WO2007147732A1 - Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeug-antriebsstrangs - Google Patents

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WO2007147732A1
WO2007147732A1 PCT/EP2007/055566 EP2007055566W WO2007147732A1 WO 2007147732 A1 WO2007147732 A1 WO 2007147732A1 EP 2007055566 W EP2007055566 W EP 2007055566W WO 2007147732 A1 WO2007147732 A1 WO 2007147732A1
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clutch
lock
torque
electric machine
mem
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Stefan Wallner
Notker Amann
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates! a method for controlling a motor vehicle powertrain, comprising an internal combustion engine, an electric machine and provided with unsynchronjon clutches automated manual transmission, which are coupled to each other via a summation with two input elements and an output element and via a designed as a friction clutch lock-up 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, wherein in a starting operation or a switching operation an occurring at least partially open lock-up clutch in the summation gear speed difference is substantially mitteis the electric machine is compensated, and after reaching the synchronization of the elements of the summation, the lock-up clutch is completely closed and the Eiektromaschine is controlled in the generator operation.
  • a further directional freewheel between the input shaft of the gearbox and a housing part is arranged, whereby the input shaft is secured against reverse rotation and thus the drive torque of the electric machine is supported against the housing.
  • the lockup clutch As assumed for the present invention, designed as a friction clutch, so that the lockup clutch even at a speed difference between the input shaft of the gearbox and the crankshaft of the internal combustion engine for transmitting a torque in Slip operation can be used.
  • 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 start speed of the electric machine to start the engine.
  • the lock-up clutch is completely closed, so that the planetary gear is locked in and rigidly rotates.
  • the rotational speeds and the directions of rotation of the internal combustion engine, the ESektromaschine and the input shaft of the gearbox are identical.
  • the Eiektromaschine is operated in this operating condition 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 to support the engine as a motor.
  • the lock-up clutch To make the transition to normal ferry operation, the lock-up clutch must now be completely closed and the electric machine transferred from motor operation to generator operation.
  • the elements of the summation should continue to remain in synchronous operation and at the same time be avoided comfortmindemde and possibly vibrations stimulating load shocks in the drive train.
  • the present invention has for its object to provide a method for controlling a drive train of the type mentioned above, closed at a start-up or a switching operation after reaching the synchronous operation of the summation in the lowest possible possible rainbrückungskuppiung and the electric machine in the Generator operation is reversed.
  • the closing of the lock-up clutch and the reduction of the torque MEM of the electric machine can start simultaneously.
  • the torque MEM t o cter electric machine at the beginning of Schelles ⁇ ns the lock-up clutch is initially kept constant, and the reduction of the torque MEM of the electric machine only begins when the transmittable torque MQK the lock-up clutch has reached or exceeded a predetermined limit MQK G r.
  • the torque MVM of the internal combustion engine during the closing of the lock-up clutch and during the reduction of the torque Me M of the electric machine is preferably kept substantially constant.
  • FIG. 2 shows typical torque curves in a second transition controlled according to the invention to normal driving operation
  • Fig. 3 shows the general structure of the underlying drive train in a simplified schematic representation
  • FIG. 4 A preferred practical embodiment of the drive train 1 is shown in Fig. 4,
  • the summation 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 Hohirad 19 forms the first input element 6 and is connected via a flywheel 20 and a torsional vibration damper 21 with the Kurbeiwelle 9 of the engine 2 in combination.
  • the sun gear 16 forms the second input element 7 and is directly coupled to the rotor 10 of the electric machine 3.
  • the PSanetenarni 17 forms the output element 8 and is directly connected to the input shaft 11 of the gearbox 4 in connection.
  • 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 executed in countershaft design and has a total of six forward gears and one reverse gear, which are selectively schaifbar via one unsynchronized Kiauenschalfkupplung.
  • the bridging 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. 1 typical torque curves are now shown, by means of which according to the invention after reaching the synchronous operation of the elements 6, 7 and 8 of the summation 5, the lock-up clutch 12 completely closed and the Eiektromaschine 3 is initially powerless and subsequently controlled in the generator mode.
  • the synchronous operation of the summation 5 is at the same time held constant at constant drive torque MVM of the engine 2 at time tö simultaneously to close the ⁇ berbrü- ckungskupplung 12 with a ramp-shaped increase of the transmittable torque MQ K , and the Eiektromaschine 3 with a ramp Reduction of the drive torque MEM continuously in the no-load state to control.
  • the closing of the bridging clutch 12 is faster than the reduction of the engine torque Mo 1 of the electric machine 3.
  • the drive torque MEM t o of the electric machine 3 is initially kept constant beyond the instant t ⁇ until the transmittable torque MQK of the Bridging group 12 at time t1 'has reached or exceeded a predetermined limit MQK G r.
  • the summation gearing 5 can be kept in synchronous operation with greater safety and less technical control effort.
  • the reduction of the drive torque MEM of the electric machine 3 is then carried out with a larger gradient.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (1), der einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein mit unsynchronisierten Schaltkupplungen versehenes automatisiertes Schaltgetriebe {4) umfasst, die über ein Summierungsgetriebe (5) mit zwei Eingangselementen (6, 7) und einem Ausgangselement (8) sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung (12) miteinander gekoppelt sind, bei dem das erste Eingangselemenf (6) 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 Schaltgetriebes (4) drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5) angeordnet ist, wobei bei einem Anfahrvorgang oder einem Schaltvorgang eine bei zumindest teilweise geöffneter Überbrückungskupplung (12) in dem Summierungsgefriebe (5) auftretende Drehzahldifferenz im Wesentlichen mittels der Elektromaschine (3) ausgeglichen wird, und nach Erreichen des Synchronlauf s der Elemente des Summierungsgetriebes (5) die Überbrückungskupplung (12) vollständig geschlossen sowie die Elekfromaschine (3) in den Generatorbetrieb gesteuert wird. Zum möglichst ruckfreien Übergang in den Generatorbetrieb ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Überbrückungskupplung (12) nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig geschlossen wird, und dass weitgehend zeitgleich die Elektromaschine (3) nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig in den lastfreien Zustand und nachfolgend in den Generatorbetrieb gesteuert wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuα-Antriebsstranαs
Die Erfindung betriff! ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug- Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine und ein mit unsynchronisierten Schaltkupplungen versehenes automatisiertes Schaltgetriebe umfasst, die über ein Summierungsgetriebe mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung miteinander gekoppelt sind, bei dem das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, das zweite Eingangselement mit dem Rotor der Elektromaschine, und das Ausgangselement mit der Eingangswelle des Schaltgetriebes drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungskupplung zwischen zwei Elementen des Summie- rungsgetriebes angeordnet ist, wobei bei einem Anfahrvorgang oder einem Schaltvorgang eine bei zumindest teilweise geöffneter Überbrückungskupplung in dem Summierungsgetriebe auftretende Drehzahldifferenz im Wesentlichen mitteis der Elektromaschine ausgeglichen wird, und nach Erreichen des Synchronlaufs der Elemente des Summierungsgetriebes die Überbrückungskupplung vollständig geschlossen und die Eiektromaschine in den Generaforbetrieb gesteuert wird.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der vorbezeichneten Art ist aus der DE 199 34 696 A1 und der DE 101 52 471 Ai bekannt In diesem bekannten Antriebsstrang ist das Summierungsgetriebe jeweils als ein einfaches Planetengetriebe mit einem Sonnenrad, einem Pianetenträger mit mehreren Planetenrädern und einem Hohlrad ausgebildet Das Hohirad bildet das erste Eingangselement und ist drehfest mit der Kurbeiwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Das Sonnenrad bildet das zweite Eingangseiement und ist drehfest mit dem Rotor der Elektromaschine gekoppelt. Der Planetenträger bildet das Ausgangselement und ist drehfest mit der Eingangswelle des Schaitgetriebes verbunden. Die Überbrückungskupplung ist jeweils zwischen dem Sonnenrad und denn Planetenträger des Planetengetriebes angeordnet.
In dem Aniriebsstrang nach der DE 199 34 698 A1 ist die Überbrückungskupplung im Gegensatz zur vorliegend vorausgesetzten Reibungskupplung als Klauenkupplung ausgebildet, so dass die Überbrückungskupplung nur bei Synchroniauf des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle des Schaltgetriebes durch ein Einrücken geschlossen werden kann, und somit nur eingeschränkt nutzbar ist. Um einen Antrieb des Kraftfahrzeugs allein mit der Elekt- romaschine zu ermöglichen, ist ein Richtungsfreilauf zwischen der Kurbelwelle und einem Gehäuseteil angeordnet, wodurch die Kurbelwelle gegen ein Rückwärtsdrehen gesichert und damit das Antriebsmoment der Elektromaschinβ 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 ist 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 der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zur Übertragung eines Drehmomentes im Schlupfbetrieb genutzt werden kann. Um bei stehendem Kraftfahrzeug und in Neutral geschaltetem Schaltgetriebe einen Impulsstart des Verbrennungsmotors mit dBf 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 Öberbrückungskupplung als Reibungskupplung vorausgesetzt wird, insbesondere als nasse Lamellenkupplung, alternativ aber auch als Trockenkupplung ausgeführt sein kann. Alternativ zu der bekannten Anordnung kann die Öberbrückungskupplung auch zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad, also zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und dem Rotor der Elektrornaschine, angeordnet sein.
Im normalen Fahrbetrieb ist die Überbrückungskupplung vollständig geschlossen, so dass das Planetengetriebe in sich blockiert ist und starr umläuft. In diesem Betriebszustand sind die Drehzahlen und die Drehrichtungen des Verbrennungsmotors, der ESektromaschine und der Eingangswelle des Schaltgetriebes identisch. Die Eiektromaschine wird in diesem Betriebszustand vorwiegend als Generator zur Versorgung des elektrischen Bordnetzes betrieben, kann jedoch in bestimmten Betriebssituationen, insbesondere in Beschleunigungsphasen des Kraftfahrzeugs, zur Unterstützung des Verbrennungsmotors auch als Motor betrieben werden.
Gegen Ende eines Anfahrvorgangs oder eines Schaltvorgangs wird durch das Drehmoment der ESektromaschine, gegebenenfalls auch bei teilweise geschlossener, also im Seh lupf betrieb befindlicher Überbrückungskupplung mit Unterstützung durch das übertragene Drehmoment des Verbrennungsmotors, Synchronlauf des Summierungsgetriebes hergestellt, so dass die Elemente des Summierungsgetriebes, bei einer Ausführung als Pianetengetriebe das Sonnenrad, der Planetenträger und das Hohlrad eines Planetengetriebes, sowie die mit diesen verbundenen Bauteile, wie der Rotor der Elektromaschine, die Eingangswelie des Schaltgetriebes, und die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, in derselben Drehrichtung mit der gleichen Drehzahl rotieren. Zum Übergang in den normalen Fährbetrieb muss nun die Überbrü- ckungskupplung vollständig geschlossen werden und die Elektromaschine von dem motorischen Betrieb in den generatorischen Betrieb überführt werden. Dabei sollen die Elemente des Summierungsgetriebes weiterhin im Synchronbetrieb bleiben und zugleich komfortmindemde sowie möglicherweise Schwingungen anregende Lastschläge im Antriebsstrang vermieden werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bei einem Anfahrvorgang oder bei einem Schaltvorgang nach Erreichen des Synchronlaufs des Summierungsgetriebes in möglichst ruckarmer Weise die Überbrückungskuppiung geschlossen und die Elektromaschine in den Generatorbetrieb urngesteuert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, der einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine und ein mit unsynchronisierten Schaltkupplungen versehenes automatisiertes Schaltgetriebe umfasst, die über ein Summierungsgetriebe mit zwei Eingangs- eiementen und einem Ausgangselement sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskuppiung miteinander gekoppelt sind. Dabei ist das erste Eingangselement mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, das zweite Eingangselement mit dem Rotor der Elektromaschine und das Aus- gangseiement mit der Eingangsweile des Schaltgetriebes drehfest verbunden ist. Die Überbrückungskuppiung ist zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes angeordnet wobei bei einem Anfahrvorgang oder einem Schaltvorgang eine bei zumindest teilweise geöffneter Überbrückungskuppiung in dem Summierungsgetriebe auftretende Drehzahldifferenz im Wesentlichen mittels der Elektromaschine ausgeglichen wird, und nach Erreichen des Synchronlaufs der Elemente des Summierungsgetriebes die Überbrückungskupp- lung vollständig geschlossen sowie die Elektromaschine in den Generatorbetrieb gesteuert wird. Verfahrensgemäß ist zusätzlich vorgesehen, dass die Überbrückungskupplung nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig geschlossen wird, und dass weitgehend zeitgleich die Elektromaschine nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig in den lastfreien Zustand sowie nachfolgend in den Generatorbetrieb gesteuert wird.
Durch den stetigen Verlauf und die gleichzeitige Durchführung des Schließvorgangs der Oberbrϋckungskupplung sowie der Reduzierung des Drehmomentes der anfangs im motorischen Betrieb befindlichen Eiektroma- schine wird das Summierungsgetriebe zumindest weitgehend im Synchronbetrieb gehalten. Dadurch erfolgt die Umsteuerung der Elektromaschine vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb weitgehend ruckfrei, so dass durch Lastschläge hervorgerufene Komforteinbußen und Belastungsspitzen des Antriebs- sfrangs vermieden werden.
Die Zeitfunktion, nach der die Überbrückungskuppiung geschlossen wird, ist bevorzugt als ein rampenförmigβr Drehmomentanstieg des übertragbaren Drehmomentes MÜK όer Überbückungskupplung von dem bei Erreichen des Synchroniaufs vorliegenden übertragbaren Drehmoment MQK to auf das maximal übertragbare Drehmoment Moκ.maχ der Überbrückungskupplung ausgeführt, Ebenso ist die Zeitfunktion, nach der die Elekfromaschine in den lastfreien Zustand gesteuert wird, bevorzugt als ein rampenförmiger Drehmomentabfall der Elektromaschine von dem bei Erreichen des Synchronlaufs vorliegenden Drehmoment MEM » auf das Nullantriebsmoment MEM = 0 der Elektromaschine ausgeführt.
Damit durch den Abbau des Drehmomentes MEM der Elektromaschine kein Ungleichgewicht in dem Summierungsgetriebe und damit ein drehzahlbe- zogenes Auseinanderlaufen der Elemente des Summierungsgetriebes auftritt, erfolgt das Schließen der Überbrückungskupplung zweckmäßig schneller als die Reduzierung des Drehmomentes MEM der Elektromaschine, so dass der lasifreie Zustand der Elektromaschine MEM = 0 zeitlich nach dem vollständigen Schließen der Überbrückungskuppiung erreicht wird,
Das Schließen der Überbrückungskupplung und der Abbau des Drehmomentes MEM der Elektromaschine können gleichzeitig beginnen. Um den Synchronlauf der Elemente des Summierungsgetriebes zu stabilisieren ist es jedoch vorteilhafter, wenn das Drehmoment MEM to cter Elektromaschine zu Beginn des Schließβns der Überbrückungskupplung zunächst noch konstant gehalten wird, und der Abbau des Drehmomentes MEM der Elektromaschine erst beginnt, wenn das übertragbare Drehmoment MQK der Überbrückungskupplung einen vorab festgelegten Grenzwert MQK Gr erreicht oder überschritten hat.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass das Drehmoment MEM to der Elektromaschine zu Beginn des Schließens der Überbrückungskuppiung zunächst konstant gehalten wird, und dass der Abbau des Drehmomentes Mεw der Elektromaschine erst beginnt, wenn die Überbrückungskupplung die Schlupfgrenze erreicht oder überschritten hat.
Um den Synchronbetrieb des Summierungsgetriebes nicht unnötig zu stören, wird das Drehmoment MVM des Verbrennungsmotors während des Schließens der Überbrückungskupplung und während des Abbaus des Drehmomentes MeM der Elektromaschine bevorzugt weitgehend konstant gehalten.
Davon abweichend ist es jedoch auch möglich, dass das Drehmoment Mvω des Verbrennungsmotors während des Schließens der Überbrückungskupplung und während des Abbaus des Drehmomentes MEM der Elektromaschine nach einer durch die Fahrpedalauslenkung des Kraftfahrzeugs vorgege- benen Leistungsanforderung des Fahrers gesteuert wird. Dabei können größere Drehzahiabweichungen zwischen den Elementen des Summierungsgetrie- bes auftreten, die jedoch durch ein schnelleres Schließen der Überbrückungs- kupplung vermieden werden können.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt:
Fig. 1 typische Drehmomentverläufe bei einem ersten erfindungsgemäß gesteuerten Übergang in den normalen Fährbetrieb,
Fig. 2 typische Drehmomentverläufe bei einem zweiten erfindungsgemäß gesteuerten Übergang in den normalen Fahrbetrieb,
Fig. 3 den allgemeinen Aufbau des zugrunde gelegten 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 automatisiertes Schaltgetriebe 4, die über ein Summierungsgetriebe 5 mit zwei Eingangselementen 6 bzw. 7 und einem Ausgangselement 8 miteinander gekoppelt sind. Das erste Eingangselement 8 ist mit der Kurbelwelle 9 des Verbrennungsmotors 2, das zweite Eingangselement 7 mit dem Rotor 10 der Elektromaschine 3 und das Ausgangseiement 8 mit der Eingangsweile 11 des Schaltgetriebes 4 jeweils drehfest verbunden. Eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskuppiung 12 ist zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes 5, vorliegend zwischen den beiden Eingangselementen 6 und 7 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 2, die Eiektromaschine 2 und die Überbrückungskuppiung 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 sowie einem Hohlrad 19 ausgebildet. Das Hohirad 19 bildet das erste Eingangselement 6 und steht über ein Schwungrad 20 und einen Drehschwingungsdämpfer 21 mit der Kurbeiwelle 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 PSanetenträger 17 bildet das Ausgangselement 8 und steht unmittelbar mit der Eingangswelle 11 des Schaltgetriebes 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 und einen Rückwärtsgang auf, die über jeweils eine unsynchronisierte Kiauenschalfkupplung selektiv schaifbar sind. Die Über- brückungskuppiung 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.
In Fig. 1 sind nun typische Drehmomentverläufe dargestellt, mittels denen erfindungsgemäß nach dem Erreichen des Synchronlaufs der Elemente 6, 7 und 8 des Summierungsgetriebes 5 die Überbrückungskupplung 12 vollständig geschlossen sowie die Eiektromaschine 3 zunächst kraftlos und nachfolgend in den Generatorbetrieb gesteuert wird. Nach dem Erreichen des Synchronlaufs des Summierungsgetriebes 5 wird bei weitgehend konstant gehaltenem Antriebsmoment MVM des Verbrennungsmotors 2 zum Zeitpunkt tö gleichzeitig damit begonnen, die Öberbrü- ckungskupplung 12 mit einem rampenförmigen Anstieg des übertragbaren Drehmomentes MQK stetig zu schließen, und die Eiektromaschine 3 mit einer rampenförmigen Reduzierung des Antriebsmomentes MEM stetig in den lastfreien Zustand zu steuern. Dabei erfolgt das Schließen der Überbrückungskupp- lung 12 schneller als der Abbau des Motormomentes Mo^ der Eiektromaschine 3.
Ausgehend von dem zum Zeitpunkt tö eingestellten übertragbaren Drehmoment MÜK to erreicht die Überbrückungskupplung 12 zum Zeitpunkt t1, der iastabhängig ist, ihre Schiupfgrenze und ist nachfolgend ab dem Zeitpunkt !2 vollständig geschlossen, so dass ab diesem Zeitpunkt die Überbrückungskupplung 12 ihr maximales Drehmoment Moκ.maχ übertragen kann, und das Summierungsgβtriebe 5 sicher in sich blockiert ist und starr umläuft. Ausgehend von dem Antriebsmoment MEM to erreicht die Eiektromaschine 3 zu einem späteren Zeitpunkt t3 ihren kraftlosen Zustand MgM = 0 und kann nachfolgend zur Erzeugung elektrischer Energie problemlos in den Generatorbetrieb umgesteuert werden.
Durch das gleichzeitige und stetige Schließen der Überbrückungskupplung 12 und der entsprechenden Reduzierung des Antriebsmomentes MEM der Eiektromaschine 3 wird das Summierungsgetriebe 5 im Synchronbetrieb gehalten, und der Übergang der Eiektromaschine 3 vom motorischen in den generatorischen Betrieb erfolgt weitgehend ruckfrei, so dass Komforteinbußen und Belastungen des Antriebsstrangs durch Lastschläge vermieden werden.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 2 wird das Antriebsmoment MEM to der Eiektromaschine 3 zunächst über den Zeitpunkt tθ hinaus konstant gehalten, bis das übertragbare Drehmoment MQK der Überbrückungskuppiung 12 zum Zeitpunkt t1 ' einen vorab festgelegten Grenzwert MQK Gr erreicht oder überschritten hat. Hierdurch kann das Summierungs- getriebe 5 mit höherer Sicherheit und geringerem steuerungstechnischen Aufwand im Synchronbetrieb gehalten werden kann. Der Abbau des Antriebsmomentes MEM der Elektromaschine 3 erfolgt anschließend mit größerem Gradienten. Der kraftlose Zustand MEM = 0 der Elektromaschine 3 wird dennoch relativ zum vollständigen Schließen der Überbrückungskuppiung 12 im Zeitpunkt t2 zu einem späteren Zeitpunkt t3 erreicht.
Bezuαszeichen
1 Antriebsstraπg
2 Verbrennungsmotor
3 Eiekiromaschine
4 Schaltgetriebe
5 Summierungsgetriebe
6 (erstes) Eingangselement
7 (zweites) Eingangseiement
8 Ausgangselement
9 Kurbelwelle
10 Rotor
1 1 Eingangsweite
12 Überbrückungskupplung
13 Sensor- und Steuerleiϊung
14 Steuergerät
15 Planetengetriebe
16 Sonnenrad
17 PSanetenträger
18 PSanetenrad
19 Hohlrad
20 Schwungrad
21 Drehschwingungsdämpfer
22 Gehäuseteil
23 Richtungsfreilauf
24 VerbindungswelSe M Drehmoment
MEM Drehmoment der Elektromaschine
MEMJO Drehmoment Eiektromaschine bei tö
Moκ übertragbares Drehmoment der Überbrückungskuppluπg
Moκ...Gr übertragbares Grenzdrehmoment der Überbrückungskupplung
MuK max maximal übertragbares Drehmoment Überbrückungskupplung
MUK to übertragbares Drehmoment der Überbrückungskupplung bei tθ
MVM Drehmoment des Verbrennungsmotors t Zeit tθ Zeitpunkt t1 Zeitpunkt t1 ' Zeitpunkt t2 Zeitpunkt t3 Zeitpunkt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 , Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs (1), der einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein mit unsynchro- nisierten Schaltkuppiungen versehenes automatisiertes Schaltgetriebe (4) um- fasst die über ein Summierungsgetriebe (5) mit zwei Eingangselementen (6, 7) und einem Ausgangseiement (8) sowie über eine als Reibungskupplung ausgebildete Überbrückungskupplung (12) miteinander gekoppelt sind, bei dem das erste Eingangselement (6) mit der Kurbelwelle (9) des Verbrennungsmotors (2), das zweite Eingangselemenf (7) mit dem Rotor {10} der Elektromaschine (3) und das Ausgangselement (8) mit der Eingangsweiie (11) des Schaltgetriebes (4) drehfest verbunden ist, und bei dem die Überbrückungs- kupplung (12) zwischen zwei Elementen des Summierungsgetriebes (5) angeordnet ist, wobei bei einem Anfahrvorgang oder einem Schaltvorgang eine bei zumindest teiiweise geöffneter Überbrückungskupplung (12) in dem Summierungsgetriebe (5) auftretende Drehzahldifferenz im Wesentlichen mittels der Elektromaschine (3) ausgeglichen wird, und nach Erreichen des Synchronlaufs der Elemente des Summierungsgetriebes (5) die Überbrückungskupplung (12) vollständig geschlossen und die Elektromaschine (3) in den Generatorbetrieb gesteuert wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überbrückungskupplung (12) nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig geschlossen wird, und dass weitgehend zeitgieich die Elektromaschine (3) nach einer vorgegebenen Zeitfunktion stetig in den lastfreien Zustand sowie nachfolgend in den Generatorbetrieb gesteuert wird.
2, Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zeitfunktion, nach der die Überbrückungskupplung (12) geschlossen wird, ein rampenförmiger Drehmomenfanstieg des übertragbaren Drehmomentes (Moκ) der Überbückungskupplung (12) von dem bei Erreichen des Synchronlaufs (t = tθ) vorliegendem übertragbaren Drehmoment (MÖKJO) auf das maximal übertragbare Drehmoment (Moκ.maχ) der Überbrückungskupplung (12) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitfunktion, nach der die Elektromaschine (3) in den lastfreien Zustand gesteuert wird, ein rampenförmiger Drehmomentabfall der Elektromaschine (3) von dem bei Erreichen des Synchroniaufs (t = tθ) vorliegenden Drehmoment (MEMJO) auf das Nullantriebsmoment (MEM = 0) der Elektromaschine (3) ist
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das der lastfreie Zustand {ME!yι = 0) der Elektromaschine (3) zeitlich nach dem vollständigen Schließen der Überbrückungs- kupplung (12) erreicht wird.
5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen der Überbrückungskupplung (12) und der Abbau des Drehmomentes (Me^) der Elektromaschine (3) gleichzeitig beginnen.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment (MEM to) der Elektromaschine (3) zu Beginn des Schließens der Überbrückungskupplung (12) zunächst konstant gehalten wird, und dass der Abbau des Drehmomentes (MEM) der Elektromaschine (3) erst beginnt, wenn das übertragbare Drehmoment (MÜK) der Überbrückungskupplung (12) einen vorab festgelegten Grenzwert (MOK.GΓ} erreicht oder überschritten hat.
7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment (MEM ..to) der Elektromaschine (3) zu Beginn des Schließens der Überbrückungskupplung (12) zunächst konstant gehalten wird, und dass der Abbau des Drehmomentes (MEM) der Elektromaschine (3) erst beginnt, wenn die ÜberbrQckungskuppSung (12) die Schlupfgrenze erreicht oder überschritten hat.
8, Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment (MVM) des Verbrennungsmotors (2) während des Schiießens der Überbrϋckungskupplung (12) und während des Abbaus des Drehmomentes (MEM) der Elektromaschine (3) weitgehend konstant gehalten wird.
9, Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment (MVM) des Verbrennungsmotors (2) während des Schiießens der Überbrückungskupplung (12) und während des Abbaus des Drehmomentes {MEM) der Elektromaschine (3) nach einer durch die Fahrpedalauslenkung des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Leistungsanforderung des Fahrers gesteuert wird,
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