DE102013220399A1 - Method for controlling a hybrid powertrain - Google Patents

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Marian Preisner
Markus Lienhard
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer in einer Riemenscheibenebene der Brennkraftmaschine angeordneten und mittels eines schaltbaren Planetengetriebes mit der Kurbelwelle in Wirkeingriff stehenden Elektromaschine, wobei das Planetengetriebe während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine von einem eine zwischen einem Hohlrad des Planetengetriebes und einem drehfest angeordneten Gehäuse angeordnete Bremse betätigenden Aktor über einen Aktorweg auf eine vorgegebene Schließposition gesteuert wird. Um eine Überbelastung des Aktors und der Bremse zu vermeiden, wird die Schließposition mit einem mittels einer aus einer elektrischen Steuergröße des Aktors und einer Verfahrgeschwindigkeit des Aktors ermittelten Gradientenänderung bestimmten Tastpunkt zwischen Hohlrad und Gehäuse verglichen und abhängig von diesem eingestellt.The invention relates to a method for controlling a hybrid drive train with an internal combustion engine having a crankshaft and an electric machine which is arranged in a pulley plane of the internal combustion engine and is operatively engaged with the crankshaft by means of a switchable planetary gear, the planetary gear being switched from one to another during a starting process of the internal combustion engine The ring gear of the planetary gear and a rotatably arranged housing arranged brake actuating actuator is controlled via an actuator path to a predetermined closing position. In order to avoid overloading the actuator and the brake, the closed position is compared with a touch point between the ring gear and the housing, which is determined by means of a gradient change determined by means of an electrical control variable of the actuator and a travel speed of the actuator, and is set as a function thereof.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer in einer Riemenscheibenebene der Brennkraftmaschine angeordneten und mittels eines schaltbaren Planetengetriebes mit der Kurbelwelle in Wirkeingriff stehenden Elektromaschine, wobei das Planetengetriebe während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine von einem eine zwischen einem Hohlrad des Planetengetriebes und einem drehfest angeordneten Gehäuse angeordnete Bremse betätigenden Aktor über einen Aktorweg auf eine vorgegebene Schließposition gesteuert wird.The invention relates to a method for controlling a hybrid powertrain with an internal combustion engine with a crankshaft and arranged in a pulley plane of the internal combustion engine and by means of a switchable planetary gear with the crankshaft in operative engagement electric machine, wherein the planetary gear during a starting operation of the internal combustion engine of a between a Ring gear of the planetary gear and a rotatably arranged housing arranged brake actuating actuator is controlled via a Aktorweg to a predetermined closed position.

Hybridische Antriebsstränge mit einer in die Riemenscheibe einer Brennkraftmaschine eingebundenen Elektromaschine sind beispielsweise aus der DE 10 2011087 697 A1 bekannt. Hierbei wird die Elektromaschine mittels eines schaltbaren Planetengetriebes in den Riementrieb integriert, so dass diese bei untersetzend arbeitendem Planetengetriebe die stillstehende Brennkraftmaschine starten kann und beispielsweise je nach Betriebssituation bei nicht untersetzendem oder untersetzendem Betrieb, die laufende Brennkraftmaschine im Antrieb unterstützen, bei stillstehender Brennkraftmaschine, beispielsweise bei geöffneten Ventilen rekuperieren, das Kraftfahrzeug mit dem entsprechenden Antriebsstrang elektrisch antreiben und/oder Nebenaggregate wie beispielsweise einen Klimakompressor antreiben kann. Das Planetengetriebe wird mittels einer Bremse geschaltet, die von einem Aktor entlang eines Aktorwegs betätigt wird und dabei das Hohlrad des Planetengetriebes mit einem festen Gehäusebauteil reibschlüssig verbindet. Hierbei wird einer Schließposition der Bremse bei maximal übertragbarem Bremsmoment ein vorgegebener Aktorweg zugeordnet. Je nach Betriebssituation, beispielsweise bei sich ändernder Temperatur, mit Betriebsdauer auftretendem Verschleiß und dergleichen variiert diese Schließposition, so dass bei geschlossener Bremse Schlupf auftreten kann, der zu einem hohen Verschleiß der Reibbeläge der Bremse führt, oder Überanpressung, die eine hohe Belastung des Aktors und dessen Aktormechanik sowie der Bremse nach sich zieht, auftreten kann.Hybrid drive trains with an integrated into the pulley of an internal combustion engine electric machine are for example from DE 10 2011087 697 A1 known. In this case, the electric machine is integrated by means of a switchable planetary gear in the belt drive, so that they can start at standstill working planetary gear, the stationary engine and, for example, depending on the operating situation at not untersetzendem or understating operation, the running internal combustion engine in the drive, with a stationary internal combustion engine, for example recuperate open valves, electrically drive the motor vehicle with the corresponding drive train and / or can drive ancillaries such as an air conditioning compressor. The planetary gear is switched by means of a brake which is actuated by an actuator along an actuator travel and thereby frictionally connects the ring gear of the planetary gear with a fixed housing component. In this case, a predetermined actuator travel is assigned to a closed position of the brake at maximum transferable braking torque. Depending on the operating situation, for example, changing temperature, wear occurring with operating time and the like, this closing position varies, so that slip can occur when the brake is closed, which leads to high wear of the friction linings of the brake, or Überanpressung, the high load on the actuator and the actuator mechanism and the brake pulls can occur.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem ein gattungsgemäßer hybridischer Antriebsstrang dauerhaft und ohne Verschleiß der Reibbeläge der Bremse und ohne Überbelastung des Aktors betrieben werden kann. The object of the invention is therefore to propose a method in which a generic hybrid powertrain can be operated permanently and without wear of the friction linings of the brake and without overloading the actuator.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die diesem untergeordneten Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.The object is solved by the features of claim 1. The subordinate claims give advantageous embodiments again.

Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer in einer Riemenscheibenebene der Brennkraftmaschine angeordneten und mittels eines schaltbaren Planetengetriebes mit der Kurbelwelle in Wirkeingriff stehenden Elektromaschine. Hierbei wird das Planetengetriebe während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine von einem eine zwischen einem Hohlrad des Planetengetriebes und einem drehfest angeordneten Gehäuse angeordnete Bremse betätigenden Aktor über einen Aktorweg reibschlüssig geschaltet. In vorgeschlagener Weise wird der Startvorgang bei bevorzugt geschlossener Bremse durchgeführt. Eine Schließposition der Bremse wird durch Verfahren eines Aktors beziehungsweise einer Aktormechanik entlang eines Aktorwegs eingestellt. Um eine Überlastung des Aktors, der Aktormechanik und der Bremse zu vermeiden, wird die Schließposition mit einem mittels einer aus einer elektrischen Steuergröße des Aktors und einer Verfahrgeschwindigkeit des Aktors ermittelten Gradientenänderung bestimmten Tastpunkt zwischen Hohlrad und Gehäuse verglichen und abhängig von diesem eingestellt. Die Gradientenänderung wird dabei an einem Knickpunkt entlang des Aktorwegs ermittelt, an dem sich eine Lüftwegskraft, die durch einen inneren Widerstand wie Reibung des Aktors und der Aktormechanik sowie der durch diese betätigten Bauteile der Bremse bedingt ist, und die Anpresskraft, die bei Ausbildung eines Reibeingriffs der Bremse infolge der Verspannung der bewegten Bauteile der Bremse gegen das Gehäuse ausgebildet wird, schneiden. Der durch die Lüftwegs- und Anpresskraft gebildete Knickpunkt kann dabei dem Tastpunkt zugeordnet werden. Die Ermittlung kann durch den Schnittpunkt der Tangenten von Lüftwegskraft und Anpresskraft entlang des Axialwegs erfolgen.The proposed method is used to control a hybrid powertrain with an internal combustion engine having a crankshaft and an arranged in a pulley plane of the internal combustion engine and by means of a switchable planetary gear with the crankshaft in operative engagement electric machine. In this case, the planetary gear during a starting operation of the internal combustion engine is frictionally engaged by a one between a ring gear of the planetary gear and a rotatably arranged housing arranged brake actuating actuator via an actuator. In a proposed manner, the starting process is performed at preferably closed brake. A closed position of the brake is set by moving an actuator or an actuator mechanism along an actuator path. In order to avoid an overload of the actuator, the actuator mechanism and the brake, the closing position is compared with a determined by means of a determined from an electrical control variable of the actuator and a travel speed of the actuator gradient between the ring gear and housing and adjusted depending on this. The gradient change is determined at a break point along the Aktorwegs at which a Lüftwegskraft, which is due to an internal resistance such as friction of the actuator and the actuator mechanism and actuated by these components of the brake, and the contact pressure, the formation of a frictional engagement the brake is formed due to the tension of the moving components of the brake against the housing, cut. The break point formed by the Lüftwegs- and contact force can be assigned to the touch point. The determination can be made by the intersection of the tangents of Lüftwegskraft and contact force along the Axialwegs.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann der Tastpunkt bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit des Aktors und einer Gradientenänderung der elektrischen Steuergröße, beispielsweise einer elektrischen Spannung oder einem elektrischen Strom ermittelt werden. Hierbei kann der Elektromotor des Aktors in an sich üblicher Weise gesteuert werden, um einen Axialweg bis zur Schließposition zurückzulegen, beispielsweise mittels einer Pulsweitenmodulation. Hierbei wird auf eine konstante Verfahrgeschwindigkeit geregelt und die Änderung der elektrischen Steuergröße erfasst. Aus dieser Steuergröße wird die Gradientenänderung am Übergang von der Lüftwegskraft in die Anpresskraft bestimmt und als Tastpunkt festgelegt. Aufgrund der steilen Kennlinie der Anpresskraft über den Aktorweg kann anhand der bestimmten Gradientenänderung ein Knickpunkt in schneller und einfacher Weise ermittelt und als Tastpunkt festgelegt werden.  According to an advantageous embodiment of the method, the touch point can be determined at a constant travel speed of the actuator and a gradient change of the electrical control variable, for example, an electrical voltage or an electric current. Here, the electric motor of the actuator can be controlled in a conventional manner to cover an axial path to the closed position, for example by means of a pulse width modulation. This is controlled to a constant travel speed and detects the change in the electrical control variable. From this control variable, the gradient change at the transition from the Lüftwegskraft is determined in the contact pressure and set as the touch point. Due to the steep characteristic curve of the contact force over the Aktorweg can be determined based on the specific gradient change a break point in a quick and easy way and set as the touch point.

In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens kann der Tastpunkt bei konstanter elektrischer Größe und einer Gradientenänderung der Verfahrgeschwindigkeit ermittelt werden. Hierbei wird die elektrische Größe, beispielsweise Strom, Spannung oder Pulsweiten einer Spannung konstant vorgegeben. Aufgrund der unterschiedlichen Last über den Lüftwegbereich und den Betätigungsbereich der Bremse stellen sich über den Weg unterschiedliche Verfahrgeschwindigkeiten ein, die an einem Knickpunkt zwischen Lüftweg und Betätigungsweg der Bremse zu einer Gradientenänderung der Verfahrgeschwindigkeit führen. Der Knickpunkt wird dabei dem Tastpunkt zugeordnet. In an alternative embodiment of the method, the touch point can be determined with a constant electrical variable and a gradient change of the travel speed. Here, the electrical variable, for example, current, voltage or pulse widths of a voltage is set constant. Due to the different load on the Lüftwegbereich and the operating range of the brake set on the way different traversing speeds that lead to a change in gradient of the traversing speed at a break point between Lüftweg and actuation of the brake. The break point is assigned to the touch point.

In vorteilhafter Weise kann bei bekannter mechanischer Steifigkeit zwischen Aktor und Bremse abhängig von dem ermittelten Tastpunkt die Schließposition auf eine maximale Anpresskraft begrenzt werden. Durch die Beziehung der Steifigkeit über den Aktorweg kann beispielsweise anhand einer Kraftkennlinie unabhängig von Änderungen eines Reibwerts der Bremse und Verschleißvorgängen ausgehend vom Tastpunkt eine über den Aktorweg auftretende Anpresskraft ermittelt werden und die Schließposition zur Vermeidung von Überbeanspruchung auf eine maximale Anpresskraft begrenzt werden. Hierbei kann die Schließposition innerhalb der maximalen Anpresskraft auf einen vorgegebenen Schlupf zwischen Hohlrad und Gehäuse eingestellt werden. Hierbei kann der Aktor schlupfgeregelt gesteuert werden. Alternativ kann der Aktor weggesteuert betätigt werden, wobei der entsprechend gesteuerte Aktorweg in Schließposition auf einen gleichen oder kleineren maximalen Aktorweg bei maximaler Anpresskraft gesteuert wird. Hierbei kann der zur Ansteuerung der Schließposition zu steuernde Aktorweg eine vorgegebene, adaptierbare Wegdifferenz zwischen dem Tastpunkt und dem der Schließposition entsprechenden Wegpunkt sein. Advantageously, with known mechanical stiffness between actuator and brake depending on the determined touch point, the closed position can be limited to a maximum contact force. Due to the relationship of the stiffness over the Aktorweg can be determined, for example, based on a force characteristic independent of changes in a coefficient of friction of the brake and wear processes starting from the touch point occurring over the Aktorweg contact force and the closed position to avoid overstressing to a maximum contact force. Here, the closing position can be set within the maximum contact pressure to a predetermined slip between the ring gear and the housing. In this case, the actuator can be controlled slip controlled. Alternatively, the actuator can be actuated remotely controlled, wherein the appropriately controlled Aktorweg is controlled in the closed position to a same or smaller maximum Aktorweg at maximum contact force. In this case, the actuator travel to be controlled for activating the closed position can be a predetermined, adaptable path difference between the touch point and the waypoint corresponding to the closed position.

Weiterhin kann zur Vermeidung eines Einlaufens des Aktors und dessen Aktormechanik an einer über längere Zeit konstanten Schließposition vorgesehen sein, bei vorgegebenem Schlupf unterhalb der Schließposition bei maximaler Anpresskraft zu vorgegebenen, beispielsweise regelmäßig vorgesehenen Zeitpunkten die Schließposition an die Schließposition bei maximaler Anpresskraft einzustellen.Furthermore, in order to avoid an entry of the actuator and its actuator mechanism can be provided at a constant closing position over a longer period, set the closing position to the closed position at maximum contact pressure at a predetermined slip below the closed position at maximum contact force at predetermined, for example regularly scheduled times.

In vorteilhafter Weise kann anhand des Tastpunkts, einer Bremskennlinie der Anpresskraft über den Aktorweg und einem Startmoment der Brennkraftmaschine ein Reibwert eines zwischen Hohlrad und Gehäuse angeordneten Bremsbelags ermittelt werden. Aus diesem Reibwert kann wiederum der zu erwartende Schlupf bei vorgegebenem Aktorweg ermittelt werden, so dass eine Schließposition mit entsprechend ermitteltem Schlupf gezielt und daher schneller angefahren werden kann. Dies kann zu beschleunigten Startzeiten der Brennkraftmaschine führen. Das Startmoment kann anhand des Kennfelds der Brennkraftmaschine, deren Auslegungsparameter, Außen- und/oder Kühlwassertemperatur und/oder dergleichen ermittelt oder modelliert werden. Advantageously, a coefficient of friction of a brake lining arranged between the ring gear and the housing can be determined on the basis of the touch point, a braking characteristic of the contact force via the actuator travel and a starting torque of the internal combustion engine. From this coefficient of friction, in turn, the expected slip can be determined for a given actuator travel, so that a closed position with appropriately determined slip can be approached specifically and therefore more quickly. This can lead to accelerated start times of the internal combustion engine. The starting torque can be determined or modeled based on the map of the internal combustion engine, their design parameters, outdoor and / or cooling water temperature and / or the like.

Des Weiteren kann zur Aktivierung des Reibbelags der Bremse eine auf vorgegebenen Schlupf zwischen Hohlrad und Gehäuse mittels eines vorgegebenen Aktorwegs eingestellte Schließposition zur Erhöhung einer in den Bremsbelag eingetragenen Reibenergie zumindest kurzzeitig mit größerem Schlupf bei vermindertem Aktorweg betrieben werden. Durch den erhöhten Energieeintrag in den Reibbelag kann dabei ein oberflächlich verhärteter Reibbelag wieder aktiviert und damit mit einem höheren Reibwert versehen werden. Hierdurch werden insgesamt das Bremsverhalten der Bremse verbessert und die Anpresskraft vermindert.Furthermore, in order to activate the friction lining of the brake, a closing position set to predetermined slip between the ring gear and the housing by means of a predetermined actuator travel can be operated at least for a short time with greater slip with reduced actuator travel to increase a friction energy introduced into the brake lining. Due to the increased energy input into the friction lining a surface hardened friction lining can be reactivated and thus provided with a higher coefficient of friction. As a result, the overall braking performance of the brake can be improved and the contact pressure reduced.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des vorgeschlagenen Verfahrens näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the in the 1 and 2 shown embodiments of the proposed method explained in more detail. Showing:

1 ein Prinzipschaltbild eines hybridischen Antriebsstrangs und 1 a schematic diagram of a hybrid powertrain and

2 ein Diagramm verschiedener Betriebsgrößen über den Aktorweg. 2 a diagram of different operating variables via the Aktorweg.

Die 1 zeigt in systematischer Darstellung den hybridischen Antriebsstrang 1 mit der Brennkraftmaschine 2 und der Elektromaschine 3 sowie den zwischen der Kurbelwelle 4 der Brennkraftmaschine 2 und dem Rotor 5 der Elektromaschine 3 wirksam angeordneten Umschlingungsmitteltrieb 6 mit dem schaltbaren Planetengetriebe 7. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steg 8 mit den Planetenrädern 9 des Planetengetriebes 7 mit der Kurbelwelle und das Sonnenrad 10 über den Riemen 11 mit dem Rotor 5 wirksam verbunden. Das Hohlrad 12 wird mittels der von dem Aktor 13 entlang eines Aktorwegs x betätigten Bremse 14 gegen das Gehäuse 15 gebremst, wodurch das Planetengetriebe 7 in zwei Schaltstufen geschaltet wird. In den Umschlingungsmitteltrieb 6 können weitere, nicht dargestellte Nebenaggregate aufgenommen sein, die wahlweise und abhängig von der Schaltung des Planetengetriebes von der Elektromaschine 3 oder der Brennkraftmaschine 2 angetrieben werden können. Die Elektromaschine 3 startet zudem die stillgelegte Brennkraftmaschine 2 bei geschlossener Bremse 14. Hierbei wird ein Schlüsselstart bei stehender Kurbelwelle 4 und stehendem Rotor 5 und ein Impulsstart bei drehendem Rotor 5 und stillstehender Kurbelwelle 4 unterschieden. Abhängig von den beiden Startzuständen wird der vom Aktor 13 der Bremse 14 aufgezwungene Aktorweg x mittels unterschiedlicher Betriebsparameter überprüft, um zum Einen eine Überanpressung mit hoher Belastung des Aktors 13 und zum Anderen eine hohe Differenzdrehzahl zwischen Hohlrad 12 und dem Gehäuse 15 mit hohem Verschleiß der Reibbeläge der Bremse 14 bei geschlossener Bremse 14 zu überwachen und gegebenenfalls zu adaptieren. Die Drehzahldifferenz zwischen Hohlrad 12 und Gehäuse 15 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel anhand der Rotordrehzahl des Rotors 5 unter Berücksichtigung der Übersetzung des Planetengetriebes 7 ermittelt, so dass auf weitere Sensoren verzichtet werden kann. The 1 shows in a systematic representation of the hybrid powertrain 1 with the internal combustion engine 2 and the electric machine 3 as well as between the crankshaft 4 the internal combustion engine 2 and the rotor 5 the electric machine 3 effectively arranged Umschlingungsmitteltrieb 6 with the switchable planetary gear 7 , In the embodiment shown, the bridge 8th with the planet wheels 9 of the planetary gear 7 with the crankshaft and the sun gear 10 over the belt 11 with the rotor 5 effectively connected. The ring gear 12 is by means of the actuator 13 along a Aktorwegs x actuated brake 14 against the case 15 braked, causing the planetary gear 7 is switched in two switching stages. Into the belt drive 6 can be added, not shown auxiliary units, which optionally and depending on the circuit of the planetary gear from the electric machine 3 or the internal combustion engine 2 can be driven. The electric machine 3 also starts the disused internal combustion engine 2 when the brake is closed 14 , This will be a key start with the crankshaft stationary 4 and standing rotor 5 and a pulse start with rotating rotor 5 and stationary crankshaft 4 distinguished. Depending on the two start states, that of the actuator 13 the brake 14 forced actuator path x by means of different Operational parameters checked, on the one hand an overpressure with high load of the actuator 13 and on the other hand, a high differential speed between the ring gear 12 and the housing 15 with high wear of the friction linings of the brake 14 when the brake is closed 14 to monitor and adapt if necessary. The speed difference between ring gear 12 and housing 15 is in the embodiment shown on the basis of the rotor speed of the rotor 5 taking into account the translation of the planetary gear 7 determined so that it can be dispensed with additional sensors.

Der Elektromotor des Aktors 13 weist beispielsweise einen als Spindel ausgebildeten Rotor auf, der sich in einer verdrehgesicherten Spindelmutter dreht, an der ein Reibbelag wie Bremsbelag der Bremse 14 aufgenommen ist. Zur Betätigung der Bremse 14 wird der Rotor mit einer entsprechenden elektrischen Größe bestromt, so dass sich der Bremsbelag entlang des Aktorwegs x verlagert und das Hohlrad 12 gegen das Gehäuse 15 bremst. Hierbei wird zuerst ein Todweg mit einer aufzuwendenden Lüftwegskraft bis zum Tastpunkt zurückgelegt, bei dem ein Reibeingriff entsteht. Infolge der Elastizität und mechanischen Steifigkeit des Bremsbelags, der Aktormechanik und des Gehäuses entwickelt sich bei gegenüber dem Tastpunkt zunehmenden Wegen ein Reibeingriff mit abnehmendem Schlupf und zunehmender Anpresskraft, die vom Aktor 13 aufzubringen ist. Infolge der stark unterschiedlichen Steigungen der Lüftwegskraft und der Anpresskraft über den Aktorweg x kann am Knickpunkt der sich einstellenden Tangenten zwischen Lüftwegskraft und Anpresskraft der Tastpunkt am Knickpunkt festgestellt werden. Ausgehend vom Tastpunkt kann über den folgenden Axialweg und mittels der Steifigkeit der Aktor- und Bremsgeometrie die Schließposition der Bremse 14 bei einer maximalen Anpresskraft ermittelt werden. In bevorzugter Weise wird die Bremse 14 nur bis zu einem Schließpunkt unterhalb der maximalen Anpresskraft geschlossen. Diese Schließposition kann anhand eines vorgegebenen Schlupfs unter Einhaltung einer Schließposition unterhalb der maximalen Anpresskraft eingestellt werden. The electric motor of the actuator 13 has, for example, a rotor formed as a spindle, which rotates in a non-rotating spindle nut on which a friction lining such as brake pad of the brake 14 is included. To operate the brake 14 the rotor is energized with a corresponding electrical size, so that the brake pad along the Aktorwegs x shifts and the ring gear 12 against the case 15 slows. In this case, a death path is first covered with a Lüftwegskraft to be applied to the touch point, in which a friction engagement arises. Due to the elasticity and mechanical rigidity of the brake pad, the actuator mechanism and the housing develops at increasing relative to the touch point paths a frictional engagement with decreasing slip and increasing contact pressure, the actuator 13 is to raise. As a result of the greatly different slopes of the Lüftwegskraft and the contact pressure on the Aktorweg x can be found at the break point of the adjusting tangents between Lüftwegskraft and contact force of the touch point at the break point. Starting from the touch point, the closing position of the brake can be achieved via the following axial travel and by means of the stiffness of the actuator and brake geometry 14 be determined at a maximum contact force. In a preferred manner, the brake 14 closed only up to a closing point below the maximum contact force. This closing position can be adjusted by means of a predetermined slip while maintaining a closed position below the maximum contact pressure.

Die 2 zeigt diese Zusammenhänge anhand der Teildiagramme I, II, III des Diagramms 16. Teildiagramm I zeigt die Betätigungskraft F über den Aktorweg x, das Teildiagramm II die elektrische Größe zum Betrieb des Aktors 13 in Form der Spannung U über den Aktorweg x bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit und Teildiagramm III die Verfahrgeschwindigkeit v über den Aktorweg x bei konstanter Spannung. Entlang des Lüftwegs xL ist die im Wesentlichen über diesen konstante Lüftwegkraft FL erforderlich, die bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit vL eine konstante Energie und damit eine konstante Spannung UL erfordert beziehungsweise nach Überwinden der Losbrechkraft eine konstante Verfahrgeschwindigkeit vL des Aktors 13 ergibt. Am Tastpunkt x0 treten die Reibpartner der Bremse 14, beispielsweise zwei Bremsbeläge oder ein Bremsbelag und eine metallische Gegenreibfläche in Reibeingriff miteinander, so dass ein Bremsmoment eintritt, das mit zunehmendem Aktorweg x vergrößert wird. Mit zunehmendem Aktorweg x gegenüber dem Tastpunkt x0 steigt die Betätigungskraft infolge der über den Anpressweg xA zunehmenden Anpresskraft FA. Um diese Anpresskraft FA zu begrenzen und um eine Überbelastung von Aktor 13 und Bremse 14 zu vermeiden, wird der Tastpunkt x0 aus den Gradientenänderungen der Lüftwegkraft FL und der Anpresskraft FA ermittelt, indem der Knickpunkt dieser ermittelt wird. Abhängig von der Lage des Tastpunkts x0 wird unter Berücksichtigung der vorgegebenen Steifigkeit von Aktor 13, Aktormechanik und Bremse 14 die maximale Schließposition Smax, beispielsweise als feste Wegdifferenz ermittelt. Die Gradientenänderungen der Lüftwegkraft FL und der Anpresskraft FA können dabei entsprechend Teildiagramm II aus den Gradientenänderungen der Spannung U des Aktors 13 bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit v oder entsprechend Teildiagramm III aus den Gradientenänderungen der Verfahrgeschwindigkeit V bei konstanter Spannung U über den Aktorweg x ermittelt werden, wobei der maximalen Anpresskraft Fmax jeweils eine maximale Spannung Umax beziehungsweise eine minimalen Verfahrgeschwindigkeit vmin entsprechen. Die beispielsweise schlupfabhängig, wegabhängig oder in anderer Weise eingestellte Schließposition S zum wirksamen Schließen der Bremse 14 wird dabei bei Anpresswegen xA zwischen Tastpunkt x0 und der maximalen Schließposition Smax mit ausreichendem Bremsmoment eingestellt. The 2 shows these relationships on the basis of the partial diagrams I, II, III of the diagram 16 , Partial diagram I shows the actuation force F via the Aktorweg x, the partial diagram II, the electrical variable for the operation of the actuator 13 in the form of the voltage U via the Aktorweg x at a constant travel speed and part diagram III, the travel speed v on the Aktorweg x at a constant voltage. Along the Lüftwegs x L which is essentially on this constant Lüftwegkraft F L is required, the constant velocity V L constant energy and thus a constant voltage U L requires or after overcoming the breakout force a constant speed v L of the actuator 13 results. At the touch point x 0 , the friction partners of the brake occur 14 For example, two brake pads or a brake pad and a metallic Gegenreibfläche in frictional engagement with each other, so that a braking torque occurs, which is increased with increasing Aktorweg x. With increasing Aktorweg x relative to the touch point x 0 , the actuation force increases due to the over the Anpressweg x A increasing contact force F A. To limit this contact force F A and overloading of actuator 13 and brake 14 To avoid the touch point x 0 from the gradient changes of the Lüftwegkraft F L and the contact pressure F A is determined by the break point of this is determined. Depending on the position of the touch point x 0 is taking into account the predetermined stiffness of actuator 13 , Actuator mechanics and brake 14 the maximum closed position S max , for example, determined as a fixed path difference. The gradient changes of the Lüftwegkraft F L and the contact pressure F A can according to part diagram II from the gradient changes of the voltage U of the actuator 13 at constant travel speed v or according to partial diagram III, the gradient changes of the travel speed V at a constant voltage U are determined via the actuator travel x, wherein the maximum contact pressure F max corresponds in each case to a maximum voltage U max or a minimum travel speed v min . The example slip dependent, path-dependent or otherwise set closed position S for effective closing of the brake 14 is set at Anpresswegen x A between the touch point x 0 and the maximum closed position S max with sufficient braking torque.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebsstrang powertrain
22
Brennkraftmaschine  Internal combustion engine
33
Elektromaschine  electric machine
44
Kurbelwelle crankshaft
55
Rotor rotor
66
Umschlingungsmitteltrieb Umschlingungsmitteltrieb
77
Planetengetriebe planetary gear
88th
Steg web
99
Planetenräder planetary gears
1010
Sonnenrad sun
1111
Riemen belt
1212
Hohlrad ring gear
1313
Aktor actuator
1414
Bremse brake
1515
Gehäuse casing
1616
Diagramm diagram
II
Teildiagramm partial diagram
IIII
Teildiagramm partial diagram
IIIIII
Teildiagramm partial diagram
FF
Betätigungskraft operating force
FA F A
Anpresskraft contact force
FL F L
Lüftwegkraft Lüftwegkraft
Fmax F max
maximale Anpresskraft maximum contact force
vv
Verfahrgeschwindigkeit traversing
vL v L
konstante Verfahrgeschwindigkeit constant travel speed
vmin min
minimale Verfahrgeschwindigkeit minimum travel speed
SS
Schließposition closed position
Smax S max
maximale Schließposition maximum closed position
UU
Spannung tension
UL U L
konstante Spannung constant tension
Umax U max
maximale Spannung maximum voltage
xx
Aktorweg actuator travel
x0 x 0
Tastpunkt touch point
xA x A
Anpressweg pressing path
xL x L
Lüftweg Air gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011087697 A1 [0002] DE 102011087697 A1 [0002]

Claims (9)

Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs (1) mit einer Brennkraftmaschine (2) mit einer Kurbelwelle (4) und einer in einer Riemenscheibenebene der Brennkraftmaschine (2) angeordneten und mittels eines schaltbaren Planetengetriebes (7) mit der Kurbelwelle (4) in Wirkeingriff stehenden Elektromaschine (3), wobei das Planetengetriebe (7) während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine von einem eine zwischen einem Hohlrad (12) des Planetengetriebes (7) und einem drehfest angeordneten Gehäuse (15) angeordnete Bremse (14) betätigenden Aktor (13) über einen Aktorweg (x) auf eine vorgegebene Schließposition (S) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (S) mit einem mittels einer aus einer elektrischen Steuergröße des Aktors (13) und einer Verfahrgeschwindigkeit des Aktors (13) ermittelten Gradientenänderung bestimmten Tastpunkt (x0) zwischen Hohlrad (12) und Gehäuse (15) verglichen und abhängig von diesem eingestellt wird. Method for controlling a hybrid powertrain ( 1 ) with an internal combustion engine ( 2 ) with a crankshaft ( 4 ) and one in a pulley plane of the internal combustion engine ( 2 ) arranged and by means of a switchable planetary gear ( 7 ) with the crankshaft ( 4 ) in operative engagement with the electric machine ( 3 ), wherein the planetary gear ( 7 ) during a starting operation of the internal combustion engine of a between a ring gear ( 12 ) of the planetary gear ( 7 ) and a rotatably mounted housing ( 15 ) arranged brake ( 14 ) actuating actuator ( 13 ) is controlled via a Aktorweg (x) to a predetermined closed position (S), characterized in that the closed position (S) with a means of one of an electrical control variable of the actuator ( 13 ) and a travel speed of the actuator ( 13 ) determined gradient change specific touch point (x 0 ) between ring gear ( 12 ) and housing ( 15 ) and adjusted depending on this. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastpunkt (x0) einem Knickpunkt einer entlang des Aktorwegs (x) auftretenden Lüftwegskraft (FL) bei nicht wirksamer Bremse (14) und einer nach Ausbildung eines Reibkontakts der Bremse (14) auftretenden Anpresskraft (FA) zugeordnet wird. A method according to claim 1, characterized in that the touch point (x 0 ) a break point of a along the Aktorwegs (x) occurring Lüftwegskraft (F L ) with ineffective brake ( 14 ) and after formation of a friction contact of the brake ( 14 ) associated pressing force (F A ) is assigned. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastpunkt (x0) bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit (v) des Aktors (13) und einer Gradientenänderung der elektrischen Steuergröße ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the touch point (x 0 ) at a constant speed (v) of the actuator ( 13 ) and a gradient change of the electrical control variable is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastpunkt (x0) bei konstanter elektrischer Größe und einer Gradientenänderung der Verfahrgeschwindigkeit (v) ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the touch point (x 0 ) at a constant electrical magnitude and a gradient change of the travel speed (v) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei bekannter mechanischer Steifigkeit zwischen Aktor (13) und Bremse (14) abhängig von dem ermittelten Tastpunkt (x0) die Schließposition (S) auf eine maximale Anpresskraft begrenzt (Fmax) wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that with known mechanical stiffness between actuator ( 13 ) and brake ( 14 ) depending on the determined contact point (x 0 ), the closing position (S) limited to a maximum contact force (F max ) is. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (S) innerhalb der maximalen Anpresskraft (FA) auf einen vorgegebenen Schlupf zwischen Hohlrad (12) und Gehäuse (15) eingestellt wird. A method according to claim 5, characterized in that the closing position (S) within the maximum contact force (F A ) to a predetermined slip between ring gear ( 12 ) and housing ( 15 ) is set. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorgegebenem Schlupf unterhalb einer maximalen Schließposition (Smax) bei maximaler Anpresskraft (FA) zu vorgegebenen Zeitpunkten die Schließposition (S) an die maximale Schließposition (Smax) eingestellt wird.A method according to claim 5 or 6, characterized in that at a predetermined slip below a maximum closing position (S max ) at maximum contact force (F A ) at predetermined times, the closing position (S) is set to the maximum closing position (S max ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Tastpunkts (x0), einer Bremskennlinie der Anpresskraft (FA) über den Aktorweg (x) und einem Startmoment der Brennkraftmaschine ein Reibwert eines zwischen Hohlrad (12) und Gehäuse (15) angeordneten Bremsbelags ermittelt wird. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the basis of the touch point (x 0 ), a braking characteristic of the contact force (F A ) on the Aktorweg (x) and a starting torque of the internal combustion engine, a coefficient of friction between a ring gear ( 12 ) and housing ( 15 ) arranged brake pad is determined. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf vorgegebenen Schlupf zwischen Hohlrad (12) und Gehäuse (15) mittels eines vorgegebenen Aktorwegs (x) eingestellte Schließposition (S) zur Erhöhung einer in den Bremsbelag eingetragenen Reibenergie zumindest kurzzeitig mit größerem Schlupf bei vermindertem Aktorweg (x) betrieben wird.A method according to claim 8, characterized in that a predetermined slip between ring gear ( 12 ) and housing ( 15 ) by means of a predetermined Aktorwegs (x) set closing position (S) to increase a registered in the brake friction energy at least briefly with greater slip at a reduced Aktorweg (x) is operated.
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