WO2020182571A1 - Verfahren und steuergerät zum betreiben eines hybridfahrzeugs - Google Patents

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WO2020182571A1
WO2020182571A1 PCT/EP2020/055670 EP2020055670W WO2020182571A1 WO 2020182571 A1 WO2020182571 A1 WO 2020182571A1 EP 2020055670 W EP2020055670 W EP 2020055670W WO 2020182571 A1 WO2020182571 A1 WO 2020182571A1
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a hybrid vehicle. Furthermore, the invention relates to a control device for performing the method.
  • a hybrid vehicle whose drive unit comprises an internal combustion engine and an electric machine, the internal combustion engine being coupled to an input of the transmission, and the electric machine being connected to an output of the transmission between the transmission and a Output is coupled.
  • the electric motor can be operated to assist output, the electric motor being used in particular as a generator that causes a braking torque when switching from a higher gear to a lower gear.
  • the present invention now relates to a method and a control device for operating a hybrid vehicle, in which the internal combustion engine is coupled to the A gear of the transmission and the electric machine is coupled to the output of the transmission between the transmission and the output Transmission is opened at least one previously closed shifting element and at least one previously opened shifting element of the transmission is closed, in parallel in time in the sense of an overlapping shift.
  • an engine intervention at the transmission input is provided by the internal combustion engine in practice.
  • measures on the engine side must be taken, such as an ignition angle adjustment. This can increase the consumption of the internal combustion engine and its emissions. This is a disadvantage.
  • the invention is based on the object of creating a novel method for operating a hybrid vehicle and a control device for carrying out the method.
  • a previously closed shift element is opened and a previously opened shift element is closed, for this purpose, in a shift phase that precedes a speed adjustment phase of the shift, a pressure control for the shift element to be opened while reducing the shift element to be opened
  • the transmittable torque is reduced and, in an overlapping manner, a pressure control for the switching element to be closed is increased while increasing the torque that can be transmitted by the switching element to be closed.
  • a transmission-side differential torque which is transmitted from the shifting element to be closed in the direction of the output, via the torque provided by the electrical machine at the output of the transmission or at the output, at the earliest with the beginning of the transition phase and at least partially compensated at the latest at the beginning of the speed adjustment phase.
  • shifts in the transmission of the hybrid vehicle can be carried out without engine intervention of the internal combustion engine.
  • the differential torque on the transmission side which occurs in particular as a result of accelerated inertia of the transmission during the shift execution, is at least partially compensated for via the electric machine at the output of the transmission.
  • the electric machine Depending on the circuit to be carried out, the electric machine must be operated as a motor or generator.
  • An intervention via the internal combustion engine can be dispensed with. Consumption advantages and emission advantages can be realized in this way.
  • a positive torque is provided at the input of the transmission by the internal combustion engine before, during and after the shift is executed in order to carry out a train upshift in the transmission.
  • the shift element to be opened is completely open and the shift element to be closed is closed even further.
  • the electric machine provides a negative, generator torque at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle in order to compensate for the differential torque on the transmission side.
  • the generator torque is preferably provided by the electric machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed adjustment phase of the train upshift.
  • the internal combustion engine preferably provides a constant positive torque at the input of the transmission before, during and after the upshift is carried out.
  • a negative torque at the input of the gearbox is provided by the internal combustion engine before, during and after the execution of the shift to execute a thrust-upshift in the transmission, with the start of the overlap phase of the thrust-upshift a negative, regenerative torque is provided by the electric machine at the output of the transmission or at the drive of the hybrid vehicle in order to compensate for the differential torque on the transmission side.
  • the negative, regenerative torque is preferably provided by the electric machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed gear smooth phase of the thrust-up shift.
  • the internal combustion engine preferably provides a constant negative torque at the input of the transmission before, during and after the execution of the overrun upshift.
  • a negative torque at the input of the gearbox is provided by the internal combustion engine before, during and after the execution of the shift for executing a thrust-downshift in the transmission.
  • the electric machine After the start of the overlap phase of the thrust / downshift and before the start of the speed adjustment phase of the thrust / downshift, the electric machine provides a positive motor torque at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle in order to compensate for the differential torque on the transmission side .
  • the positive motor torque is preferably provided by the electrical machine at the output of the transmission or at the output of the hybrid vehicle until the end of the speed adjustment phase of the thrust / downshift.
  • a constant negative torque is preferably provided at the input of the transmission by the internal combustion engine before, during and after the execution of the thrust-down shift.
  • control device for performing the method is defined in claim 11.
  • the control unit is set up to carry out the method according to the invention.
  • 1 is a block diagram of a hybrid vehicle
  • FIG. 2 shows a time diagram to illustrate the method according to the invention when executing a pull-up shift
  • FIG. 3 shows a time diagram to illustrate the method according to the invention when executing a thrust-up shift.
  • the hybrid vehicle has a drive unit 1, which comprises an internal combustion engine 2 and an electric machine 3.
  • the hybrid vehicle also has a transmission 4 and an output 5.
  • the internal combustion engine 2 of the drive unit 1 is coupled to an input of the transmission 4.
  • the electric machine 3 of the drive unit 1 is coupled to an output of the transmission 4 between the transmission 4 and the output 5.
  • the transmission 4 comprises a plurality of shift elements 6, of which a shift element 6 is shown as an example in FIG. 1.
  • the switching elements 6 can be clutches or brakes or the like.
  • a previously closed shift element 6 is opened and a previously opened shift element 6 is closed.
  • the 1 also shows an electrical energy store 7 of the hybrid vehicle, which interacts with the electrical machine 3.
  • the electrical energy store 7 In the motor operation of the electrical machine's 3 rule, the electrical energy store 7 is discharged more. In the generational operation of the electrical machine 3, the electrical energy store 7 is discharged to a greater extent.
  • FIG. 1 also shows a start-up element 8 connected between the internal combustion engine 2 and the input of the transmission 4, which is designed as a converter in FIG.
  • This starting element 8 is optional.
  • a gear-internal shifting element of the transmission 4 can also be used as a starting element.
  • the operation of the transmission 4 is controlled and / or regulated by a transmission control unit 9.
  • the operation of the internal combustion engine 2 is controlled and / or regulated by an engine control device 10 and the operation of the electric machine 3 by a hybrid control device 1 1.
  • the control units 9, 10 and 11 exchange data with one another and with the components of the hybrid vehicle to be controlled and / or regulated.
  • the hybrid control device 11 it is possible for the hybrid control device 11 to be integrated into the transmission control device 9.
  • a previously closed shift element 6 is opened in the transmission 4 and a previously opened shift element 6 is closed, as already explained above.
  • a pressure control for the shifting element 6 to be opened is reduced while reducing the torque that can be transmitted by the shifting element 6 to be opened. Over cutting this, a pressure control for the switching element 6 to be closed and the increase in the torque transmitted by the switching element 6 to be closed is increased.
  • the torque that the electrical machine 3 provides at the output of the transmission 4 and thus the output 5 can be a generator or motor torque and is released by the electrical machine 3 at the output of at the earliest at the beginning of the overlap phase and at the latest at the beginning of the speed adjustment phase Gear 4 and thus output 5 provided.
  • the curve profile 12 shows a speed that develops when the shift is executed.
  • the curves 13, 14, 15, 16 and 17 visualize torque curves, namely the curve 13 a torque of the internal combustion engine 2, a curve 14 a torque of the electric machine 3, a curve 15 a moment of the output 5, a curve 16 a from the shift element 6 to be opened for the gear change and the curve 17 a torque transmitted from the shift element 6 to be closed for the gear change.
  • the curves 19 and 20 show pressure controls, namely the curve 19 the pressure control for the switching element to be opened for executing the circuit and the curve 20 the pressure control for the switching element to be closed for the circuit.
  • Fig. 2 visualizes the above curves for the execution of a train-upshift in the transmission 4.
  • the actual gear of the train-upshift to be carried out is engaged in the transmission 4 before the time t1 in the transmission 4, this being Actual gear designed for the train upshift to be carried out and a target gear should be inserted.
  • This target gear of the train upshift to be carried out is engaged at time t4.
  • the train-upshift is accordingly carried out between times t1 and t4, the execution of the shift beginning at time t1 and ending at time t4.
  • the internal combustion engine 2 When executing the train upshift in the transmission 4, the internal combustion engine 2 provides a positive torque at the input of the transmission 4 according to the curve 13 before, during and after the execution of the shift.
  • the upshift begins at time t1, with pressure control 19 for the shift element 6 to be opened being reduced and pressure control 20 for the shift element to be closed being increased between times t1 and t2, initially during a so-called filling phase of the upshift .
  • the shift element to be opened for the train upshift still transmits the full torque of internal combustion engine 2
  • the shift element to be closed for the train upshift according to the curve shape 17 just not transmitting a moment.
  • the transmission capacity of the switching element to be closed for the circuit is increased according to the pressure control 20, preferably along a linear ramp, so that the torque transmitted by the switching element to be closed increases according to the curve 17, with parallel or Overlapping this, the pressure control 19 for the switching element 6 to be opened for the circuit is reduced so that the element 16 transmitted by the switching element to be opened is reduced according to the curve 16 in parallel or overlapping in time.
  • the overlap phase which follows the filling phase and begins at time t2, is concluded.
  • the switching element 6 to be opened for the switching device is completely open, so that it no longer transmits any torque according to the curve shape 16 starting at the point in time t3.
  • a speed equalization phase of the train upshift begins, in this speed equalization phase according to curve 20, the pressure control for the switching element to be closed is initially further increased, so that according to curve 17, the element transmitted by the switching element to be closed is also increased Moment increased.
  • This differential torque 18a transmitted by the shift element to be closed is formed in the transmission 4 as a result of accelerated inertia. If the present invention were not used, this would lead to an increase in the torque 15 at the output 5 (see differential torque 18b of the output).
  • a torque is provided to execute the train-upshift in the transmission 4 at the output of the transmission 4 and thus at the output 5 via the electric machine 3 according to the curve 14, whereby it is at this moment when executing the train upshift to a negative, regenerative Kompensa tion moment 18c is.
  • This generator torque 14 of the electrical machine 3 provided according to the curve 14 at the output of the transmission 4 compensates for the torque increase 18a that is transmitted by the shifting element 6 to be engaged or closed, so that the torque excess 18b is at the torque 15, which is applied to the output 5 , does not train.
  • the torque 15 at the output 5 remains almost constant.
  • the amount of traction torque 15 on output 5 is reduced due to the gear change.
  • the torque 14 provided by the electrical machine 3 is provided by the electrical machine 3 until the end of the speed adjustment phase, that is to say until the time point t4.
  • the torque provided by the internal combustion engine 2 at the input of the transmission 4 is constant or approximately constant according to the curve profile 13.
  • An engine intervention of the internal combustion engine 2 is therefore dispensed with.
  • An excess torque on the transmission side is compensated for by the electric machine 3 operated as a generator.
  • the amount and duration of the braking torque provided by the electrical machine 3 vary according to the gear jump and the shift duration of the train upshift.
  • the internal combustion engine 2 can continue to operate at its current operating point while the train upshift is being carried out.
  • An engine intervention which leads to consumption and emissions disadvantages, can be dispensed with.
  • the braking torque of the electrical machine 3 can be used to charge the electrical energy store 7 more.
  • the provision of the generating torque of the electric machine 3 begins at the output of the transmission 4 and thus at the output 5 with the end of the overlap phase and thus with the start of the speed adjustment phase at time t3 and lasts until the end of the speed adjustment phase until time t4.
  • the build-up of the generator torque 14 by the electric machine 3 is triggered by the complete lowering of the pressure control 19 for the switching element to be opened at time t3.
  • This generatori cal torque 14 of the electric machine 3 remains effective until time t4 at the output of the transmission 4, with the torque 14 being reduced at time t4, namely when the speed adjustment has been completed and the speed is 12 the synchronous speed of the target Gangs has reached.
  • 3 shows the above curve courses 12 to 20 for the case of executing a thrust-up shift in the transmission 4.
  • the times t1, t2, t3 and t4 correspond to the times described above. Accordingly, the filling phase of the shift, here the thrust-up shift, extends between times t1 and t2.
  • the overlap phase of the thrust-upshift extends between times t2 and t3. Between the times t3 and t4, the speed adjustment phase of the thrust-up shift extends.
  • the illustration in FIG. 3 differs from the illustration in FIGS. 2, 4 in that a separate zero point is plotted for the torque 14 provided by the electrical machine 3 at the output of the transmission 4, whereas the moments 13, 15, 16 and 17 are plotted based on a common zero point.
  • the internal combustion engine 2 To execute the thrust-up shift in the transmission 4, the internal combustion engine 2 provides a negative torque at the input of the transmission 4 according to the torque curve 13 before, during and after the shift is executed.
  • Fig. 3 it is shown that when executing the thrust-upshift in the transmission 4 to compensate the transmission-side, dynamic excess torque 18a, which according to the curve 17 of the shift element of the transmission 4 to be closed for the gear change in the direction of the output 5 is transmitted, the generator torque 14 is provided by the electric machine at the output of the transmission 4, starting with the time t2, that is to say with the beginning of the overlapping phase.
  • the internal combustion engine 2 provides a constant or approximately constant negative torque 13 at the input of the transmission 4 before, during and after the execution of the overrun upshift. There is no engine intervention of the internal combustion engine 2, which would have consumption disadvantages and / or emissions disadvantages.
  • the torque 17 transmitted by the closing shift element 6 with a positive differential speed to the synchronous speed of the target gear results in a torque increase 18a, which results in a torque increase 18b at the moment 15 of the output 5 would form if the inventive intervention of the electrical machine 3 according to the curve 14 were not carried out. This could lead to unwanted load change reactions.
  • the excessive torque 18b at the output 5 is prevented by the regenerative compensation torque 18c of the electrical machine 3. Load change reactions cannot occur in this way.
  • the braking torque 14 of the electrical machine 3 can be used for recuperation, that is to say for the stronger charging of the electrical energy store 7.
  • the torque 15 at the output 5 remains almost constant.
  • the amount of thrust torque 15 at output 5 is reduced due to the gear change.
  • the invention can also be used advantageously when performing a thrust-down shift in the transmission 4, FIG. 4 showing the curves 12 for the case of a thrust-down shift in the transmission 4.
  • the times t1, t2, t3 and t4 correspond in turn to the times of FIGS. 2 and 3, the times t1 and t2 thus define a filling phase of the respective circuit, the times t2 and t3 an overlap phase of the respective circuit and the times t3 and t4 a speed equalization phase of the respective circuit.
  • a generator thrust torque is provided at the input of the transmission 4 according to the signal curve 13 from the internal combustion engine 2 before, during and after the circuit execution.
  • the switching element to be closed begins to transmit torque according to the signal curve 17; at the same time, the transmission capacity of the switching element 6 to be opened is reduced according to the pressure control 19, so that the torque transmitted by the switching element to be opened is reduced 16 reduced.
  • the torque 16 transmitted by the shift element to be opened is reduced to zero, and then according to the curve 14 that of the Electric machine 3 at the output of the gearbox 4 provided torque 14 is built up, with this torque 14 according to FIG. 4 being a positive, motori cal torque 14 when the thrust-down circuit is executed.
  • This torque 14 in turn serves as a compensation torque 18c for a transmission-side, transmitted from the shifting element to be closed in the direction of the output 5, here reducing differential torque 18a.
  • the trigger on the control side to build up this positive, motorized Mo element via the electrical machine 3 at the output of the transmission 4 is therefore the complete pressure reduction in the pressure control 19 of the switching element to be opened.
  • the positive motor torque 14 of the electrical machine 3 remains effective at the output of the transmission 4 and thus at the output until the speed compensation phase is ended at the time point t4, until the synchronous speed of the target gear has been reached.
  • the transmission-side differential torque 18a which transmits the clutch to be closed according to the curve 17, is compensated by the positive, motor torque of the electrical machine's rule.
  • the moment 15 on the output 5 remains almost constant.
  • the invention further relates to a control device for operating a hybrid vehicle, the control device being set up to execute the method described above on the control side.
  • the control unit in the transmission 4 controls a previously closed switching element 6 for opening and a previously opened switching element 6 for closing.
  • the control unit reduces the pressure control 19 for the shifting element to be opened while reducing the torque 16 that can be transmitted by the same and, overlapping this, increases the pressure control 20 for the shifting element to be closed and increasing the of the same transmittable torque 17.
  • the control unit controls the execution of the shift in the transmission 4, the electrical machine 3 in such a way that the transmission-side differential torque of the transmission-side differential torque of the provided by the electrical machine 3 at the output 5 or at the output of the transmission 4 Shift at least partially compensated, at the earliest with the beginning of the overlapping phase and at the latest with the beginning of the speed adjustment phase of the shift to be executed.
  • the control device has hardware-side means and software-side means for executing the method according to the invention.
  • the hardware means include data interfaces in order to exchange data with the assemblies involved in the execution of the method according to the invention, for example with hydraulic components that are used to control the shifting elements 6 of the transmission 4.
  • the hardware-side assemblies also include a memory for data storage and a processor for data processing.
  • the software-side assemblies include program modules for performing the method according to the invention.
  • the control device according to the invention which executes the method according to the invention, can be the transmission control device 9 or also the hybrid control device 11. Furthermore, the control-side tasks of the method according to the invention can also be distributed over several control units.
  • the transmission control unit 9 takes over the execution of the method on the control side, it communicates with the electric machine 3 via the hybrid control unit 11. If the hybrid control device 11 takes over the control-side execution of the method according to the invention, it communicates with the transmission 4 via the transmission control device 9.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor (2) und eine elektrische Maschine (3) aufweisenden Antriebsaggregat (1), und mit einem Getriebe (4), wobei der Verbrennungsmotor (2) an einen Eingang des Getriebes (4) gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine (3) an einen Ausgang des Getriebes (4) zwischen das Getriebe (4) und einen Abtrieb (5) des Hybridfahrzeugs gekoppelt ist. Zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe (4) wird ein zuvor geschlossenes Schaltelement (6) geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement (6) geschlossen, wobei hierzu in einer Überscheidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung (19) für das zu öffnende Schaltelement (6) unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schaltelement übertragbaren Moments (16) verringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung (20) für das zu schließende Schaltelement (6) unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schaltelement übertragbaren Moments (17) erhöht wird. Zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) wird ein getriebeseitiges Differenzmoment (18a), welches von dem zu schließenden Schaltelement (6) in Richtung auf den Abtrieb (5) übertragen wird, über das von der elektrischen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) bereitstellte Moment (14) frühestens mit Beginn der Überscheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase zumindest teilweise kompensiert.

Description

Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Hvbridfahrzeuqs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs. Des Wei teren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2004 031 572 A1 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, dessen Antriebsag gregat einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine umfasst, wobei der Verbrennungsmotor an einen Eingang des Getriebes gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine an einen Ausgang des Getriebes zwischen das Getriebe und einen Abtrieb gekoppelt ist. Während eines Schaltvorgangs im Getriebe kann der Elektromotor zu einer Abtriebsunterstützung betrieben werden, wobei der Elektromo tor insbesondere als Generator einsetzbar ist, der ein Bremsmoment bei einer Schal tung von einer höheren Schaltstufe in eine niedrigere Schaltstufe bewirkt.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem der Verbrennungsmotor an den Ein gang des Getriebes und die elektrische Maschine an den Ausgang des Getriebes zwischen das Getriebe und den Abtrieb gekoppelt ist, wobei zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe mindestens ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement des Getriebes geschlossen wird, und zwar zeitlich parallel im Sinne einer Überschneidungsschaltung.
Bei Ausführung einer solchen Schaltung im Getriebe wird nach der Praxis vom Ver brennungsmotor ein Motoreingriff am Getriebeeingang bereitgestellt. Um einen sol chen Motoreingriff bereitzustellen, müssen motorseitige Maßnahmen ergriffen wer den, wie zum Beispiel eine Zündwinkelverstellung. Hierdurch können der Verbrauch des Verbrennungsmotors sowie dessen Emissionen erhöht werden. Dies ist von Nachteil.
Es besteht Bedarf an einem Verfahren sowie einem Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei welchem Verbrauchsnachteile und Emissionsnachteile vermie den werden können. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Ver fahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs ge mäß Patentanspruch 1 gelöst.
Zur Ausführung einer Schaltung im Getriebe wird ein zuvor geschlossenes Schalt element geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen, wobei hierzu in einer Überscheidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung für das zu öffnende Schaltelement unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schaltelement übertragbaren Mo ments verringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung für das zu schließende Schaltelement unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schalt element übertragbaren Moments erhöht.
Zur Ausführung der Schaltung im Getriebe wird weiterhin ein getriebeseitiges Diffe renzmoment, welches von dem zu schließenden Schaltelement in Richtung auf den Abtrieb übertragen wird, über das von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb bereitstellte Moment frühestens mit Beginn der Über scheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase zumindest teilweise kompensiert.
Mit der hier vorliegenden Erfindung können Schaltungen im Getriebe des Hybridfahr zeugs ohne Motoreingriff des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. Hierzu wird das getriebeseitige Differenzmoment, welches insbesondere infolge beschleunigter Massenträgheiten des Getriebes während der Schaltungsausführung auftritt, über die elektrische Maschine am Abtrieb des Getriebes zumindest teilweise kompensiert. Abhängig von der auszuführenden Schaltung muss hierzu die elektrische Maschine motorisch oder generatorisch betrieben werden. Auf einen Eingriff über den Verbren nungsmotor kann verzichtet werden. Hierdurch können Verbrauchsvorteile und Emissionsvorteile realisiert werden. Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ausführung einer Zug-Hoch- Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausfüh rung der Schaltung ein positives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung ist das zu öffnende Schaltelement vollständig geöffnet und das zu schließende Schaltelement wird noch weiter geschlossen. Mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch- Schaltung wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein negatives, generatorisches Moment bereitstellt, um das getriebeseitige Differenzmoment zu kompensieren. Vorzugsweise wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahr zeugs das generatorische Moment bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung bereitgestellt. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung ein konstantes positives Moment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei einer Zug-Hoch-Schaltung einen vorteilhaften verbrauchsoptimierten und emissionsoptimierten Betrieb des Hybridfahrzeugs.
Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment am Eingang des Getrie bes bereitgestellt, wobei mit Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Hoch- Schaltung von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Ab trieb des Hybridfahrzeugs ein negatives, generatorisches Moment bereitstellt wird, um das getriebeseitige Differenzmoment zu kompensieren. Vorzugsweise wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybrid fahrzeugs das negative, generatorische Moment bis zum Ende der Drehzahlang leichsphase der Schub-Hoch-Schaltung bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schub-Hoch- Schaltung ein konstantes negatives Moment am Eingang des Getriebes bereitge stellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei Ausführung einer Schub-Hoch- Schaltung einen vorteilhaften verbrauchsoptimierten und emissionsoptimierten Be trieb des Hybridfahrzeugs. Nach einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Ausführung ei ner Schub-Rück-Schaltung im Getriebe vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment am Eingang des Getrie bes bereitgestellt. Nach Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Rück- Schaltung und vor Beginn der Drehzahlangleichsphase der Schub-Rück-Schaltung wird von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs ein positives, motorisches Moment bereitstellt, um das getriebeseiti ge Differenzmoment zu kompensieren. Vorzugsweise wird von der elektrischen Ma schine am Ausgang des Getriebes bzw. am Abtrieb des Hybridfahrzeugs das positi ve, motorische Moment bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Schub-Rück- Schaltung bereitgestellt. Vorzugsweise wird vom Verbrennungsmotor vor, während und nach der Ausführung der Schub-Rück-Schaltung ein konstantes negatives Mo ment am Eingang des Getriebes bereitgestellt. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung einen vorteilhaften verbrauchs optimierten und emissionsoptimierten Betrieb des Hybridfahrzeugs.
Das erfindungsgemäße Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 11 definiert. Das Steuergerät ist eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren aus zuführen.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nach folgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Hybridfahrzeugs; und
Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Zug-Hoch-Schaltung;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung.
Fig. 4 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung. Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Hybridfahrzeugs. Das Hybrid fahrzeug verfügt über ein Antriebsaggregat 1 , welches einen Verbrennungsmotor 2 und eine elektrische Maschine 3 umfasst. Ferner verfügt das Hybridfahrzeug über ein Getriebe 4 und einen Abtrieb 5. Der Verbrennungsmotor 2 des Antriebsaggregats 1 ist an einen Eingang des Getriebes 4 gekoppelt. Die elektrische Maschine 3 des An triebsaggregats 1 ist an einen Ausgang des Getriebes 4 zwischen das Getriebe 4 und den Abtrieb 5 gekoppelt.
Das Getriebe 4 umfasst mehrere Schaltelemente 6, von denen in Fig. 1 ein Schalt element 6 exemplarisch gezeigt ist. Bei den Schaltelementen 6 kann es sich um Kupplungen oder Bremsen oder dergleichen handeln. Zur Ausführung einer Schal tung und damit eines Gangwechsels im Getriebe 4 wird ein zuvor geschlossenes Schaltelement 6 geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement 6 geschlossen.
Fig. 1 zeigt weiterhin einen elektrischen Energiespeicher 7 des Hybridfahrzeugs, der mit der elektrischen Maschine 3 zusammenwirkt. Im motorischen Betrieb der elektri schen Maschine 3 wird der elektrische Energiespeicher 7 stärker entladen. Im gene ratorischen Betrieb der elektrischen Maschine 3 wird der elektrische Energiespeicher 7 stärker entladen.
Ferner zeigt Fig. 1 ein zwischen den Verbrennungsmotor 2 und den Eingang des Ge triebes 4 geschaltetes Anfahrelement 8, welches in Fig. 1 als Wandler ausgeführt ist. Dieses Anfahrelement 8 ist optional. Als Anfahrelement kann auch ein getriebeinter nes Schaltelement des Getriebes 4 genutzt werden.
Der Betrieb des Getriebes 4 wird von einem Getriebesteuergerät 9 gesteuert und/oder geregelt. Der Betrieb des Verbrennungsmotors 2 wird von einem Motor steuergerät 10 und der Betrieb der elektrischen Maschine 3 von einem Hybridsteuer gerät 1 1 gesteuert und/oder geregelt. Hierzu tauschen gemäß der gestrichelten Pfei le der Fig. 1 die Steuergeräte 9, 10 und 1 1 untereinander sowie mit den zu steuern den und/oder zu regelnden Komponenten des Hybridfahrzeugs Daten aus. Es ist möglich, dass das Hybridsteuergerät 1 1 in das Getriebesteuergerät 9 integriert ist. Um nun im Getriebe 4 eine Schaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang durch zuführen, wird, wie oben bereits ausgeführt, im Getriebe 4 ein zuvor geschlossenes Schaltelement 6 geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement 6 geschlossen. Hierzu wird in einer Überschneidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahlang leichsphase der Schaltung vorausgeht und einer Befüllphase der Schaltung folgt, eine Druckansteuerung für das zu öffnende Schaltelement 6 unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schaltelement 6 übertragbaren Moments verringert. Über schneidend hierzu wird eine Druckansteuerung für das zu schließende Schaltelement 6 und der Erhöhung des vom zu schließenden Schaltelement 6 übertragbaren Mo ments erhöht.
Ein bei Ausführung der Schaltung im Getriebe 4 anfallendes getriebeseitiges Diffe renzmoment, welches von dem bei Ausführung der Schaltung zu schließenden Schaltelement 6 in Richtung auf den Abtrieb 5 übertragen wird, wird über ein von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 5 und damit am Ausgang des Getriebes 4 be reitgeselltes Moment zumindest teilweise derart kompensiert, dass zur Schaltungs ausführung vom Verbrennungsmotor 2 am Eingang des Getriebes 4 kein Motorein griff bereitgestellt werden muss.
Das Moment, welches die elektrische Maschine 3 hierzu am Ausgang des Getriebes 4 und damit Abtrieb 5 bereitstellt, kann ein generatorisches oder motorisches Mo ment sein und wird frühestens mit Beginn der Überschneidungsphase und spätes tens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase von der elektrischen Maschine 3 am Ausgang des Getriebes 4 und damit Abtrieb 5 bereitgestellt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann demnach auf einen Eingriff des Ver brennungsmotors 2, der zu Verbrauchsnachteilen und Emissionsnachteilen führt, verzichtet werden.
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3 und 4 für unterschiedliche Schaltungstypen beschrieben, wobei in Fig. 2, 3 und 4 über Zeit t jeweils mehrere Kurvenverläufe gezeigt sind. So zeigt der Kurvenverlauf 12 eine sich bei Schaltungsausführung ausbildende Drehzahl. Die Kurven verlaufe 13, 14, 15, 16 und 17 visualisieren Momentverläufe, nämlich der Kurvenverlauf 13 ein Moment des Verbrennungsmotors 2, ein Kurven verlauf 14 ein Moment der elektrischen Maschine 3, ein Kurvenverlauf 15 ein Mo ment des Abtriebs 5, ein Kurvenverlauf 16 ein von dem für den Gangwechsel zu öff nenden Schaltelement 6 übertragenes Moment und der Kurvenverlauf 17 ein von dem für den Gangwechsel zu schließenden Schaltelement 6 übertragenes Moment. Die Kurvenverläufe 19 und 20 zeigen Druckansteuerungen, nämlich der Kurvenver lauf 19 die Druckansteuerung für das für die Ausführung der Schaltung zu öffnende Schaltelement und der Kurvenverlauf 20 die Druckansteuerung für das für die Schal tung zu schließende Schaltelement.
Fig. 2 visualisiert die obigen Kurvenverläufe für die Ausführung einer Zug-Hoch- Schaltung im Getriebe 4. In Fig. 2 ist im Getriebe 4 vor dem Zeitpunkt t1 im Getriebe 4 der Ist-Gang der auszuführenden Zug-Hoch-Schaltung eingelegt, wobei dieser Ist- Gang für die auszuführende Zug-Hoch-Schaltung ausgelegt und ein Ziel-Gang einge legt werden soll. Dieser Ziel-Gang der auszuführenden Zug-Hoch-Schaltung ist zum Zeitpunkt t4 eingelegt. Die Zug-Hoch-Schaltung wird demnach zwischen den Zeit punkten t1 und t4 ausgeführt, wobei die Schaltungsausführung zum Zeitpunkt t1 be ginnt und zum Zeitpunkt t4 endet.
Bei der Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung im Getriebe 4 wird vom Verbrennungs motor 2 gemäß dem Kurvenverlauf 13 vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein positives Moment am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellt. Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Zug-Hoch-Schaltung, wobei zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 zunächst während einer sogenannten Befüllphase der Zug-Hoch-Schaltung die Druckansteuerung 19 für das zu öffnende Schaltelement 6 reduziert und die Druckansteuerung 20 für das zu schließende Schaltelement erhöht wird . Mit Ab schluss der Befüllphase zum Zeitpunkt t2 überträgt gemäß dem Kurvenverlauf 16 das für die Zug-Hoch-Schaltung zu öffnende Schaltelement noch das volle Moment des Verbrennungsmotors 2, wohingegen zum Zeitpunkt t2 das für die Zug-Hoch- Schaltung zu schließende Schaltelement gemäß dem Kurvenverlauf 17 gerade noch kein Moment überträgt. Beginnend mit dem Zeitpunkt t2 wird die Übertragungsfähigkeit des für die Schaltung zu schließenden Schaltelements gemäß der Druckansteuerung 20 erhöht, und zwar vorzugsweise entlang einer linearen Rampe, sodass sich gemäß dem Kurvenverlauf 17 das von dem zu schließenden Schaltelement übertragene Moment erhöht, wobei zeitlich parallel bzw. überschneidend hierzu die Druckansteuerung 19 für das für die Schaltung zu öffnende Schaltelement 6 reduziert wird, sodass sich gemäß dem Kur venverlauf 16 zeitlich parallel bzw. überschneidend das von dem zu öffnende Schalt element übertragene Element 16 reduziert. Zum Zeitpunkt t3 ist die Überschnei dungsphase, die der Befüllphase folgt und mit dem Zeitpunkt t2 beginnt, abgeschlos sen. Zu diesem Zeitpunkt t3 ist gemäß der Druckansteuerung 19 das für die Schal tung zu öffnende Schaltelement 6 vollständig geöffnet, sodass dasselbe gemäß dem Kurvenverlauf 16 beginnend mit dem Zeitpunkt t3 kein Moment mehr überträgt.
Mit dem Zeitpunkt t3 beginnt eine Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung, wobei in dieser Drehzahlangleichsphase gemäß dem Kurvenverlauf 20 die Druckan steuerung für das zu schließende Schaltelement zunächst weiter erhöht wird, sodass sich gemäß dem Kurvenverlauf 17 auch das von dem zu schließenden Schaltele ment übertragene Moment erhöht. Dieses vom zu schließenden Schaltelement über tragene Differenzmoment 18a bildet sich infolge beschleunigter Massenträgheiten im Getriebe 4 aus. Dann, wenn die hier vorliegende Erfindung nicht genutzt werden würde, würde dies zu einer Erhöhung des Moments 15 am Abtrieb 5 führen (siehe Differenzmoment 18b des Abtriebs). Um nun das Differenzmoment 18a, 1 8b zu kom pensieren, wird zur Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung im Getriebe 4 am Ausgang des Getriebes 4 und damit am Abtrieb 5 über die elektrische Maschine 3 gemäß dem Kurvenverlauf 14 ein Moment bereitgestellt, wobei es sich bei diesem Moment bei Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung um ein negatives, generatorisches Kompensa tionsmoment 18c handelt. Dieses gemäß dem Kurvenverlauf 14 am Ausgang des Getriebes 4 bereitgestellte generatorische Moment 14 der elektrischen Maschine 3 kompensiert die Momentüberhöhung 18a, die von dem zuschaltenden bzw. zu schließenden Schaltelement 6 übertragen wird, sodass sich die Momentüberhöhung 18b am Moment 15, welches am Abtrieb 5 anliegt, nicht ausbildet. Während der Drehzahlangleichsphase bleibt das Moment 15 am Abtrieb 5 nahezu konstant. Während der Überschneidungsphase zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 reduziert sich gangwechselbedingt betragsmäßig das Zugmoment 15 am Abtrieb 5.
Das von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellte Moment 14 wird von der elektri schen Maschine 3 bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase, also bis zum Zeit punkt t4 bereitgestellt.
Das vom Verbrennungsmotor 2 am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellte Moment ist gemäß dem Kurvenverlauf 13 konstant bzw. in etwa konstant. Auf einen Motor eingriff des Verbrennungsmotors 2 wird demnach verzichtet. Ein getriebeseitiger Momentüberschuss wird über die generatorisch betriebene elektrische Maschine 3 kompensiert. Höhe und Dauer des von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellten Bremsmoments variieren nach Gangsprung und Schaltungsdauer der Zug-Hoch- Schaltung. Der Verbrennungsmotor 2 kann während der Ausführung der Zug-Hoch- Schaltung in seinem aktuellen Betriebspunkt weiter betrieben werden. Auf einen Mo toreingriff, der zu Verbrauchsnachteilen und Emissionsnachteilen führt, kann verzich tet werden. Das Bremsmoment der elektrischen Maschine 3 kann genutzt werden, um den elektrischen Energiespeicher 7 stärker aufzuladen.
Bei Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung der Fig. 2 beginnt das Bereitstellen des ge neratorischen Moments der elektrischen Maschine 3 am Ausgang des Getriebes 4 und damit am Abtrieb 5 mit dem Ende der Überschneidungsphase und damit mit dem Beginn der Drehzahlangleichsphase zum Zeitpunkt t3 und dauert bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase bis zum Zeitpunkt t4 an.
Steuerungsseitig wird das Aufbauen des generatorischen Moments 14 durch die elektrische Maschine 3 durch das vollständige Absenken der Druckansteuerung 19 für das zu öffnende Schaltelement zum Zeitpunkt t3 ausgelöst. Dieses generatori sche Moment 14 der elektrischen Maschine 3 bleibt bis zum Zeitpunkt t4 am Aus gang des Getriebes 4 wirksam, wobei das Moment 14 zum Zeitpunkt t4 abgebaut wird, nämlich dann, wenn der Drehzahlangleich abgeschlossen ist und der Drehzahl verlauf 12 die Synchrondrehzahl des Ziel-Gangs erreicht hat. Fig. 3 zeigt die obigen Kurvenverläufe 12 bis 20 für den Fall der Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe 4. Die Zeitpunkte t1 , t2, t3 und t4 entsprechen den oben beschriebenen Zeitpunkten. Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 erstreckt sich demnach die Befüllphase der Schaltung, hier der Schub-Hoch-Schaltung. Zwi schen den Zeitpunkten t2 und t3 erstreckt sich die Überschneidungsphase der Schub-Hoch-Schaltung. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erstreckt sich die Dreh zahlangleichsphase der Schub-Hoch-Schaltung. Die Darstellung der Fig. 3 unter scheidet sich von der Darstellung der Fig. 2, 4 dadurch, dass für das von der elektri schen Maschine 3 am Abtrieb des Getriebes 4 bereitgestellte Moment 14 ein eigener Nullpunkt aufgetragen ist, wohingegen die Momente 13, 15, 16 und 17 bezogen auf einen gemeinsamen Nullpunkt aufgetragen sind.
Zur Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe 4 wird vom Verbrennungs motor 2 gemäß dem Momentverlauf 13 vor, während und nach Ausführung der Schaltung ein negatives Moment am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellt. In Fig. 3 ist gezeigt, dass bei Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe 4 zur Kom pensation des getriebeseitigen, dynamischen Momentüberschusses 18a, der gemäß dem Kurvenverlauf 17 von dem für den Gangwechsel zu schließenden Schaltelement des Getriebes 4 in Richtung auf den Abtrieb 5 übertragen wird, von der elektrischen Maschine am Ausgang des Getriebes 4 das generatorische Moment 14 bereitgestellt wird, und zwar bereits beginnend mit dem Zeitpunkt t2, also mit Beginn der Über schneidungsphase.
Während also in Fig. 2 zur Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung der steuerungsseiti ge Auslöser für das Aufbauen des generatorischen Moments 14 der elektrischen Ma schine 3 die vollständige Druckabsenkung für das zu öffnende Schaltelement des Getriebes war, ist in Fig. 3 bei der Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung der steue rungsseitige Auslöser für das Aufbauen des generatorischen Moments 14 der elektri schen Maschine 3 der Beginn der Überschneidungsphase, also die Erhöhung der Druckansteuerung 20 für das zu schließende Schaltelement, die mit Ende der Befüll phase beginnt. Gemäß Fig. 3 bleibt auch bei Ausführung der Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe 4 das negative, generatorische Moment 14 der elektrischen Maschine 3 bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase am Ausgang des Getriebes 4 und damit am Abtrieb 5 wirksam, also bis Abschluss der Drehzahlangleichsphase zum Zeitpunkt t4, bis also die Drehzahl 12 die Synchrondrehzahl des Ziel-Gangs erreicht hat.
Vom Verbrennungsmotor 2 wird vor, während und nach der Ausführung der Schub- Hoch-Schaltung ein konstantes oder in etwa konstantes negatives Moment 13 am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellt. Es erfolgt kein Motoreingriff des Verbren nungsmotors 2, der Verbrauchsnachteile und/oder Emissionsnachteile hätte.
Bei der unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Schub-Hoch-Schaltung hat das von dem schließenden Schaltelement 6 übertragene Moment 17 bei positiver Diffe renzdrehzahl zur Synchrondrehzahl des Ziel-Gangs eine Momenterhöhung 18a zur Folge, die sich als Momenterhöhung 18b am Moment 15 des Abtriebs 5 ausbilden würde, wenn der erfindungsgemäße Eingriff der elektrischen Maschine 3 gemäß dem Kurvenverlauf 14 nicht erfolgen würde. Dies könnte zu ungewollten Lastwechselreak tionen führen. Erfindungsgemäß wird jedoch die Momentüberhöhung 18b am Abtrieb 5 durch das generatorische Kompensationsmoment 18c der elektrischen Maschine 3 verhindert. Lastwechselreaktionen können so nicht auftreten. Das Bremsmoment 14 der elektrischen Maschine 3 kann zur Rekuperation genutzt werden, also zur stärke ren Aufladung des elektrischen Energiespeichers 7. Während der Drehzahlang leichsphase bleibt das Moment 15 am Abtrieb 5 nahezu konstant. Während der Überschneidungsphase zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 reduziert sich gang wechselbedingt betragsmäßig das Schubmoment 15 am Abtrieb 5.
Die Erfindung kann vorteilhaft auch bei Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung im Getriebe 4 genutzt werden, wobei Fig. 4 die Kurvenverläufe 12 für den Fall einer Schub-Rück-Schaltung im Getriebe 4 zeigt. Die Zeitpunkte t1 , t2, t3 und t4 entspre chen dabei wiederum den Zeitpunkten der Fig. 2 und 3, die Zeitpunkt t1 und t2 defi nieren also eine Befüllphase der jeweiligen Schaltung, die Zeitpunkte t2 und t3 eine Überschneidungsphase der jeweiligen Schaltung und die Zeitpunkte t3 und t4 eine Drehzahlangleichsphase der jeweiligen Schaltung. Bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung im Getriebe 4 wird gemäß dem Signal verlauf 13 vom Verbrennungsmotor 2 vor, während und nach der Schaltungsausfüh rung ein generatorisches Schubmoment am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellt. Mit Beginn der Überschneidungsphase zum Zeitpunkt t2 beginnt gemäß dem Signal verlauf 17 das zu schließende Schaltelement Moment zu übertragen, zeitlich parallel hierzu wird gemäß der Druckansteuerung 19 die Übertragungsfähigkeit des zu öff nenden Schaltelements 6 reduziert, sodass sich das von dem zu öffnenden Schalt element übertragene Moment 16 reduziert. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, also nach Beginn der Überschneidungsphase zum Zeitpunkt t2 und vor Beginn der Dreh zahlangleichsphase zum Zeitpunkt t3, wird das von dem zu öffnenden Schaltelement übertragene Moment 16 auf Null reduziert wird, wobei anschließend hieran gemäß dem Kurvenverlauf 14 das von der elektrischen Maschine 3 am Ausgang des Getrie bes 4 bereitgestellte Moment 14 aufgebaut wird, wobei es sich bei diesem Moment 14 gemäß Fig. 4 bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung um ein positives, motori sches Moment 14 handelt. Dieses Moment 14 dient wiederum als Kompensations moment 18c für ein getriebeseitiges, vom zu schließenden Schaltelement in Richtung auf den Abtrieb 5 übertragenes, hier reduzierendes Differenzmoment 18a.
Der steuerungsseitige Auslöser zum Aufbauen dieses positiven, motorischen Mo ments über die elektrische Maschine 3 am Ausgang des Getriebes 4 ist demnach die vollständige Druckabsenkung in der Druckansteuerung 19 des zu öffnenden Schalt elements. Das positive, motorische Moment 14 der elektrischen Maschine 3 bleibt solange am Ausgang des Getriebes 4 und damit am Abtrieb wirksam, bis zum Zeit punkt t4 die Drehzahlausgleichsphase beendet ist, bis also die Synchrondrehzahl des Ziel-Gangs erreicht wurde. Bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung wird das getriebeseitige Differenzmoment 18a, welches die zu schließende Kupplung gemäß dem Kurvenverlauf 17 überträgt, durch das positive, motorische Moment der elektri schen Maschine kompensiert. Während der Drehzahlangleichsphase bleibt das Mo ment 15 am Abtrieb 5 nahezu konstant. Während der Überschneidungsphase zwi schen den Zeitpunkten t2 und t3 erhöht sich jedoch gangwechselbedingt betragsmä ßig das Schubmoment 15 am Abtrieb 5. Bei Ausführung der Schub-Rück-Schaltung ist das vom Verbrennungsmotor 2 am Eingang des Getriebes 4 bereitgestellte Schubmoment 13 wiederum konstant bzw. in etwa konstant.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das Verfahren, welches oben beschrieben wurde, steuerungsseitig auszuführen.
Zur Ausführung einer Schaltung steuert das Steuergerät im Getriebe 4 ein zuvor ge schlossenes Schaltelement 6 zum Öffnen und ein zuvor geöffnetes Schaltelement 6 zum Schließen an. Hierzu verringert das Steuergerät in einer Überschneidungsphase der Schaltung, die der Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, die Druckansteuerung 19 für das zu öffnende Schaltelement unter Reduzierung des von demselben übertragbaren Moments 16 und erhöht überschneidend hierzu die Druck ansteuerung 20 für das zu schließende Schaltelement und der Erhöhung des von demselben übertragbaren Moments 17. Dabei steuert das Steuergerät zur Ausfüh rung der Schaltung im Getriebe 4 die elektrische Maschine 3 derart an, dass über das von der elektrischen Maschine 3 am Abtrieb 5 bzw. am Ausgang des Getriebes 4 bereitgestellte Moment 14 das getriebeseitige Differenzmoment der Schaltung zu mindest teilweise kompensiert, und zwar frühestens mit Beginn der Überschnei dungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der auszufüh renden Schaltung.
Das erfindungsgemäße Steuergerät verfügt über hardwareseitige Mittel und soft wareseitige Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zu den hard wareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, Daten auszutauschen, so zum Beispiel mit Hydraulikkomponenten, die der Ansteuerung der Schaltelemente 6 des Getriebes 4 dienen. Zu den hardwareseitigen Baugruppen zählen weiterhin ein Speicher zur Datenspeicherung und ein Prozessor zur Datenverarbeitung. Zu den softwareseitigen Baugruppen zählen Programmbausteine zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens. Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, kann es sich um das Getriebesteuergerät 9 oder auch um das Hybridsteu ergerät 1 1 handeln. Ferner können die steuerungsseitigen Aufgaben des erfindungs gemäßen Verfahrens auch auf mehrere Steuergeräte verteilt sein. Übernimmt zum Beispiel das Getriebesteuergerät 9 die steuerungsseitige Ausführung des Verfah rens, so kommuniziert dasselbe mit der elektrischen Maschine 3 über das Hybrid steuergerät 1 1 . Übernimmt das Hybridsteuergerät 1 1 die steuerungsseitige Ausfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens, so kommuniziert dasselbe mit dem Getrie be 4 über das Getriebesteuergerät 9.
Bezuqszeichen Antriebsaggregat
Verbrennungsmotor
elektrische Maschine
Getriebe
Abtrieb
Schaltelement
elektrischer Energiespeicher
Anfahrelement
Getriebesteuergerät
Motorsteuergerät
Hybridsteuergerät
Drehzahl
Moment Verbrennungsmotor
Moment elektrische Maschine
Moment Abtrieb
Moment öffnendes Schaltelement
Moment schließendes Schaltelementa Differenzmoment schließendes Schaltelementb Differenzmoment Abtrieb
c Kompensationsmoment elektrische Maschine Druckansteuerung öffnendes Schaltelement Druckansteuerung schließendes Schaltelement

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem einen Verbren nungsmotor (2) und eine elektrische Maschine (3) aufweisenden Antriebsaggregat (1 ), und mit einem Getriebe (4), wobei der Verbrennungsmotor (2) an einen Eingang des Getriebes (4) gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine (3) an einen Ausgang des Getriebes (4) zwischen das Getriebe (4) und einen Abtrieb (5) des Hyb ridfahrzeugs gekoppelt ist,
wobei bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe (4) die elektrische Maschi ne (3) zur Unterstützung des Abtriebs (5) genutzt wird, indem von der elektrischen Maschine (3) bei Ausführung einer Schaltung am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) ein Moment (14) bereitgestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) ein zuvor geschlossenes Schaltelement (6) geöffnet und ein zuvor geöffnetes Schaltelement (6) geschlossen wird, wobei hierzu in einer Überscheidungsphase der Schaltung, die einer Drehzahl angleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung (19) für das zu öffnende Schaltelement (6) unter Reduzierung des von dem zu öffnenden Schalt element übertragbaren Moments (16) verringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung (20) für das zu schließende Schaltelement (6) unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schaltelement übertragbaren Moments (17) erhöht wird, zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) ein getriebeseitiges Differenz moment (18a), welches von dem zu schließenden Schaltelement (6) in Richtung auf den Abtrieb (5) übertragen wird, über das von der elektrischen Maschine (3) am Aus gang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) bereitstellte Moment (14) frühestens mit Beginn der Überscheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlang leichsphase zumindest teilweise kompensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Zug-Hoch-Schaltung im Getriebe (4)
vom Verbrennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein positives Moment (13) am Eingang des Getriebes (4) bereitgestellt wird, mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung das zu öff nende Schaltelement (6) vollständig geöffnet ist und das zu schließende Schaltele ment (6) noch weiter geschlossen wird,
mit Beginn der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch-Schaltung von der elektrischen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) ein negatives, generatorisches Moment (14) bereitstellt wird, um das getriebeseitige Dif ferenzmoment (18a) zu kompensieren.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der elektri schen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) das genera torische Moment (14) bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Zug-Hoch- Schaltung bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ver brennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Zug-Hoch-Schaltung ein konstantes oder in etwa konstantes positives Moment (13) am Eingang des Ge triebes (4) bereitgestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Schub-Hoch-Schaltung im Getriebe (4)
vom Verbrennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment (13) am Eingang des Getriebes (4) bereitgestellt wird,
mit Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Hoch-Schaltung von der elektrischen Maschine (2) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) ein negatives, generatorisches Moment (14) bereitstellt wird, um das getriebeseitige Dif ferenzmoment (18a) zu kompensieren.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der elektri schen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) das negative, generatorische Moment (14) bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Schub- Hoch-Schaltung bereitgestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ver brennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Schub-Hoch- Schaltung ein konstantes oder in etwa konstantes negatives Moment (13) am Ein gang des Getriebes (4) bereitgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung einer Schub-Rück-Schaltung im Getriebe (4)
vom Verbrennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Schaltung ein negatives Moment (13) am Eingang des Getriebes (4) bereitgestellt wird,
nach Beginn der Überschneidungsphase der Schub-Rück-Schaltung und vor Beginn der Drehzahlangleichsphase der Schub-Rück-Schaltung von der elektrischen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) ein positives, moto risches Moment (14) bereitstellt wird, um das getriebeseitige Differenzmoment (18a) zu kompensieren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der elektri schen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) das positive, motorische Moment (14) bis zum Ende der Drehzahlangleichsphase der Schub- Rück-Schaltung bereitgestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ver brennungsmotor (2) vor, während und nach der Ausführung der Schub-Rück- Schaltung ein konstantes oder in etwa konstantes negatives Moment (13) am Ein gang des Getriebes (4) bereitgestellt wird.
1 1 . Steuergerät zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem einen Verbren nungsmotor (2) und eine elektrische Maschine (3) aufweisenden Antriebsaggregat (1 ), mit einem mehrere Schaltelemente aufweisenden Getriebe (4), wobei der Ver brennungsmotor (2) an einen Eingang des Getriebes (4) gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine (3) an einen Ausgang des Getriebes (4) zwischen das Getriebe (4) und einen Abtrieb (5) gekoppelt ist, wobei das Steuergerät bei Ausführung einer Schaltung im Getriebe (4) die elektrische Maschine (3) zur Unterstützung des Abtriebs (5) derart ansteuert, dass die elektrische Maschine (3) bei Ausführung einer Schaltung am Ausgang des Ge triebes (4) bzw. am Abtrieb (5) ein Moment (14) bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuergerät zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) ein zuvor ge schlossenes Schaltelement (6) zum Öffnen und ein zuvor geöffnetes Schaltelement (6) zum Schließen ansteuert, wobei das Steuergerät hierzu in einer Überscheidungs phase der Schaltung, die einer Drehzahlangleichsphase der Schaltung vorausgeht, eine Druckansteuerung (19) für das zu öffnende Schaltelement (6) unter Reduzie rung des von dem zu öffnenden Schaltelement (6) übertragbaren Moments (16) ver ringert und überschneidend hierzu eine Druckansteuerung (20) für das zu schließen de Schaltelement (6) unter Erhöhung des von dem zu schließenden Schaltelement (6) übertragbaren Moments (17) erhöht,
das Steuergerät zur Ausführung der Schaltung im Getriebe (4) die elektrische Maschine (3) derart ansteuert, dass über das von der elektrischen Maschine (3) am Ausgang des Getriebes (4) bzw. am Abtrieb (5) bereitstellte Moment (14) ein getrie beseitiges Differenzmoment (1 8a), welches von dem zu schließenden Schaltelement (6) in Richtung auf den Abtrieb (5) übertragbar ist, frühestens mit Beginn der Über scheidungsphase und spätestens mit Beginn der Drehzahlangleichsphase zumindest teilweise kompensiert.
12. Steuergerät nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe ein gerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 steuerungsseitig auszuführen.
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