DE10225249A1 - Drive train and process for regulating a start up procedure for a vehicle drive train, has a continuous torque adjustment - Google Patents

Drive train and process for regulating a start up procedure for a vehicle drive train, has a continuous torque adjustment

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Abstract

A process for regulating the start-up of a vehicle drive train comprising a planetary drive between an engine (4) and user which is bridged by a frictional closing switch (10). A rotation-and moment-variable machine (6) gives a variable torque transmission and the ideal torque (Tsoll) is continuously adjusted by the switch. An Independent claim is also included for a drive train as above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The invention relates to a method for regulating a Starting process of a drive train according to the The preamble of patent claim 1 defines the art

Aus der DE 199 34 696 A1 ist ein elektrodynamisches Antriebssystem für ein Fahrzeug bekannt, welches zwischen einer Antriebsmaschine und einem Schaltgetriebe ein Planetengetriebe aufweist. Das Planetengetriebe ist mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem Planetenträger ausgebildet. Das Planetengetriebe ist über ein erstes Element mit dem Schaltgetriebe, über ein zweites Element mit der Antriebsmaschine und über ein drittes Element mit wenigstens einem Elektromotor wirkverbunden. Der Elektromotor ist sowohl als Antriebsmotor als auch als Generator betreibbar. DE 199 34 696 A1 describes an electrodynamic one Drive system for a vehicle known between a prime mover and a manual transmission Planetary gear has. The planetary gear is with one Sun gear, a ring gear and a planet carrier educated. The planetary gear is over a first element with the manual transmission, via a second element with the Drive machine and with a third element operatively connected to at least one electric motor. The electric motor is both as a drive motor and as a generator operated.

Darüber hinaus ist eine weitere Schaltkupplung zwischen zwei Elementen des Planetengetriebes zur Überbrückung des Planetengetriebes vorgesehen, wobei die Schaltkupplung als eine Klauenkupplung ausgeführt ist. In addition, there is another clutch bridging between two elements of the planetary gear of the planetary gear provided, the clutch is designed as a dog clutch.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß eine Überbrückung des Planetengetriebes durch die Klauenkupplung nur dann möglich ist, wenn die miteinander in Eingriff zu bringenden Kupplungsverzahnungen gleiche Drehzahl aufweisen, d. h. miteinander synchronisiert sind. The disadvantage, however, is that bridging the Planetary gear only possible through the dog clutch is when those to be engaged Clutch teeth have the same speed, d. H. are synchronized with each other.

Ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer Antriebswelle angeordneten Starter- und Generator- Einheit ist aus der DE 199 23 316 A1 bekannt. Die dort beschriebene Starter- und Generator-Einheit weist eine als elektrischen Motor mit Starterfunktion und als elektrischen Generator betreibbare elektrische Maschine und ein damit wirkverbundenes Planetengetriebe mit wenigstens einem Sonnenrad, wenigstens einem Planetenrad und wenigstens einem Hohlrad auf. Dabei ist das Planetengetriebe über Wellen und Schaltelemente mit der elektrischen Maschine, mit der Antriebswelle und mit einem Gehäuse eines in dem Antriebsstrang angeordneten Aggregates derart verbindbar, daß in einem Startbetrieb eine Übersetzung i > 1 und in einem Generatorbetrieb eine Übersetzung i = 1 einstellbar ist. A drive system for a motor vehicle with a a starter and generator arranged on a drive shaft Unit is known from DE 199 23 316 A1. These Starter and generator unit described has a electric motor with starter function and as an electric one Generator operated electrical machine and a so connected planetary gear with at least one Sun gear, at least one planet gear and at least one Ring gear on. The planetary gear is over waves and Switching elements with the electrical machine, with the Drive shaft and with a housing one in the Drive train arranged aggregate connectable in such a way that a translation i> 1 and in one Generator operation a ratio i = 1 is adjustable.

Das Hohlrad ist über eine weitere Welle einer Kupplung mit einem Gehäuse bzw. dessen Deckel zur Einstellung einer Startübersetzung verbindbar. Während eines Startvorgangs rotiert zunächst die mit dem Sonnenrad und dem Rotor des Planetengetriebes verbundene Welle, während das Planetengetriebe über das Hohlrad, die Welle und die geschlossene Kupplung abgestützt wird. Bei einem Generatorbetrieb, d. h. im Fahrzustand, ist hingegen die das Hohlrad mit dem Deckel verbindende Kupplung geöffnet, und eine weitere Kupplung, welche das Sonnenrad mit der Antriebswelle verbindet, ist geschlossen. Des weiteren ist es vorgesehen, daß im Fahrzustand das Planetengetriebe durch Öffnen der Kupplung zwischen dem Hohlrad und dem Deckel und gleichzeitiges Schließen der weiteren Kupplung zwischen dem Sonnenrad und der Antriebswelle in geblocktem Zustand umläuft. Die weitere Kupplung kann dabei als Freilaufkupplung, als reibschlüssige momentenbetätigte Kupplung oder als hydraulisch betätigte Kupplung ausgebildet sein. The ring gear is over another shaft of a clutch with a housing or its cover for setting one Start translation connectable. During a startup rotates first with the sun gear and the rotor of the Planetary gear connected shaft while that Planetary gear via the ring gear, the shaft and the closed Clutch is supported. In generator operation, i.e. H. when driving, however, is the ring gear with the cover connecting clutch opened, and another clutch, which connects the sun gear to the drive shaft closed. Furthermore, it is provided that in Driving state of the planetary gear by opening the clutch between the ring gear and the cover and simultaneous Closing the further clutch between the sun gear and the Drive shaft rotates in a blocked state. The further one Clutch can be used as a one-way clutch frictional torque operated clutch or as hydraulic actuated clutch to be formed.

Dieses Kupplungskonzept weist jedoch den Nachteil auf, daß für ein Anfahren ein als ein Drehmomentwandler oder als eine Anfahrkupplung ausgebildetes Anfahrelement erforderlich ist, dessen thermische Belastung während eines Anfahrvorganges bzw. während eines Teillastanfahrvorganges hoch ist, wodurch eine Lebensdauer eines solchen Anfahrelementes stark herabgesetzt ist. However, this coupling concept has the disadvantage that that for starting off as a torque converter or as a starting clutch formed starting element is required, the thermal load during a Starting process or high during a partial load starting process is, which means a lifespan of such a starting element is greatly reduced.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges sowie einen Antriebsstrang zur Verfügung zu stellen, die eine Reduzierung der thermischen Belastung eines Anfahrelementes während eines Anfahrvorganges ermöglichen. The present invention is therefore the object is based on a method for regulating a starting process a drive train and a drive train for To provide a reduction in thermal Load on a starting element during a starting process enable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einem Antriebsstrang gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 14 gelöst. According to the invention, this object is achieved with a method according to the features of claim 1 and with a Drive train according to the features of claim 14 solved.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, eine thermische Belastung eines als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildeten Anfahrelementes erheblich zu reduzieren, da ein Antriebsmoment für einen von einer Antriebsmaschine anzutreibenden Verbraucher über eine drehzahl- und momentenvariable Maschine abgestützt wird und bei Erreichen eines zu übertragenden Antriebsmomentes, welches von der Maschine nicht mehr abstützbar ist, zusätzlich von dem reibschlüssigen Schaltelement abgestützt wird. With the method according to the invention in advantageously the possibility of a thermal load one designed as a frictional switching element To significantly reduce the starting element, because Driving torque for one to be driven by a drive machine Consumers via a speed and torque variable Machine is supported and when reaching a too transmitting drive torque, which is not from the machine is more supportable, in addition to the frictional Switching element is supported.

Damit wird vorteilhafterweise gewährleistet, daß zu Beginn eines Anfahrvorganges keine thermische Belastung eines Anfahrelementes bzw. einer reibschlüssigen Anfahrkupplung auftritt und erst ab einem bestimmten zu übertragenden Antriebsmoment ein Anfahrelement zugeschaltet und einer thermischen Belastung ausgesetzt ist. This advantageously ensures that too No thermal load at the start of a start-up process a starting element or a frictional Starting clutch occurs and only from a certain to transmitting drive torque a starting element switched on and is exposed to thermal stress.

Der Antriebsstrang nach der Erfindung weist ein drehzahl- und momentenvariables Anfahrelement auf, das die Maschine, das reibschlüssige Schaltelement und das Planetengetriebe umfaßt, wobei das reibschlüssige Schaltelement zum Verblocken des Planetengetriebes vorgesehen ist. Mit dieser Anordnung kann auf ein bei herkömmlichen Lösungen üblicherweise vorgesehenes Anfahrelement, wie beispielsweise einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine reibschlüssige Kupplung, welche zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe oder einem Getriebe und einem dem Getriebe nachgeschalteten Verbraucher angeordnet ist, vorteilhafterweise verzichtet werden. The drive train according to the invention has a variable speed and torque starting element that the Machine, the frictional switching element and that Planetary gear comprises, the frictional switching element for Blocking of the planetary gear is provided. With this Arrangement can be made with conventional solutions usually provided starting element, such as a hydrodynamic torque converter or a frictional Coupling, which is between a prime mover and a Gearbox or a gearbox and a the gearbox downstream consumer is arranged, advantageously to be dispensed with.

Des weiteren bietet der Antriebsstrang nach der Erfindung den Vorteil, daß mit der Anordnung eines reibschlüssigen Schaltelementes zum Verblocken des Planetengetriebes, welches zusätzlich als Anfahrelement ansteuerbar ist, keine thermische Belastung des reibschlüssigen Schaltelementes bzw. Anfahrelementes gegenüber Anfahrelementen bekannter Anordnungen gegeben ist, wenn der Anfahrvorgang alleine über die Maschine durchgeführt wird. Das Schaltelement wird in diesem Fall nur noch zum Übertragen des statischen Momentes benötigt. Furthermore, the powertrain offers after Invention the advantage that with the arrangement of a frictional shifting element for blocking the planetary gear, which can also be controlled as a starting element, none thermal load on the frictional switching element or starting element compared to starting elements known Orders are given when the starting process alone is carried out via the machine. The switching element will in this case only to transfer the static Moment needed.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel. Further advantages and advantageous configurations of the Invention result from the claims and the in principle with reference to the drawing described embodiment.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Planetengetriebes, welches als Überlagerungsgetriebe ausgeführt ist; Figure 1 is a highly schematic representation of a planetary gear, which is designed as a superposition gear.

Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges mit einem elektromagnetischen Anfahrelement; Fig. 2 is a highly schematic representation of a drive train with an electromagnetic starting element;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des in Fig. 2 dargestellten Antriebsstranges; und Fig. 3 is a flowchart of a method for controlling the drive train shown in Fig. 2; and

Fig. 4 ein Drehzahl-Zeit-Diagramm, welches die Drehzahlen der Antriebsmaschine, der elektrischen Maschine und einer Abtriebswelle des Planetengetriebes während eines Anfahrvorganges des Antriebsstranges gemäß Fig. 2 darstellt. Fig. 4 is a speed-time diagram showing the speeds of the prime mover, the electric machine and an output shaft of the planetary gear during a startup process of the drive train according to FIG. 2.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist eine stark schematisierte Darstellung eines als Überlagerungsgetriebe ausgeführten Planetengetriebes 1 eines in Fig. 2 schematisiert dargestellten Antriebsstranges 2 eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Das Planetengetriebe 1 bzw. dessen Hohlrad 3 ist mit einer Antriebsmaschine 4 verbunden. Ein Sonnenrad 5 des Planetengetriebes 1 ist mit einer elektrischen Maschine 6 wirkverbunden. Ein Planetenträger 7 ist mit einer Abtriebswelle 8 verbunden, welche gleichzeitig eine Getriebeeingangswelle eines in Fig. 2 dargestellten Vorgelegegetriebes 9 darstellt, wobei anstelle des Vorgelegegetriebes 9 auch jedes beliebige andere Schaltgetriebe oder auch stufenlose Getriebe vorgesehen sein kann. Referring to Fig. 1 is a highly schematic representation of a superposition gear is designed as a planetary gear set 1 a in Fig. 2 schematically illustrated drive train 2 shown a motor vehicle. The planetary gear 1 or its ring gear 3 is connected to a drive machine 4 . A sun gear 5 of the planetary gear 1 is operatively connected to an electrical machine 6 . A planet carrier 7 is connected to an output shaft 8 , which at the same time represents a transmission input shaft of a countershaft transmission 9 shown in FIG. 2, whereby any other manual transmission or also continuously variable transmission can be provided instead of the countershaft transmission 9 .

Die elektrische Maschine 6 stellt vorliegend eine in den Antriebsstrang 2 integrierte Starter-Generator-Einheit dar, welche indirekt über das Planetengetriebe 1 auf das Vorgelegegetriebe 9 wirkt. Das Planetengetriebe 1 weist drei Freiheitsgrade in der Drehbewegung auf, wobei sich jeweils in Abhängigkeit von zwei Drehzahlen eine dritte Drehzahl ergibt und sich zwei Drehbewegungen zu einer dritten Drehbewegung überlagern. In the present case, the electrical machine 6 represents a starter-generator unit integrated in the drive train 2 , which acts indirectly on the countershaft transmission 9 via the planetary gear 1 . The planetary gear 1 has three degrees of freedom in the rotational movement, a third rotational speed resulting in each case as a function of two rotational speeds and two rotational movements superimposed on a third rotational movement.

Des weiteren ist zwischen dem Sonnenrad 5 und dem Planetenträger 7 ein reibschlüssiges Schaltelement 10 angeordnet, welches in geschlossenem Zustand zu einem Verblocken des Planetengetriebes 1 führt, wobei in verblocktem Zustand des Planetengetriebes 1 ein von der Antriebsmaschine 4 eingehendes Antriebsmoment mit einer Übersetzung i = 1 an die Getriebeeingangswelle 8 weitergeleitet wird. In geöffnetem Zustand des Schaltelementes bzw. der Kupplung 10 weist das Planetengetriebe 1 eine Übersetzung von beispielsweise i0 = -3 auf, wobei in Abhängigkeit des jeweilig vorliegenden Anwendungsfalles auch andere Übersetzungen möglich sind. Furthermore, a frictional shifting element 10 is arranged between the sun gear 5 and the planet carrier 7 , which leads in the closed state to a blocking of the planetary gear 1 , wherein in the blocked state of the planetary gear 1 an input torque from the drive machine 4 with a ratio i = 1 is applied the transmission input shaft 8 is forwarded. In the open state of the switching element or the clutch 10 , the planetary gear 1 has a gear ratio of, for example, i 0 = -3, other gear ratios also being possible depending on the respective application.

Die elektrische Maschine 6, das Planetengetriebe 1 und die Kupplung 10 bilden ein elektrodynamisches Anfahrelement, wobei sich die Drehzahlen der Antriebsmaschine bzw. des Hohlrades 3 und die Drehzahl des Sonnenrades 5 bzw. eines Rotors 11 der elektrischen Maschine 6 während eines Anfahrvorganges bei geöffneter Kupplung 10 zu der Drehzahl des Planetenträgers 7 überlagern. The electric machine 6 , the planetary gear 1 and the clutch 10 form an electrodynamic starting element, the rotational speeds of the drive machine or the ring gear 3 and the speed of the sun gear 5 or a rotor 11 of the electric machine 6 during a starting process with the clutch 10 open superimpose on the speed of the planet carrier 7 .

Um Beschädigungen der Verzahnungen des Planetengetriebes 1 durch Ungleichförmigkeiten des Antriebsverhaltens der Antriebsmaschine 4 zu reduzieren bzw. zu vermeiden, ist zwischen der Antriebsmaschine 4, welche vorliegend als Verbrennungsmotor ausgeführt ist, und dem Planetengetriebe 1 ein an sich bekannter Torsionsdämpfer 12 zwischengeschaltet. To avoid damage of the gears of the planetary gear 1 by non-uniformities of the driving behavior of the drive machine 4 to reduce or avoid is is which presently performed between the engine 4 as the internal combustion engine, and the planetary gear 1 is interposed a per se known torsion damper 12th

Bei dem elektrodynamischen Anfahrsystem gemäß Fig. 1 und Fig. 2 wird ein Drehmoment T_am der Antriebsmaschine 4 auf eine Welle des dreiwelligen Planetengetriebes 1, welche mit dem Hohlrad 3 verbunden ist, aufgebracht. Gleichzeitig wirkt auf eine weitere welle des Planetengetriebes 1 ein Drehmoment T_em der elektrischen Maschine 6, welche mit dem Sonnenrad 5 wirkverbunden ist. Ein Abtriebsmoment an der Summenwelle des Planetengetriebes 1, welche mit dem Planetenträger 7 verbunden ist, wirkt direkt auf die Getriebeeingangswelle 8 des Vorgelegegetriebes bzw. Schaltgetriebes 9. In the electrodynamic starting system according to FIG. 1 and FIG. 2 is a torque T_am the drive machine 4 on a shaft of the three shaft planetary transmission 1, which is connected with the ring gear 3 applied. At the same time, a torque T_em of the electrical machine 6 , which is operatively connected to the sun gear 5, acts on a further shaft of the planetary gear 1 . An output torque on the sum shaft of the planetary gear 1 , which is connected to the planet carrier 7 , acts directly on the transmission input shaft 8 of the countershaft transmission or manual transmission 9 .

Diese Anordnung ermöglicht ein Anfahren des in Fig. 2 dargestellten Antriebsstranges 2 mit einer geringen thermischen und mechanischen Belastung eines reibschlüssigen Schaltelementes, da die reibschlüssige Kupplung 10 im Antriebsstrang 2 für den Fall vorgesehen ist, daß das Drehmoment T_em der elektrischen Maschine 6 nicht ausreichend ist, um die Drehzahlen der einzelnen Bauelemente des Planetengetriebes 1 zu synchronisieren. Des weiteren ist die reibschlüssige Kupplung 10 dazu vorgesehen, das Planetengetriebe 1 nach Abschluß des Synchronisierungsvorganges des Planetengetriebes durch vollständiges Schließen der Kupplung 10 zu überbrücken. This arrangement allows a start of the drive train 2 shown in Fig. 2 with a low thermal and mechanical loading of a frictional shift element, since the friction clutch 10 is provided in the drive train 2 for the case that the torque T_em of the electric machine 6 is not sufficient, to synchronize the speeds of the individual components of the planetary gear 1 . Furthermore, the friction clutch 10 is provided to bridge the planetary gear 1 after the synchronization process of the planetary gear has been completed by completely closing the clutch 10 .

Die Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm einer Anfahrregelung des Antriebsstranges gemäß Fig. 2, mittels welcher ein Anfahrvorgang des Antriebsstranges 2 vollautomatisch bei geringer Belastung der Kupplung 10 regelbar ist. Die vorgestellte Regelung läßt sich allgemein auf alle Antriebsstränge anwenden, die eine integrierte Starter-Generator- Einheit mit einer drehzahl- und momentenvariablen Maschine als Anfahrelement aufweisen, wobei vorliegend die Anfahrregelung exemplarisch anhand eines Antriebsstranges mit einem elektromechanischen Anfahrelement beschrieben wird. FIG. 3 shows a flowchart of a start control of the drive train according to FIG. 2, by means of which a start process of the drive train 2 can be controlled fully automatically with little load on the clutch 10 . The regulation presented can be applied generally to all drive trains which have an integrated starter-generator unit with a variable-speed and torque-variable machine as the starting element, the starting control being described here by way of example using a drive train with an electromechanical starting element.

Des weiteren ist die in Fig. 3 dargestellte Regelung dann sinnvoll einsetzbar, wenn eine elektrische Maschine beispielsweise wegen einer begrenzten Spannung eines 42-Volt-Bordnetzes oder wegen begrenzter Leistungsabgabefähigkeit eines Energiespeichers derart dimensioniert ist, daß ihr aktuell maximal abgebbares Drehmoment T_em_max nicht ausreichend groß ist, um entsprechende Drehmomente einer Antriebsmaschine zur Synchronisierung der Drehzahlen am Planetengetriebe abzustützen. In einem derartigen Fall wird die reibschlüssige Kupplung neben der elektrischen Maschine zum Synchronisieren des Planetengetriebes verwendet. Furthermore, the control system shown in FIG. 3 can be used sensibly if an electrical machine is dimensioned such that, for example, due to a limited voltage of a 42-volt electrical system or because of a limited power output capacity of an energy storage device, that its currently maximum output torque T_em_max is not sufficiently large to support corresponding torques of a drive machine for synchronizing the speeds on the planetary gear. In such a case, the friction clutch is used in addition to the electrical machine for synchronizing the planetary gear.

Zur Reduzierung einer thermischen Belastung der reibschlüssigen Kupplung 10 wird die elektrische Maschine 6 während eines Anfahrvorganges vorrangig für den Synchronisierungvorgang des Planetengetriebes 1 eingesetzt. Ein dynamisches Kupplungsmoment wird erst dann aufgebaut, wenn das aktuell maximal abgebbare Drehmoment T_em_max der elektrischen Maschine 6 für ein Abstützen des Antriebsmomentes T_am der Antriebsmaschine 4 nicht mehr ausreicht. To reduce a thermal load on the friction clutch 10 , the electric machine 6 is used primarily during the starting process for the synchronization process of the planetary gear 1 . A dynamic clutch torque is only built up when the current maximum torque T_em_max of the electrical machine 6 is no longer sufficient to support the drive torque T_am of the drive machine 4 .

Dazu wird in Abhängigkeit einer Anforderung "Anfahren" eines Bedieners bzw. eines Fahrers eines Fahrzeuges, welche z. B. über ein Fahrpedal 14 erfolgt, von einem Steuergerät 13 der Antriebsmaschine 4 ein Signal zum Erhöhen der Drehzahl n_am der Antriebsmaschine 4 ausgegeben. For this purpose, an operator or a driver of a vehicle, which, for. Is carried out, via an accelerator pedal 14, by a control unit 13 of the drive machine 4, a signal for increasing the rotational speed of the drive machine 4 n_am output.

Gleichzeitig ermittelt das Steuergerät 13 der Antriebsmaschine 4 in einem Schritt S1 eine Ist-Drehzahl n_am_ist der Antriebsmaschine 4. Die Ist-Drehzahl n_am_ist wird in einem Schritt S2 einer Soll-Leerlaufdrehzahl n_am_LL_soll der Antriebsmaschine 4 gegenübergestellt, wobei aus der Soll-Leerlaufdrehzahl n_am_LL_soll und der Ist-Drehzahl n_am_ist der Antriebsmaschine 4 eine Differenzdrehzahl Δn_am bestimmt wird. In einem anschließenden Schritt S3 wird die Differenzdrehzahl Δn_am zur Generierung einer Reglervorgabe eines theoretischen Drehmomentwertes T_reg herangezogen, wobei hier ein Proportionalregler verwendet wird. Simultaneously, the control unit 13 determines the drive machine 4 in a step S1, an actual rotational speed of the prime mover n_am_ist. 4 The actual speed is n_am_ist the drive machine 4 compared in a step S2, a target idling speed n_am_LL_soll, said actual rotational speed from the target idling speed n_am_LL_soll and n_am_ist of the drive machine 4, a differential speed Δn_am is determined. In a subsequent step S3, the differential speed Δn_am is used to generate a controller specification of a theoretical torque value T_reg, a proportional controller being used here.

In einem Schritt S4 wird eine Fahrpedalstellung Phi bestimmt, die als Ausgangssignal des Schritts S4 einen Eingangswert für das Steuergerät 13 der Antriebsmaschine 4 und eines weiteren Schritts S5 darstellt. In dem Schritt S5 wird in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl n_am_ist und der Fahrpedalstellung Phi ein aktuell maximal abgebbares Drehmoment T_am_max der Antriebsmaschine 4 über ein in einem weiteren separaten Steuergerät abgelegtes Kennfeld ermittelt. Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, das weitere Steuergerät mit dem Kennfeld in das Steuergerät 13 der Antriebsmaschine 4 zu integrieren. In a step S4, an accelerator pedal position Phi is determined, which represents an input value for the control unit 13 of the engine 4 and a further step S5 as the output signal of the step S4. In step S5, depending on the actual speed n_am_act and the accelerator pedal position Phi, a maximum torque T_am_max that can currently be output from the drive machine 4 is determined via a map stored in another separate control unit. Of course, it is at the discretion of the person skilled in the art to integrate the further control device with the map into the control device 13 of the drive machine 4 .

Das aus der Ist-Drehzahl n_am_ist der Antriebsmaschine 4 über das in dem weiteren Steuergerät gespeicherte Verbrennungsmotor-Kennfeld umgerechnete aktuell maximal abgebbare Drehmoment T_am_max der Antriebsmaschine 4 wird mittels eines Korrekturwertes k in einem Schritt S6 an das reale System bzw. an den Antriebsstrang 2 angepaßt. Der Korrekturwert k ist ein Abstimmparameter, der empirisch ermittelt ist und mit dem eine Abstimmung des Systems bzw. des Antriebsstranges erreicht wird. The currently maximum torque T_am_max of the drive machine 4 converted from the actual speed n_am_actuated by the drive machine 4 via the internal combustion engine map stored in the further control device is adapted to the real system or to the drive train 2 in a step S6 by means of a correction value k. The correction value k is a tuning parameter that is determined empirically and with which a tuning of the system or the drive train is achieved.

Der Korrekturwert k nimmt dabei Werte zwischen 0 und 1 an, wobei mit der Abstimmung ein eventuelles Abwürgen einer als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmaschine vermieden wird. Selbstverständlich kann hierbei auch ein Adaptionsverfahren in die Anfahrregelung implementiert werden, welches ein Abstimmen des Systems im Betrieb durch eine entsprechende Adaption des Korrekturwertes k zur Folge hat. The correction value k takes values between 0 and 1 with the vote a possible stalling of a engine designed as an internal combustion engine is avoided. Of course, a can also be used here Adaptation procedures are implemented in the start-up control, which is a tuning of the system in operation by a corresponding adaptation of the correction value k results.

Das Produkt aus dem Korrekturwert k und dem aktuell maximal abgebbaren Drehmoment T_am_max der Antriebsmaschine 4 wird als sogenanntes Vorsteuermoment bezeichnet, wobei das der Fahrerwunschvorgabe entsprechende Soll-Drehmoment T_soll aus der Summe der Regelvorgabe T_reg und dem Vorsteuermoment k.T_am-max in einem Schritt S7 bestimmt wird. The product of the correction value k and the currently maximum torque T_am_max of the drive machine 4 is referred to as a so-called pilot torque, the target torque T_soll corresponding to the driver's desired specification being determined in a step S7 from the sum of the control specification T_reg and the pilot torque k.T_am-max becomes.

Parallel zu der Bestimmung des von der Antriebsmaschine 4 zu übertragenden Soll-Drehmoments T_soll wird in einem Schritt S8 mittels eines nicht näher dargestellten Drehzahlsensors eine Ist-Drehzahl n_em_ist der elektrischen Maschine 6 ermittelt und in einem Schritt S9 ein der Ist- Drehzahl n_em_ist der elektrischen Maschine 6 entsprechendes Signal generiert. In einem Schritt S10 wird in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl n_em_ist der elektrischen Maschine 6 ein aktuell maximal abgebbares Drehmoment T_em_max der elektrischen Maschine 6 über eine in dem weiteren Steuergerät abgelegte Vollast-Kennlinie der elektrischen Maschine 6 bestimmt. Parallel to the determination of from the engine 4 to be transmitted target torque T_soll an actual rotational speed is n_em_ist of the electrical machine 6 determines and in a step S9, the actual speed n_em_ist in a step S8, by means of a not shown speed sensor of the electric machine 6 corresponding signal generated. In a step S10, depending on the actual speed n_em_actual of the electrical machine 6, a maximum torque T_em_max that can currently be output of the electrical machine 6 is determined via a full-load characteristic curve of the electrical machine 6 stored in the further control device.

In einem Schritt S11 wird überprüft, ob das Soll-Drehmoment T_soll kleiner oder gleich dem aktuell maximal abgebbaren Drehmoment T_em_max der elektrischen Maschine 6 ist oder nicht. Bei einem positiven Abfrageergebnis erfolgt in einem Schritt S12 eine Drehmomentenvorgabe dahingehend, daß ein Soll-Drehmoment T_em_soll der elektrischen Maschine 6 dem Soll-Drehmoment T_soll entspricht und ein Soll-Drehmoment T_ku_soll der reibschlüssigen Kupplung 10 auf den Wert null gesetzt wird und diese geöffnet bleibt. Somit ist die Kupplungsbelastung während des Anfahrvorganges bis zum Erreichen des maximal möglichen Drehmomentes T-em_max der elektrischen Maschine 6 gleich Null. In a step S11, it is checked whether the target torque T_soll less than or equal to the currently maximum deliverable torque T_em_max of the electrical machine 6 or not. If the result of the query is positive, a torque is specified in step S12 such that a target torque T_em_soll of the electrical machine 6 corresponds to the target torque T_soll and a target torque T_ku_soll of the friction clutch 10 is set to the value zero and remains open. Thus, the clutch load during the starting process is zero until the maximum possible torque T-em_max of the electrical machine 6 is reached.

Bei einem negativen Abfrageergebnis des Schrittes S11 wird in einem nachfolgenden Schritt S13 das Soll-Drehmoment T_em_soll der elektrischen Maschine auf das maximale Drehmoment T_em_max ausgeregelt, und das Soll-Drehmoment T_ku_soll der reibschlüssigen Kupplung 10 wird aus der Differenz des Soll-Drehmoments T-soll und dem maximalen Drehmoment T_em_max der elektrischen Maschine 6 gebildet, wobei unter dem Soll-Drehmoment T_ku_soll der Kupplung 10 der Teil des Drehmomentes der Antriebsmaschine 4 bezeichnet ist, welches von der Kupplung abgestützt wird. Damit ist gewährleistet, daß der Anfahrvorgang abgeschlossen werden kann. If the result of step S11 is negative, the setpoint torque T_em_soll of the electric machine is adjusted to the maximum torque T_em_max in a subsequent step S13, and the setpoint torque T_ku_soll of the friction clutch 10 is calculated from the difference between the setpoint torque T-setpoint and the maximum torque T_em_max of the electrical machine 6 , the target torque T_ku_soll of the clutch 10 denoting the part of the torque of the drive machine 4 which is supported by the clutch. This ensures that the start-up process can be completed.

Mit dem in Fig. 3 schematisiert dargestellten Regelungssystem wird eine Anforderung "Anfahren eines Antriebsstranges" durch das Drücken des Fahrpedals 14 bzw. durch Betätigen eines Leistungsanforderungselementes bei eingelegtem ersten Gang bzw. bei einer Anfahrübersetzung über die Fahrpedalstellung Phi an das Steuergerät 13 der Antriebsmaschine und das Anfahrregelsystem weitergegeben. Die Drehzahl der Antriebsmaschine 4 erhöht sich, wobei die Ist- Drehzahl n_am_ist der Antriebsmaschine 4 mit der vorgegebenen Soll-Leerlaufdrehzahl n_am_LL_soll verglichen wird. With the control system shown schematically in Fig. 3, a request "starting a drive train" by pressing the accelerator pedal 14 or by actuating a power request element with engaged first gear or with a starting ratio via the accelerator pedal position Phi to the control unit 13 of the drive machine and that Approach control system passed on. The speed of the drive machine 4 increases, the actual speed n_am_actual of the drive machine 4 being compared with the predetermined target idling speed n_am_LL_soll.

Die Differenzdrehzahl Δn_am bewirkt ein Ansprechen des Proportionalreglers, wobei die Ist-Drehzahl n_am_ist der Antriebsmaschine 4 gleichzeitig über das in dem weiteren Steuergerät gespeicherte Antriebsmaschinen-Kennfeld in ein mögliches maximales Drehmoment T_am_max umgerechnet wird, woraus das Vorsteuermoment k.T_am_max bestimmt wird. Die Summe aus dem Vorsteuermoment und der Reglervorgabe T_reg ergibt das Soll-Drehmoment T_soll, welches nachfolgend in ein wirksames Drehmoment T_em_soll der elektrischen Maschine 6 und ein Kupplungsmoment T_ku_soll aufgeteilt wird. Die vorgegebene Strategie ist dabei derart, daß die elektrische Maschine 6 vorrangig bis zu deren Leistungsgrenze belastet wird, bevor die reibschlüssige Kupplung 10 das jeweilige Restmoment bzw. Abstützmoment T_ku_soll für den Anfahrvorgang aufbringen muß. Dabei wird über die Ist-Drehzahl n_em_ist und die gespeicherte Vollast-Kennlinie der elektrischen Maschine 6 ein aktuell maximal mögliches Drehmoment T_em_max der elektrischen Maschine 6 bestimmt. The differential speed Δn_am triggers a response of the proportional controller, the actual speed n_am_act of the drive machine 4 being converted into a possible maximum torque T_am_max at the same time via the drive machine map stored in the further control device, from which the pilot torque k.T_am_max is determined. The sum of the pilot torque and the controller specification T_reg results in the target torque T_soll, which is subsequently divided into an effective torque T_em_soll of the electric machine 6 and a clutch torque T_ku_soll. The predetermined strategy is such that the electrical machine 6 is primarily loaded up to its performance limit before the friction clutch 10 must apply the respective residual torque or support torque T_ku_soll for the starting process. A current maximum possible torque T_em_max of the electrical machine 6 is determined via the actual speed n_em_actual and the stored full-load characteristic curve of the electrical machine 6 .

Über die logische Abfrage des Schrittes S11 bzw. bei einem positiven Abfrageergebnis des Schrittes S11 wird nur ein Regler der elektrischen Maschine 6 mit einem Signal beaufschlagt, welches eine dem Soll-Drehmoment T_soll entsprechende Drehmomentvorgabe für die elektrische Maschine 6 ergibt. Bei einem negativen Abfrageergebnis des Schritts S11 wird die elektrische Maschine 6 auf ihr maximales Drehmoment ausgeregelt, wobei das verbleibende Differenzdrehmoment von der reibschlüssigen Kupplung 10 erzeugt werden muß, um den Anfahrvorgang erfolgreich abzuschließen. Via the logical query of step S11 or, in the event of a positive query result of step S11, only a controller of the electrical machine 6 is subjected to a signal which results in a torque specification for the electrical machine 6 corresponding to the target torque T_setpoint. If the result of step S11 is negative, the electrical machine 6 is adjusted to its maximum torque, the remaining differential torque having to be generated by the friction clutch 10 in order to successfully complete the starting process.

Das Drehmoment T_am der Antriebsmaschine 4 wird vorliegend durch eine Brennkraftmaschine erzeugt, wobei das Antriebsmoment auch durch andere geeignete leistungsabgebende Maschinen wie beispielsweise einen Hydrostaten, eine Elektromaschine, eine Gasturbine oder dergleichen erzeugt werden kann. Das Drehmoment T_em der elektrischen Maschine kann auch durch andere geeignete drehmomenterzeugende, die als drehzahl- und momentenvariable Maschinen ausgeführt sind, wie beispielsweise ein Hydrostat, eine hydrodynamische Bremse, eine elektrodynamische Wirbelstrombremse oder dergleichen, erzeugt werden. Die geringste Kupplungsbelastung beim Anfahren der Antriebsmaschine an der Getriebeeingangswelle 8 wird erreicht, wenn beim Anfahren eine elektrische oder eine hydrostatische Maschine eingesetzt wird, die im Vierquadrantenbetrieb unter Ausnutzung von zwei Quadranten ihr Drehmoment an die mit dem Sonnenrad 5 des Planetengetriebes 1 verbundene Welle abgibt. In the present case, the torque T_am of the drive machine 4 is generated by an internal combustion engine, wherein the drive torque can also be generated by other suitable power-output machines such as, for example, a hydrostat, an electric machine, a gas turbine or the like. The torque T_em of the electrical machine can also be generated by other suitable torque-generating devices, which are designed as variable-speed and torque-variable machines, such as a hydrostat, a hydrodynamic brake, an electrodynamic eddy current brake or the like. The lowest clutch load when starting the drive machine on the transmission input shaft 8 is achieved when an electric or hydrostatic machine is used when starting, which in four-quadrant operation uses two quadrants to transmit its torque to the shaft connected to the sun gear 5 of the planetary gear 1 .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges läßt sich bei allen entsprechend Fig. 1 aufgebauten Antriebssträngen anwenden, bei denen eine Maschine oder ein Fahrzeug von einer Hauptantriebsmaschine, wie hier einer Kurbelwelle und einem Verbrennungsmotor, über ein dreiwelliges Getriebe, wie hier ein Planetengetriebe, welches als Überlagerungsgetriebe betrieben werden kann, angefahren und angetrieben wird. Der Antriebsstrang kann somit generell ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs, einer Werkzeugmaschine, eines Flurförderfahrzeuges, einer lasthebenden Maschine oder dergleichen sein. Auch ist die beschriebene Regelungsstrategie für Fahrzeugantriebe, die ein Automatgetriebe beinhalten, einsetzbar. The method according to the invention for regulating a starting process of a drive train can be applied to all drive trains constructed according to FIG. 1, in which a machine or a vehicle is driven by a main drive machine, such as a crankshaft and an internal combustion engine, via a three-shaft gearbox, such as a planetary gearbox, which can be operated as a superposition gear, started and driven. The drive train can thus generally be a drive train of a vehicle, a machine tool, an industrial truck, a load-lifting machine or the like. The control strategy described can also be used for vehicle drives that include an automatic transmission.

Fig. 4 zeigt jeweils einen Verlauf der Drehzahl n_am der Antriebsmaschine 4, einer Drehzahl n_ga der Getriebeeingangswelle 8 und der Drehzahl n_em der elektrischen Maschine 6 während eines Anfahrvorganges, wobei die verschiedenen Drehzahlen über der Zeit t aufgetragen sind. Zum Zeitpunkt t = 0, an dem die Antriebsmaschine 4, welche vorliegend als eine Dieselbrennkraftmaschine ausgeführt ist, mit der Leerlaufdrehzahl umläuft, ist die Drehzahl n_ga der Getriebeantriebswelle gleich null. Die Drehzahl n_em der elektrischen Maschine 6 ist aufgrund des im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgewählten Übersetzungsverhältnisses i = -3 des Planetengetriebes 1 gleich dem Dreifachen der Drehzahl n_am der Antriebsmaschine 4. Bei einer entsprechenden Anforderung eines Fahrers des Fahrzeuges durch eine Veränderung der Fahrpedalstellung Phi steigt die Drehzahl n_am der Dieselbrennkraftmaschine an. Fig. 4 are each a graph showing the speed n_am the drive machine 4, a speed n_ga the transmission input shaft 8 and the speed n_em of the electrical machine 6 during a startup, with the various speeds are plotted over time t. At the point in time t = 0, at which the engine 4 , which is embodied here as a diesel internal combustion engine, rotates at the idling speed, the speed n_ga of the transmission drive shaft is zero. The speed n_em of the electric machine 6 is based on the selected gear ratio in the present embodiment i = -3 of the planetary gear 1 is equal to three times the speed of the prime mover n_am. 4 When the driver of the vehicle requests this by changing the accelerator pedal position Phi, the rotational speed n_am of the diesel engine increases.

Gleichzeitig wird an der während dieser Phase generatorisch betriebenen elektrischen Maschine 6 Strom abgenommen, so daß von der elektrischen Maschine 6 ein Bremsmoment erzeugt wird. Die Maschine 6 wird in dieser Phase des Anfahrvorganges in einem zweiten Kennfeld-Quadranten eines Vier-Quadranten-Kennfeldes betrieben, wobei die Maschine im zweiten Kennfeld-Quadranten ein positives Moment und eine negative Drehzahl aufweist. Dieses Bremsmoment der elektrischen Maschine 6 führt dazu, daß die Drehzahl n_em der elektrischen Maschine in Richtung eines sogenannten Durchstoßpunktes DP von der Dieselbrennkraftmaschine "hochgezogen" wird. Gleichzeitig steigt die Drehzahl n_ga der Getriebeantriebswelle in Richtung der Drehzahl n_am der Dieselbrennkraftmaschine an. Der Durchstoßpunkt DP entspricht dem Punkt des Verlaufes der Drehzahl n_em der elektrischen Maschine 6, an welchem diese null ist. At the same time, 6 current is taken at the regeneratively operated during this phase electric machine so that a braking torque is generated by the electric machine. 6 In this phase of the starting process, the machine 6 is operated in a second map quadrant of a four-quadrant map, the machine having a positive torque and a negative speed in the second map quadrant. This braking torque of the electrical machine 6 leads to the speed n_em of the electrical machine being "pulled up" in the direction of a so-called puncture point DP by the diesel engine. At the same time, the speed n_ga of the transmission drive shaft increases in the direction of the speed n_am of the diesel engine. The piercing point DP corresponds to the point of the course of the speed n_em of the electrical machine 6 at which it is zero.

Bei Überschreiten des Durchstoßpunktes DP des Verlaufes der Drehzahl n_em der elektrischen Maschine 6 muß die elektrische Maschine 6 zum Synchronisieren der Drehzahlen des Planetengetriebes 1 motorisch betrieben werden. Die Maschine 6 wird in dieser Phase des Anfahrvorganges in einem ersten Kennfeld-Quadranten eines Vier-Quadranten- Kennfeldes betrieben, wobei die Maschine im ersten Kennfeld-Quadranten ein positives Moment und eine positive Drehzahl aufweist. Dazu wird der elektrischen Maschine 6 von einer Stromquelle Strom zugeführt. Durch den motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 6 steigt die Drehzahl n_em der elektrischen Maschine in Richtung der Drehzahl n_am der Antriebsmaschine 4 bzw. der Dieselbrennkraftmaschine an. Gleichzeitig wird die Drehzahl n_ga der Getriebeeingangswelle 8 in Richtung der Drehzahl n_am der Dieselbrennkraftmaschine geführt, bis die Drehzahl n_am der Antriebsmaschine 4, die Drehzahl n_ga der Getriebeeingangswelle 8 und die Drehzahl n_em der elektrischen Maschine 6 im Synchronpunkt SP identisch sind. When exceeding the intersection point DP of the course of the rotational speed of the electric machine 6 must n_em the electrical machine 6 to operate a motor for synchronizing the rotational speeds of the planetary gear. 1 In this phase of the starting process, the machine 6 is operated in a first map quadrant of a four-quadrant map, the machine having a positive torque and a positive speed in the first map quadrant. For this purpose, the electrical machine 6 is supplied with current from a current source. As a result of the motor operation of the electrical machine 6 , the speed n_em of the electrical machine increases in the direction of the speed n_am of the drive machine 4 or the diesel engine. At the same time, the speed n_ga of the transmission input shaft 8 is guided in the direction of the speed n_am of the diesel engine until the speed n_am of the prime mover 4 , the speed n_ga of the transmission input shaft 8 and the speed n_em of the electric machine 6 are identical at the synchronization point SP.

Diese Synchronisierung der Drehzahlen des Planetengetriebes 1 wird ohne thermische Kupplungsbelastung der reibschlüssigen Kupplung 10 realisiert, da das Drehmoment T_am der Antriebsmaschine 4 nur über die elektrische Maschine 6 abgestützt wird. Nach Erreichen des Synchronpunktes SP kann die reibschlüssige Kupplung 10 ohne Schlupfphase geschlossen werden. Danach wird das Antriebsmoment der Antriebsmaschine 4 direkt auf die Getriebeeingangswelle 8 geführt. This synchronization of the speeds of the planetary gear 1 is realized without thermal clutch loading of the friction clutch 10 , since the torque T_am of the drive machine 4 is only supported by the electrical machine 6 . After reaching the synchronization point SP, the friction clutch 10 can be closed without a slip phase. The drive torque of the drive machine 4 is then guided directly to the transmission input shaft 8 .

Für den Fall, daß das von der elektrischen Maschine 6 maximal abgebbare Drehmoment T_em_max zum Synchronisieren der Drehzahlen am Planetengetriebe 1 nicht ausreichen sollte, wird die reibschlüssige Kupplung 10 mit einer erforderlichen Schließkraft beaufschlagt. Die Kupplung 10 stützt zunächst in einem schlupfenden Zustand den von der elektrischen Maschine nicht abstützbaren Teil des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 4 ab, bis das Planetengetriebe 1 synchronisiert ist. Anschließend wird die reibschlüssige Kupplung endgültig geschlossen. In the event that the maximum torque T_em_max that can be output by the electrical machine 6 is not sufficient to synchronize the rotational speeds on the planetary gear 1 , the frictional clutch 10 is subjected to a required closing force. The clutch 10 initially supports, in a slipping state, the part of the drive torque of the drive machine 4 that cannot be supported by the electrical machine until the planetary gear 1 is synchronized. Then the friction clutch is finally closed.

Alternativ kann anstatt einer elektrischen Maschine auch eine Scheibenbremse zum Einleiten des Synchronisiervorganges des Planetengetriebes eingesetzt werden, die gegen ein feststehendes Gehäuse des Planetengetriebes abbremst. Dabei wird der gleiche Effekt wie mit einer elektrischen Maschine im generatorischen Betriebsbereich, wie zu Fig. 4 beschrieben, erzielt. Die verbleibende Differenz der Drehzahlen am Planetengetriebe zwischen dem Durchstoßpunkt DP und dem Synchronpunkt SP wird durch die dann im Schlupfbetrieb geregelte reibschlüssige Kupplung eliminiert. Alternatively, instead of an electric machine, a disc brake can be used to initiate the synchronization process of the planetary gear, which brakes against a fixed housing of the planetary gear. The same effect is achieved as with an electrical machine in the generator operating range, as described for FIG. 4. The remaining difference in the speeds of the planetary gear between the piercing point DP and the synchronizing point SP is eliminated by the frictional clutch that is then regulated in the slip mode.

Beim Einsatz einer elektrischen Maschine zum Synchronisieren der Drehzahlen eines Planetengetriebes sowie zum Abstützen der dynamischen Momente der Antriebsmaschine besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, während des generatorischen Betriebs der elektrischen Maschine Strom an ein Bordnetz bzw. an einen Stromspeicher abzuführen. Der Einsatz eines Stromspeichers bietet hierbei wiederum den Vorteil, daß für einen sich an den generatorischen Betrieb anschließenden motorischen Betriebsbereich der elektrischen Maschine, bei welchem der elektrischen Maschine Strom zugeführt werden muß, eine Stromquelle zur Verfügung steht. Des weiteren kann die elektrische Maschine in Verbindung mit dem Stromspeicher zum Starten einer als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine verwendet werden. Bezugszeichen 1 Planetengetriebe
2 Antriebsstrang
3 Hohlrad
4 Antriebsmaschine
5 Sonnenrad
6 elektrische Maschine
7 Planetenträger
8 Abtriebswelle, Getriebeeingangswelle
9 Schaltgetriebe, Vorgelegegetriebe
10 reibschlüssiges Schaltelement
11 Rotor der elektrischen Maschine
12 Torsionsdämpfer
13 Steuergerät der Antriebsmaschine
14 Fahrpedal, Leistungsanforderungselement
DP Durchstoßpunkt
i Übersetzungsverhältnis
k Korrekturwert
n_am Drehzahl der Antriebsmaschine
n_am_ist Ist-Drehzahl der Antriebsmaschine
n_am_LL_soll Soll-Leerlaufdrehzahl der Antriebsmaschine
Δn_am Differenzdrehzahl
n_em Drehzahl der elektrischen Maschine
n_em_ist Ist-Drehzahl der elektrischen Maschine
n_ga Drehzahl der Getriebeantriebswelle
Phi Fahrpedalstellung
S1-S13 Schritt
SP Synchronpunkt
t Zeit
T_am Drehmoment der Antriebsmaschine
T_am_max maximales Drehmoment der Antriebsmaschine bzw. aktuell maximal abgebbares Drehmoment der Antriebsmaschine
T_em Drehmoment der elektrischen Maschine
T_em_max maximales Drehmoment der elektrischen Maschine bzw. aktuell maximal abgebbares Drehmoment der elektrischen Maschine
T_soll Soll-Drehmoment
k × T_am_max Vorsteuermoment
T_ku_soll Soll-Drehmoment des reibschlüssigen Schaltelementes
T_reg Reglervorgabe
When using an electrical machine for synchronizing the speeds of a planetary gear and for supporting the dynamic moments of the drive machine, there is advantageously the possibility of dissipating current to an electrical system or to a power store during generator operation of the electrical machine. The use of a power store in turn offers the advantage that a power source is available for a motor operating area of the electric machine following the generator operation, in which power must be supplied to the electric machine. Furthermore, the electrical machine can be used in conjunction with the power store to start a drive machine designed as an internal combustion engine. Reference number 1 planetary gear
2 powertrain
3 ring gear
4 prime mover
5 sun gear
6 electric machine
7 planet carriers
8 output shaft, transmission input shaft
9 manual transmission, countershaft transmission
10 frictional switching element
11 rotor of the electrical machine
12 torsion dampers
13 Drive unit control unit
14 accelerator pedal, power requirement element
DP penetration point
i gear ratio
k correction value
n_am the speed of the drive machine
n_am_ist Actual speed of the drive machine
n_am_LL_soll target idle speed of the drive machine
Δn_am differential speed
n_em speed of the electrical machine
n_em_ist Actual speed of the electrical machine
n_ga speed of the gearbox input shaft
Phi accelerator pedal position
S1-S13 step
SP synchronization point
t time
T_am torque of the prime mover
T_am_max maximum torque of the drive machine or currently maximum output torque of the drive machine
T_em torque of the electrical machine
T_em_max maximum torque of the electrical machine or currently maximum output torque of the electrical machine
T_setpoint target torque
k × T_am_max pilot torque
T_ku_soll target torque of the frictional shift element
T_reg controller specification

Claims (17)

1. Verfahren zum Regeln eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges (2) mit einem von einer Antriebsmaschine (4) antreibbaren Verbraucher (9) und einem dazwischen angeordneten Planetengetriebe (1), wobei das Planetengetriebe (1) über ein reibschlüssiges Schaltelement (10) überbrückbar ist und zur variablen Übertragung eines Drehmoments (T_am) der Antriebsmaschine (4) mit einer drehzahl- und momentenvariablen Maschine (6) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Antriebsmaschine (4) auf den Verbraucher (9) entsprechend einer Anforderung zu übertragendes Soll-Drehmoment (T_soll) zusätzlich stufenlos über das Schaltelement (10) geregelt einstellbar ist. 1. A method for regulating a starting process of a drive train ( 2 ) with a consumer ( 9 ) which can be driven by a drive machine ( 4 ) and a planetary gear ( 1 ) arranged between them, the planetary gear ( 1 ) being able to be bridged via a frictional shift element ( 10 ) and a torque (T_am) of the drive machine (4) having a speed and torque variable machine (6) stands for the variable transmission is in operative connection, characterized in that a transmitting of the drive machine (4) to the consumer (9) according to a request to set -The torque (T_soll) is also continuously adjustable via the switching element ( 10 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) bis zu einem Wert, der einem aktuell maximal von der drehzahl- und momentenvariablen Maschine (6) abgebbaren Drehmoment (T_em_max) entspricht, über die Maschine (6) geregelt eingestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the target torque (T_soll) up to a value which corresponds to a current maximum of the speed and torque variable machine ( 6 ) torque (T_em_max) via the machine ( 6 ) regulated is set. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) ab einem Wert, der größer als das von der Maschine (6) aktuell maximal abgebbare Drehmoment (T_em_max) ist, zusätzlich über das Schaltelement (10) geregelt eingestellt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the target torque (T_soll) from a value which is greater than the maximum torque that can be output by the machine ( 6 ) (T_em_max) is additionally adjusted in a controlled manner via the switching element ( 10 ) becomes. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei einer aktuellen Drehzahl (n_em_ist) der Maschine (6) von dieser aktuell maximal abgebbares Drehmoment (T_em_max) über eine in einem Steuergerät abgelegte Vollastkennlinie der Maschine (6) bestimmt wird. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that a at a current speed (n_em_ist) of the machine ( 6 ) from this currently maximum torque (T_em_max) is determined via a stored in a control unit full load characteristic of the machine ( 6 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) in Abhängigkeit einer Differenzdrehzahl (Δn_am) zwischen einer Soll-Leerlaufdrehzahl (n_am_LL_soll) der Antriebsmaschine (4) und einer Ist-Drehzahl (n_am_ist) der Antriebsmaschine (4) ermittelt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the target torque (T_soll) as a function of a differential speed (Δn_am) between a target idling speed (n_am_LL_soll) of the drive machine ( 4 ) and an actual speed (n_am_ist) the drive machine ( 4 ) is determined. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reglervorgabe (T_reg) für das Soll-Drehmoment (T_soll) in Abhängigkeit der Differenzdrehzahl (Δn_am) durch einen Proportionalregler erfolgt. 6. The method according to claim 5, characterized characterized that a controller specification (T_reg) for the target torque (T_soll) depending on the Differential speed (Δn_am) by a proportional controller he follows. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) in Abhängigkeit eines bei einer Ist-Drehzahl (n_am_ist) der Antriebsmaschine (4) von dieser maximal abgebbaren Drehmoments (T_am_max) bestimmt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the target torque (T_soll) is determined as a function of one at an actual speed (n_am_ist) of the drive machine ( 4 ) from this maximum torque (T_am_max). 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Antriebsmaschine (4) aktuell maximal abgebbares Drehmoment (T_am_max) über ein in einem Steuergerät abgelegtes Kennfeld in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl (n_am_ist) der Antriebsmaschine (4) und einer Stellung eines Leistungsanforderungselementes (14) der Antriebsmaschine (4) ermittelt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a currently maximum output torque from the drive machine ( 4 ) (T_am_max) via a map stored in a control unit as a function of the actual speed (n_am_ist) of the drive machine ( 4 ) and a position of a power request element ( 14 ) of the drive machine ( 4 ) is determined. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Antriebsmaschine (4) aktuell maximal abgebbares Drehmoment (T_am_max) über einen Korrekturwert (k) korrigiert wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a currently maximum output torque from the drive machine ( 4 ) (T_am_max) is corrected via a correction value (k). 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) aus der Summe eines Vorsteuerdrehmoments (k × T_am_max) der Antriebsmaschine (4) und der Reglervorgabe (T_reg) gebildet wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the target torque (T_soll) is formed from the sum of a pilot torque (k × T_am_max) of the drive machine ( 4 ) and the controller specification (T_reg). 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll- Drehmoment (T_soll) eine Drehmomentvorgabe für die Maschine (6) darstellt, wenn das Soll-Drehmoment (T_soll) kleiner oder gleich dem von der Maschine (6) aktuell maximal abgebbaren Drehmoment (T_em_max) ist. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the target torque (T_soll) represents a torque specification for the machine ( 6 ) when the target torque (T_soll) is less than or equal to that of the machine ( 6 ) is currently the maximum torque that can be output (T_em_max). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) eine Drehmomentvorgabe für die Maschine (6) und das reibschlüssige Schaltelement (10) darstellt, wenn das Soll-Drehmoment (T_soll) größer als das von der Maschine (6) aktuell maximal abgebbare Drehmoment (T_em_max) ist. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the target torque (T_soll) represents a torque specification for the machine ( 6 ) and the frictional shift element ( 10 ) when the target torque (T_soll) is greater than that maximum torque (T_em_max) that can currently be output by the machine ( 6 ). 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentvorgabe für die Maschine (6) gleich dem von der Maschine (6) aktuell maximal abgebbaren Drehmoment (T_em_max) ist und die Drehmomentvorgabe für das Schaltelement (10) ein Differenzdrehmoment (T_ku_soll) zwischen dem Soll-Drehmoment (T_soll) und dem von der elektrischen Maschine (6) aktuell maximal abgebbaren Drehmoment (T_em_max) darstellt. 13. The method according to claim 12, characterized in that the torque setting for the machine ( 6 ) is equal to the maximum torque that can be output by the machine ( 6 ) (T_em_max) and the torque setting for the switching element ( 10 ) is a differential torque (T_ku_soll) between represents the target torque (T_soll) and the maximum torque that can currently be output by the electrical machine ( 6 ) (T_em_max). 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (6) als eine elektrische Maschine oder als ein Hydrostat ausgebildet ist. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the machine ( 6 ) is designed as an electrical machine or as a hydrostat. 15. Antriebsstrang (2) mit einem Planetengetriebe (1), wobei eine Antriebsmaschine (4), eine drehzahl- und momentenvariable Maschine (6) und ein von der Antriebsmaschine anzutreibender Verbraucher (9) mit dem Planetengetriebe (1) wirkverbunden sind und ein Drehmoment (T_am) der Antriebsmaschine (4) von der elektrischen Maschine (6) während eines Anfahrvorganges wenigstens teilweise abstützbar ist, und wobei ein reibschlüssiges Schaltelement (10) zum Verblocken des Planetengetriebes (1) vorgesehen ist, welches als zusätzliches Anfahrelement ansteuerbar ist. 15. Drive train ( 2 ) with a planetary gear ( 1 ), a drive machine ( 4 ), a variable-speed and torque-variable machine ( 6 ) and a consumer ( 9 ) to be driven by the drive machine are operatively connected to the planetary gear ( 1 ) and a torque (T_am) of the drive machine (4) by the electric machine (6) during a starting process can be supported at least partly, and wherein a frictional shift element (10) is provided for blocking the planetary gear (1) which can be controlled as an additional starting element. 16. Antriebsstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (4) mit einem Hohlrad (3) und die drehzahl- und momentenvariable Maschine (6) mit einem Sonnenrad (5) des Planetengetriebes (1) verbunden ist und über das Schaltelement (10) das Sonnenrad (5) des Planetengetriebes (1) mit dessen Hohlrad (3) oder dessen Planetenträger (7) fest verbindbar ist, wobei das Schaltelement (10) in Abhängigkeit eines angeforderten Soll-Drehmomentes (T_soll) für einen Verbraucher (9) mit einer derartigen Schließkraft beaufschlagbar ist, daß das Soll-Drehmoment (T_soll) von der Antriebsmaschine (4) über das Planetengetriebe (1) auf den Verbraucher (9) übertragbar ist. 16. Drive train according to claim 15, characterized in that the drive machine ( 4 ) with a ring gear ( 3 ) and the speed and torque variable machine ( 6 ) with a sun gear ( 5 ) of the planetary gear ( 1 ) is connected and via the switching element ( 10 ) the sun gear ( 5 ) of the planetary gear ( 1 ) with its ring gear ( 3 ) or its planet carrier ( 7 ) can be firmly connected, the switching element ( 10 ) depending on a requested target torque (T_soll) for a consumer ( 9 ) Such a closing force can be applied such that the target torque (T_soll) can be transmitted from the drive machine ( 4 ) to the consumer ( 9 ) via the planetary gear ( 1 ). 17. Antriebsstrang nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahl- und momentenvariable Maschine (6) als eine elektrische oder eine hydrostatische Maschine ausgebildet ist. 17. Drive train according to claim 15 or 16, characterized in that the speed and torque variable machine ( 6 ) is designed as an electric or a hydrostatic machine.
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