DE102022202419A1 - Steuergerät und Verfahren zur Momentenverteilung bei einem Lastwechsel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Momentenverteilung bei einem Lastwechsel für ein Kraftfahrzeug (10), wobei das Kraftfahrzeug (10) eine erste Momentenquelle (12), durch die ein erstes Moment (26) bereitgestellt wird, und einen Traktionsmotor (20), durch den ein zweites Moment (28) bereitgestellt wird, aufweist, wobei nach einem Bestimmen, dass die Momentenverteilung geändert werden soll, das erste Moment (26) von dem positiven Momentenbereich mit einem ersten Gradient auf eine Momentenneutralität reduziert wird, wobei das zweite Moment (28) des Traktionsmotors (20) zu einem vorgegebenen Lastwechselzeitpunkt (t1) vor Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments (26) mit einem vorgegebenen zweiten Gradient in den negativen Momentenbereich gesteuert wird, bis ein vorbestimmter Lastwechselbereich (32) des Traktionsmotors (20) durchlaufen ist, wobei das zweite Moment (28) nach Durchlaufen des Lastwechselbereichs (32) mit einem dritten Gradient in den negativen Momentenbereich weitergeführt wird, wobei der dritte Gradient steiler als der zweite Gradient ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Momentenverteilung bei einem Lastwechsel von einem positiven Momentenbereich in einen negativen Momentenbereich für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine erste Momentenquelle, durch die ein erstes Moment bereitgestellt wird, und einen Traktionsmotor, durch den ein zweites Moment bereitgestellt wird, aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, das dazu ausgebildet, das Verfahren durchzuführen und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Steuergerät.
- Störende Lastwechseleffekte, wie Schwingungen oder Geräusche entstehen in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, Hybridantrieb oder Elektroantrieben bei schneller Änderung des angeforderten Moments, insbesondere des vom Fahrer mittels des Gaspedals und/oder Bremspedals angeforderten Fahrerwunschmoments, das den Vortrieb des Fahrzeugs bestimmt. Daher ist es üblich, abrupte Momentenänderungen, zum Beispiel durch plötzliche Veränderung der Gaspedalstellung, zeitlich verzögert mittels eines Filters umzusetzen, zum Beispiel mit Hilfe einer vorbestimmten Gradientenbegrenzung des Moments. Das Moment kann dabei je nach Regelungsstruktur an verschiedenen Bezugspunkten betrachtet werden, zum Beispiel als Radmoment, insbesondere als Summenmoment aller antreibenden Räder, oder als Kupplungsmoment (Getriebeeingangsmoment).
- Ursache der Schwingungen sind vor allem Elastizitäten im Antriebsstrang, so dass ein schwingfähiges System entsteht, sowie Nichtlinearitäten im Antriebsstrang, zum Beispiel Flankenwechsel von Zahnrädern. Solche Nichtlinearitäten kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn das Moment am entsprechenden Bauteil das Vorzeichen wechselt, da dann beispielsweise Zahnräder von einer an die andere Anlagefläche wechseln. Ein ähnlicher Effekt ist das Kippen des Motors in seinen Lagern beim Vorzeichenwechsel des Kupplungsmoments, das mit der nicht linearen Charakteristik der Motorlager zusammenhängt. Nulldurchgänge von Momenten an bestimmten Positionen des Antriebsstrangs in positive oder negative Richtungen können daher zu besonders ausgeprägten Lastwechseleffekten führen, die der Fahrer störend wahrnimmt.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Momentenverteilung bei einem Lastwechsel verbessert einzustellen, so dass Lastwechseleffekte reduziert werden.
- Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
- Die Erfindung basiert auf der Idee, dass während der positive Momentenbeitrag einer ersten Momentenquelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, reduziert wird, das Moment der zweiten Momentenquelle, die vorzugsweise ein Traktionsmotor ist, bereits auf ein geringfügig negatives Moment gesteuert wird, zum Beispiel über eine Rampe, wobei der Gradient der zweiten Momentenquelle im Bereich nahe des Nulldurchgangs besonders gering gewählt wird. Somit wird der Teil des Antriebsstrangs, welcher für den Traktionsmotor relevant ist, bereits vorgespannt, und die Lastwechseleffekte können reduziert werden.
- Durch die Erfindung ist ein Verfahren zur Momentenverteilung bei einem Lastwechsel von einem positiven Momentenbereich in einen negativen Momentenbereich für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei das Kraftfahrzeug eine erste Momentenquelle, durch die ein erstes Moment bereitgestellt wird, und einen Traktionsmotor, durch den ein zweites Moment bereitgestellt wird, aufweist. Bei dem Verfahren, das insbesondere durch ein Steuergerät gesteuert werden kann, wird nach einem Bestimmen, dass die Momentenverteilung geändert werden soll, das erste Moment von dem positiven Momentenbereich mit einem ersten Gradient auf eine Momentenneutralität reduziert, wobei das zweite Moment des Traktionsmotors zu einem vorgegebenen Lastwechselzeitpunkt vor Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments mit einem vorgegebenen zweiten Gradient in den negativen Momentenbereich gesteuert wird, bis ein vorbestimmter Lastwechselbereich des Traktionsmotors durchlaufen ist, wobei das zweite Moment nach Durchlaufen des Lastwechselbereichs mit einem dritten Gradienten in den negativen Momentenbereich weitergeführt wird, wobei der dritte Gradient steiler als der zweite Gradient ist. Insbesondere kann der dritte Gradient dann bis zu einem Fahrerwunschmoment weitergeführt werden, der für das zweite Moment eingestellt werden soll.
- Mit anderen Worten erfolgt der Übergang vom positiven zum negativen Momentenbereich, der durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs veranlasst werden kann, dadurch, dass in einem ersten Schritt der positive Momentenbeitrag der ersten Momentenquelle auf null reduziert wird, also das erste Moment auf die Momentenneutralität reduziert wird. Ist die Momentenneutralität der ersten Momentenquelle annähernd erreicht, so kann zu einem vorgegebenen Lastwechselzeitpunkt vor Erreichen dieser Momentenneutralität das zweite Moment des Traktionsmotors, vorzugsweise einer Rampe folgend, mit einem zweiten Gradienten in den negativen Momentenbereich gesteuert werden, um den gewünschten negativen Fahrerwunsch zu erzeugen. Der zweite Gradient kann dabei so gering gewählt werden, dass beim Lastwechsel ein vorbestimmter Lastwechselbereich des Traktionsmotors nahe des Nulldurchgangs durchlaufen wird und vorzugsweise dann in diesem Zustand mit geringem negativem Moment verbleibt, bis das erste Moment der ersten Momentenquelle die Momentenneutralität erreicht. Durch dieses Steuern des zweiten Moments in den negativen Momentenbereich wird der Traktionsmotor vorgespannt. Anschließend kann das zweite Moment mit einem dritten Gradienten, der steiler ist als der zweite Gradient weiter in den negativen Bereich gesteuert werden, bis der für den Fahrerwunsch erforderliche Zielwert erreicht ist.
- Mit dem jeweiligen Gradienten ist die Steigung gemeint, um die sich das jeweilige Moment ändert. Somit bedeutet die Vorschrift, dass der dritte Gradient steiler als der zweite Gradient ist, dass der Betrag der Steigung des dritten Gradienten in den negativen Momentenbereich größer ist als der Betrag der Steigung des zweiten Gradienten in den negativen Momentenbereich. Die jeweiligen Gradienten müssen nicht konstant sein, sondern können beispielsweise über eine Tabelle in Abhängigkeit vom aktuellen Momentenwert vorgegeben sein.
- Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein rein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug sein, so dass sowohl die erste Momentenquelle als auch der Traktionsmotor als Elektromotor ausgebildet sind. Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet sein, was bedeutet, dass zusätzlich zum Traktionsmotor die erste Momentenquelle als Verbrennungsmotor ausgebildet ist. Mit einem Traktionsmotor ist ein Elektromotor gemeint, der das Kraftfahrzeug rein elektrisch antreiben kann, insbesondere einen Vortrieb im positiven Momentenbereich erzeugt und eine Verzögerung, insbesondere eine Rekuperation, im negativen Momentenbereich. Das erste und/oder zweite Moment kann ein Radmoment, insbesondere ein Radsummenmoment, ein Kupplungsmoment und/oder ein Achsenmoment der jeweiligen Momentenquelle sein.
- Mit dem Lastwechselbereich ist der Bereich des Lastwechselübergangs nahe des Nulldurchgangs des Traktionsmotors gemeint, in dem das Vorspannen des Traktionsmotors abgeschlossen ist. Insbesondere ist der Lastwechselbereich der Bereich, an dem die Zahnflanken der Getriebestufen des Traktionsmotors auf der passenden Seite anliegen. Dieser Lastwechselbereich kann für jedes Kraftfahrzeug unterschiedlich sein, wobei dieser daher für jedes Kraftfahrzeug vorzugsweise individuell vorbestimmt wird. Mit anderen Worten wird vorbestimmt, wie weit in den negativen Momentenbereich der Traktionsmotor für das jeweilige Kraftfahrzeug gesteuert werden muss, um das Vorspannen abzuschließen.
- Dadurch, dass der Traktionsmotor in einem Zustand mit geringem negativem Moment gebracht wird, während der positive Momentenbeitrag der ersten Momentenquelle noch reduziert wird, kann um den Bereich des Momentennulldurchgangs beziehungsweise der Momentenneutralität ein Vorspannen des Traktionsmotors erreicht werden, durch den ein zügiger Aufbau von einem negativen Moment erfolgen kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine hohe Dynamik des Antriebsstrangs bei dem Lastwechselübergang bei gleichzeitiger Vermeidung störender Lastwechseleffekte erreicht werden kann, was eine gute Kombination von Dynamik und Fahrkomfort ermöglicht. Durch das Vorspannen des Traktionsmotors erhöht sich generell die Dynamik des Aufbaus von dem negativen Moment, da zum Beispiel die Zahnflanken einer Getriebestufe bereits auf der richtigen Seite anliegen.
- Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
- Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Lastwechselzeitpunkt und der zweite Gradient derart vorgegeben werden, dass das Durchlaufen des vorbestimmten Lastwechselbereichs durch das zweite Moment abgeschlossen wird, wenn das erste Moment die Momentenneutralität erreicht. Mit anderen Worten fallen die Zeitpunkte für die Momentenneutralität des ersten Moments und das Abschließen des Durchlaufs des Lastwechselbereichs des zweiten Moments zusammen. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass der Lastwechselzeitpunkt und der zweite Gradient genau vorgegeben werden können, um den Durchlauf des Lastwechselbereichs mit der Momentenneutralität des ersten Moments abzustimmen. Dadurch kann die Dynamik des Antriebsstrangs erhöht werden, indem ein besonders gleichmäßiges Einlaufen der ersten Momentenquelle zur Momentenneutralität mit Vermeidung von Lastwechseleffekten durch den Traktionsmotor erreicht werden kann.
- Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Steuern des zweiten Moments in den negativen Momentenbereich durch Rekuperation durchgeführt wird. Das heißt, dass der Traktionsmotor mittels Rekuperation in den negativen Momentenbereich gesteuert werden kann, wodurch elektrische Energie aus der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs zurückgewonnen werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein schnellerer Übergang in die Rekuperation zum Beispiel durch Vermeidung des Einsatzes der Reibbremse, erreicht werden kann und dadurch insgesamt der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
- Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Reduzierung des ersten Moments auf die Momentenneutralität in dem Maße verlangsamt wird, in welchem das zweite Moment aufgebaut wird. Mit anderen Worten wird beim Steuern des zweiten Moments in den negativen Momentenbereich der erste Gradient um den Betrag des zweiten Gradienten abgeflacht. Hierdurch kann ein besonders gleichmäßiges Einlaufen der ersten Momentenquelle zur Momentenneutralität erreicht werden, was möglichen Lastwechseleffekten aus dem Bereich der ersten Momentenquelle entgegenwirken kann. Außerdem kann so ein bestimmter vorteilhafter Gradient für die Summe der beiden Momente eingehalten werden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zweite Moment, falls dieses in einem positiven Momentenbereich ist, vor dem ersten Moment auf die Momentenneutralität oder auf ein kleines Moment, welches die obere Grenze des Lastwechselbereiches darstellt, reduziert wird, bevor dieses zum Lastwechselzeitpunkt in den negativen Momentenbereich gesteuert wird. Insbesondere kann, falls das zweite Moment in einem höheren positiven Momentenbereich als das erste Moment ist, das zweite Moment mit einem steileren Gradienten auf Momentenneutralität gebracht werden. Ist das zweite Moment mit einem kleineren Betrag als das erste Moment im positiven Momentenbereich, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass dieses parallel zum ersten Moment, insbesondere mit dem ersten Gradienten, zunächst auf die Momentenneutralität oder auf die obere Grenze des Lastwechselbereiches reduziert wird, bevor dieses zum Lastwechselzeitpunkt in den negativen Momentenbereich gesteuert wird. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass das zweite Moment vor Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments in den negativen Momentenbereich vorgespannt werden kann und so störende Lastwechseleffekte vermieden werden können. Außerdem kann schneller mit der Rekuperation begonnen werden, was Kraftstoff einspart.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Momentenquelle ein Verbrennungsmotor ist. Das heißt, dass das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, das einen Verbrennungsmotor als erste Momentenquelle und den Traktionsmotor als zweite Momentenquelle aufweist. Insbesondere kann das Hybridfahrzeug einen parallelen Hybridantrieb aufweisen nach einer der Kategorien P0 bis P4.
- Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Momentenquelle bei Erreichen der Momentenneutralität von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs entkoppelt und/oder deaktiviert wird. So kann beispielsweise eine Kupplung zum Abtrennen der ersten Momentenquelle geöffnet werden, insbesondere zum Abtrennen des Verbrennungsmotors, der in der Folge zusätzlich abgestellt werden kann, ohne einen Lastwechseleffekt zu erzeugen. Somit liefert die erste Momentenquelle keinen negativen Momentenbeitrag, was die Energierückgewinnung durch Rekuperation des Traktionsmotors erhöht.
- In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Momentenquelle einen elektrischen Motor aufweist. Mit anderen Worten kann die erste Momentenquelle, insbesondere im Fall eines Verbrennungsmotors, eine zusätzliche weitere E-Maschine (Startergenerator) aufweisen, die einen Beitrag zum ersten Moment liefert. Alternativ kann die erste Momentenquelle auch ein weiterer Traktionsmotor sein, wodurch das Kraftfahrzeug vollelektrisch ausgebildet ist.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen. Insbesondere kann das Steuergerät dazu ausgebildet ist, bei Bestimmen, dass eine Momentenverteilung geändert werden soll, das erste Moment von dem positiven Momentenbereich mit einem ersten Gradient auf eine Momentenneutralität zu reduzieren und das zweite Moment des Traktionsmotors zu einem vorgegebenen Lastwechselzeitpunkt vor Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments mit einem vorgegebenen zweiten Gradient in den negativen Momentenbereich zu steuern, bis ein vorbestimmter Lastwechselbereich des Traktionsmotors durchlaufen ist, und das zweite Moment nach Durchlaufen des Lastwechselbereichs mit einem dritten Gradient in den negativen Momentenbereich weiterzuführen, wobei der dritte Gradient steiler als der zweite Gradient ist. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise Steuersignale erzeugen, die an die erste Momentenquelle und/oder den Traktionsmotor gesendet werden können, um die entsprechenden Einstellungen vorzunehmen. Bei diesem Aspekt der Erfindung ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
- Erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät gemäß dem vorhergehenden Aspekt bereitgestellt.
- Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts hier nicht noch einmal beschrieben.
- Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
- Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; -
2 ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform; -
3 Diagramm zur Momentenverteilung. - Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
- In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
- In
1 ist ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 kann in diesem Ausführungsbeispiel ein Hybridfahrzeug sein, mit einem Verbrennungsmotor 12 und einem Startergenerator 14 an der Vorderachse 16 des Kraftfahrzeugs, wobei der Verbrennungsmotor 12 und der Startergenerator 14 als erste Momentenquelle zusammengefasst werden, die ein erstes Moment bereitstellt. Das Hybridfahrzeug, das in diesem Ausführungsbeispiel als Kategorie P4-Hybrid ausgebildet ist, kann an der Hinterachse 18 einen Traktionsmotor 20 aufweisen. Das Gesamtradmoment kann dabei grundsätzlich beliebig auf Vorder- und Hinterachse 16, 18 verteilt sein, so dass bei Änderung des Gesamtradmoments die Achsenmomente an der Vorder- und Hinterachse 16, 18 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Nulldurchgänge zeigen können. Relative Nichtlinearitäten sind hierbei zum Beispiel Zahnradstufen im Reduktionsgetriebe an der Hinterachse 18 sowie Getriebezahnradstufen beziehungsweise die Charakteristik der Motorblocklagerung an der Vorderachse 16. - Eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Kraftfahrzeugs 10 ist in
2 dargestellt, wobei in2 das Kraftfahrzeug 10 als ein Kategorie P3-Hybrid ausgebildet ist mit einem Traktionsmotor 20 mit Zahnradstufe hinter dem Getriebe 23 sowie dem Verbrennungsmotor 12 und einem Startergenerator 14 vor dem Getriebe 23. Hierbei können das Kupplungsmoment (Getriebeeingangsmoment entspricht Summe aus Verbrennungsmotormoment, Startergeneratormoment und eventuellen Verlusten mechanisch angetriebener Nebenaggregate) und das Moment des Traktionsmotors 20 zu unterschiedlichen Zeitpunkten Nulldurchgänge zeigen. Nichtlinearitäten im Getriebe können dabei Lastwechseleffekte beim Nulldurchgang des Kupplungsmoments erzeugen. Flankenwechsel in der Zahnradstufe können Lastwechseleffekte beim Vorzeichenwechsel des Moments in der Zahnradstufe des Traktionsmotors 20 erzeugen. - Die in den
1 und2 gezeigten Kraftfahrzeuge 10 sind nur beispielhafte Ausführungsformen, und das Kraftfahrzeug kann auch als P2- oder P2,5-Hybrid oder als rein elektrisch betriebenes Fahrzeug ausgebildet sein. - Die Gesamtheit von Verbrennungsmotor 12 und Startergenerator 14 und/oder mechanisch angetriebener Nebenaggregate wird in der Folge als erste Momentenquelle bezeichnet, die ein erstes Moment bereitstellt. Entsprechend stellt der Traktionsmotor 20 eine zweite Momentenquelle dar, die ein zweites Moment bereitstellt, wobei die zweite Momentenquelle im allgemeinen Fall ebenfalls mehrere Momentbeiträge aufweisen kann, zum Beispiel mehrere Traktionsmotoren, deren Moment sich addiert.
- Bei einem Lastwechsel, insbesondere von einem positiven Momentenbereich beziehungsweise Vortriebsmoment, in einen negativen Momentenbereich, können störende Lastwechseleffekte auftreten, die vor allem durch Elastizitäten im Antriebsstrang sowie Nichtlinearitäten im Antriebsstrang, insbesondere Flankenwechsel von Zahnrädern, entstehen können. Um diese Lastwechseleffekte zu reduzieren und vorzugsweise zu vermeiden, kann ein Steuergerät 22 vorgesehen sein, das die Momentenverteilung bei dem Lastwechsel steuert. Dieses durch das Steuergerät 22 durchgeführte Verfahren wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der
3 erläutert. - In
3 ist auf der jeweiligen x-Achse der zeitliche Verlauf t dargestellt und auf der y-Achse das (Gesamt-)Radmoment M. In der oberen Hälfte des Diagramms der3 ist der Fahrerwunsch 24 beziehungsweise das Fahrerwunschmoment dargestellt. Der Fahrerwunsch 24 stellt dar, welches Gesamtradmoment im Kraftfahrzeug 10 eingestellt werden soll, was beispielsweise durch Änderung der Gaspedaleinstellung und/oder Betätigen der Bremse durchgeführt werden kann. - In der unteren Hälfte des Diagramms sind die Radmomentbeiträge der ersten Momentenquelle 12, 14, die nachfolgend als erstes Moment 26 bezeichnet wird, und der Radmomentbeitrag des Traktionsmotors, der nachfolgend als zweites Moment 28 bezeichnet wird, dargestellt. Die Summe der Radmomentbeiträge ergibt vorzugsweise das Gesamtradmoment M, das den Fahrerwunsch 24 entspricht.
- Zur Durchführung des Verfahrens und zur Vermeidung von Lastwechseleffekten kann das Steuergerät 22 dem Fahrerwunsch 24 folgend das erste Moment 26, das sich in einem positiven Momentenbereich befindet, mit einem ersten Gradienten beziehungsweise einer ersten Steigung reduzieren, um für das erste Moment eine Momentenneutralität (M=0) zu erreichen. Kurz bevor das erste Moment 26 die Momentenneutralität erreicht, kann zu einem Zeitpunkt t1, der als Lastwechselzeitpunkt t1 vorgegeben ist, das zweite Moment 28 mit einem vorgegebenen zweiten Gradienten in den negativen Momentenbereich gesteuert werden. Der zweite Gradient ist dabei vorzugsweise so vorgegeben, dass der Lastwechsel des Traktionsmotors 20 schonend begonnen wird, ohne bereits Lastwechseleffekte aufgrund einer zu schnellen Änderung des Moments hervorzurufen. Somit wird der Traktionsmotor 20 in einen Zustand mit geringem negativem Moment gebracht, während der positive Momentenbeitrag der ersten Momentenquelle 12, 14 noch reduziert wird. Vorzugsweise wird zum Lastwechselzeitpunkt t1 auch der Abbau des ersten Moments 26 im gleichen Maße verlangsamt wie das zweite Moment 28 aufgebaut wird, was im Bereich 30 der
3 angedeutet ist, so dass die Summe der Momentenbeiträge weiterhin dem Fahrerwunsch 24 entspricht. - Der zweite Gradient des zweiten Moments 28 und der Lastwechselzeitpunkt t1 sind vorzugsweise so gewählt, dass ein vorbestimmter Lastwechselbereich 32 genau dann durchlaufen ist, wenn die erste Momentenquelle 26 die Momentenneutralität erreicht. Der Lastwechselbereich 32 zeigt dabei die Momentenschwelle an, an der der Lastwechsel des Traktionsmotors 20 abgeschlossen ist. Ist die Momentenneutralität des ersten Moments 26 erreicht und der Lastwechselbereich 32 durch das zweite Moment 28 durchlaufen, kann das zweite Moment 28 mit einem dritten Gradienten, der in dem Bereich 34 angedeutet ist und der vorzugsweise steiler als der zweite Gradient ist, weiter in den negativen Momentenbereich weitergeführt werden, um den Fahrerwunsch 24 zu entsprechen. Die Steuerung des zweiten Moments 28 in den negativen Momentenbereich kann dabei vorzugsweise mittels Rekuperation durchgeführt werden, um somit eine Energierückgewinnung zu erhalten. Des Weiteren kann vorzugsweise die erste Momentenquelle 12, 14 nach Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments 26 von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs 10 entkoppelt und/oder deaktiviert werden, um Kraftstoff einzusparen.
- Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Momentenverteilung, insbesondere in Hybridfahrzeugen, zur Vermeidung störender Lastwechseleffekte gesteuert werden kann.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Verbrennungsmotor
- 14
- Startergenerator
- 16
- Vorderachse
- 18
- Hinterachse
- 20
- Traktionsmotor
- 22
- Steuergerät
- 23
- Getriebe
- 24
- Fahrerwunschmoment
- 26
- erstes Moment
- 28
- zweites Moment
- 30
- Momentenbereich
- 32
- Lastwechselbereich
- 34
- Momentenbereich
- t1
- Lastwechselzeitpunkt
Claims (10)
- Verfahren zur Momentenverteilung bei einem Lastwechsel von einem positiven Momentenbereich in einen negativen Momentenbereich für ein Kraftfahrzeug (10), wobei das Kraftfahrzeug (10) eine erste Momentenquelle (12), durch die ein erstes Moment (26) bereitgestellt wird, und einen Traktionsmotor (20), durch den ein zweites Moment (28) bereitgestellt wird, aufweist, wobei nach einem Bestimmen, dass die Momentenverteilung geändert werden soll, das erste Moment (26) von dem positiven Momentenbereich mit einem ersten Gradient auf eine Momentenneutralität reduziert wird, wobei das zweite Moment (28) des Traktionsmotors (20) zu einem vorgegebenen Lastwechselzeitpunkt (t1) vor Erreichen der Momentenneutralität des ersten Moments (26) mit einem vorgegebenen zweiten Gradient in den negativen Momentenbereich gesteuert wird, bis ein vorbestimmter Lastwechselbereich (32) des Traktionsmotors (20) durchlaufen ist, wobei das zweite Moment (28) nach Durchlaufen des Lastwechselbereichs (32) mit einem dritten Gradient in den negativen Momentenbereich weitergeführt wird, wobei der dritte Gradient steiler als der zweite Gradient ist.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei der Lastwechselzeitpunkt (t1) und der zweite Gradient derart vorgegeben werden, dass das Durchlaufen des vorbestimmten Lastwechselbereichs (32) durch das zweite Moment (28) abgeschlossen wird, wenn das erste Moment (26) die Momentenneutralität erreicht. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern des zweiten Moments (28) in den negativen Momentenbereich durch Rekuperation durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reduzierung des ersten Moments (26) auf die Momentenneutralität in dem Maße verlangsamt wird, in welchem das zweite Moment (28) aufgebaut wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Moment (28), falls dieses in einem positiven Momentenbereich ist, vor dem ersten Moment (26) auf die Momentenneutralität oder ein kleines Moment, welche eine obere Grenze des Lastwechselbereichs darstellt, reduziert wird, bevor dieses zum Lastwechselzeitpunkt (t1) in den negativen Momentenbereich gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Momentenquelle ein Verbrennungsmotor (12) ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Momentenquelle bei Erreichen der Momentenneutralität von einem Antriebsstrang entkoppelt und/oder deaktiviert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Momentenquelle einen elektrischen Motor (14) aufweist.
- Steuergerät (22) für ein Kraftfahrzeug (19), wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
- Kraftfahrzeug (10) mit einem Steuergerät (22) nach
Anspruch 9 .
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