WO2007085358A1 - Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs Download PDF

Info

Publication number
WO2007085358A1
WO2007085358A1 PCT/EP2007/000309 EP2007000309W WO2007085358A1 WO 2007085358 A1 WO2007085358 A1 WO 2007085358A1 EP 2007000309 W EP2007000309 W EP 2007000309W WO 2007085358 A1 WO2007085358 A1 WO 2007085358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clutch
electric machine
lock
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/000309
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Wallner
Notker Amann
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2007085358A1 publication Critical patent/WO2007085358A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/13—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using AC generators and AC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B60W10/023—Fluid clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a motor vehicle drive train, which comprises an internal combustion engine, an electric machine and a transmission, which are coupled to each other via a summation with two input elements and an output element and a frictional clutch designed as a friction clutch, wherein the first input element with the Crankshaft of the internal combustion engine, the second input element to the rotor of the electric machine and the output member is rotatably connected to the input shaft of the transmission, and wherein the lock-up clutch between two elements of the summation gear is arranged, with a switched-off electric machine, with open lock-up clutch and in neutral position located gear synchronizes a occurring at the lock-up speed difference, the lock-up clutch closed and switched the electric machine in the generator mode becomes.
  • a drive train of a motor vehicle of the aforementioned kind is known from DE 199 34 696 A1 and DE 101 52 471 A1.
  • the summation gear is in each case designed as a simple planetary gear with a sun gear, a planet carrier with several planetary gears and a ring gear.
  • the ring gear forms the first input element and is non-rotatably connected to the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the sun gear forms the second input element and is non-rotatably coupled to the rotor of the electric machine.
  • the planet carrier forms the output element and is non-rotatably connected to the input shaft of the gearbox.
  • the lock-up clutch is arranged in each case between the sun gear and the planet carrier of the planetary gear.
  • the lock-up clutch in contrast to the presently assumed design, is designed as a dog clutch, so that the lockup clutch can only be closed during synchronous operation of the internal combustion engine and the input shaft of the manual transmission and thus can only be used to a limited extent.
  • a directional freewheel between the crankshaft and a housing part is arranged, whereby the crankshaft secured against reverse rotation and thus the drive torque of the electric machine is supported against the housing.
  • a further directional freewheel between the input shaft of the gearbox and a housing part is arranged, whereby the input shaft secured against reverse rotation and thus the drive torque of the electric machine is supported against the housing.
  • the lockup clutch is designed as a friction clutch, so that the lockup clutch is also used for a rotational speed difference between the input shaft of the shift transmission and the internal combustion engine for transmitting a torque in slip operation can be.
  • another friction clutch between the input shaft of the gearbox and a housing part is arranged, whereby the input shaft can be braked after reaching a starting speed of the electric machine to start the engine.
  • the lock-up clutch as Friction clutch is assumed, in particular as a wet multi-plate clutch, but alternatively can also be designed as a dry clutch.
  • the lockup clutch can also be arranged between the ring gear and the sun gear, that is to say between the crankshaft of the internal combustion engine and the rotor of the electric machine.
  • the lock-up clutch is fully closed, so that the planetary gear is blocked and rigidly rotates.
  • the rotational speeds and the directions of rotation of the internal combustion engine, the electric machine and the input shaft of the gearbox are identical.
  • the electric machine is operated in this state mainly as a generator for supplying the electrical system, but can be operated in certain operating situations, especially in acceleration phases of the motor vehicle, temporarily as a motor.
  • idling that is to say a power-operated electric machine, when the transmission is in the neutral position and the lock-up clutch open, may result in the need for charging the vehicle electrical system battery.
  • Longer periods of idling occur especially in inner-city journeys with frequent traffic-light stops and on motorway journeys with dust-related stop-and-go traffic in each case during coasting and vehicle standstill.
  • the vehicle electrical system battery in particular when consuming high-consumption electrical consumers, such as a seat heating, a heated rear window and power windows are in operation, be discharged to the extent that a generator operation of the electric machine for charging the electrical system battery is required.
  • the speed difference existing at the opened lock-up clutch which has occurred after the laying of the last engaged gear by different drag torques on the electric machine and on the input shaft of the gearbox, must be compensated. so that the lock-up clutch can be closed and the electric machine switched to generator mode and driven by the idling internal combustion engine.
  • the synchronization of the applied to the lock-up clutch speed difference can be done by a controlled closing of the lock-up clutch in the slip mode.
  • this is disadvantageously associated with an undesirable wear on the friction elements of the lock-up clutch and with an unfavorable heating of the lock-up clutch and adjacent components.
  • the present invention has the object to provide a method by which the speed difference at the lock-up clutch can be synchronized and degraded quickly and with low wear in a drive train of the type mentioned in befindlichem in neutral position transmission. Such a method should also be usable in drive trains containing comparable components, but in other propulsion combination combination.
  • the invention is based on a method for controlling a motor vehicle drive train comprising an internal combustion engine, an electric machine and a transmission, which are coupled to each other via a summation with two input elements and an output element and a frictional clutch formed as a friction clutch, wherein the first Input element with the crankshaft of the internal combustion engine, the second input element with the rotor of the electric machine and the output element with the input shaft of the transmission rotatably ver is bound, and in which the lock-up clutch between two elements of the summation is arranged, synchronized with powerless electric machine, with open lock-up clutch and in neutral position befindlichem gear occurring at the lock-up speed difference, the lock-up clutch is closed and the electric machine is switched to generator mode ,
  • gearbox to understand all types of gear that have a true neutral position with an output speed "zero”, so do not generate an output speed with the value "zero" by an internal gear speed summation
  • gearbox therefore includes, for example, manual transmissions, automated manual transmissions, planetary automatic transmissions and continuously variable transmissions.
  • ⁇ n n_EM-n_VM
  • the input shaft of the gearbox is usually greater than the drag torque of the powerless electric machine, the input shaft is braked at idle and the rotor of the electric machine, reinforced by the effective translation i_EM / VM, delayed or accelerated in the direction of negative rotation, so that the first case is the more probable.
  • the torque generated by the electric motor M_EM may not be sufficient to allow a fast synchronization of the speed difference .DELTA.n or .DELTA.n_K.
  • the reason for this may be a too weak dimensioning of the electric machine or excessive discharge of the electrical system battery.
  • a time interval .DELTA.t_g for the synchronization of the rotational speed difference .DELTA.n_K is specified at the lockup clutch, and that when the synchronous rotational speed is not reached at the end of the time period .DELTA.t_g, the lockup clutch is at least partially closed to support the synchronization.
  • the maximum possible torque M_EM_max the electric machine is determined, and that upon reaching or exceeding the maximum torque M_EM_max by the torque required for the synchronization torque M_EM_soll the lock-up clutch to support the synchronization is at least partially closed.
  • 1 is a first application example for synchronizing the lock-up clutch in the form of a speed diagram
  • Fig. 3 shows the general structure of a drive train in a simplified schematic representation
  • Fig. 4 shows a preferred practical embodiment of the drive train according to FIG. 3 in a schematic representation.
  • a drive train 1 comprises an internal combustion engine 2, an electric machine 3 and a transmission 4, which are coupled to one another via a summation transmission 5 with two input elements 6, 7 and one output element 8.
  • the first input element 6 is rotatably connected to the crankshaft 9 of the internal combustion engine 2, the second input element 7 with the rotor 10 of the electric machine 3 and the output member 8 with the input shaft 11 of the transmission 4 respectively.
  • a bypass clutch 12 designed as a friction clutch is arranged between two elements of the summation gear 5, in the present case between the two input elements 6, 7.
  • the internal combustion engine 2, the electric machine 2 and the lock-up clutch 12 are connected via sensor and control lines 13 with a Control unit 14 in conjunction, via which the components of the drive train 1 are coordinated controlled.
  • FIG. 4 A preferred practical embodiment of the drive train 1 is shown in FIG. 4.
  • the summation gear 5 is formed as a simple planetary gear 15 with a sun gear 16, a planet carrier 17 with a plurality of planetary gears 18 and a ring gear 19.
  • the ring gear 19 forms the first input element 6 and is connected via a flywheel 20 and a torsional vibration damper 21 with the crankshaft 9 of the engine 2 in connection.
  • the sun gear 16 forms the second input element 7 and is directly connected to the rotor 10 of the electric machine 3.
  • the planet carrier 17 forms the output element 8 and is directly connected to the input shaft 11 of the transmission 4 designed as an automated transmission.
  • An arranged between the input shaft 11 and a housing part 22 directional freewheel 23 is used to support the input shaft 11 at a start of the engine 2 by the electric machine 3.
  • the automated transmission 4 is executed in countershaft design and has a total of six forward gears and one reverse gear over each an unsynchronized claw clutch are selectively switchable.
  • the lock-up clutch 12 is disposed between the rotor 10 of the electric machine 3 and a connecting shaft 24 through which the engine 2 is in communication with the ring gear 19.
  • the need for a generator operation of the electric machine 3 may occur at idle, ie when the electric machine 3 is switched off, when the lock-up clutch 12 is open and when the transmission 4 is in the neutral position, in order to charge an associated vehicle electrical system battery.
  • the idling speed difference ⁇ n_K at the lock-up clutch 12 or the speed difference rence .DELTA.n n_EM - n_VM be synchronized between the electric machine 3 and the internal combustion engine 2, so that the lock-up clutch 12 closed quickly and wear-free, and subsequently the electric machine 3 can be switched to the generator mode.
  • Fig. 1 is shown in a speed diagram, as the synchronization of the rotational speed difference .DELTA.n in a drive train 1 with a according to FIG. 2 formed as a planetary gear 15 summation 5 can be done solely by means of the electric machine 3, provided that the torque M_EM the electric machine sufficient for this purpose.
  • the invention also encompasses the use of the method in drive trains with all other possible and different drive couplings between the internal combustion engine 2, the electric machine 3, the summation transmission 5, the clutch 12 and the transmission 4 , which is not shown here separately.
  • M EM should be nominal torque of 3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug- Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor (2) , eine Elektromaschine (3) und ein Getriebe (4) umfasst, die über ein Summierungsgetriebe (5, 15) mit zwei Eingangselementen (6, 7) und einem Ausgangselement sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung (12) miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2) , das zweite Eingangselement mit dem Rotor (10) der Elektromaschine (3) und das Ausgangselement mit der Eingangswelle (11 ) des Getriebes (4) drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5, 15) angeordnet ist, wobei bei kraftlos geschalteter Elektromaschine (3) , bei geöffneter Überbrückungskupplung (12) und bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe (4) eine an der Überbrückungskupplung (12) auftretende Drehzahldifferenz synchronisiert, die Überbrückungskupplung (12) geschlossen und die Elektromaschine (3) in den Generatorbetrieb geschaltet wird. Die Drehzahldifferenz an der Überbrückungskupplung (12) wird mittels der Elektromaschine (3) synchronisiert, wobei von der Elektromaschine (3) bei negativer Drehzahldifferenz ein in Drehrichtung der Kurbelwelle (9) wirksames positives Drehmoment und bei positiver Drehzahldifferenz ein entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle (9) wirksames negatives Drehmoment erzeugt wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuq-Antriebsstranαs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug- Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine und ein Getriebe umfasst, die über ein Summierungsgetriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, das zweite Eingangselement mit dem Rotor der Elektromaschine und das Ausgangselement mit der Eingangswelle des Getriebe drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung zwischen zwei Elementen des Summierungs- getriebes angeordnet ist, wobei bei kraftlos geschalteter Elektromaschine, bei geöffneter Überbrückungskupplung und bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe eine an der Überbrückungskupplung auftretende Drehzahldifferenz synchronisiert, die Überbrückungskupplung geschlossen und die Elektromaschine in den Generatorbetrieb geschaltet wird.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der vorbezeichneten Art ist aus der DE 199 34 696 A1 und der DE 101 52 471 A1 bekannt. In diesem bekannten Antriebsstrang ist das Summierungsgetriebe jeweils als ein einfaches Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Planetenträger mit mehreren Planetenrädern und einem Hohlrad ausgebildet. Das Hohlrad bildet das erste Eingangselement und ist drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Das Sonnenrad bildet das zweite Eingangselement und ist drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine gekoppelt. Der Planetenträger bildet das Ausgangselement und ist drehfest mit der Eingangswelle des Schaltgetriebes verbunden. Die Überbrückungskupplung ist jeweils zwischen dem Sonnenrad und dem Planetenträger des Planetengetriebes angeordnet. In dem Antriebsstrang nach der DE 199 34 696 A1 ist die Überbrü- ckungskupplung im Gegensatz zur vorliegend vorausgesetzten Ausbildung als Klauenkupplung ausgebildet, so dass die Überbrückungskupplung nur bei Synchronlauf des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Schaltgetriebes geschlossen werden kann und somit nur eingeschränkt nutzbar ist. Um einen Antrieb des Kraftfahrzeugs allein mit der Elektromaschine zu ermöglichen, ist ein Richtungsfreilauf zwischen der Kurbelwelle und einem Gehäuseteil angeordnet, wodurch die Kurbelwelle gegen ein Rückwärtsdrehen gesichert und damit das Antriebsmoment der Elektromaschine gegen das Gehäuse abgestützt wird. Um bei stehendem Kraftfahrzeug ein Starten des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine zu ermöglichen, ist ein weiterer Richtungsfreilauf zwischen der Eingangswelle des Schaltgetriebes und einem Gehäuseteil angeordnet, wodurch die Eingangswelle gegen ein Rückwärtsdrehen gesichert und damit das Antriebsmoment der Elektromaschine gegen das Gehäuse abgestützt wird.
In dem Antriebsstrang gemäß der DE 101 52 471 A1 ist die Überbrückungskupplung, wie es für die vorliegende Erfindung vorausgesetzt wird, als Reibungskupplung ausgebildet, so dass die Überbrückungskupplung auch bei einer Drehzahldifferenz zwischen der Eingangswelle des Schaltgetriebes und dem Verbrennungsmotor zur Übertragung eines Drehmomentes im Schlupfbetrieb genutzt werden kann. Um bei stehendem Kraftfahrzeug und in Neutralstellung geschaltetem Getriebe einen Impulsstart des Verbrennungsmotors mit der Elektromaschine zu ermöglichen, ist eine weitere Reibungskupplung zwischen der Eingangswelle des Schaltgetriebes und einem Gehäuseteil angeordnet, wodurch die Eingangswelle nach Erreichen einer Startdrehzahl der Elektromaschine zum Starten des Verbrennungsmotors abgebremst werden kann.
Nachfolgend wird in der Beschreibung der Erfindung ohne Einschränkung des Schutzumfangs beispielhaft von einem weitgehend identischen Aufbau des Antriebsstrangs ausgegangen, wobei die Überbrückungskupplung als Reibungskupplung vorausgesetzt wird, insbesondere als nasse Lamellenkupplung, alternativ aber auch als Trockenkupplung ausgeführt sein kann. Alternativ zu der bekannten Anordnung kann die Überbrückungskupplung auch zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad, also zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und dem Rotor der Elektromaschine, angeordnet sein.
Im normalen Fahrbetrieb ist die Überbrückungskupplung vollständig geschlossen, so dass das Planetengetriebe blockiert ist und starr umläuft. In diesem Betriebszustand sind die Drehzahlen und die Drehrichtungen des Verbrennungsmotors, der Elektromaschine und der Eingangswelle des Schaltgetriebes identisch. Die Elektromaschine wird in diesem Zustand vorwiegend als Generator zur Versorgung des elektrischen Bordnetzes betrieben, kann jedoch in bestimmten Betriebssituationen, insbesondere in Beschleunigungsphasen des Kraftfahrzeugs, vorübergehend auch als Motor betrieben werden.
Bei einem derartigen Antriebsstrang kann sich im Leerlauf, also bei kraftlos geschalteter Elektromaschine, bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe und bei geöffneter Überbrückungskupplung die Notwendigkeit einer Ladung der Bordnetzbatterie ergeben. Längere Leerlaufphasen treten besonders bei innerstädtischen Fahrten mit häufigen Ampelstopps und bei Autobahnfahrten mit staubedingtem Stop-and-Go-Verkehr jeweils beim Ausrollen und bei Fahrzeugstillstand auf. Dabei kann die Bordnetzbatterie, insbesondere dann, wenn verbrauchsintensive elektrische Verbraucher, wie eine Sitzheizung, eine heizbare Heckscheibe und elektrische Fensterheber, in Betrieb sind, soweit entladen werden, dass ein Generatorbetrieb der Elektromaschine zum Laden der Bordnetzbatterie erforderlich wird.
Hierzu muss zunächst die an der geöffneten Überbrückungskupplung bestehende Drehzahldifferenz, die nach dem Auslegen des zuletzt eingelegten Ganges durch unterschiedliche Schleppmomente an der Elektromaschine und an der Eingangswelle des Schaltgetriebes aufgetreten ist, ausgeglichen wer- den, damit die Überbrückungskupplung geschlossen und die Elektromaschine in den Generatorbetrieb geschaltet sowie von dem im Leerlauf befindlichen Verbrennungsmotor angetrieben werden kann.
Die Synchronisierung der an der Überbrückungskupplung anliegenden Drehzahldifferenz kann durch ein gesteuertes Schließen der Überbrückungskupplung im Schlupfbetrieb erfolgen. Dies ist jedoch nachteilig mit einem unerwünschten Verschleiß an den Reibelementen der Überbrückungskupplung und mit einer ungünstigen Erwärmung der Überbrückungskupplung sowie benachbarter Bauteile verbunden.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem bei einem Antriebsstrang der eingangs genannten Art bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe die Drehzahldifferenz an der Überbrückungskupplung schnell und verschleißarm synchronisierbar bzw. abbaubar ist. Ein solches Verfahren soll auch in Antriebssträngen nutzbar sein, die vergleichbare Komponenten, jedoch in anderer Antriebskopplungskombination enthalten.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine und ein Getriebe umfasst, die über ein Summierungsgetriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement und über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, das zweite Eingangselement mit dem Rotor der Elektromaschine und das Ausgangselement mit der Eingangswelle des Getriebes drehfest ver- bunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes angeordnet ist, wobei bei kraftlos geschalteter Elektromaschine, bei geöffneter Überbrückungskupplung und bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe eine an der Überbrückungskupplung auftretende Drehzahldifferenz synchronisiert, die Überbrückungskupplung geschlossen und die Elektromaschine in den Generatorbetrieb geschaltet wird.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „Getriebe" alle Getriebearten zu verstehend sind, die eine echte Neutral- Stellung mit einer Abtriebsdrehzahl „Null" haben, also nicht etwa durch eine getriebeinterne Drehzahlsummation eine Abtriebsdrehzahl mit dem Wert „Null" erzeugen. Unter dem Begriff „Getriebe" fallen daher beispielsweise Handschaltgetriebe, automatisierte Schaltgetriebe, Planeten-Automatikgetriebe und stufenlose Getriebe.
Gemäß der Erfindung ist nun zusätzlich vorgesehen, dass die Drehzahldifferenz Δn_K an der Überbrückungskupplung mittels der Elektromaschine synchronisiert wird, indem die Drehzahldifferenz Δn = n_EM - n_VM zwischen der Elektromaschine und dem Verbrennungsmotor dadurch ausgeglichen wird. Dabei wird von der Elektromaschine bei negativer Drehzahldifferenz (Δn < 0) ein in Drehrichtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wirksames positives Drehmoment M_EM > 0 und bei positiver Drehzahldifferenz (Δn > 0) ein entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wirksames negatives Drehmoment M_EM < 0 erzeugt.
Bei negativer Drehzahldifferenz Δn < 0 wird die Elektromaschine durch das positive Drehmoment M_EM > 0 derselben auf die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors beschleunigt, wobei die Elektromaschine hierzu im Fall eines anfänglichen Rückwärtsdrehens (Drehrichtung entgegen der Drehrichtung des Verbrennungsmotors) bis zum Nulldurchgang als Generator und nachfolgend als Motor betrieben wird. Bei positiver Drehzahldifferenz Δn > 0 wird die Elektromaschine durch das negative Drehmoment M_EM < 0 derselben auf die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors abgebremst, wobei die Elektromaschine hierzu bis zum Erreichen der Synchrondrehzahl als Generator betrieben wird.
Da das Schleppmoment der Eingangswelle des Schaltgetriebes zumeist größer ist als das Schleppmoment der kraftlos geschalteten Elektromaschine, wird die Eingangswelle im Leerlauf abgebremst und der Rotor der Elektromaschine, verstärkt um die wirksame Übersetzung i_EM/VM, in Richtung negativer Drehrichtung verzögert bzw. beschleunigt, so dass der erste Fall der wahrscheinlichere ist.
Durch das Erreichen des Synchronlaufs zwischen der Elektromaschine und dem Verbrennungsmotor (n_EM = n_VM) sind auch die anfangs unterschiedlichen Drehzahlen an der Überbrückungskupplung synchronisiert (Δn_K = 0), so dass die Überbrückungskupplung schnell und verschleißfrei geschlossen werden kann. Nachfolgend wird dann die Elektromaschine zum Laden der Bordnetzbatterie in den Generatorbetrieb geschaltet und von dem Verbrennungsmotor angetrieben.
Nun kann das von der Elektromaschine erzeugte Drehmoment M_EM unter Umständen nicht ausreichen, um eine schnelle Synchronisierung der Drehzahldifferenz Δn bzw. Δn_K zu ermöglichen. Die Ursache dafür kann eine zu schwache Dimensionierung der Elektromaschine oder eine zu starke Entladung der Bordnetzbatterie sein.
Es ist daher zweckmäßig, wenn eine Zeitspanne Δt_g für die Synchronisierung der Drehzahldifferenz Δn_K an der Überbrückungskupplung vorgegeben wird, und dass bei Nichterreichen der Synchrondrehzahl zum Ende der Zeitspanne Δt_g die Überbrückungskupplung zur Unterstützung der Synchronisierung zumindest teilweise geschlossen wird. Alternativ oder ergänzend hierzu ist es auch möglich, dass das maximal mögliche Drehmoment M_EM_max der Elektromaschine ermittelt wird, und dass bei Erreichen oder Überschreiten des Maximalmomentes M_EM_max durch das für die Synchronisierung erforderliche Drehmoment M_EM_soll die Überbrückungskupplung zur Unterstützung der Synchronisierung zumindest teilweise geschlossen wird.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
Fig. 1 ein erstes Anwendungsbeispiel zur Synchronisierung der Überbrückungskupplung in Form eines Drehzahldiagramms,
Fig. 2 ein zweites Anwendungsbeispiel zur Synchronisierung der Überbrückungskupplung in Form eines Drehzahldiagramms,
Fig. 3 den allgemeinen Aufbau eines Antriebsstrangs in vereinfachter schematischer Darstellung, und
Fig. 4 eine bevorzugte praktische Ausführungsform des Antriebsstrangs gemäß Fig. 3 in schematischer Darstellung.
Ein Antriebsstrang 1 gemäß Fig. 3 umfasst einen Verbrennungsmotor 2, eine Elektromaschine 3 und ein Getriebe 4, die über ein Summierungsgetrie- be 5 mit zwei Eingangselementen 6, 7 und einem Ausgangselement 8 miteinander gekoppelt sind. Das erste Eingangselement 6 ist mit der Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2, das zweite Eingangselement 7 mit dem Rotor 10 der Elektromaschine 3 und das Ausgangselement 8 mit der Eingangswelle 11 des Getriebes 4 jeweils drehfest verbunden. Eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung 12 ist zwischen zwei Elementen des Sum- mierungsgetriebes 5, vorliegend zwischen den beiden Eingangselementen 6, 7 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 2, die Elektromaschine 2 und die Überbrückungskupplung 12 stehen über Sensor- und Steuerleitungen 13 mit einem Steuergerät 14 in Verbindung, über das die Komponenten des Antriebsstrangs 1 koordiniert steuerbar sind.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform des Antriebsstrangs 1 ist in Fig. 4 abgebildet. In diesem Antriebsstrang 1 ist das Summierungsgetriebe 5 als ein einfaches Planetengetriebe 15 mit einem Sonnenrad 16, einem Planetenträger 17 mit mehreren Planetenrädern 18 und einem Hohlrad 19 ausgebildet. Das Hohlrad 19 bildet das erste Eingangselement 6 und steht über ein Schwungrad 20 und einen Drehschwingungsdämpfer 21 mit der Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2 in Verbindung. Das Sonnenrad 16 bildet das zweite Eingangselement 7 und ist unmittelbar mit dem Rotor 10 der Elektromaschine 3 verbunden. Der Planetenträger 17 bildet das Ausgangselement 8 und steht unmittelbar mit der Eingangswelle 11 des als automatisiertes Schaltgetriebe ausgebildeten Getriebes 4 in Verbindung.
Ein zwischen der Eingangswelle 11 und einem Gehäuseteil 22 angeordneter Richtungsfreilauf 23 dient zur Abstützung der Eingangswelle 11 bei einem Starten des Verbrennungsmotors 2 durch die Elektromaschine 3. Das automatisierte Schaltgetriebe 4 ist in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist insgesamt sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf, die über jeweils eine unsynchronisierte Klauenschaltkupplung selektiv schaltbar sind. Die Überbrü- ckungskupplung 12 ist zwischen dem Rotor 10 der Elektromaschine 3 und einer Verbindungswelle 24 angeordnet, durch die der Verbrennungsmotor 2 mit dem Hohlrad 19 in Verbindung steht.
Bei einem derartigen Antriebsstrang 1 kann im Leerlauf, also bei kraftlos geschalteter Elektromaschine 3, bei geöffneter Überbrückungskupplung 12 und bei in Neutralstellung befindlichem Schaltgetriebe 4 die Notwendigkeit eines Generatorbetriebs der Elektromaschine 3 auftreten, um eine zugeordnete Bordnetzbatterie zu laden. Hierzu muss zunächst die im Leerlauf aufgetretene Drehzahldifferenz Δn_K an der Überbrückungskupplung 12 bzw. die Drehzahldiffe- renz Δn = n_EM - n_VM zwischen der Elektromaschine 3 und dem Verbrennungsmotor 2 synchronisiert werden, damit die Überbrückungskupplung 12 schnell und verschleißfrei geschlossen sowie nachfolgend die Elektromaschine 3 in den Generatorbetrieb geschaltet werden kann.
In Fig. 1 ist in einem Drehzahldiagramm dargestellt, wie die Synchronisierung der Drehzahldifferenz Δn bei einem Antriebsstrang 1 mit einem gemäß Fig. 2 als Planetengetriebe 15 ausgebildeten Summierungsgetriebe 5 allein mittels der Elektromaschine 3 erfolgen kann, sofern das Drehmoment M_EM der Elektromaschine hierzu ausreicht.
Bei nahezu stehender Eingangswelle 11 des Getriebes 4 dreht der Rotor 10 der Elektromaschine 3 entsprechend dem wirksamen Übersetzungsverhältnis i_EM/VM zunächst rückwärts, also entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2. Mit Beginn der Synchronisierung im Zeitpunkt t = tθ wird die Elektromaschine 3 zunächst als Generator betrieben und durch das entsprechende Schleppmoment abgebremst. Mit dem Erreichen der Nulldrehzahl n = 0 wird die Elektromaschine 3 auf Motorbetrieb umgeschaltet und durch das entsprechende Motormoment bis zum Zeitpunkt t = t1 auf die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors 2 beschleunigt. Mit dem Erreichen der Synchrondrehzahl n_EM = n_VM ist auch die Drehzahldifferenz Δn_K an der Überbrückungskupplung 12 ausgeglichen, so dass diese schlupffrei geschlossen und nachfolgend die Elektromaschine 3 in den Generatorbetrieb geschaltet werden kann.
In dem Drehzahldiagramm gemäß Fig. 2 ist nun für die gleiche Ausgangssituation dargestellt, wie die Synchronisierung der Drehzahldifferenz Δn zunächst mittels der Elektromaschine 3 und nachfolgend mit Unterstützung durch die Überbrückungskupplung 12 durchgeführt wird. Es wird eine Zeitspanne Δt_g vorgegeben, innerhalb der die Synchronisierung der Drehzahldifferenz Δn erfolgen soll. Da die Drehzahl n_EM der Elektromaschine 3 aber zum betref- fenden Zeitpunkt t = t_g die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors 2 noch nicht erreicht hat, wird die Synchronisierung durch ein teilweises Schließen der Überbrückungskupplung 12 unterstützt, so dass die Synchrondrehzahl n_EM = n_VM zum Zeitpunkt t = t1 erreicht wird. In diesem Zeitpunkt (t = t1 ) wird die Überbrückungskupplung 12 vollständig geschlossen und nachfolgend die Elektromaschine 3 in den Generatorbetrieb geschaltet.
Unabhängig von den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen erfasst die Erfindung auch die Verwendung des Verfahrens in Antriebssträngen mit allen anderen möglichen und unterschiedlichen Antriebskoppelungen zwischen dem Verbrennungsmotor 2, der Elektromaschine 3, dem Sum- mierungsgetriebe 5, der Kupplung 12 und dem Getriebe 4, welches hier jedoch nicht gesondert dargestellt ist.
Bezuαszeichen
1 Antriebsstrang
2 Verbrennungsmotor
3 Elektromaschine
4 Getriebe, automatisiertes Schaltgetriebe
5 Summierungsgetriebe
6 (erstes) Eingangselement
7 (zweites) Eingangselement
8 Ausgangselement
9 Kurbelwelle
10 Rotor
11 Eingangswelle
12 Überbrückungskupplung
13 Sensor- und Steuerleitung
14 Steuergerät
15 Planetengetriebe
16 Sonnenrad
17 Planetenträger
18 Planetenrad
19 Hohlrad
20 Schwungrad
21 Drehschwingungsdämpfer
22 Gehäuseteil
23 Richtungsfreilauf
24 Verbindungswelle i Übersetzung i_EM/VM Übersetzung zwischen 3 und 2
M Drehmoment
M_EM Drehmoment von 3
M_EM_max Maximalmoment von 3
M EM soll Sollmoment von 3
M_VM Drehmoment von 2 n_EM Drehzahl von 3 n_VM Drehzahl von 2 t Zeit
Lg (Grenz-)Zeitpunkt to Zeitpunkt t1 Zeitpunkt
Δn Drehzahldifferenz zwischen 3 und 2
Δn_K Drehzahldifferenz an 12
Δt_g (Grenz-)Zeitspanne

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein Getriebe (4) umfasst, die über ein Summierungsgetriebe (5, 15) mit zwei Eingangselementen (6, 7) und einem Ausgangselement (8) sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung (12) miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2), das zweite Eingangselement mit dem Rotor (10) der Elektromaschine (3) und das Ausgangselement (8) mit der Eingangswelle (11 ) des Getriebes (4) drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5, 15) angeordnet ist, wobei bei kraftlos geschalteter Elektromaschine (3), bei geöffneter Überbrückungskupplung (12) und bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe (4) eine an der Überbrückungskupplung (12) auftretende Drehzahldifferenz synchronisiert, die Überbrückungskupplung (12) geschlossen und die Elektromaschine (3) in den Generatorbetrieb geschaltet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Drehzahldifferenz (Δn_K) an der Überbrückungskupplung (12) mittels der Elektromaschine (3) synchronisiert wird, indem die Drehzahldifferenz (Δn = n_EM - n_VM) zwischen der Elektromaschine (3) und dem Verbrennungsmotor (2) ausgeglichen wird, wobei von der Elektromaschine (3) bei negativer Drehzahldifferenz (Δn < 0) ein in Drehrichtung der Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2) wirksames positives Drehmoment (M_EM > 0) und bei positiver Drehzahldifferenz (Δn > 0) ein entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2) wirksames negatives Drehmoment (M_EM < 0) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Zeitspanne (Δt_g) für die Synchronisierung der Drehzahldifferenz (Δn_K) an der Überbrückungskupplung (12) vorgegeben wird, und dass bei Nichterrei- chen der Synchrondrehzahl zum Ende der Zeitspanne (Δt_g) die Überbrü- ckungskupplung (12) zur Unterstützung der Synchronisierung zumindest teilweise geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das maximal mögliche Drehmoment (M_EM_max) der Elektromaschi- ne (3) ermittelt wird, und dass bei Erreichen oder Überschreiten des Maximalmomentes (M_EM_max) der Elektromaschine (3) durch das für die Synchronisierung erforderliche Drehmoment (M_EM_soll) die Überbrückungskupp- lung (12) zur Unterstützung der Synchronisierung zumindest teilweise geschlossen wird.
PCT/EP2007/000309 2006-01-26 2007-01-16 Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs WO2007085358A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006003723A DE102006003723A1 (de) 2006-01-26 2006-01-26 Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs
DE102006003723.5 2006-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007085358A1 true WO2007085358A1 (de) 2007-08-02

Family

ID=38009735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/000309 WO2007085358A1 (de) 2006-01-26 2007-01-16 Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006003723A1 (de)
WO (1) WO2007085358A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2473962A (en) * 2009-09-26 2011-03-30 Ford Global Tech Llc Hybrid vehicle drivetrain with gear change disconnection

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2920732B1 (fr) * 2007-09-07 2009-11-20 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de pilotage d'un changement de rapport de vitesses d'un vehicule hybride.
SE538161C2 (sv) 2012-06-27 2016-03-22 Scania Cv Ab Drivsystem och förfarande för att driva ett fordon

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8914904U1 (de) * 1989-12-19 1990-02-15 General Electric Co., Schenectady, N.Y., Us
EP0940287A2 (de) * 1998-03-06 1999-09-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebssteuerungssystem für Hybrid-Fahrzeuge
WO2001007278A1 (de) * 1999-07-23 2001-02-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches antriebssystem
DE10152471A1 (de) 2001-10-24 2003-05-08 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamisches Antriebssystem
DE10225249A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-18 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren zum Regeln eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3456329B2 (ja) * 1995-12-08 2003-10-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP3409701B2 (ja) * 1998-07-03 2003-05-26 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
DE19837115B4 (de) * 1998-08-17 2009-04-02 Zf Sachs Ag Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE10140424A1 (de) * 2001-08-17 2003-02-27 Zahnradfabrik Friedrichshafen Automatisch schaltbares Fahrzeuggetriebe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8914904U1 (de) * 1989-12-19 1990-02-15 General Electric Co., Schenectady, N.Y., Us
EP0940287A2 (de) * 1998-03-06 1999-09-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antriebssteuerungssystem für Hybrid-Fahrzeuge
WO2001007278A1 (de) * 1999-07-23 2001-02-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches antriebssystem
DE19934696A1 (de) 1999-07-23 2001-05-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamisches Antriebssystem
DE10152471A1 (de) 2001-10-24 2003-05-08 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektrodynamisches Antriebssystem
DE10225249A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-18 Zahnradfabrik Friedrichshafen Verfahren zum Regeln eines Anfahrvorganges eines Antriebsstranges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2473962A (en) * 2009-09-26 2011-03-30 Ford Global Tech Llc Hybrid vehicle drivetrain with gear change disconnection
GB2473962B (en) * 2009-09-26 2016-06-01 Ford Global Tech Llc Vehicle drivetrains

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006003723A1 (de) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2115320B1 (de) Mehrgängiges planetenkoppelgetriebe
DE19859458B4 (de) Getriebe
EP1976740B1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
EP2836740B1 (de) Antriebsvorrichtung eines fahrzeugs und verfahren zu dessen betrieb
DE102006054405B4 (de) Elektrodynamisches Anfahrelement und Verfahren zum Regeln eines elektrodynamischen Anfahrelements
WO2007085361A1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
DE19945473A1 (de) Getriebe
EP3668737B1 (de) Hybridantriebsgetriebeeinheit sowie verfahren zum betreiben eines fahrzeugs mit hybridantrieb
EP2836403B1 (de) Anfahr- und retarderelement sowie verfahren zum betrieb eines anfahr- und retarderelements
DE102008001201A1 (de) Mehrgruppengetriebe eines Kraftfahrzeuges
DE10235259A1 (de) Verfahren zur Montage eines Kupplungssystems
WO2007031192A1 (de) Nutzfahrzeug mit einem schaltklauengetriebe und einem elektromotor
DE102008001537A1 (de) Mehrgruppengetriebe eines Kraftfahrzeuges
EP2794317B1 (de) Hybridantrieb eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betreiben desselben
DE102009002805A1 (de) Parallel-Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge
DE102008002295A1 (de) Mehrgruppengetriebe eines Kraftfahrzeuges
DE102012221881A1 (de) Parallelschaltgetriebe
EP1977131B1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
DE102010032007A1 (de) Hybrid-Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge
WO2007085359A1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
WO2007147732A1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
WO2007085358A1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs
DE10063848A1 (de) Stufenschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102019216464A1 (de) Automatisches Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge
DE102021211237B4 (de) Dreigang-Hybridgetriebe in Planetenbauweise

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07702775

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1