WO2007085363A1 - Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs - Google Patents

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WO2007085363A1
WO2007085363A1 PCT/EP2007/000314 EP2007000314W WO2007085363A1 WO 2007085363 A1 WO2007085363 A1 WO 2007085363A1 EP 2007000314 W EP2007000314 W EP 2007000314W WO 2007085363 A1 WO2007085363 A1 WO 2007085363A1
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clutch
lock
electric machine
input shaft
internal combustion
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Stefan Wallner
Notker Amann
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • 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.
  • a further 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.
  • the present invention has the object to provide a method by which the course of a synchronization can be improved in a drive train of the type mentioned. 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 via a frictional clutch designed as a friction clutch, wherein the first Input element with the crankshaft of the combustion tion, the second input element to the rotor of the electric machine and the output member to the input shaft of the transmission is rotatably connected, and wherein the lock-up clutch between two elements of the summation gear is arranged, wherein with the lock-up clutch open between the engine and the input shaft
  • the transmission existing speed difference is synchronized by means of the electric machine and, if necessary, additionally by a controlled closing of the lock-up clutch.
  • the lock-up clutch is brought to its point of application at the beginning of the synchronization, before a support of the electric machine takes place by closing the lock-up clutch.
  • the disadvantage here can be the drag torque caused by the application of the lockup clutch and the friction slip caused by the slip clutch. be heat development. It is therefore advantageous if, at the beginning of the synchronization, it is checked whether the maximum torque M_EM_max of the electric machine and the state of charge of a vehicle power supply battery is sufficient for the synchronization, and that the lockup clutch is only effective if the test result is negative, ie if the available torque M_EM of the electric machine is insufficient. is brought to the Anlegetician.
  • the required torque M_GE_soll on the input shaft of the transmission can be determined and the lockup clutch controlled as a result by a) the lockup clutch remains fully open when the required torque M_GE_soll is equal to or near zero by b) fully opening the lockup clutch remains when the required torque M_GE_soll is greater than zero and can be fully applied by the electric machine and by c) bringing the lock-up clutch to the apply point when the required torque M_GE_soll is greater than zero, but not fully applied by the electric machine can.
  • 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 of 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 to a control unit 14, via which the components of the drive train 1 can be controlled in a coordinated manner.
  • 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 coupled 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.
  • a directional freewheel 23 arranged between the input shaft 11 and a housing part 22 serves to support the input shaft 11 when the internal combustion engine 2 is started by the electric machine 3.
  • the manual transmission 4 is designed in a countershaft design and has a total of six forward gears and one reverse gear, which are selectively switchable via in each case an unsynchronized claw clutch.
  • 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.
  • FIG. 2 Such a synchronization process is illustrated in FIG. 2 for a drive train 1 with a summation gear 5, designed as a planetary gear 15, according to FIG. 4 in accordance with a conventional control sequence.
  • FIG. 1 depicts the corresponding synchronization according to a control sequence according to the invention.
  • M_EM maximum possible torque
  • the lock-up clutch 12 has already been brought to its contact point at the beginning of the synchronization, as a result of which idle travel is bridged inside the clutch and a pre-filling of the pressure chamber has been carried out.
  • 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 GE should be nominal torque of 11

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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 (8) sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung (12) miteinander gekoppelt sind, indem 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 indem die Überbrückungskupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5, 15) angeordnet ist, wobei bei geöffneter Überbrückungskupplung (12) eine zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und der Eingangswelle (11) des Getriebes (4) bestehende Drehzahldifferenz mittels der Elektromaschine (3) und bedarfsweise zusätzlich durch ein geregeltes Schließen der Überbrückungskupplung (12) synchronisiert wird. Um den Verlauf einer Synchronisierung zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Überbrückungskupplung (12) zu Beginn der Synchronisierung an ihren Anlegepunkt gebracht wird, bevor eine Unterstützung der Elektromaschine (3) durch das Schließen der Überbrückungskupplung (12) erfolgt.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuα-Antriebsstranqs
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 Getriebes drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung zwischen zwei Elementen des Summierungs- getriebes angeordnet ist, wobei bei geöffneter Überbrückungskupplung eine zwischen dem Verbrennungsmotor und der Eingangswelle des Getriebes bestehende Drehzahldifferenz mittels der Elektromaschine und bedarfsweise zusätzlich durch ein geregeltes Schließen der Überbrückungskupplung synchronisiert wird.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der vorbezeichneten Art ist aus der DE 199 34 696 A1 und der DE 101 52471 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 verbunden. 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 nach 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 Leerlauf 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 tritt in bestimmten Betriebssituationen, wie z.B. bei einem Anfahrvorgang und nach einem Schaltvorgang, bei denen die Überbrückungskupplung geöffnet ist, eine Drehzahldifferenz an dem Summierungsgetriebe auf, die anschließend ausgeglichen, also synchronisiert werden muss, um die Überbrückungskupplung möglichst schlupf- und verschleißarm wieder schließen zu können. Die Synchronisierung einer dadurch bedingten Drehzahldifferenz Δn = n_GE - n_VM zwischen der Eingangswelle des Schaltgetriebes und dem Verbrennungsmotor sowie damit auch einer an der Überbrückungskupplung wirksamen Drehzahldifferenz Δn_K erfolgt üblicherweise bei vollständig geöffneter Überbrückungskupplung mittels der Elektromaschine, indem von dieser bei negativer Drehzahldifferenz (Δn < 0) ein in Drehrichtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Schaltgetriebes wirksames positives Drehmoment M_EM > 0 und bei positiver Drehzahldifferenz (Δn > 0) ein entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Schaltgetriebes wirksames negatives Drehmoment M_EM < 0 erzeugt wird. Wenn die Elektromaschine das hierzu erforderliche Drehmoment, z.B. auslegungsbedingt oder aufgrund einer entladenen Bordnetzbatterie, nicht aufbringen kann, besteht die Möglichkeit, die Synchronisierung durch ein geregeltes Schließen der Überbrückungskupplung zu unterstützten. Hierbei entsteht allerdings nachteilig eine Verzögerung und ein anschließender Ruck, da die Überbrückungskupplung zunächst aus dem vollständig geöffneten Zustand an den Anlegepunkt gebracht werden muss, bevor ein Drehmoment übertragen und damit die Synchronisierung fortgesetzt werden kann.
Andererseits sollte die Überbrückungskupplung so lange wie möglich vollständig geöffnet sein, um eine längere Schlupfphase in Verbindung mit einem unerwünschten Schleppmoment und thermischen Problemen zu vermeiden.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem bei einem Antriebsstrang der eingangs genannten Art der Verlauf einer Synchronisierung verbessert werden kann. Ein solches Verfahren soll auch in Antriebssträngen nutzbar sein, die vergleichbare Komponenten, jedoch in anderer Antriebskopplungskombination enthalten.
Die Lösung dieser 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 sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung miteinander gekoppelt sind, wobei das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle des Verbren- nungs-motors, das zweite Eingangselement mit dem Rotor der Elektromaschi- ne und das Ausgangselement mit der Eingangswelle des Getriebes drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes angeordnet ist, wobei bei geöffneter Überbrückungskupplung eine zwischen dem Verbrennungsmotor und der Eingangswelle des Getriebes bestehende Drehzahldifferenz mittels der Elektroma- schine und bedarfsweise zusätzlich durch ein geregeltes Schließen der Überbrückungskupplung synchronisiert 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.
Erfindungsgemäß ist bei dem bei den gerade beschriebenen Verfahren nun vorgesehen, dass die Überbrückungskupplung zu Beginn der Synchronisierung an ihren Anlegepunkt gebracht wird, bevor eine Unterstützung der Elekt- romaschine durch das Schließen der Überbrückungskupplung erfolgt.
Durch das frühzeitige Anlegen der Reibelemente der Überbrückungskupplung wird diese in Betriebsbereitschaft gebracht und kann unverzüglich zur Unterstützung der Elektromaschine geschlossen werden. Hierdurch entfallen eine sonst durch das Anfahren an den Anlegepunkt bedingte zeitlich Verzögerung und ein damit verbundener vorübergehender Drehmomenteinbruch, der sich in einem unkomfortablen Antriebsruck äußern würde.
Nachteilig dabei können jedoch das durch das Anlegen der Überbrückungskupplung bedingte Schleppmoment und die durch den Reibschlupf be- dingte Wärmeentwicklung sein. Es ist daher vorteilhaft, wenn zu Beginn der Synchronisierung geprüft wird, ob das maximale Drehmoment M_EM_max der Elektromaschine und der Ladezustand einer Bordnetzbatterie für die Synchronisierung ausreicht, und dass die Überbrückungskupplung nur bei negativem Prüfergebnis, also wenn das verfügbare Drehmoment M_EM der Elektromaschine nicht ausreicht, an den Anlegepunkt gebracht wird.
Hierzu kann zu Beginn der Synchronisierung das erforderliche Drehmoment M_GE_soll an der Eingangswelle des Getriebes ermittelt und die Überbrückungskupplung ergebnisabhängig gesteuert werden, indem a) die Überbrückungskupplung vollständig geöffnet bleibt, wenn das erforderliche Drehmoment M_GE_soll gleich oder nahe Null ist, indem b) die Überbrückungskupplung vollständig geöffnet bleibt, wenn das erforderliche Drehmoment M_GE_soll größer als Null ist und vollständig von der Elektromaschine aufgebracht werden kann, und indem c) die Überbrückungskupplung an den Anlegepunkt gebracht wird, wenn das erforderliche Drehmoment M_GE_soll größer als Null ist, jedoch nicht vollständig von der Elektromaschine aufgebracht werden kann.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Anwendungsbeispiel zur Synchronisierung einer Drehzahldifferenz in Form eines kombinierten Drehzahl- und Drehmomentdiagramms,
Fig. 2 ein bekanntes Anwendungsbeispiel zur Synchronisierung einer Drehzahldifferenz in Form eines kombinierten Drehzahl- und Drehmomentdiagramms,
Fig. 3 den allgemeinen Aufbau eines Antriebsstrangs in vereinfachter schematischer Darstellung, und Fig. 4 eine bevorzugte praktische Ausführung 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 Antriebs- strangs 1 koordiniert steuerbar sind.
Eine bevorzugte praktische Ausführung 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 gekoppelt. 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 Schaltgetriebe 4 ist in Vorgelegebauweise ausgeführt und weist insgesamt sechs Vorwärtsgänge sowie einen Rückwärtsgang auf, die über jeweils eine unsynchronisierte Klauenschaltkupplung selektiv schaltbar sind. Die Überbrückungskupplung 12 ist zwischen dem Rotor 10 der Elektro- maschine 3 und einer Verbindungswelle 24 angeordnet, durch die der Verbrennungsmotor 2 mit dem Hohlrad 19 in Verbindung steht.
Bei einem derartigen Antriebsstrang 1 muss eine bei geöffneter Überbrückungskupplung 12 bei einem Anfahrvorgang oder nach einem Schaltvorgang auftretende Drehzahldifferenz Δn = n_GE - n_VM zwischen der Eingangswelle 11 des Schaltgetriebes 4 und dem Verbrennungsmotor 2 synchronisiert werden, bevor die Überbrückungskupplung 12 vollständig geschlossen werden kann.
Ein derartiger Synchronisierungsvorgang ist in Fig. 2 für einen Antriebsstrang 1 mit einem als Planetengetriebe 15 ausgebildeten Summierungsgetrie- be 5 gemäß Fig. 4 entsprechend einem herkömmlichen Steuerungsablauf abgebildet. Die Synchronisierung, mit der die Drehzahl n_GE der Eingangswelle 11 des Schaltgetriebes 4 auf die Drehzahl n_VM des Verbrennungsmotors 2 beschleunigt wird, erfolgt zunächst nur mittels der Elektromaschine 3, also durch die Wirkung des Drehmomentes M_EM der Elektromaschine 3. Zum Zeitpunkt t = t1 hat die Elektromaschine 3 ihr maximal mögliches Drehmoment M_EM erreicht, bevor die Synchrondrehzahl (n_GE = n_VM) erreicht ist.
Zur Weiterführung der Synchronisierung wird daher die Überbrückungskupplung 12 geregelt geschlossen und mit dem dadurch erzeugten Drehmoment M_K im Zeitpunkt t = t2 der Synchronlauf erreicht (n_GE = n_VM). Da zum Zeitpunkt t = t1 jedoch die Überbrückungskupplung 12 noch vollständig geöffnet ist und deren Reibelemente zunächst zur Anlage gebracht werden müssen, bevor ein Drehmoment M_K übertragen werden kann, tritt eine zeitliche Verzögerung Δt = t1 ' - 11 bis zum Ansprechen der Überbrückungskupp- lung 12 auf, die zu einem vorübergehenden Drehzahleinbruch gegenüber dem gewünschten stetigen Sollmomentverlauf M_GE_soll führt.
In Fig. 1 ist die entsprechende Synchronisierung nach einem erfindungsgemäßen Steuerungsablauf abgebildet. Die Synchronisierung erfolgt zunächst ebenfalls nur mittels der Elektromaschine 3, bis diese im Zeitpunkt t = t1 ihr maximal mögliches Drehmoment M_EM erreicht hat. Nunmehr ist die Überbrü- ckungskupplung 12 jedoch schon zu Beginn der Synchronisierung an ihren Anlegepunkt gebracht worden, wodurch kupplungsintern Leerweg überbrückt und eine Vorbefüllung des Druckraums durchgeführt worden ist. Somit steht das Drehmoment M_K der Überbrückungskupplung 12 zum Zeitpunkt t = t1 spontan zur Verfügung, wodurch eine zeitliche Verzögerung Δt und ein Drehmomenteinbruch wie in dem Beispiel von Hg. 2 vermieden wird.
Zur Vergleichbarkeit der Drehmomente M_GE, M_EM und M_K in den Drehmomentverläufen von Fig. 1 und Fig. 2 sind das Drehmoment M_EM der Elektromaschine 3 und das Drehmoment M_K der Überbrückungskupplung 12 dort jeweils auf die Eingangswelle 11 des Schaltgetriebes reduziert, also mit der jeweils wirksamen Übersetzung i_EM/GE = (1 - io) bzw. i_K/GE = (1 - io) multipliziert.
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/GE Übersetzung zwischen 3 und 2 i_K/GE Übersetzung zwischen 3 und 2 i0 Standübersetzung
M Drehmoment
M_EM Drehmoment von 3
M_EM_max Maximalmoment von 3
M_GE Drehmoment von 11
M GE soll Sollmoment von 11
M_K Drehmoment von 12 n_GE Drehzahl von 11 n_VM Drehzahl von 2 t Zeit to Zeitpunkt t1 Zeitpunkt tr Zeitpunkt t2 Zeitpunkt
Δn Drehzahldifferenz zwischen 11 und 2
Δn_K Drehzahldifferenz an 12
Δt Zeitspanne

Claims

Patentansprüche
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, indem 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 in dem die Überbrückungskupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5, 15) angeordnet ist, wobei bei geöffneter Überbrückungskupplung (12) eine zwischen dem Verbrennungsmotor (2) und der Eingangswelle (11 ) des Getriebes (4) bestehende Drehzahldifferenz mittels der Elektromaschine (3) und bedarfsweise zusätzlich durch ein geregeltes Schließen der Überbrückungskupplung (12) synchronisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungskupplung (12) zu Beginn der Synchronisierung an ihren Anlegepunkt gebracht wird, bevor eine Unterstützung der Elektromaschine (3) durch das Schließen der Überbrückungskupplung (12) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn der Synchronisierung geprüft wird, ob das maximale Drehmoment (M_EM_max) der Elektromaschine (3) und der Ladezustand einer Bordnetzbatterie für die Synchronisierung ausreicht, und dass die Überbrückungskupplung (12) nur bei negativem Prüfergebnis an den Anlegepunkt gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zu Beginn der Synchronisierung das erforderliche Drehmoment (M_GE_soll) an der Eingangswelle (11 ) des Getriebes (4) ermittelt wird, und die Überbrü- ckungskupplung (12) ergebnisabhängig gesteuert wird, indem a) die Überbrückungskupplung (12) vollständig geöffnet bleibt, wenn das erforderliche Drehmoment (M_GE_soll) gleich oder nahe Null ist, b) die Überbrückungskupplung (12) vollständig geöffnet bleibt, wenn das erforderliche Drehmoment (M_GE_soll) größer als Null ist und vollständig von der Elektromaschine (3) aufgebracht werden kann und c) die Überbrückungskupplung (12) an den Anlegepunkt gebracht wird, wenn das erforderliche Drehmoment (M_GE_soll) größer als Null ist, jedoch nicht vollständig von der Elektromaschine (3) aufgebracht werden kann.
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