtigt werden kann. Beispielsweise kann der Soll-Bewegungsparameter einen „Fahrerwunsch“ beschreiben, zum Beispiel, ob das Kraftfahrzeug beschleunigt oder verzögert werden soll. Hierin können verschiedene Parameter einfließen, zum Beispiel ob das Kraftfahrzeug aktuell beschleunigt oder verzögert wird und ob dieses im sich an das Schließen der Schalteinrichtung anschließenden Fahrzustand weiterhin beschleunigt oder verzögert werden soll. Eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs muss hierbei nicht notwendigerweise aus einem von einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Drehmoment erfolgen. Ebenso sind aus der Fahrsituation herrührende Beschleunigungen möglich, beispielsweise den Betrieb des Kraftfahrzeugs an einem Hang oder einer Steigung, die Trägheit des Kraftfahrzeugs, reibungsbedingte Verzögerungen und dergleichen.Advantageously, the method described here allows the current speed ratios between the input side and the output side of the shifting device to be taken into account and the development of the driving state can also be taken into account. For example, the target movement parameter can describe a “driver's request”, for example whether the motor vehicle should be accelerated or decelerated. Various parameters can be incorporated into this, for example whether the motor vehicle is currently being accelerated or decelerated and whether it should continue to be accelerated or decelerated in the driving state following the closing of the switching device. The motor vehicle does not necessarily have to be accelerated from a torque provided by a drive device of the motor vehicle. Accelerations originating from the driving situation are also possible, for example the operation of the motor vehicle on a slope or an incline, the inertia of the motor vehicle, decelerations caused by friction and the like.

Der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs kann basierend auf einer Ist-Fahrzeugbeschleunigung und einer Soll-Fahrzeugbeschleunigung klassifiziert werden, wobei eine Synchronisierungsstrategie, insbesondere eine Vorsynchronisierung oder eine Nachsynchronisierung, in Abhängigkeit von dem Fahrzustand eingestellt oder ausgewählt werden kann. Mit anderen Worten kann der Fahrzustand zunächst klassifiziert werden, wobei sich insbesondere eine Ist-Fahrzeugbeschleunigung und eine Soll-Fahrzeugbeschleunigung zur Klassifizierung des Fahrzustands anbieten. Zum Beispiel kann der Fahrzustand dadurch beschrieben werden, ob das Kraftfahrzeug aktuell positiv oder negativ beschleunigt wird, d.h. beschleunigt oder verzögert wird, und ob das Kraftfahrzeug in dem sich an das Schließen der Schalteinrichtung anschließenden Fahrzustand positiv oder negativ beschleunigt werden soll, das heißt beschleunigt oder verzögert werden soll.The driving state of the motor vehicle can be classified based on an actual vehicle acceleration and a target vehicle acceleration, with a synchronization strategy, in particular pre-synchronization or post-synchronization, being able to be set or selected depending on the driving state. In other words, the driving state can first be classified, with an actual vehicle acceleration and a setpoint vehicle acceleration being particularly suitable for classifying the driving state. For example, the driving state can be described by whether the motor vehicle is currently being accelerated positively or negatively, ie is being accelerated or decelerated, and whether the motor vehicle is about to close the driving state following the switching device is to be accelerated positively or negatively, that is to say it is to be accelerated or decelerated.

Hiervon abhängig, d.h., in welche Klassifizierung der Fahrzustand des Kraftfahrzeugs eingeordnet werden kann, kann die Synchronisierungsstrategie ausgewählt bzw. eingestellt werden. Als Synchronisierungsstrategie wird im Rahmen dieser Anmeldung beispielsweise die Drehzahlregelung der elektrischen Maschine verstanden, d.h., wie die Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung vor bzw. während dem Schließvorgang eingestellt wird. Hierzu ist das Erreichen eines sogenannten „Einspurfensters“ vorteilhaft, das letztlich einen Bereich einer Differenzdrehzahl zwischen der Antriebsseite der Schalteinrichtung und der Abtriebsseite der Schalteinrichtung beschreibt. Ist die Differenzdrehzahl zu niedrig, beispielsweise null, kann bei einer auftretenden Zahn-auf-Zahn-Stellung kein Auflösen bzw. nur ein zu langsames Auflösen erreicht werden, sodass eine maximal zulässige Schaltzeit überschritten werden kann. Ist die Differenzdrehzahl zu hoch gewählt, kann potenziell ein Abweisen der Elemente der Schalteinrichtung auftreten, sodass ein definiertes Schließen der Schalteinrichtung ebenso nicht möglich ist. Daher kann ein Einspurfenster definiert werden, das geeignete Differenzdrehzahlen beschreibt.Depending on this, i.e. on which classification the driving condition of the motor vehicle can be classified, the synchronization strategy can be selected or set. In the context of this application, the synchronization strategy is understood to mean, for example, the speed control of the electric machine, i.e. how the speed of the drive side of the switching device is set before or during the closing process. For this purpose, it is advantageous to achieve what is known as a “single-track window”, which ultimately describes a range of a differential speed between the drive side of the shifting device and the output side of the shifting device. If the differential speed is too low, for example zero, no resolution or only too slow a resolution can be achieved when a tooth-on-tooth position occurs, so that a maximum permissible switching time can be exceeded. If the differential speed selected is too high, the elements of the switching device can potentially be rejected, so that a defined closing of the switching device is also not possible. Therefore, an on-track window can be defined that describes suitable differential speeds.

In dem Zusammenhang wird unter dem Begriff „Vorsynchronisierung“ verstanden, dass die Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung auf die Drehzahl der Abtriebsseite beschleunigt wird, sodass die Drehzahl der Antriebsseite einen positiven Drehzahlgradienten besitzt. Eine Vorsynchronisierung beschreibt daher eine Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite „von unten“, beispielsweise von null auf die gewünschte Drehzahl. Die gewünschte Drehzahl kann um einen definierten Drehzahlwert über oder unter der Drehzahl der Abtriebsseite liegen. Als „Nachsynchronisierung“ wird demgegenüber eine Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite mit einem negativen Drehzahlgradienten verstanden. Hierzu kann beispielsweise die Drehzahl der Antriebsseite zunächst über die Drehzahl der Abtriebsseite beschleunigt werden, sodass eine anschließende, beispielsweise reibungsbedingte, Reduzierung der Drehzahl der Antriebsseite auf die Drehzahl der Abtriebsseite erfolgt. Hierbei kann entsprechend von einer Anpassung der Drehzahl der Antriebsseite „von oben“, beispielsweise von einer oberen Grenzdrehzahl, die über der Drehzahl der Abtriebsseite liegt, in das Einspurfenster, verstanden werden.In this context, the term “pre-synchronization” means that the speed of the input side of the shifting device is accelerated to the speed of the output side, so that the speed of the input side has a positive speed gradient. A pre-synchronization therefore describes an adjustment of the speed of the drive side “from below”, for example from zero to the desired speed. The desired speed can be a defined speed value above or below the speed of the output side. In contrast, "post-synchronization" is understood as an adjustment of the speed on the drive side with a negative speed gradient. For this purpose, for example, the rotational speed of the input side can first be accelerated above the rotational speed of the output side, so that the rotational speed of the input side is subsequently reduced to the rotational speed of the output side, for example due to friction. Correspondingly, this can be understood as an adjustment of the rotational speed of the drive side “from above”, for example from an upper limit rotational speed that is above the rotational speed of the output side, into the meshing window.

Insbesondere kann somit in Abhängigkeit von dem erfassten Fahrzustand ausgewählt werden, ob für das Schließen der Schalteinrichtung, insbesondere das Synchronisieren der Antriebsseite und der Abtriebsseite eine Vorsynchronisierung oder eine Nachsynchronisierung durchgeführt werden soll.In particular, it can thus be selected as a function of the detected driving state whether pre-synchronization or post-synchronization is to be carried out for closing the shifting device, in particular for synchronizing the input side and the output side.

Bei dem beschriebenen Verfahren kann vorgesehen sein, dass eine Flankenanlage und/oder ein Flankenwechsel wenigstens eines Getriebeelements in dem der Antriebsseite der Schalteinrichtung zugeordneten Teilstrang des Antriebsstrangs vor dem Schließen der Schalteinrichtung eingestellt oder durchgeführt wird. Wie zuvor beschrieben, wird für die Drehzahlanpassung der Antriebsseite üblicherweise eine Beschleunigung der Antriebsseite, d.h. eine Drehzahlerhöhung, erforderlich. Je nachdem, ob die Anpassung der Drehzahl als Vorsynchronisierung oder als Nachsynchronisierung ausgeführt wird, kann entsprechend die Flankenanlage der Getriebeelemente ausgewählt werden. Beispielsweise können zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder als Getriebeelemente aufgefasst werden, die, je nachdem, ob diese im Schubbetrieb oder im Zugbetrieb betrieben werden, an unterschiedlichen Flanken anliegen. Wird von dem Zugbetrieb in den Schubbetrieb gewechselt, ist bekannt, dass ein Flankenwechsel auftritt, nämlich derart, dass die Zugflanke auf die Schubflanke wechselt oder umgekehrt.In the method described, it can be provided that flank contact and/or a flank change of at least one transmission element is set or carried out in the partial train of the drive train assigned to the drive side of the shifting device before the shifting device is closed. As described above, speed adjustment of the drive side usually requires acceleration of the drive side, i.e. speed increase. Depending on whether the speed adjustment is carried out as pre-synchronization or as post-synchronization, the flank contact of the transmission elements can be selected accordingly. For example, two gear wheels that are in mesh with one another can be regarded as transmission elements which, depending on whether they are operated in overrun mode or in traction mode, are in contact with different flanks. If there is a change from traction operation to overrun operation, it is known that a flank change occurs, namely in such a way that the traction flank changes to the overrun flank or vice versa.

Nach der beschriebenen Ausgestaltung soll die Flankenanlage bereits vor dem Schließen der Schalteinrichtung eingestellt werden bzw. ein Flankenwechsel vor dem Schließen der Schalteinrichtung durchgeführt werden. Hierfür wird in Abhängigkeit des erfassten Fahrzustands ausgewählt, ob eine Vorsynchronisierung oder eine Nachsynchronisierung für den Fahrzustand durchgeführt werden soll, sodass bereits vor dem Schließen der Schalteinrichtung die richtige Flanke der Getriebeelemente ausgewählt werden kann. Dies führt insbesondere dazu, dass bei einem Schließen der Schalteinrichtung bzw. nach einem Schließen der Schalteinrichtung kein ruckartiger Flankenwechsel auftritt, sodass entsprechende Auswirkungen auf den Antriebsstrang und das Kraftfahrzeug verhindert werden können. Das Einstellen der Flankenanlage bzw. das Durchführen des Flankenwechsels kann auch so verstanden werden, dass für den Soll-Fahrzustand eine Soll-Flanke ermittelt wird. Letztlich ergibt sich daraus, ob in dem Soll-Fahrzustand ein Zugbetrieb oder ein Schulbetrieb für die Getriebeelemente der Schalteinrichtung und die mit diesen verbundenen Getriebeelementen erforderlich ist. Die entsprechende Flanke kann somit gewählt und eingestellt werden, sodass diese Auswahl bzw. Einstellung nicht beim Schließen der Schalteinrichtung oder danach auftritt.According to the embodiment described, the flank contact should already be set before the switching device is closed, or a flank change should be carried out before the switching device is closed. For this purpose, depending on the detected driving condition, a selection is made as to whether pre-synchronization or post-synchronization is to be carried out for the driving condition, so that the correct flank of the transmission elements can be selected even before the switching device is closed. In particular, this means that when the switching device is closed or after the switching device has been closed, there is no jerky flank change, so that corresponding effects on the drive train and the motor vehicle can be prevented. The setting of the flank contact or the implementation of the flank change can also be understood in such a way that a target flank is determined for the target driving state. Ultimately, this results in whether, in the target driving state, train operation or school operation is necessary for the transmission elements of the shifting device and the transmission elements connected to them. The corresponding edge can thus be selected and set so that this selection or setting does not occur when the switching device is closed or afterwards.

Wie zuvor beschrieben, sind verschiedene Kombinationen für den erfassten Fahrzustand möglich. Nach einer ersten Ausgestaltung kann der den Fahrzustand beschreibende Ist-Bewegungsparameter eine positive Beschleunigung betreffen und der den Soll-Fahrzustand beschreibende Soll-Bewegungsparameter kann eine positive Beschleunigung betreffen, wobei die Drehzahl der elektrischen Maschine bis zu einem definierten Einspurfenster erhöht und die Schalteinrichtung geschlossen wird. In dem beschriebenen Fahrzustand kann das Kraftfahrzeug vor dem Schließen der Schalteinrichtung eine positive Beschleunigung erfahren, beispielsweise in einem Fahrbetrieb, oder einem Betrieb hangabwärts bzw. bei negativer Fahrbahnsteigung. Nach dem Schließen der Schalteinrichtung soll ebenfalls eine positive Beschleunigung auf das Kraftfahrzeug wirken, beispielsweise, weil der Fahrer des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug weiter beschleunigen will. Basierend auf dem erfassten Fahrzustand kann somit eine passende Synchronisierungsstrategie ausgewählt und eingestellt werden, insbesondere kann eine Vorsynchronisierung ausgewählt werden. Das bedeutet, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine und somit die Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung „von unten“ an die Drehzahl der Abtriebsseite herangeführt werden kann, um das Einspurfenster zu erreichen, sodass die Schalteinrichtung geschlossen werden kann.As described above, various combinations for the detected driving condition are possible. According to a first embodiment, the actual movement parameter describing the driving state ter relate to a positive acceleration and the target movement parameter describing the target driving state can relate to a positive acceleration, the speed of the electric machine being increased up to a defined single-track window and the switching device being closed. In the driving state described, the motor vehicle can experience a positive acceleration before the switching device is closed, for example when driving, or when operating downhill or on a negative road gradient. After the switching device is closed, a positive acceleration should also act on the motor vehicle, for example because the driver of the motor vehicle wants to further accelerate the motor vehicle. A suitable synchronization strategy can thus be selected and set based on the detected driving state, in particular a pre-synchronization can be selected. This means that the speed of the electrical machine and thus the speed of the input side of the shifting device can be brought up to the speed of the output side “from below” in order to reach the single-track window so that the shifting device can be closed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der den Fahrzustand beschreibende Ist-Bewegungsparameter eine positive Beschleunigung betreffen und der den Soll-Fahrzustand beschreibende Soll-Bewegungsparameter kann eine negative Beschleunigung betreffen. Die Drehzahl der elektrischen Maschine kann über ein definiertes Einspurfenster, insbesondere auf eine Grenzdrehzahl, erhöht und anschließend die Drehzahl auf das Einspurfenster reduziert und die Schalteinrichtung geschlossen werden. In dem beschriebenen Fahrzustand kann somit vor dem Schließen der Schalteinrichtung eine positive Beschleunigung auf das Kraftfahrzeug wirken, wobei der Benutzer des Kraftfahrzeugs bzw. allgemein eine Fahrstrategie des Kraftfahrzeugs, nach dem Schließen der Schalteinrichtung eine negative Beschleunigung vorsieht. Mit anderen Worten soll das Kraftfahrzeug nach dem Schließen der Schalteinrichtung verzögert werden. Zum Beispiel kann in dem erfassten Fahrzustand das Kraftfahrzeug beschleunigt werden, beispielsweise durch eine Antriebseinrichtung oder durch einen Betrieben an einer negativen Fahrbahnsteigung. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs oder allgemein die Fahrstrategie sehen jedoch nach dem Schließen der Schalteinrichtung eine Reduzierung der Geschwindigkeit vor.According to a further embodiment, the actual movement parameter describing the driving state can relate to a positive acceleration and the target movement parameter describing the target driving state can relate to a negative acceleration. The speed of the electrical machine can be increased via a defined engagement window, in particular to a limit speed, and the speed can then be reduced to the engagement window and the switching device can be closed. In the driving state described, a positive acceleration can act on the motor vehicle before the switching device is closed, with the user of the motor vehicle or generally a driving strategy of the motor vehicle providing negative acceleration after the switching device is closed. In other words, the motor vehicle should be decelerated after the switching device has been closed. For example, in the detected driving state, the motor vehicle can be accelerated, for example by a drive device or by being operated on a negative roadway gradient. However, the user of the motor vehicle or, in general, the driving strategy provides for a reduction in speed after the switching device has been closed.

In dem beschriebenen Fahrzustand kann somit eine sogenannte Nachsynchronisierung ausgewählt werden. Hierzu wird die Drehzahl der elektrischen Maschine zunächst über ein definiertes Einspurfenster, zum Beispiel eine Grenzdrehzahl, beschleunigt. Die Grenzdrehzahl liegt insbesondere oberhalb der Drehzahl der Abtriebsseite der Schalteinrichtung. Anschließend wird die Drehzahl der Antriebsseite wieder reduziert, und die Schalteinrichtung geschlossen. Die Reduzierung der Drehzahl der Antriebsseite kann hierbei insbesondere passiv ausgeführt werden, beispielsweise kann ein „Austrudeln“ der elektrischen Maschine durchgeführt werden. Die elektrische Maschine und somit die Antriebsseite kann reibungsbedingt verlangsamt werden. In dem beschriebenen Schaltvorgang kann ferner eine Null-Drehmoment-Regelung ausgeführt werden, d.h., dass kein weiteres Drehmoment auf die Antriebsseite der Schalteinrichtung aufgegeben wird, sondern diese ihre Drehzahl entsprechend, insbesondere reibungsbedingt, reduziert. Dadurch kann die für den Soll-Fahrzustand benötigte Flanke, insbesondere die Zugflanke, in dem ersten Teilstrang des Antriebsstrangs bereits vor dem Schließen der Schalteinrichtung ausgewählt werden und eingestellt werden.In the driving condition described, a so-called post-synchronization can thus be selected. For this purpose, the speed of the electrical machine is first accelerated over a defined single-track window, for example a limit speed. The limit speed is in particular above the speed of the output side of the shifting device. The speed of the drive side is then reduced again and the switching device is closed. The reduction in the rotational speed of the drive side can in particular be carried out passively in this case, for example the electric machine can be “coasted out”. The electrical machine and thus the drive side can be slowed down due to friction. In the shifting process described, a zero-torque control can also be carried out, i.e. no further torque is applied to the drive side of the shifting device, but this reduces its speed accordingly, in particular due to friction. As a result, the flank required for the desired driving state, in particular the traction flank, can be selected and set in the first partial train of the drive train before the switching device is closed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann der den Fahrzustand beschreibende Ist-Bewegungsparameter eine negative Beschleunigung betreffen und der den Soll-Fahrzustand beschreibende Soll-Bewegungsparameter kann eine positive Beschleunigung betreffen, wobei die Drehzahl der elektrischen Maschine bis zu einem definierten Einspurfenster erhöht und die Schalteinrichtung geschlossen wird. In dem beschriebenen Fahrzustand kann das Kraftfahrzeug somit negativ beschleunigt, d.h. verzögert, werden. Zum Beispiel wird das Kraftfahrzeug an einer positiven Fahrbahnsteigung betrieben bzw. findet kein weiterer Antrieb seitens einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs statt, der zu einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs führt.According to a further embodiment of the method, the actual movement parameter describing the driving state can relate to a negative acceleration and the setpoint movement parameter describing the target driving state can relate to a positive acceleration, with the speed of the electrical machine increasing up to a defined single-track window and the switching device being closed becomes. In the driving state described, the motor vehicle can thus be negatively accelerated, i.e. decelerated. For example, the motor vehicle is operated on a positive roadway incline or there is no further drive by a drive device of the motor vehicle that leads to acceleration of the motor vehicle.

Der angestrebte Fahrzustand bzw. Soll-Fahrzustand setzt eine positive Beschleunigung des Kraftfahrzeugs voraus. Beispielsweise will der Benutzer das Kraftfahrzeug nach Schließen der Schalteinrichtung beschleunigen. In diesem Fall kann eine zuvor beschriebene Vorsynchronisierung als Synchronisierungsstrategie genutzt werden. Die Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung bzw. die Drehzahl der elektrischen Maschine wird somit von einem Startwert bis zu dem gewünschten Einspurfenster erhöht, sodass die Schaltung geschlossen wird. Der Startwert kann beispielsweise bei null liegen. Da anschließend beschleunigt werden soll, liegt der erste Teilstrang bereits auf der Schubflanke, die für die weitere Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erforderlich ist.The desired driving condition or target driving condition requires a positive acceleration of the motor vehicle. For example, the user wants to accelerate the motor vehicle after closing the switching device. In this case, a previously described pre-synchronization can be used as a synchronization strategy. The speed of the drive side of the switching device or the speed of the electric machine is thus increased from a starting value up to the desired engagement window, so that the circuit is closed. For example, the starting value can be zero. Since it is then to be accelerated, the first sub-train is already on the thrust flank, which is necessary for the further acceleration of the motor vehicle.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der den Fahrzustand beschreibende Ist-Bewegungsparameter eine negative Beschleunigung betreffen und der den Soll-Fahrzustand beschreibende Soll-Bewegungsparameter kann ebenfalls eine negative Beschleunigung betreffen. Die Drehzahl der elektrischen Maschine und somit die Drehzahl der Antriebsseite der Schalteinrichtung kann über ein definiertes Einspurfenster hinaus, insbesondere auf eine Grenzdrehzahl, erhöht und anschließend die Drehzahl auf das Einspurfenster reduziert und die Schalteinrichtung geschlossen werden. In dem beschriebenen Fahrzustand wird das Kraftfahrzeug somit verzögert und nach Schließen der Schalteinrichtung soll ebenfalls eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Eine Verzögerung des Kraftfahrzeug kann beispielsweise durch aktiven Bremseingriff oder durch einen Generatorbetrieb der elektrischen Maschine oder einer weiteren elektrischen Maschine oder durch den Betrieb des Kraftfahrzeugs an einer positiven Fahrbahnsteigung oder dergleichen erfolgen.In a further refinement, the actual movement parameter describing the driving state can relate to a negative acceleration and the setpoint movement parameter describing the setpoint driving state can also relate to a negative acceleration. The speed of the electric The machine and thus the speed of the drive side of the shifting device can be increased beyond a defined meshing window, in particular to a limit speed, and the speed can then be reduced to the meshing window and the shifting device closed. In the driving state described, the motor vehicle is thus decelerated and after the switching device is closed, the motor vehicle is also to be decelerated. The motor vehicle can be decelerated, for example, by active braking intervention or by generator operation of the electric machine or another electric machine or by operating the motor vehicle on a positive roadway incline or the like.

Zur Durchführung der beschriebenen Nachsynchronisierung wird die Antriebsseite der Schalteinrichtung durch Drehzahlregelung der elektrischen Maschine über das definierte Einspurfenster hinaus beschleunigt bzw. die Drehzahl entsprechend erhöht. Hierzu kann eine beliebige Grenzdrehzahl definiert werden, die insbesondere über der Drehzahl der Abtriebsseite der Schalteinrichtung liegt. Nach Erreichen der Grenzdrehzahl kann die Drehzahl der Antriebsseite wieder reduziert werden, beispielsweise reibungsbedingt. Somit erreicht die Drehzahl der Antriebsseite das gewünschte Einspurfenster „von oben“ mit einem negativen Drehzahlgradienten. Entsprechend befindet sich der erste Teilstrang, der durch die Schalteinrichtung mit dem zweiten Teilstrang gekoppelt werden soll, bereits auf der Zugflanke. Da das Kraftfahrzeug nach Schließen der Schalteinrichtung weiter verzögert werden soll, ist somit die korrekte Flanke bereits ausgewählt, sodass kein Lastschlag oder dergleichen beim Schließen der Schalteinrichtung auftreten kann.To carry out the post-synchronization described, the drive side of the shifting device is accelerated beyond the defined single-track window or the speed is increased accordingly by controlling the speed of the electrical machine. For this purpose, any limit speed can be defined, which is in particular above the speed of the output side of the shifting device. After reaching the limit speed, the speed of the drive side can be reduced again, for example due to friction. The speed of the drive side thus reaches the desired meshing window “from above” with a negative speed gradient. Accordingly, the first sub-strand, which is to be coupled to the second sub-strand by the switching device, is already on the pulling flank. Since the motor vehicle is to be further decelerated after the switching device is closed, the correct edge is already selected so that no load impact or the like can occur when the switching device is closed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein mittels der elektrischen Maschine aufgebrachtes Drehmoment auf den Soll-Fahrzustand angepasst wird, wenn die Schalteinrichtung geschlossen ist. Entsprechend kann, wie bereits beschrieben, nach Schließen der Schalteinrichtung der Soll-Fahrzustand eingenommen werden. In Abhängigkeit davon, welches Drehmoment für den Betrieb des Kraftfahrzeugs in dem gewünschten Soll-Fahrzustand erforderlich ist, kann das Drehmoment der elektrischen Maschine entsprechend eingestellt werden. Somit kann nach Schließen der Schalteinrichtung der Betrieb des Kraftfahrzeugs in dem Soll-Fahrzustand direkt fortgesetzt bzw. ausgeführt werden. Wie beschrieben, wird durch das Verfahren bereits erreicht, dass der erste Teilstrang, in dem die elektrischen Maschine angeordnet ist, seine Getriebeelemente auf der richtigen Flanke betreibt. Anschließend kann das Drehmoment auf das Drehmoment angepasst werden, das in dem Soll-Fahrzustand gefordert wird, ohne dass ein Flankenwechsel auftritt.According to a further embodiment of the method, it can be provided that a torque applied by means of the electric machine is adapted to the target driving state when the switching device is closed. Correspondingly, as already described, the desired driving state can be adopted after the switching device is closed. The torque of the electric machine can be set accordingly depending on the torque required for operating the motor vehicle in the desired target driving state. Thus, after the switching device is closed, the operation of the motor vehicle can be continued or carried out directly in the target driving state. As described, the method already achieves that the first partial train, in which the electrical machine is arranged, operates its transmission elements on the correct flank. The torque can then be adjusted to the torque that is required in the target driving state, without an edge change occurring.

Daneben betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine und eine Schalteinrichtung, wobei die Getriebevorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Getriebevorrichtung weist insbesondere eine Steuerungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, entsprechende Steuersignale an die Schalteinrichtung und die elektrische Maschine zu übermitteln. Entsprechende Steuersignale können beispielsweise eine Drehzahlregelung bzw. eine Schließbewegung oder Öffnungsbewegung der Schalteinrichtung beinhalten. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine solche Getriebevorrichtung umfasst.In addition, the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, comprising an electric machine and a switching device, the transmission device being designed to carry out the method described. In particular, the transmission device has a control device which is designed to transmit corresponding control signals to the switching device and the electric machine. Corresponding control signals can contain, for example, a speed control or a closing movement or opening movement of the switching device. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle that includes such a transmission device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. ist eine schematische Darstellung und zeigt ein Diagramm beispielhafter Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs.The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the figures. The figure is a schematic representation and shows a diagram of exemplary driving states of a motor vehicle.

Die Fig. zeigt grundsätzlich ein Diagramm 1, das vier Quadranten 2-5 umfasst. In den einzelnen Quadranten 2-5 sind einzelne Fahrsituationen beispielhaft dargestellt. In dem Diagramm 1 ist eine erste Achse 6 und eine zweite Achse 7 dargestellt, wobei die erste Achse 6 einen Ist-Fahrzustand des Kraftfahrzeugs und die zweite Achse 7 einen Soll-Fahrzustand darstellt. Der Ist-Fahrzustand kann beispielsweise durch einen Ist-Bewegungsparameter, insbesondere eine Ist-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, angegeben werden. Der Soll-Fahrzustand kann dementsprechend durch einen Soll-Bewegungsparameter, insbesondere eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bzw. eine Fahrerwunschbeschleunigung, angegeben werden.The figure basically shows a diagram 1, which comprises four quadrants 2-5. In the individual quadrants 2-5, individual driving situations are shown as examples. Diagram 1 shows a first axis 6 and a second axis 7, with the first axis 6 representing an actual driving condition of the motor vehicle and the second axis 7 representing a target driving condition. The actual driving state can be indicated, for example, by an actual movement parameter, in particular an actual acceleration of the motor vehicle. Accordingly, the desired driving state can be indicated by a desired movement parameter, in particular a desired acceleration of the motor vehicle or an acceleration desired by the driver.

Das hierin beschriebene Verfahren ist grundsätzlich dazu ausgebildet, eine Schalteinrichtung zu schließen bzw. einen Schließvorgang einer Schalteinrichtung zu steuern. Hierbei verbindet die Schalteinrichtung in einem geschlossenen Zustand einen ersten Teilstrang eines Antriebsstrangs mit einem zweiten Teilstrang eines Antriebsstrangs. Der erste Teilstrang und der zweite Teilstrang sind somit in einem geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung verbunden und in einem geöffneten Zustand der Schalteinrichtung getrennt. Die Schalteinrichtung kann insbesondere eine formschlüssige Schalteinrichtung sein, beispielsweise eine Klauenkupplung. Die Schalteinrichtung kann zum Beispiel eine Kopplung einer Hinterachse an einen restlichen Antriebsstrang bewirken.The method described here is basically designed to close a switching device or to control a closing process of a switching device. Here, in a closed state, the switching device connects a first partial train of a drive train to a second partial train of a drive train. The first partial line and the second partial line are thus connected when the switching device is in a closed state and are separated when the switching device is in an open state. The shifting device can in particular be a positive shifting device, for example a dog clutch. The switching device can, for example, cause a rear axle to be coupled to the rest of the drive train.

In dem Quadranten 2 ist eine Drehzahl 8 der Abtriebsseite der Schalteinrichtung und eine Drehzahl 9 der Antriebsseite der Schalteinrichtung dargestellt. Die Drehzahl 8 wird somit vom Abtrieb des Kraftfahrzeugs, also letztlich von der Getriebevorrichtung und den Rädern des Kraftfahrzeugs in dem aktuellen Fahrzustand vorgegeben. Die Drehzahl 9 der Antriebsseite der Schalteinrichtung kann antriebsseitig beeinflusst werden, insbesondere durch eine elektrische Maschine im ersten Teilstrang des Antriebsstrangs, die mit der Antriebsseite der Schalteinrichtung verbunden ist. Mit anderen Worten kann durch eine Drehzahlregelung der elektrischen Maschine, die insbesondere durch eine Drehmomentregelung oder eine Stromregelung ausgeführt werden kann, die Drehzahl auf der Antriebsseite der Schalteinrichtung beeinflusst und eingestellt werden.In quadrant 2, a speed 8 of the output side of the shifting device and a speed 9 of the drive side of the shifting device are shown puts. The speed 8 is thus specified by the output of the motor vehicle, ie ultimately by the transmission device and the wheels of the motor vehicle in the current driving state. The speed 9 of the drive side of the shifting device can be influenced on the drive side, in particular by an electric machine in the first partial train of the drive train, which is connected to the drive side of the shifting device. In other words, the speed on the drive side of the switching device can be influenced and set by controlling the speed of the electrical machine, which can be carried out in particular by controlling the torque or controlling the current.

Wie in dem Quadranten 2 dargestellt, wird somit ein Ist-Bewegungsparameter erfasst, beispielsweise die Drehzahl 8, wobei ferner ein Soll-Bewegungsparameter 10 erfasst werden kann. Der Soll-Bewegungsparameter 10 kann beispielsweise einen Beschleunigungsverlauf, einen Drehzahlgradienten oder dergleichen betreffen. Der Soll-Bewegungsparameter 10 gibt letztlich an, wie das Kraftfahrzeug bewegt werden soll, wenn die Schalteinrichtung geschlossen ist. In dem Quadranten 2 liegt ersichtlich eine Situation vor, in der das Kraftfahrzeug positiv beschleunigt ist und nach Schließen der Schalteinrichtung positiv beschleunigt werden soll. In Abhängigkeit von dem erfassten Soll-Bewegungsparameter 10 und dem erfassten Ist-Bewegungsparameter, also der Drehzahl 8, kann somit die Synchronisierungsstrategie für die Antriebsseite der Schalteinrichtung festgelegt werden.As shown in quadrant 2, an actual movement parameter is recorded, for example rotational speed 8, and a target movement parameter 10 can also be recorded. The setpoint movement parameter 10 can, for example, relate to an acceleration curve, a speed gradient or the like. Target movement parameter 10 ultimately indicates how the motor vehicle is to be moved when the switching device is closed. In quadrant 2 there is a situation in which the motor vehicle is positively accelerated and should be positively accelerated after the switching device is closed. Depending on the recorded target movement parameter 10 and the recorded actual movement parameter, ie the speed 8, the synchronization strategy for the drive side of the switching device can thus be defined.

Dazu wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite der Schalteinrichtung entsprechend geregelt, nämlich, wie dargestellt, im Rahmen einer Vorsynchronisierung. Dabei wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite, beispielsweise von 0, „von unten“, an die Drehzahl 8 der Abtriebsseite der Schalteinrichtung angepasst. Mit anderen Worten wird die Schalteinrichtung geschlossen, während die Getriebeelemente des ersten Teilstrangs auf der Schubflanke vorliegen, da ein positiver Drehzahlgradient bei der Anpassung der Drehzahl 9 in ein Einspurfenster vorliegt. Nach Schließen der Schalteinrichtung soll, da der Soll-Bewegungsparameter 10 eine weitere Beschleunigung des Kraftfahrzeugs fordert, der Schubbetrieb beibehalten werden. Vorteilhafterweise muss somit die Flanke im ersten Teilstrang nicht gewechselt werden.For this purpose, the speed 9 of the drive side of the shifting device is regulated accordingly, namely, as shown, as part of a pre-synchronization. The speed 9 of the input side, for example from 0, "from below" is adapted to the speed 8 of the output side of the switching device. In other words, the switching device is closed while the transmission elements of the first sub-train are on the overrun flank, since there is a positive speed gradient when the speed 9 is adapted to a single-track window. After the switching device is closed, the overrun mode should be maintained, since the target movement parameter 10 requires further acceleration of the motor vehicle. Advantageously, therefore, the flank in the first sub-strand does not have to be changed.

In dem Quadranten 3 liegt eine Situation vor, bei der das Kraftfahrzeug im vorliegenden Fahrzustand positiv beschleunigt wird, der Fahrer jedoch nach Schließen der Schalteinrichtung eine Verzögerung des Fahrzeugs wünscht, d.h., dass eine negative Beschleunigung umgesetzt werden soll. Der Soll-Bewegungszustand bzw. der Fahrerwunsch kann auch durch eine Steuerungseinrichtung umgesetzt werden, beispielsweise im Rahmen eines autonomen Fahrbetriebs.In quadrant 3 there is a situation in which the motor vehicle is accelerated positively in the present driving state, but the driver wants the vehicle to be decelerated after the switching device has been closed, i.e. that a negative acceleration is to be implemented. The target state of motion or the driver's request can also be implemented by a control device, for example as part of autonomous driving.

In dem im Quadranten 3 dargestellten Fahrzustand muss somit ein Flankenwechsel im ersten Teilstrang ausgeführt werden, da die Drehzahl 9 der Antriebsseite zwar grundsätzlich, beispielsweise von 0, an die Drehzahl 8 der Abtriebsseite angepasst werden muss, jedoch aufgrund des Soll-Bewegungsparameters 10 anschließend eine Verzögerung durchgeführt werden muss. Für das Anpassen der Drehzahl 9, insbesondere das Erhöhen der Drehzahl 9, muss der Teilstrang daher auf der Schubflanke vorliegen, wobei bei der Verzögerung des Kraftfahrzeugs der Teilstrang auf der Zugflanke vorliegen muss. Für den Fahrzustand wird somit eine Nachsynchronisierung ausgewählt.In the driving state shown in quadrant 3, an edge change must therefore be carried out in the first sub-string, since the speed 9 of the drive side must be adapted in principle, for example from 0, to the speed 8 of the output side, but due to the target movement parameter 10 there is then a delay must be carried out. For the adaptation of the rotational speed 9, in particular the increase of the rotational speed 9, the partial train must therefore be present on the thrust flank, with the partial train having to be present on the traction flank when the motor vehicle is decelerated. A post-synchronization is thus selected for the driving state.

Hierzu wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite zunächst über ein definiertes Einspurfenster hinaus erhöht, beispielsweise auf eine Grenzdrehzahl 11, die über der Drehzahl 8 der Abtriebsseite liegt. Anschließend wird die Drehzahl 9 reduziert, insbesondere reibungsbedingt, bis die Drehzahl 9 in dem gewünschten Einspurfenster liegt, in dem ein Schließen der Schalteinrichtung möglich ist. Durch das Reduzieren der Drehzahl 9 wechseln die Flanken der Getriebeelemente, beispielsweise der Zahnräder, im ersten Teilstrang bereits bevor die Schalteinrichtung geschlossen wird. Somit können Flankenwechsel bzw. Lastschläge nach dem Schließen verhindert werden.For this purpose, the speed 9 of the input side is first increased beyond a defined engagement window, for example to a limit speed 11 which is above the speed 8 of the output side. The speed 9 is then reduced, in particular due to friction, until the speed 9 is within the desired engagement window in which the switching device can be closed. By reducing the speed 9, the flanks of the transmission elements, for example the gears, change in the first partial train even before the switching device is closed. In this way, edge changes or load impacts can be prevented after closing.

In dem Quadranten 4 liegt eine Situation vor, bei der das Kraftfahrzeug im vorliegenden Fahrzustand negativ beschleunigt wird und der Fahrer nach Schließen der Schalteinrichtung eine Verzögerung des Fahrzeugs wünscht, d.h., dass eine negative Beschleunigung umgesetzt bzw. fortgesetzt oder verstärkt werden soll. Der Soll-Bewegungszustand bzw. der Fahrerwunsch kann auch durch eine Steuerungseinrichtung umgesetzt werden, beispielsweise im Rahmen eines autonomen Fahrbetriebs.In quadrant 4 there is a situation in which the motor vehicle is being accelerated negatively in the current driving state and the driver wants the vehicle to be decelerated after the switching device has been closed, i.e. that negative acceleration is to be implemented or continued or intensified. The target state of motion or the driver's request can also be implemented by a control device, for example as part of autonomous driving.

In dem im Quadranten 4 dargestellten Fahrzustand muss somit ein Flankenwechsel im ersten Teilstrang ausgeführt werden, da die Drehzahl 9 der Antriebsseite zwar grundsätzlich, beispielsweise von null, an die Drehzahl 8 der Abtriebsseite angepasst werden muss, jedoch aufgrund des Soll-Bewegungsparameters 10 anschließend eine Verzögerung durchgeführt werden muss. Für das Anpassen der Drehzahl 9, insbesondere das Erhöhen der Drehzahl 9, muss der erste Teilstrang daher auf der Schubflanke vorliegen, wobei bei der Verzögerung des Kraftfahrzeugs der erste Teilstrang auf der Zugflanke vorliegen muss.In the driving state shown in quadrant 4, an edge change must therefore be carried out in the first sub-chain, since the speed 9 of the drive side must be adapted in principle, for example from zero, to the speed 8 of the output side, but due to the target movement parameter 10 there is then a delay must be carried out. For the adaptation of the speed 9, in particular the increase of the speed 9, the first sub-string must therefore be present on the pushing flank, with the first sub-string having to be present on the pulling flank when the motor vehicle is decelerated.

Entsprechend des dargestellten Fahrzustands wird somit eine Nachsynchronisierung ausgewählt. Hierzu wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite zunächst über ein definiertes Einspurfenster erhöht, beispielsweise auf eine Grenzdrehzahl 11, die über der Drehzahl 8 der Abtriebsseite liegt. Anschließend wird die Drehzahl 9 reduziert, insbesondere reibungsbedingt, bis die Drehzahl 9 in dem gewünschten Einspurfenster liegt, in dem ein Schließen der Schalteinrichtung möglich ist. Durch das Reduzieren der Drehzahl 9 wechseln die Flanken der Getriebeelemente, beispielsweise der Zahnräder, im ersten Teilstrang bereits bevor die Schalteinrichtung geschlossen wird. Somit können Flankenwechsel bzw. Lastschläge verhindert werden.A post-synchronization is thus selected in accordance with the illustrated driving state. For this purpose, the speed 9 of the input side is first increased via a defined engagement window, for example to a limit speed 11 which is above the speed 8 of the output side. The speed 9 is then reduced, in particular due to friction, until the speed 9 is within the desired engagement window in which the switching device can be closed. By reducing the speed 9, the flanks of the transmission elements, for example the gears, change in the first partial train even before the switching device is closed. Flank changes or load impacts can thus be prevented.

In dem Quadranten 5 liegt eine Situation vor, in der das Kraftfahrzeug aktuell negativ beschleunigt bzw. verzögert wird und nach Schließen der Schalteinrichtung positiv beschleunigt werden soll. In Abhängigkeit von dem erfassten Soll-Bewegungsparameter 10 und dem erfassten Ist-Bewegungsparameter bzw. der Drehzahl 8 kann somit die Synchronisierungsstrategie für die Antriebsseite der Schalteinrichtung festgelegt werden.In quadrant 5 there is a situation in which the motor vehicle is currently being accelerated or decelerated negatively and should be accelerated positively after the switching device is closed. The synchronization strategy for the drive side of the shifting device can thus be defined as a function of the recorded target movement parameter 10 and the recorded actual movement parameter or the rotational speed 8 .

Dazu wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite der Schalteinrichtung entsprechend geregelt, nämlich, wie dargestellt, im Rahmen einer Vorsynchronisierung. Dabei wird die Drehzahl 9 der Antriebsseite, beispielsweise von null, „von unten“, an die Drehzahl 8 der Abtriebsseite der Schalteinrichtung angepasst. Mit anderen Worten wird die Schalteinrichtung geschlossen, während die Getriebeelemente des ersten Teilstrangs auf der Schubflanke vorliegen, da ein positiver Drehzahlgradient bei der Anpassung der Drehzahl 9 vorliegt. Nach Schließen der Schalteinrichtung soll, da der Soll-Bewegungsparameter 10 eine weitere Beschleunigung des Kraftfahrzeugs fordert, der Schubbetrieb beibehalten werden. Vorteilhafterweise muss somit die Flanke im ersten Teilstrang nach Schließen der Schalteinrichtung nicht gewechselt werden.For this purpose, the speed 9 of the drive side of the shifting device is regulated accordingly, namely, as shown, as part of a pre-synchronization. The speed 9 of the input side, for example from zero, "from below" is adapted to the speed 8 of the output side of the switching device. In other words, the switching device is closed while the transmission elements of the first sub-train are on the overrun flank, since there is a positive speed gradient when the speed 9 is adjusted. After the switching device is closed, the overrun mode should be maintained, since the target movement parameter 10 requires further acceleration of the motor vehicle. Advantageously, the edge in the first sub-train does not have to be changed after the switching device has been closed.

Wird das Einspurfenster in den einzelnen Fahrzuständen erreicht kann die Schalteinrichtung vollständig geschlossen werden. Dadurch, dass die Schallstrategie bzw. Synchronisierungsstrategie stets so gewählt bzw. ausgeführt wird, dass der Flankenwechsel bereits vor Schließen der Schalteinrichtung durchgeführt wird, werden Lastschläge und dergleichen effektiv verhindert. Das Ausführen der Synchronisierung bzw. das tatsächliche Schließen der Schalteinrichtung kann auch drehmomentfrei durchgeführt werden, beispielsweise in dem das gewünschte Einspurfenster eingestellt wird, d.h. eine Differenzdrehzahl zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite in einem gewünschten Drehzahlband bereitgestellt wird. Anschließend kann die elektrische Maschine in einer Null-Drehmoment-Regelung betrieben werden, sodass, beispielsweise auch reibungsbedingt, während dem Schließen der Schalteinrichtung die Drehzahl der Antriebsseite im Einspurfenster bleibt.If the single-track window is reached in the individual driving states, the switching device can be closed completely. Due to the fact that the sound strategy or synchronization strategy is always selected or executed in such a way that the flank change is already carried out before the switching device is closed, load impacts and the like are effectively prevented. The synchronization or the actual closing of the switching device can also be carried out torque-free, for example by setting the desired engagement window, i.e. a differential speed between the input side and the output side is provided in a desired speed range. The electrical machine can then be operated in a zero-torque control, so that, for example also due to friction, the speed of the drive side remains in the single-track window while the switching device is being closed.

Nach dem Schließen der Schalteinrichtung kann die elektrische Maschine zur Beisteuerung von Drehmoment, wie gefordert, betrieben werden. Die elektrische Maschine kann insbesondere Drehmoment aufbringen, um das Fahrzeug anzutreiben oder Drehmoment aufnehmen, beispielsweise in einem generatorischen Betrieb.After the switching device is closed, the electric machine can be operated to contribute torque as required. In particular, the electric machine can apply torque in order to drive the vehicle or absorb torque, for example in generator operation.

Die in Bezug auf die einzelnen Fahrsituation beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale können beliebig miteinander kombiniert, untereinander ausgetauscht und aufeinander übertragen werden. Das Verfahren kann insbesondere auf einem Kraftfahrzeug ausgeführt werden, das einen Antriebsstrang mit einer elektrischen Maschine und einer beschriebenen Schalteinrichtung umfasst. Die entsprechenden Verfahrensschritte bzw. Steuersignale werden üblicherweise mit einer Steuerungseinrichtung erzeugt bzw. auf die einzelnen Einrichtungen übertragen.The advantages, details and features described in relation to the individual driving situation can be combined with one another, exchanged with one another and transferred to one another as desired. The method can be carried out in particular on a motor vehicle that includes a drive train with an electric machine and a switching device as described. The corresponding method steps or control signals are usually generated with a control device or transmitted to the individual devices.

BezugszeichenlisteReference List

11: Diagrammdiagram
2-52-5: Quadrantquadrant
6, 76, 7: Achseaxis
8, 98, 9: Drehzahlnumber of revolutions
1010: Soll-Bewegungsparametertarget movement parameters
1111: Grenzdrehzahllimit speed

Claims

Method for closing a switching device of a motor vehicle having at least one electric machine in a driving state, in particular a coupling device of a motor vehicle which is designed to couple a first and a second partial train of a drive train of a motor vehicle to one another, characterized by the steps - initiating a closing movement - Detection of an actual movement parameter describing the current driving state, in particular a current speed (8) of the output side of the shifting device - detecting a target movement parameter (10) describing a desired driving state - speed control of the electric machine to adapt the speed of the drive side of the shifting device as a function from the actual movement parameter and the target movement parameter (10) of the motor vehicle.

procedure after claim 1 , characterized in that the driving condition is classified based on an actual vehicle acceleration and a target vehicle acceleration and a synchronization strategy, in particular a pre-synchronization or a post-synchronization, is set or selected depending on the driving condition.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that flank contact and/or a flank change of at least one transmission element is set or carried out in the sub-train associated with the drive side of the shifting device before the shifting device is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actual movement parameter describing the driving state relates to a positive acceleration and the target movement parameter (10) describing the target driving state relates to a positive acceleration, the speed (9) of the electric machine up to increased to a defined single-track window and the switching device is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actual movement parameter describing the driving state relates to a positive acceleration and the setpoint movement parameter (10) describing the target driving state relates to a negative acceleration, the speed (9) of the electric machine exceeding a defined engagement window, in particular to a limit speed (11), is increased and then the speed (9) is reduced to the engagement window and the switching device is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actual movement parameter describing the driving state relates to a negative acceleration and the target movement parameter (10) describing the target driving state relates to a positive acceleration, the speed (9) of the electric machine up to increased to a defined single-track window and the switching device is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actual movement parameter describing the driving state relates to a negative acceleration and the setpoint movement parameter (10) describing the target driving state relates to a negative acceleration, the speed (9) of the electric machine exceeding a defined engagement window, in particular to a limit speed (11), is increased and then the speed (9) is reduced to the engagement window and the switching device is closed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a torque applied by means of the electric machine is adapted to the target driving condition when the switching device is closed.

Transmission device for a motor vehicle, comprising an electric machine and a switching device, characterized in that the transmission device is designed to carry out the method according to one of the preceding claims.

Motor vehicle comprising a transmission device according to the preceding claim.