WO2017060010A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer antriebsvorrichtung, antriebsvorrichtung - Google Patents

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WO2017060010A1
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WO
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combustion engine
torque
internal combustion
clutch
dual
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PCT/EP2016/070593
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Thomas Huber
Benjin Luo
Michael Lehner
Rainer GASPER
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive device of a motor vehicle having an internal combustion engine, an electric machine and a dual clutch transmission, wherein the dual clutch transmission has two clutches, by which it is connectable to the internal combustion engine, wherein in a driving operation, at least the internal combustion engine for
  • Controlled generation of a target drive torque is connected by one of the clutches with the dual-clutch transmission, and wherein the clutches are actuated in opposite directions for a gear change.
  • the invention relates to a device for operating the above
  • hybrid drive devices which have at least one electric machine in addition to an internal combustion engine, are finding more and more application in motor vehicle construction.
  • Such drive devices allow performing different driving modes, such as a purely electric operation, a pure combustion engine operation and a mixed operation, in which the drive torque of the motor vehicle is generated jointly by both the electric motor and by the internal combustion engine.
  • the electric motor can also be operated as a generator, it is included possible to charge by load point displacements of the internal combustion engine, a vehicle battery of the motor vehicle electrically or to feed electrical energy into the battery during a braking operation.
  • the prime movers, electric motor and internal combustion engine not directly connected to drive wheels of the motor vehicle, but under
  • the inventive method with the features of claim 1 has the advantage that the switching delay or a noticeable from the driver or the occupants of the motor vehicle traction deceleration or
  • the invention provides that during a gear change, the electric machine connected without coupling with the dual-clutch transmission is controlled in such a way that it generates the setpoint torque, at least temporarily, completely or partially.
  • the invention thus provides that, in a gear change, the motor torque of the internal combustion engine which is eliminated by the opening of the clutch on the drive wheels by a
  • Engine torque of the electric machine is fully or partially compensated, especially if when driving alone the
  • Dual-clutch transmission ie from a lower gear to a higher gear, or from a gear with a higher gear
  • Dual clutch transmission or to connect to the drive train so that solely by the control of the electric machine that reacts very dynamically to a control, the traction interruption is advantageously reduced or minimized.
  • the target torque is completely taken over by the electric machine in order to completely avoid the traction interruption.
  • this depends on the dimensioning of the electric machine, which may optionally provide the required target torque only partially. In this case it is
  • the electric machine when driving the internal combustion engine and the electric machine are driven to jointly generate the desired torque in the gear change, the electric machine is driven such that it is the proportion of the engine to the target Driving torque completely or partially takes over. So is the target torque through both Generated engine, takes over the gear change, the electric machine additionally the proportion of the target torque of the
  • Gear change is thus initiated by a reduction of the torque provided by the engine.
  • This reduction is expediently completely or partially compensated by the electric machine, as already described above.
  • the electric machine as already described above.
  • Combustion engine is reduced with the dual-clutch transmission currently connecting coupling.
  • Dual clutch transmission is transmitted.
  • the other clutch is preferably closed simultaneously or at a later time after, for example, a gear change has occurred.
  • Internal combustion engine is transmitted to the dual clutch transmission torque by reducing the engine torque of the internal combustion engine.
  • the engine torque or a nominal Engine torque corresponds in the case in which the
  • Drive torque is provided solely by the internal combustion engine in the initial state, the target drive torque. Will that be
  • the setpoint engine torque corresponds to the proportion of
  • the engine torque of the internal combustion engine is reduced or reduced even before the clutch which currently connects the internal combustion engine to the dual-clutch transmission is opened. This results in a compensation of the dropping engine torque by the electric machine even before the internal combustion engine of the
  • Double clutch transmission to perform the switching operation is released.
  • Torque increases a machine torque of the electric machine at the same time.
  • the engine torque is increased to the same extent as the torque transmitted by the engine is reduced.
  • the coupling connecting the internal combustion engine with the dual-clutch transmission is only opened when the torque of the internal combustion engine is reduced to zero.
  • the coupling connecting the internal combustion engine with the dual-clutch transmission is then load-free and can be opened gently with minimal wear.
  • Gear change both clutches are fully open. This ensures a low-wear gear change of the dual-clutch transmission. Although both clutches are opened, it is ensured by the embodiment according to the invention that a traction interruption is prevented, or that the target drive torque is at least largely provided by the electric machine. According to a preferred embodiment of the invention it is provided that for initiating the gear change, the internal combustion engine with the
  • Electric machine ensures that even here this interruption of traction is at least largely avoided.
  • the device according to the invention with the features of claim 10 is characterized by a specially prepared control unit that performs the inventive method when used as intended. This results in the already mentioned advantages. Further advantages and preferred features emerge in particular from the previously described and from the claims.
  • the drive device according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the inventive device. This results in the already mentioned advantages. In the following, the advantages of the inventions based on a
  • Figure 2 is a diagram for explaining an advantageous method for
  • FIG. 3 shows a further diagram for explaining the method
  • FIG. 4 shows a further diagram for explaining the method
  • FIG. 5 shows a diagram for explaining a variant of the method
  • Figure 6 is another diagram for explaining the further variant of the method
  • FIG. 7 is a flow chart for explaining a further advantageous embodiment
  • Figure 1 shows a drive device 1 of a motor vehicle, which as
  • Hybrid drive device is formed.
  • the drive device 1 an internal combustion engine 2 and an electric machine 3, which are connected by a dual-clutch transmission 4, which is shown only functionally in the figure 1, with at least one drive wheel 5 of the motor vehicle.
  • the dual-clutch transmission 4 has two clutches K1 and K2, by means of which it can be operatively connected to the internal combustion engine 2. This shows that
  • Dual clutch transmission 4 two partial transmissions TGl and TG2, each having different translations and are operatively connected to the drive wheel 5.
  • the partial transmission TG1 has the ratios for the gears 1, 3, 5 the reverse gear and a neutral gear N
  • the partial transmission TG2 has the translations for the gears 2, 4 and 6 and a neutral gear N.
  • Dual-clutch transmission 4 designed such that, as shown here, the next higher or the next lower translation is in each case on the other partial transmission.
  • An input shaft of the subtransmission TG1 is connected to the clutch K1 and an input shaft of the subtransmission TG2 to the clutch K2, so that depending on which of the clutches K1 and K2 is closed, the internal combustion engine 2 either with the subtransmission TG1 or with the subtransmission TG2 is operatively connected.
  • both clutches Kl and K2 open the engine 2 is completely from the
  • Dual clutch transmission 4 separated and can transmit neither a positive nor a negative torque to the drive wheel 5.
  • the electric machine 3 is permanently or clutch-free with the input shaft of the
  • the electric machine 3 is coupled for example by a belt drive or by a gear transmission with the input shaft. Alternatively, the electric machine 3 but also on the
  • the internal combustion engine 2 is also assigned a starter motor 6 in the present case.
  • a gear change from a lower to a higher gear for example, from the gear 3 to the gear 4, the procedure is usually as follows:
  • the gear 4 is already engaged in the partial transmission TG2.
  • the partial transmission TG1 the gear 3 is engaged, the clutch K2 is opened, and the clutch K1 is closed, and the engine 2 provides a positive engine torque, which is transmitted to the drive wheel 5 according to the gear 3 ratio.
  • the torque flow or force flow from the engine 2, through the clutch Kl, the partial transmission TG1 to the drive wheel 5.
  • Partial transmission TG2 and a subsequent synchronization of the speed of the internal combustion engine to the speed of the partial transmission TG2 differ. Since the torque request of the driver on the drive wheel 5 of the entire circuit should remain constant, the torque of the internal combustion engine 2 must be raised during the torque transfer. The required increase in the torque can be calculated from the ratio of the fourth gear in the partial transmission TG2 and the desired driver's desired torque. During the synchronization of the rotational speed of the internal combustion engine 2 with the
  • Partial gear TG2 the torque of the engine 2 is lowered so far that results in a reduction in the speed of the engine 2 to the input speed of the partial transmission TG2.
  • the clutch torque of the partial transmission TG1 or the torque transmitted by the clutch Kl is lowered to zero during the torque transfer, and the Clutch torque of the partial transmission TG2 or the clutch K2 raised from zero to the required drive torque. It is advantageous to make sure that the sum of the two clutch moments equal to the desired driver torque during torque transfer, so there is no interruption of traction and thus a reduction in comfort.
  • the clutch torque of the partial transmission TG2 must be kept constant during the synchronization of the speed, to no
  • the speed of the internal combustion engine is to be kept constant or must be slightly increased, so that the slip of the clutch Kl is always positive. This is important so that the sign of the transmitting torque of a sliding clutch depends on the sign of the speed difference.
  • the rotational speed of the internal combustion engine 2 is greater than or equal to the input rotational speed of the subtransmission TG1 in order to transmit a positive torque. Decreases the speed of the
  • Subtransmission TG2 was handed over.
  • For the partial transmission TG2 applies at a Switzerlandroch-shift, so a gear change to a higher gear that the engine speed is always higher than the speed of the input shaft of the partial transmission TG2 to ensure a positive torque transfer.
  • Internal combustion engine 2 are lowered to the input speed of the partial transmission TG2 in order to close the clutch K2 completely.
  • the required driver command torque at the drive wheel 5 between the electric machine 3 and the engine 2 can be divided to operate the engine 2, for example, in a consumption-optimal operating point.
  • the total of the drive device 1 to the drive wheel 5 available set target drive torque from the engine 2 and the electric machine 3 are provided together.
  • the proportions of the internal combustion engine 2 and the electric machine 3 change at the desired drive torque.
  • FIG. 2 shows in a diagram over the time t applied
  • Engine torque Md 3 of the electric machine 3 and the engine torque Md 2 of the internal combustion engine 2 during a gear change wherein in the present case it is assumed that the ratio of electric machine 3 to partial transmission TG2 is equal to 1.
  • the torques of the third-speed subtransmissions TG1 and TG2 Md G 3 and the fourth gear Md G4 are shown. In the upshift from the third to the fourth gear, so when changing from the subtransmission TG1 to the subtransmission TG2, first in a phase I, the torque Md 2 of the engine 2 to the
  • FIG. 3 is applied in a further diagram on the time t, of the clutches Kl and K2 torques transmitted Md K i and Md K 2
  • the torque of the clutch Kl of the component transmission TG1 is in the same degree as the torque Md 2 of the engine 2 lowered to zero. If the clutch Cl is load-free, it can be opened or the clutch K2 can already be tracked beforehand in order to realize a faster shifting process. In contrast to a conventional gear change, in which the
  • Clutch K2 of the partial transmission TG2 is in particular before
  • Torque transfer from the electric machine 3 to the engine 2 is completely closed, and is optionally increased to allow a faster circuit with the engine torque Md 2 .
  • FIG. 4 shows, in a further diagram plotted against the time t, the rotational speed n2 of the internal combustion engine 2 during the described process
  • FIG. 5 again shows the diagram, which is also shown in FIG. 2, with the difference that the electric machine 3 is not capable of doing so
  • Torque of the engine is further transmitted to the partial transmission TG2. Thereafter, the rotational speed synchronization takes place in phase II. If the rotational speeds are synchronized, the clutch K2 of the partial transmission TG2 can be completely closed and the desired drive torque can again be divided between the electric motor 3 and the internal combustion engine 2 to phase III.
  • the transmitting torque of the clutch Kl is the phase I initially reduced to zero. As soon as the clutch Cl is load-free, it can be opened or the clutch can already be tracked beforehand in order to realize a faster shifting process.
  • Torque Md K2 of clutch K2 lower. It is in slip a low power loss, which is proportional to the transmitting torque Md K2 , registered in the clutch K2 and thus achieved a lower wear of the clutch K2 compared to the conventional gear change.
  • the torque of the clutch K2 is also during the synchronization of the internal combustion engine. 2 lower. As a result, a lower power loss is achieved in the clutch K2 over the entire shift or gear change. This leads to a reduced wear of the clutch K2 and thus to an increased life.
  • FIG. 7 shows in a flow chart an advantageous method for operating the drive device during a downshift, that is, during a downshift
  • Gear change from a higher to a lower gear by which a traction interruption-free shifting of the gear of the partial transmission TG2 during a Rekuperations horrs of the electric machine 3 is made possible.
  • a gear for example, gear 4 is engaged, the clutch K2 is open, and the engine 2 is turned off, the clutch Kl is open and the electric machine 3 is operated as a generator.
  • a final state is to be achieved that in the partial transmission TG2 a lower gear, such as gear 2 is engaged, the clutches Kl and K2 are open, the engine is switched off and the electric machine 3 is still operated as a generator and thus produces a negative torque.
  • step S1 the process is started at the stated initial state.
  • step S2 a small gear is engaged in a partial transmission TG1, in particular a gear which is lower than the gear engaged in the partial transmission TG2, and in particular the smallest available gear with the highest gear ratio of the partial transmission TG1, as high a speed as possible to reach the clutch Kl.
  • a step S3 for the gear change the electric machine 3 is driven to set a zero torque, so to run in an idle.
  • the clutch Kl is operated slipping in a step S4, without the internal combustion engine 2 is operated. Due to the slipping operation of the clutch Kl, a decelerating torque is generated in the partial transmission TG1 by energy is destroyed in the clutch Kl by the slip and thus a traction interruption by the zero moment of the
  • the current gear for example gear 4
  • a new, lower gear in particular the next lower gear, in the present gear 2
  • the decelerating target drive torque is further provided by the slipping operation of the clutch Kl.
  • step S7 the electric machine 3 is again driven to be operated as a generator and insofar to provide a decelerating drive torque available that acts on the drive gear 5 for the partial transmission TG2. While the torque of the electric machine 3 is raised again, the clutch Kl is opened again to cancel the delay torque generated by the slip. As soon as the clutch K1 is completely opened, the engaged gear of the subtransmission TG1 is preferably redesigned in a step S8 and the subtransmission TG1 is in particular switched to a neutral gear or state. As a result, the process is ended in a step S9.
  • the switching process is carried out as quickly as possible, so that as little energy in the clutch Kl is destroyed by the slipping operation and the wear is kept low.
  • the internal combustion engine 2 rotates as long as the clutch Kl generates a decelerating torque.
  • Dual clutch transmission 4 namely the traction interruption-free switching, is thus ensured even in the purely electrical operation of the motor vehicle, with only one of the partial transmission TG1 or TG2 associated electric machine.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, die einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein Doppelkupplungsgetriebe (4) aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe (4) zwei Kupplungen (K1, K2) aufweist, durch welche es mit dem Verbrennungsmotor (2) verbindbar ist, wobei in einem Fahrbetrieb zumindest der Verbrennungsmotor (2) zur Erzeugung eines Soll-Antriebsdrehmoment angesteuert wird, und wobei die Kupplungen (K1, K2) für einen Gangwechsel gegensinnig betätigt werden. Es ist vorgesehen, dass bei einem Gangwechsel die kupplungsfrei mit dem Doppelkupplungsgetriebe (4) verbundene Elektromaschine (3) derart angesteuert wird, dass sie das Soll-Drehmoment zumindest zeitweise vollständig oder teilweise erzeugt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung,
Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine und ein Doppelkupplungsgetriebe aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe zwei Kupplungen aufweist, durch welche es mit dem Verbrennungsmotor verbindbar ist, wobei in einem Fahrbetrieb zumindest der Verbrennungsmotor zur
Erzeugung eines Soll-Antriebsdrehmoment angesteuert und durch eine der Kupplungen mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbunden wird, und wobei die Kupplungen für einen Gangwechsel gegensinnig betätigt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben der oben
beschriebenen Antriebsvorrichtung sowie eine entsprechende
Antriebsvorrichtung.
Stand der Technik
Verfahren, Vorrichtungen und Antriebsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Insbesondere sogenannte Hybridantriebsvorrichtungen, die neben einem Verbrennungsmotor wenigstens eine Elektromaschine aufweisen, finden immer mehr Anwendung im Kraftfahrzeugbau. Derartige Antriebsvorrichtungen erlauben das Durchführen unterschiedlicher Fahrbetriebsarten, wie beispielsweise einen rein elektrischen Betrieb, einen rein verbrennungsmotorischen Betrieb sowie einen Mischbetrieb, bei welchem das Antriebsdrehmoment des Kraftfahrzeugs sowohl durch den Elektromotor als auch durch den Verbrennungsmotor gemeinsam erzeugt wird. Weil der Elektromotor auch generatorisch betrieben werden kann, ist es dabei möglich, durch Lastpunktverschiebungen des Verbrennungsmotors eine Fahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs elektrisch aufzuladen oder bei einem Bremsvorgang elektrische Energie in die Batterie einzuspeisen. Üblicherweise sind die Antriebsmaschinen, Elektromotor und Verbrennungsmotor, nicht direkt mit Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs verbunden, sondern unter
Zwischenschaltung eines Getriebes mit veränderbarer Übersetzung. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um ein automatisiertes Schaltgetriebe mit mehreren fest vorgegebenen Übersetzungsstufen. Um Schaltzeiten zu reduzieren, ist es außerdem bekannt, Doppelkupplungsgetriebe vorzusehen, die zwei ineinander laufende Getriebewellen aufweisen, die jeweils mit einer Kupplung verbunden sind, durch welche die jeweilige Getriebewelle mit dem Verbrennungsmotor wirkverbindbar ist, sodass ein von dem Verbrennungsmotor erbrachtes Drehmoment auf die jeweilige Getriebewelle übertragbar ist. Durch ein vorteilhaft gegensinniges Ansteuern der Kupplungen ist es dabei möglich, dass an einer der Getriebewellen ein Gang gewechselt wird, während durch die andere Getriebewelle ein Antriebsdrehmoment von dem Verbrennungsmotor zu den Antriebsrädern übertragen wird. Durch gleichzeitiges Einkuppeln der einen und Auskuppeln der anderen Kupplung kann damit ein Gangwechsel nahezu ohne Schaltverzögerung, die zu einer Zugkraftunterbrechung führen würde, erfolgen. Die Elektromaschine kann unterschiedlichen Stellen einer derartigen Antriebsvorrichtung angeordnet sein, um ein zusätzliches positives oder negatives Maschinendrehmoment zu erzeugen, das auf die Antriebsräder übertragen wird.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Schaltverzögerung beziehungsweise eine von dem Fahrer oder den Insassen des Kraftfahrzeugs spürbare Zugkraftverzögerung oder
-Unterbrechung im Vergleich zu bekannten Lösungen weiter reduziert und gegebenenfalls vollständig unterbunden wird. Dadurch wird einerseits der Fahrkomfort erhöht und andererseits werden Vorteile in Bezug auf die
Fahrsicherheit aufgrund eines gleichmäßigen Drehmomentaufbaus an den Antriebsrädern erzielt beziehungsweise gewährleistet. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass bei einem Gangwechsel die kupplungsfrei mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbundene Elektromaschine derart angesteuert wird, dass sie das Soll-Drehmoment zumindest zeitweise vollständig oder teilweise erzeugt. Die Erfindung sieht also vor, dass bei einem Gangwechsel das durch das Öffnen der Kupplung an den Antriebsrädern wegfallende Motordrehmoment des Verbrennungsmotors durch ein
Maschinendrehmoment der elektrischen Maschine vollständig oder teilweise kompensiert wird, insbesondere dann, wenn im Fahrbetrieb allein der
Verbrennungsmotor zur Erzeugung des Soll-Antriebsdrehmoments angesteuert wird. Somit wird insbesondere bei einem Raufschalten des
Doppelkupplungsgetriebes, also von einem niedrigeren Gang zu einem höheren Gang, beziehungsweise von einem Gang mit einem höheren
Übersetzungsverhältnis zu einem Gang mit einem niedrigeren
Übersetzungsverhältnis, eine Zugkraftunterbrechung sicher vermieden. Dadurch, dass die Elektromaschine dauerhaft beziehungsweise kupplungsfrei mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbunden ist, ist außerdem kein zusätzlicher
Schaltvorgang notwendig, um die Elektromaschine mit dem
Doppelkupplungsgetriebe beziehungsweise mit dem Antriebsstrang zu verbinden, sodass allein durch die Ansteuerung der Elektromaschine, die sehr dynamisch auf eine Ansteuerung reagiert, die Zugkraftunterbrechung vorteilhaft reduziert beziehungsweise minimiert wird. Vorzugsweise wird das Soll- Drehmoment vollständig von der elektrischen Maschine übernommen, um die Zugkraftunterbrechung vollständig zu vermeiden. Dies hängt jedoch von der Dimensionierung der Elektromaschine ab, die gegebenenfalls das angeforderte Soll-Drehmoment nur teilweise erbringen kann. In diesem Fall ist es
zweckmäßig, dass Soll-Drehmoment zumindest so weit wie möglich durch die Elektromaschine zu erzeugen, um die Zugkraftunterbrechung so weit wie möglich zu reduzieren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dann, wenn im Fahrbetrieb der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine angesteuert werden, um das Soll-Drehmoment gemeinsam zu erzeugen, bei dem Gangwechsel die Elektromaschine derart angesteuert wird, dass sie den Anteil des Verbrennungsmotors an dem Soll-Antriebsdrehmoment vollständig oder teilweise übernimmt. Wird also das Soll-Drehmoment durch beide Antriebsmaschinen erzeugt, übernimmt beim Gangwechsel die Elektromaschine zusätzlich noch den Anteil an dem Soll-Drehmoment, der von dem
Verbrennungsmotor erzeugt wurde, zumindest soweit es durch die vorhandene Elektromaschine und gegebenenfalls einem aktuellen Ladezustand des
Energiespeichers beziehungsweise der Fahrzeugbatterie, möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Einleiten des Gangwechsels das von dem Verbrennungsmotor auf das
Doppelkupplungsgetriebe übertragene Drehmoment reduziert wird. Der
Gangwechsel wird also dadurch eingeleitet, dass eine Reduzierung des von dem Verbrennungsmotor bereitgestellten Drehmoments erfolgt. Diese Reduzierung wird zweckmäßigerweise durch die Elektromaschine vollständig oder teilweise kompensiert, wie zuvor bereits beschrieben. Insbesondere erfolgt die
Kompensation derart, dass das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors kontinuierlich reduziert und das Maschinendrehmoment der Elektromaschine kontinuierlich erhöht wird, um den Wechsel zwischen dem Erzeuger des
Antriebsdrehmoments ohne Zugkraftunterbrechung an den Antriebsrädern zu bewerkstelligen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Drehmoment durch Öffnen der den
Verbrennungsmotor mit dem Doppelkupplungsgetriebe aktuell verbindenden Kupplung reduziert wird. Durch ein insbesondere langsames Öffnen der
Kupplung wird erreicht, dass das von dem Verbrennungsmotor aktuell zur Verfügung gestellte Motordrehmoment nicht vollständig auf das
Doppelkupplungsgetriebe übertragen wird. Durch einen schlupfenden Betrieb der Kupplung erfolgt die Reduzierung des verbrennungsmotorischen Drehmoments durch Reduzierung des von der Kupplung übertragenen Drehmoments vom Verbrennungsmotor zum Getriebe auf einfache Art und Weise. Die andere Kupplung wird dabei bevorzugt gleichzeitig geschlossen oder zu einem späteren Zeitpunkt, nachdem beispielsweise ein Gangwechsel erfolgt ist.
Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das von dem
Verbrennungsmotor auf das Doppelkupplungsgetriebe übertragene Drehmoment durch Reduzierung des Motordrehmoments des Verbrennungsmotors erfolgt. Das Motordrehmoment beziehungsweise ein Soll- Verbrennungsmotordrehmoment entspricht in dem Fall, in welchem das
Antriebsdrehmoment allein durch den Verbrennungsmotor im Ausgangszustand zur Verfügung gestellt wird, dem Soll-Antriebsmoment. Wird das
Antriebsdrehmoment von Verbrennungsmotor und Elektromaschine gemeinsam erzeugt, so entspricht das Soll- Motordrehmoment dem Anteil des
verbrennungsmotorischen Drehmoments an dem Antriebssolldrehmoment. Insbesondere wird das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors verringert beziehungsweise reduziert, noch bevor die den Verbrennungsmotor aktuell mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbindende Kupplung geöffnet wird. Dadurch erfolgt eine Kompensation des wegfallenden Motordrehmoments durch die Elektromaschine noch bevor der Verbrennungsmotor von dem
Doppelkupplungsgetriebe zur Durchführung des Schaltvorgangs gelöst wird.
Zweckmäßigerweise wird bei der Reduzierung des zu übertragenden
Drehmoments ein Maschinendrehmoment der Elektromaschine gleichzeitig erhöht. Zweckmäßigerweise wird das Maschinendrehmoment in gleichem Maße erhöht, wie das von dem Verbrennungsmotor übertragende Drehmoment reduziert wird.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die den Verbrennungsmotor mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbindende Kupplung erst dann geöffnet wird, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf null reduziert ist. Dadurch ist die den Verbrennungsmotor mit dem Doppelkupplungsgetriebe verbindende Kupplung dann lastfrei und kann schonend mit minimalem Verschleiß geöffnet werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass während einer
Drehzahlsynchronisation des Doppelkupplungsgetriebes während des
Gangwechsels beide Kupplungen vollständig geöffnet sind. Dadurch wird ein verschleißarmer Gangwechsel des Doppelkupplungsgetriebes gewährleistet. Obwohl beide Kupplungen geöffnet sind, wird durch die erfindungsgemäße Ausführungsform gewährleistet, dass eine Zugkraftunterbrechung verhindert ist, beziehungsweise, dass das Soll-Antriebsdrehmoment durch die Elektromaschine zumindest weitgehend zur Verfügung gestellt wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Einleiten des Gangwechsels die den Verbrennungsmotor mit dem
Doppelkupplungsgetriebe verbindende Kupplung geöffnet und gleichzeitig die andere Kupplung zumindest teilweise geschlossen wird. Hierdurch kann ein besonders schneller Gangwechsel erfolgen. Die kompensierende
Elektromaschine gewährleistet, dass auch hierbei eine Zugkraftunterbrechung zumindest weitestgehend unterbleibt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät aus, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durchführt. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Im Folgenden sollen die Vorteile der Erfindungen anhand eines
Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einer funktionellen Darstellung,
Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum
Betreiben der Antriebsvorrichtung,
Figur 3 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens,
Figur 4 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens,
Figur 5 ein Diagramm zur Erläuterung einer Variante des Verfahrens, Figur 6 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der weiteren Variante des Verfahrens und
Figur 7 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines weiteren vorteilhaften
Verfahrens zum Betreiben der Antriebsvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs, die als
Hybridantriebsvorrichtung ausgebildet ist. Dazu weist die Antriebsvorrichtung 1 einen Verbrennungsmotor 2 sowie eine Elektromaschine 3 auf, die durch ein Doppelkupplungsgetriebe 4, das in der Figur 1 lediglich funktional dargestellt ist, mit wenigstens einem Antriebsrad 5 des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Das Doppelkupplungsgetriebe 4 weist zwei Kupplungen Kl und K2 auf, durch welche es mit dem Verbrennungsmotor 2 wirkverbindbar ist. Dabei weist das
Doppelkupplungsgetriebe 4 zwei Teilgetriebe TGl und TG2 auf, die jeweils unterschiedliche Übersetzungen aufweisen und mit dem Antriebsrad 5 wirkverbunden sind. So weist beispielsweise vorliegend das Teilgetriebe TGl die Übersetzungen für die Gänge 1, 3, 5 den Rückwärtsgang sowie einen neutralen Gang N auf, während das Teilgetriebe TG2 die Übersetzungen für die Gänge 2, 4 und 6 sowie einen neutralen Gang N aufweist. Insbesondere ist das
Doppelkupplungsgetriebe 4 derart ausgebildet, dass, wie vorliegend gezeigt, die nächst höhere oder die nächst niedrigere Übersetzung jeweils auf dem anderen Teilgetriebe liegt. Eine Eingangswelle des Teilgetriebes TGl ist dabei mit der Kupplung Kl und einer Eingangswelle des Teilgetriebes TG2 mit der Kupplung K2 verbunden, sodass in Abhängigkeit davon, welche der beiden Kupplungen Kl und K2 geschlossen ist, der Verbrennungsmotor 2 entweder mit dem Teilgetriebe TGl oder mit dem Teilgetriebe TG2 wirkverbunden ist. Sind beide Kupplungen Kl und K2 geöffnet, ist der Verbrennungsmotor 2 vollständig von dem
Doppelkupplungsgetriebe 4 getrennt und kann weder ein positives noch ein negatives Drehmoment auf das Antriebsrad 5 übertragen. Die Elektromaschine 3 ist dauerhaft beziehungsweise kupplungsfrei mit der Eingangswelle des
Teilgetriebes TG2 verbunden. Die Elektromaschine 3 ist dabei beispielsweise durch einen Riementrieb oder durch ein Zahnradgetriebe mit der Eingangswelle gekoppelt. Alternativ kann die Elektromaschine 3 aber auch an der
Ausgangswelle oder an einer anderen Stelle in dem Teilgetriebe TG2 mit dem Teilgetriebe TG2 verbunden sein. Dem Verbrennungsmotor 2 ist außerdem vorliegend ein Startermotor 6 zugeordnet.
Bei einem Gangwechsel von einem niedrigeren zu einem höheren Gang, beispielsweise von dem Gang 3 zu dem Gang 4, wird üblicherweise wie folgt vorgegangen: Im Ausgangszustand ist im Teilgetriebe TG2 der Gang 4 bereits eingelegt. Im Teilgetriebe TG1 ist der Gang 3 eingelegt, die Kupplung K2 geöffnet, und die Kupplung Kl geschlossen und der Verbrennungsmotor 2 stellt ein positives Motordrehmoment bereit, das gemäß der Übersetzung des Gangs 3 auf das Antriebsrad 5 übertragen wird. Dabei erfolgt der Momentenfluss beziehungsweise Kraftfluss von dem Verbrennungsmotor 2, durch die Kupplung Kl, das Teilgetriebe TG1 zu dem Antriebsrad 5. Im Endzustand soll der
Momentenfluss von dem Verbrennungsmotor 2 durch die Kupplung K2 und das Teilgetriebe TG2 mit der Übersetzung des Gangs 4 auf das Antriebsrad 5 übertragen werden. Um von dem Ausgangszustand zu dem Endzustand zu gelangen, werden die folgenden Schritte durchgeführt:
Zur Vereinfachung wird ein konstantes Fahrerwunschmoment und eine konstante Fahrgeschwindigkeit angenommen, sodass sich die Drehzahlen der Teilgetriebe TG1 und TG2 sowie die benötigten Momente in den jeweiligen Gängen nicht verändern. Bei der Hochschaltung von dem dritten in den vierten Gang wird zwischen einer Drehmomentübergabe von dem Teilgetriebe TG1 zu dem
Teilgetriebe TG2 und einer anschließenden Synchronisation der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Drehzahl des Teilgetriebes TG2 unterschieden. Da der Momentenwunsch des Fahrers am Antriebsrad 5 der gesamten Schaltung konstant bleiben soll, muss das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 während der Momentenübergabe angehoben werden. Die benötigte Anhebung des Drehmoments kann aus der Übersetzung des vierten Gangs im Teilgetriebe TG2 und dem gewünschten Fahrerwunschmoment berechnet werden. Während der Synchronisation der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 mit dem
Teilgetriebe TG2 wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 derart weit abgesenkt, dass sich eine Absenkung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 auf die Eingangsdrehzahl des Teilgetriebes TG2 ergibt. Das Kupplungsmoment des Teilgetriebes TG1 beziehungsweise das von der Kupplung Kl übertragene Drehmoment wird während der Momentenübergabe auf Null abgesenkt, und das Kupplungsmoment des Teilgetriebes TG2 beziehungsweise der Kupplung K2 von null auf das benötigte Antriebsmoment angehoben. Dabei ist vorteilhafterweise darauf zu achten, dass die Summe der beiden Kupplungsmomente während der Momentenübergabe gleich dem gewünschten Fahrermoment entspricht, damit es zu keiner Zugkraftunterbrechung und damit einer Verringerung des Komforts kommt. Außerdem muss das Kupplungsmoment des Teilgetriebes TG2 während der Synchronisation der Drehzahl konstant gehalten werden, um keine
Unterbrechung der Zugkraft zu erhalten. Während der Momentenübergabe ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors konstant zu halten beziehungsweise muss geringfügig erhöht werden, sodass der Schlupf der Kupplung Kl immer positiv ist. Dies ist wichtig, damit das Vorzeichen des übertragenden Moments einer schleifenden Kupplung vom Vorzeichen der Drehzahldifferenz abhängt. So ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 größer oder gleich der Eingangsdrehzahl des Teilgetriebes TG1 ist, um ein positives Drehmoment zu übertragen. Sinkt die Drehzahl des
Verbrennungsmotors 2 unter die Eingangsdrehzahl des Teilgetriebes TG1, so ändert sich das Vorzeichen des übertragenden Drehmoments und es kommt zu einem deutlich spürbaren Einbruch des Antriebsdrehmoments an dem
Antriebsrad 5, was wiederum zu einer für den Fahrer und weitere Insassen des Kraftfahrzeugs deutlich spürbaren Zugkraftunterbrechung führt. Dabei kann eine Synchronisation der Drehzahl erst dann erfolgen, wenn das vollständige
Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 2 auf die Kupplung K2 des
Teilgetriebes TG2 übergeben wurde. Für das Teilgetriebe TG2 gilt bei einer Zughoch-Schaltung, also einem Gangwechsel zu einem höheren Gang, dass die Verbrennungsmotordrehzahl immer höher ist als die Drehzahl der Eingangswelle des Teilgetriebes TG2, um eine positive Momentenübertragung sicherzustellen. Während der Drehzahlsynchronisation muss die Drehzahl des
Verbrennungsmotors 2 auf die Eingangsdrehzahl des Teilgetriebes TG2 abgesenkt werden, um die Kupplung K2 vollständig schließen zu können.
Durch die Elektromaschine 3 kann das benötigte Fahrerwunschmoment am Antriebsrad 5 zwischen der Elektromaschine 3 und dem Verbrennungsmotor 2 aufgeteilt werden, um den Verbrennungsmotor 2 beispielsweise in einem verbrauchsoptimalen Betriebspunkt betreiben zu können. So kann das von Antriebsvorrichtung 1 insgesamt an dem Antriebsrad 5 zur Verfügung zu stellende Soll-Antriebsdrehmoment von dem Verbrennungsmotor 2 und der Elektromaschine 3 gemeinsam erbracht werden. Je nach Betriebsstrategie ändern sich dabei die Anteile von Verbrennungsmotor 2 und Elektromaschine 3 an dem Soll-Antriebsdrehmoment.
Um während des Hochschaltens den Komfort für einen Fahrer und weitere Insassen des Kraftfahrzeugs weiter zu erhöhen, den Verbrennungsmotor 2 und die Kupplungen Kl und K2 zu entlasten und damit einen geringeren Verschleiß der Kupplungen Kl und K2 zu erhalten, ist vorliegend vorgesehen, dass während des Gangwechsels das Moment des Verbrennungsmotors 2 vollständig oder teilweise, in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit der Elektromaschine 3, auf die Elektromaschine 3 übergeben wird. Dadurch müssen geringe
beziehungsweise keine Momente während der Momentenübergabe zwischen den Kupplungen Kl und K2 der Teilgetriebe TG1 und TG2 übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass der Komfort erhöht und Verschleiß verringert werden. Darüber hinaus ist eine kleinere Dimensionierung des Antriebsvorrichtung, insbesondere der Kupplungen Kl, K2 möglich, was zu verbesserten
Bauraumverhältnissen und geringeren Herstellungskosten führt. Das vorteilhafte Verfahren soll anhand der Figuren 2 bis 7 näher erörtert werden. Dabei wird von dem zuvor beschriebenen Ausgangszustand und Endzustand ausgegangen.
Figur 2 zeigt in einem Diagramm über die Zeit t aufgetragen, das
Maschinendrehmoment Md3 der Elektromaschine 3 sowie das Motordrehmoment Md2 des Verbrennungsmotors 2 während eines Gangwechsels, wobei vorliegend davon ausgegangen wird, dass die Übersetzung von Elektromaschine 3 zu Teilgetriebe TG2 gleich 1 ist. Außerdem sind die Drehmomente der Teilgetriebe TG1 und TG2 für den dritten Gang MdG3 und den vierten Gang MdG4 gezeigt. Bei dem Hochschalten von dem dritten in den vierten Gang, also bei einem Wechsel von dem Teilgetriebe TG1 zu dem Teilgetriebe TG2, wird zunächst in einer Phase I das Drehmoment Md2 des Verbrennungsmotors 2 auf die
Elektromaschine 3 übertragen, sodass die Elektromaschine 3 das vollständige Fahrerwunschmoment durch das Teilgetriebe TG2 und das Antriebsrad 5 bereitstellt. Danach erfolgt in Phase II die Drehzahlsynchronisation des
Verbrennungsmotors 2 und des Teilgetriebes TG2. Sind die Drehzahlen synchronisiert, wird in Phase III die Kupplung K2 des Teilgetriebes TG2 vollständig geschlossen und das Drehmoment von der Elektromaschine 3 wieder auf den Verbrennungsmotor 2 übertragen oder, falls das Soll- Antriebsdrehmoment von Verbrennungsmotor 2 und Elektromaschine 3 gemeinsam erbracht werden soll, auf Verbrennungsmotor 2 und Elektromaschine 3 aufgeteilt.
Figur 3 zeigt in einem weiteren Diagramm über die Zeit t aufgetragen, die von den Kupplungen Kl und K2 übertragenen Drehmomente MdKi und MdK2- Das Drehmoment der Kupplung Kl des Teilgetriebes TG1 wird in gleichem Maße wie das Drehmoment Md2 des Verbrennungsmotors 2 auf Null abgesenkt. Ist die Kupplung Kl lastfrei, kann diese geöffnet oder schon vorher die Kupplung K2 nachgeführt werden, um einen schnelleren Schaltvorgang zu realisieren. Im Unterschied zu einem konventionellen Gangwechsel, bei welchem das
Verbrennungsmotordrehmoment auf die Kupplung K2 des Teilgetriebes TG2, mit zugehöriger Erhöhung des Drehmoments, übergeben wird, ist vorliegend das übertragene Drehmoment der Kupplung K2 des Teilgetriebes TG2 in den Phasen I und II gleich null. Die Kupplung K2 ist noch vollständig geöffnet und es liegt kein Schlupf und damit kein Verschleiß vor. Während der Drehzahlsynchronisation in der Phase II sind beide Kupplungen Kl und K2 vollständig geöffnet. Die
Kupplung K2 des Teilgetriebes TG2 wird insbesondere vor der
Momentenübergabe von der Elektromaschine 3 zu dem Verbrennungsmotor 2 vollständig geschlossen, und wird optional, um eine schnellere Schaltung zu ermöglichen, mit dem Verbrennungsmotordrehmoment Md2 erhöht werden.
Figur 4 zeigt in einem weiteren Diagramm über die Zeit t aufgetragen, die Drehzahl n2 des Verbrennungsmotors 2 während des beschriebenen
Gangwechsels. Dabei sind auch die aufgrund der gleichbleibenden
Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gleichbleibenden Eingangsdrehzahlen n JG2 und n JGI bei dem jeweils eingelegten Gang 3 beziehungsweise 4 durch gestrichelte Linien gezeigt. Der Drehzahlverlauf des Verbrennungsmotors 2 entspricht dem Drehzahlverlauf während einer konventionellen Schaltung. Weil jedoch die Kupplungen Kl und K2 mit sehr viel weniger Schlupf arbeiten müssen und dadurch der Verschleiß und die Beanspruchung der Kupplungen Kl und K2 gegenüber dem konventionellen Gangwechsel verringert ist, ergeben sich die oben bereits genannten Vorteile. Für den Fall, dass die Elektromaschine 3 das vollständige Soll- Antriebsdrehmoment beziehungsweise Fahrerwunschmoment nicht vollständig stellen kann, so ist immer noch eine Verringerung der nötigen
Kupplungsmomente während der Momentenübergabe von dem Teilgetriebe TGl zu dem Teilgetriebe TG2 mithilfe der Elektromaschine 3 möglich. Der Ablauf des Gangwechsels ist analog zu dem oben beschriebenen Schaltabläufen im
Folgenden mithilfe von Figur 5 erläutert.
Figur 5 zeigt erneut das Diagramm, das auch in Figur 2 gezeigt ist, mit dem Unterschied, dass die Elektromaschine 3 nicht dazu in der Lage ist, das
Drehmoment des Elektromotors 2 vollständig zu übernehmen. In der Phase I wird gleichzeitig ein Teil des Drehmoments Md2 des Verbrennungsmotors 2 auf die Elektromaschine 3 übertragen, während der verbleibende Teil des
Drehmoments des Verbrennungsmotors weiter auf das Teilgetriebe TG2 übertragen wird. Danach erfolgt die Drehzahlsynchronisation in Phase II. Sind die Drehzahlen synchronisiert, kann die Kupplung K2 des Teilgetriebe TG2 vollständig geschlossen und das Soll-Antriebsdrehmoment wieder zwischen der Elektromaschine 3 und dem Verbrennungsmotor 2 auf Phase III aufgeteilt werden.
Die dazugehörigen durch die Kupplungen Kl und K2 übertragenen
Drehmomente sind in Figur 6 gezeigt. Das übertragende Drehmoment der Kupplung Kl wird der Phase I zunächst auf Null gesenkt. Sobald die Kupplung Kl lastfrei ist, kann diese geöffnet beziehungsweise schon vorher die Kupplung nachgeführt werden, um einen schnelleren Schaltvorgang zu realisieren.
Gleichzeitig wird das Verbrennungsmotormoment Md2 von der Kupplung K2 übernommen. Im Unterschied zu einem konventionellen Gangwechsel, bei welchem das Verbrennungsmotordrehmoment Md2 auf die Kupplung K2 (mit der zugehörigen Erhöhung des Drehmoments) übergeben wird, ist hier das
Drehmoment MdK2 der Kupplung K2 geringer. Es wird im Schlupf eine geringer Verlustleistung, die proportional zum übertragenden Drehmoment MdK2 ist, in die Kupplung K2 eingetragen und damit ein geringerer Verschleiß der Kupplung K2 gegenüber dem konventionellen Gangwechsel erreicht. Das Moment der Kupplung K2 ist auch während der Synchronisation des Verbrennungsmotors 2 geringer. Dadurch wird über den gesamten Schaltvorgang beziehungsweise Gangwechsel eine geringere Verlustleistung in der Kupplung K2 erzielt. Dies führt zu einem reduzierten Verschleiß der Kupplung K2 und damit zu einer erhöhten Lebensdauer.
Figur 7 zeigt in einem Flussdiagramm ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben der Antriebsvorrichtung bei einem Herunterschalten, also bei einem
Gangwechsel von einem höheren in einen niedrigeren Gang, durch welches ein Zugkraftunterbrechungsfreies Schalten des Gangs des Teilgetriebes TG2 während eines Rekuperationsbetriebs der Elektromaschine 3 ermöglicht ist. Dabei wird von folgendem Ausgangszustand ausgegangen: Im Teilgetriebe TG2 ist ein Gang, beispielsweise Gang 4 eingelegt, die Kupplung K2 ist geöffnet, und der Verbrennungsmotor 2 ist abgeschaltet, die Kupplung Kl ist geöffnet und die Elektromaschine 3 wird generatorisch betrieben. Als Endzustand soll erreicht werden, dass im Teilgetriebe TG2 ein niedrigerer Gang, beispielsweise Gang 2, eingelegt ist, die Kupplungen Kl und K2 geöffnet sind, der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und die Elektromaschine 3 weiterhin generatorisch betrieben wird und insofern ein negatives Drehmoment erzeugt.
Im Schritt Sl wird das Verfahren bei dem genannten Ausgangszustand gestartet. Im darauffolgenden Schritt S2 wird in einem Teilgetriebe TG1 ein kleiner Gang eingelegt, insbesondere ein Gang der niedriger ist, als der im Teilgetriebe TG2 eingelegte Gang, und insbesondere der kleinste zur Verfügung stehende Gang mit der höchsten Übersetzung des Teilgetriebes TG1, um eine möglichst hohe Drehzahl an der Kupplung Kl zu erreichen.
Anschließend wird in einem Schritt S3 für den Gangwechsel die Elektromaschine 3 dazu angesteuert, ein Nullmoment zu stellen, also in einem Leerlauf zu laufen. Dabei wird die Kupplung Kl in einem Schritt S4 schlupfend betrieben, ohne dass der Verbrennungsmotor 2 betrieben wird. Durch das schlupfende Betreiben der Kupplung Kl wird ein verzögerndes Drehmoment in dem Teilgetriebe TG1 erzeugt, indem in der Kupplung Kl durch den Schlupf Energie vernichtet wird und somit eine Zugkraftunterbrechung durch das Nullmoment der
Elektromaschine 3 kompensiert wird. Anschließend wird im Teilgetriebe TG2 der aktuelle Gang, beispielsweise Gang 4, in einem Schritt S5 ausgelegt und ein neuer, niedrigerer Gang, insbesondere der nächst niedrigerer Gang, vorliegend Gang 2, in einem darauffolgenden Schritt S6 eingelegt. Parallel hierzu wird weiter das verzögernde Soll- Antriebsdrehmoment durch den schlupfenden Betrieb der Kupplung Kl zur Verfügung gestellt.
In einem darauffolgenden Schritt S7 wird die Elektromaschine 3 wieder dazu angesteuert, generatorisch betrieben zu werden und insofern ein verzögerndes Antriebsdrehmoment zur Verfügung zu stellen, das für das Teilgetriebe TG2 auf das Antriebsrad 5 wirkt. Während das Drehmoment der Elektromaschine 3 wieder hochgefahren wird, wird die Kupplung Kl wieder geöffnet, um das durch den Schlupf erzeugte Verzögerungsmoment zurückzunehmen. Sobald die Kupplung Kl vollständig geöffnet ist, wird bevorzugt in einem Schritt S8 der eingelegte Gang des Teilgetriebes TG1 wieder ausgelegt und das Teilgetriebe TG1 insbesondere in einen neutralen Gang beziehungsweise Zustand geschaltet. Dadurch ist das Verfahren in einem Schritt S9 beendet.
Vorteilhafterweise wird der Schaltvorgang möglichst schnell durchgeführt, damit möglichst wenig Energie in der Kupplung Kl durch den schlupfenden Betrieb vernichtet wird und der Verschleiß gering gehalten wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor 2 mit dreht, solange die Kupplung Kl ein verzögerndes Drehmoment erzeugt.
Durch dieses Verfahren wird ein zugkraftunterbrechungsfreier Gangwechsel des Teilgetriebes TG2 während eines Rekuperationsbetriebs ermöglicht, wodurch die Elektromaschine bei hohen Geschwindigkeiten in einem hohen Gang betrieben werden kann, mit einem besseren Wirkungsgrad und hohem Drehmoment.
Dadurch wird ein rein elektrisches Fahren auch bei höheren Geschwindigkeiten optimiert, insbesondere in Bezug auf den Fahrkomfort. Der Komfort des
Doppelkupplungsgetriebes 4, nämlich das Zugkraftunterbrechungsfreie Schalten, ist somit auch im rein elektrischen Betrieb des Kraftfahrzeugs, mit nur einer nur einem der Teilgetriebe TG1 oder TG2 zugeordneten elektrischen Maschine gewährleistet.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, die einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein
Doppelkupplungsgetriebe (4) aufweist, wobei das Doppelkupplungsgetriebe (4) zwei Kupplungen (K1, K2) aufweist, durch welche es mit dem
Verbrennungsmotor (2) verbindbar ist, wobei in einem Fahrbetrieb zumindest der Verbrennungsmotor (2) zur Erzeugung eines Soll-Antriebsdrehmoment angesteuert wird, und wobei die Kupplungen (K1, K2) für einen Gangwechsel gegensinnig betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gangwechsel die kupplungsfrei mit dem Doppelkupplungsgetriebe (4) verbundene Elektromaschine (3) derart angesteuert wird, dass sie das Soll- Drehmoment zumindest zeitweise vollständig oder teilweise erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn im Fahrbetrieb der Verbrennungsmotor (2) und die Elektromaschine (3) angesteuert werden, um das Soll-Drehmoment gemeinsam zu erzeugen, bei dem Gangwechsel die Elektromaschine (3) derart angesteuert wird, dass sie den Anteil des Verbrennungsmotors (2) an dem Soll-Antriebsdrehmoment vollständig oder teilweise übernimmt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zum Einleiten des Gangwechsels das von dem Verbrennungsmotor (2) auf das Doppelkupplungsgetriebe (4) übertragene Drehmoment reduziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Drehmoment durch Öffnen der den Verbrennungsmotor (2) mit dem
Doppelkupplungsgetriebe (4) aktuell verbindende Kupplung (K1, K2) reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment durch Reduzieren eines des Verbrennungsmotors (2) vorgegebenen Motordrehmoments (Md2) reduziert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die den Verbrennungsmotor (2) mit dem
Doppelkupplungsgetriebe (4) verbindende Kupplung (K1, K2) erst dann geöffnet wird, wenn das Motordrehmoment (Md2) des Verbrennungsmotors (2) auf null reduziert ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass während einer Drehzahlsynchronisation des
Doppelkupplungsgetriebes (4) während des Gangwechsels beide
Kupplungen (K1, K2) vollständig geöffnet sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zum Einleiten des Gangwechsels die den
Verbrennungsmotor (2) mit dem Doppelkupplungsgetriebe (4) verbindende Kupplung (K1, K2) geöffnet und gleichzeitig die andere Kupplung (K2, K1) zumindest teilweise geschlossen wird.
9. Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung (1) eines
Kraftfahrzeugs, die einen Verbrennungsmotor (2), eine Elektromaschine (3) und ein Doppelkupplungsgetriebe (4) aufweist, wobei das
Doppelkupplungsgetriebe (4) zwei Kupplungen (K1,K2) aufweist, durch welche der Verbrennungsmotor (2) mit dem Doppelkupplungsgetriebe (4) wirkverbindbar ist, mit einem Steuergerät, das speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch durchzuführen.
10. Antriebsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor (2), einer Elektromaschine (3) und einem Doppelkupplungsgetriebe (4), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (4) zwei Kupplungen (K1, K2) aufweist, durch welche es mit dem Verbrennungsmotor (2) wirkverbindbar ist, und wobei die Elektromaschine (3) kupplungsfrei mit dem Doppelkupplungsgetriebe (4) wirkverbunden ist, und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 9.
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