DE102013220544A1 - Method for controlling hybrid drive train in motor vehicle, involves recognizing brake as closed when operating parameter in form of dynamic friction coefficient variable is within predefined interval during pulse start - Google Patents

Method for controlling hybrid drive train in motor vehicle, involves recognizing brake as closed when operating parameter in form of dynamic friction coefficient variable is within predefined interval during pulse start Download PDF

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DE102013220544A1
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Marian Preisner
Markus Lienhard
Alexander Dreher
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

The method involves switching a planetary gear mechanism during starting operation of an internal combustion engine (2) by different operating parameters by an actuator (13). The starting operation is carried out when a brake (14) is closed. The brake is recognized as closed when operating parameter in the form of differential speed between an internal gear (12) and a housing (15) is smaller than predefined threshold of the speed during cold start and another operating parameter in the form of dynamic friction coefficient variable is within a predefined interval during pulse start.

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 reibschlüssig und abhängig von einem Schlüsselstart bei stehendem Hohlrad oder einem Impulsstart bei sich drehendem Hohlrad mittels unterschiedlicher Betriebsparameter geschaltet wird.The invention relates to a method for controlling a hybrid powertrain with an internal combustion engine having 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 via a Aktorweg frictionally engaged and dependent on a key start at stationary ring gear or a pulse start with rotating ring gear by means of different operating parameters.

Hybridische Antriebsstränge mit einer in die Riemenscheibe einer Brennkraftmaschine eingebundenen Elektromaschine sind beispielsweise aus der DE 10 2011 087 697 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 einem Eingriffspunkt 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 dieser Eingriffspunkt, 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 Mechanik 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 2011 087 697 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 an engagement point of the brake with the maximum transferable braking torque. Depending on the operating situation, for example, changing temperature, wear occurring with operating time and the like, this point of engagement 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 whose mechanics entails, 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. Ein geschlossener Zustand der Bremse wird dabei beispielsweise von einer in einem Steuergerät implementierten Routine erkannt, wenn bei einem Schlüsselstart ein erster Betriebsparameter in Form einer Differenzdrehzahl zwischen Hohlrad und Gehäuse innerhalb einer vorgegebenen Schwelle der Differenzdrehzahl beziehungsweise bei einem Impulsstart ein zweiter Betriebsparameter in Form einer dynamischen Reibwertgröße innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Unter einem Schlüsselstart ist dabei ein Start der stehenden Brennkraftmaschine bei stehender Elektromaschine, beispielsweise ein Kaltstart zu verstehen. Hierbei startet der Fahrer die Brennkraftmaschine durch einen Schlüssel oder eine entsprechende Einrichtung wie beispielsweise einen Startknopf oder dergleichen. Während eines Impulsstarts erfolgt der Start der Brennkraftmaschine bei bereits drehendem Rotor der Elektromaschine, wenn beispielsweise nach einer vorübergehenden Stilllegung des Kraftfahrzeugs an einer Ampel, einem Bahnübergang oder dergleichen und zum Antrieb des Klimakompressors aktivierter Elektromaschine ein Wiederstart erfolgen soll. Weiterhin kann bei niedrigen Umgebungstemperaturen und damit schwer zu startender Brennkraftmaschine die Elektromaschine vorab beschleunigt werden. 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. In this case, a closed state of the brake is recognized, for example, by a routine implemented in a control unit, if, during a key start, a first operating parameter in the form of a differential speed between ring gear and housing within a predetermined threshold of the differential rotational speed or at pulse start a second operating parameter in the form of a dynamic friction coefficient within a given interval. A key start is understood to be a start of the stationary internal combustion engine when the electric machine is stationary, for example a cold start. Here, the driver starts the engine by a key or a corresponding device such as a start button or the like. During an impulse start, the engine is started when the rotor of the electric machine is already rotating, if, for example, after a temporary shutdown of the motor vehicle at a traffic light, a railroad crossing or the like and for driving the air conditioning compressor activated electric machine to restart. Furthermore, at low ambient temperatures and thus hard to start the engine, the electric machine can be accelerated in advance.

Die während eines Schlüsselstarts zur Beurteilung einer geschlossenen Bremse herangezogene Differenzdrehzahl kann ohne weitere Sensoren aus der Rotordrehzahl der Elektromaschine gewonnen werden, da sich unter Berücksichtigung der Übersetzung des Planetengetriebes daraus die Drehzahl des Hohlrads ermitteln lässt. Der Reibpartner des Hohlrads ist gehäusefest, so dass sich eine einen Schlupf der Bremse wiedergebende Differenzdrehzahl aus der Rotordrehzahl ergibt. Wird im Rahmen der Messgenauigkeit der Rotordrehzahl, beispielsweise bei Differenzdrehzahlen kleiner 100 1/min, bevorzugt kleiner 10 1/min ein ausreichend kleiner Schlupf ermittelt, wird eine geschlossene Bremse angenommen. Bei größeren Differenzdrehzahlen kann der Schlupf durch entsprechendes weiteres Schließen der Bremse mittels des Aktors vermindert werden. Alternativ oder zusätzlich wird eine notwendige Korrektur des Aktorwegs ermittelt und zur Adaption des Aktorwegs bei nachfolgenden Startvorgängen beim Schlüsselstart im Steuergerät abgespeichert. Ist keine Drehzahldifferenz bei einem vorgegebenen Aktorweg zum Schließen der Bremse messbar, wird sofort oder in einem nachfolgenden Startvorgang der Aktorweg korrigiert, um eine messbare Drehzahldifferenz innerhalb der Schwelle einzustellen und damit eine Überanpressung der Bremse unter hoher Belastung des Aktors zu vermeiden. Eine entsprechende Korrektur des Aktorwegs kann ebenfalls abgespeichert und zur Adaption des Aktorwegs herangezogen werden.The differential speed used during a key start to assess a closed brake can be obtained from the rotor speed of the electric machine without any further sensors, since, taking into account the ratio of the planetary gear, the rotational speed of the ring gear can be determined therefrom. The friction partner of the ring gear is fixed to the housing, so that there is a differential speed from the rotor speed that reflects the slip of the brake. Is within the measurement accuracy of the rotor speed, for example, at differential speeds less than 100 1 / min, preferably less than 10 1 / min sufficiently small slip determined, a closed brake is assumed. For larger differential speeds, the slip can be reduced by appropriately further closing the brake by means of the actuator. Alternatively or additionally, a necessary correction of the actuator travel is determined and stored for adaptation of the Aktorwegs in subsequent startup operations at the key start in the control unit. If no rotational speed difference can be measured for a given actuator travel for closing the brake, the actuator travel is corrected immediately or in a subsequent starting process in order to set a measurable rotational speed difference within the threshold and thus to avoid overpressing the brake under high load on the actuator. A corresponding correction of the Aktorwegs can also be stored and used to adapt the Aktorwegs.

Bei der Durchführung eines Impulsstarts dreht der Rotor bereits bei stehender Brennkraftmaschine. Hierdurch dreht auch das Hohlrad gegenüber dem drehfest angeordneten Gehäuse. Bei dem Impulsstart soll das Planetengetriebe umgeschaltet werden, das heißt, mittels der Bremse Hohlrad und Gehäuse drehfest gekoppelt werden. Zur Beurteilung des geschlossenen Zustands der Bremse wird überprüft, ob ein zweiter Betriebsparameter in Form einer dynamischen Reibwertgröße innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Hierdurch kann das Schließverhalten der Bremse auch bei anfangs großer Drehzahldifferenz zwischen Hohlrad und Gehäuse während eines Impulsstarts beurteilt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Intervall ein Zeitintervall eines Abbaus der Differenzdrehzahl sein. Ist das Zeitintervall größer als das Intervall, wird der Aktorweg in Richtung einer höheren Anpressung korrigiert, wird das Zeitintervall unterschritten, wird wegen einer drohenden Überanpressung die Bremse weniger weit zugestellt, der Aktorweg also verringert. In einer alternativen Ausführungsform kann das Intervall als Bremsmomentintervall eines Bremsmoments der Bremse dargestellt werden. Das Bremsmoment kann dabei wie folgt ermittelt werden:

Figure DE102013220544A1_0002
mit

JHohl
– Massenträgheit des Hohlrads
ω .Hohl
– Winkelbeschleunigung des Hohlrads
JVerbr
– Massenträgheit der Brennkraftmaschine
ω .Verbr
– Winkelbeschleunigung der Brennkraftmaschine
MVerbr
– Moment der Brennkraftmaschine beim Starten entsprechend dem Schleppmoment
i0
– Standübersetzung des Planetengetriebes, beispielsweise i = –2
When a pulse start is carried out, the rotor already rotates when the internal combustion engine is stationary. As a result, the ring gear also rotates with respect to the rotatably arranged housing. At the impulse start, the planetary gear is to be switched, that is, rotatably coupled by means of the brake ring gear and housing. To assess the closed state of the brake, it is checked whether a second operating parameter in the form of a dynamic friction coefficient is within a predetermined interval. As a result, the closing behavior of the brake can be assessed even at the beginning of a large difference in rotational speed between the ring gear and the housing during a pulse start. According to an advantageous embodiment, the interval may be a time interval of a reduction of the differential speed. If the time interval is greater than the interval, the Aktorweg is corrected in the direction of a higher contact pressure, the time interval is exceeded, because of an impending Überanpressung the brake delivered less far, thus reducing the Aktorweg. In an alternative embodiment, the interval may be represented as a brake torque interval of a brake torque of the brake. The braking torque can be determined as follows:
Figure DE102013220544A1_0002
With
J hollow
- Inertia of the ring gear
ω. Hollow
- Angular acceleration of the ring gear
J burn
- Inertia of the internal combustion engine
ω. Consumed
- Angular acceleration of the internal combustion engine
M burn
- Moment of the internal combustion engine when starting according to the drag torque
i 0
- Stand translation of the planetary gear, for example, i = -2

Da die Massenträgheit des Hohlrads wesentlich kleiner ist als die des Verbrennungsmotors, kann sie vernachlässigt werden. Damit vereinfacht sich o. g. Gleichung zu:

Figure DE102013220544A1_0003
Since the inertia of the ring gear is substantially smaller than that of the internal combustion engine, it can be neglected. This simplifies the above equation to:
Figure DE102013220544A1_0003

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann, wenn während eines Startvorgangs der Betriebsparameter außerhalb des zugehörigen Intervalls liegt, ein eingestellter aktueller Aktorweg um einen vorgegebenen Betrag zur Erzielung eines innerhalb dieses Intervalls liegenden Betriebsparameters zu einem adaptierten Aktorweg korrigiert und der adaptierte Aktorweg beim darauffolgenden Startvorgang für dieses Intervall eingestellt werden. Dies bedeutet, dass alternativ oder zusätzlich zu einer sofortigen Korrektur des Schließzustands der Bremse durch Nachregelung des Aktorwegs eine entsprechende Korrektur des Aktorwegs gegenüber einem kalibrierten oder zuvor adaptierten Aktorweg zur Adaptation des ursprünglichen Aktorwegs eingesetzt wird. Hierbei kann eine Korrektur des Aktorwegs jeweils einer Betriebsgröße mittels kleiner, diskreter und pro Adaptionsvorgang gleicher Korrekturschritte des Aktorwegs vorgesehen sein, so dass ein Betrag der Korrektur beziehungsweise Adaption des Aktorwegs in vorgegebenen Schritten pro Startvorgang erfolgt. Es kann weiterhin insbesondere zur Darstellung einer robusten Ausbildung der Adaption des Aktorwegs vorgesehen sein, nach einer Korrektur des Aktorwegs in mehreren nacheinander folgenden Startvorgängen in dieselbe Richtung bei innerhalb des Intervalls liegender Betriebsgröße eine weitere Korrektur dieses Aktorwegs für mehrere Startvorgänge auszusetzen. According to an advantageous development of the method, if the operating parameter is outside the associated interval during a starting operation, a set current actuator travel can be corrected by a predetermined amount to achieve an operating parameter within this interval to an adapted actuator travel, and the adapted actuator travel during the subsequent starting process for this Interval can be set. This means that as an alternative or in addition to an immediate correction of the closed state of the brake by adjusting the Aktorwegs a corresponding correction of Aktorwegs against a calibrated or previously adapted Aktorweg is used to adapt the original Aktorwegs. In this case, a correction of the actuator travel in each case an operating variable by means of small, discrete and per adaptation process equal correction steps of Aktorwegs be provided so that an amount of correction or adaptation of Aktorwegs takes place in predetermined steps per startup. It may further be provided, in particular for the presentation of a robust embodiment of the adaptation of the actuator travel, to suspend a further correction of this actuator travel for a plurality of starting operations after a correction of the actuator travel in a plurality of consecutively following starting operations in the same direction when the operating variable lies within the interval.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 15 dargestellten Ausführungsformen des vorgeschlagenen Verfahrens näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the in the 1 to 15 illustrated embodiments of the proposed method explained in more detail. Showing:

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

2 bis 9 Diagramme von Aktorwegen über die Zeit während eines Schlüsselstarts mit zugehörigen Drehzahlen des Hohlrads und der Brennkraftmaschine bei unterschiedlichen Kalibrationszuständen des Aktors zur Betätigung der Bremse und 2 to 9 Diagrams of Aktorwegen over time during a key start with associated speeds of the ring gear and the internal combustion engine at different calibration states of the actuator for actuating the brake and

10 bis 15 Diagramme von Aktorwegen über die Zeit während eines Impulsstarts mit zugehörigen Drehzahlen des Hohlrads und der Brennkraftmaschine bei unterschiedlichen Kalibrationszuständen des Aktors zur Betätigung der Bremse. 10 to 15 Diagrams of Aktorwegen over time during a pulse start with associated speeds of the ring gear and the internal combustion engine at different calibration states of the actuator for actuating the brake.

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 imposed Aktorweg x checked by means of different operating parameters, on the one hand an over-pressing with high load on 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.

Die 2 bis 9 zeigen unter Bezug auf den Antriebsstrang der 1 das typische Verhalten eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine 2 mittels der Elektromaschine 3 während eines Schlüsselstarts. Hierbei zeigen die 2, 4, 6, 8 jeweils den Aktorweg x gegen die Zeit t anhand der Kurven 16, 16a, 16b, 16c als ideales und anhand der Kurven 17, 17a, 17b, 17c als tatsächliches Verhalten. Die über die 2, 4, 6, 8 erstreckte Linie 18 zeigt den idealen Aktorweg xi, bei dem die Bremse 14 ohne Überanpressung bei minimierter Differenzdrehzahl geschlossen ist. Die zugehörigen, jeweils unterhalb der 2, 4, 6, 8 dargestellten 3, 5, 7, 9 zeigen die Drehzahlen n der Brennkraftmaschine 2 und der Elektromaschine 3 über die Zeit t zu gleichen übereinander liegenden Zeiten t. Die Kurven 19, 19a, 19b, 19c zeigen dabei die Drehzahlen der Elektromaschine und die Kurven 20, 20a, 20b, 20c die Drehzahlen der Brennkraftmaschine 2. The 2 to 9 show with reference to the powertrain of 1 the typical behavior of a starting process of the internal combustion engine 2 by means of the electric machine 3 during a key start. This show the 2 . 4 . 6 . 8th respectively the Aktorweg x against the time t based on the curves 16 . 16a . 16b . 16c as ideal and based on the curves 17 . 17a . 17b . 17c as actual behavior. The over the 2 . 4 . 6 . 8th extended line 18 shows the ideal Aktorweg x i , where the brake 14 closed without Überanpressung at minimized differential speed. The associated, respectively below the 2 . 4 . 6 . 8th shown 3 . 5 . 7 . 9 show the rotational speeds n of the internal combustion engine 2 and the electric machine 3 over time t at equal times t. The curves 19 . 19a . 19b . 19c show thereby the speeds of the electric machine and the curves 20 . 20a . 20b . 20c the speeds of the internal combustion engine 2 ,

Die 2 und 3 zeigen einen Startvorgang nach dem Start der Elektromaschine 3 und bei betätigter Bremse 14. Infolge des unterhalb der Linie 18 kalibrierten Aktorwegs x1 tritt an der Bremse 14 Schlupf auf, der anhand eines Überschreitens der Schwelle 21 in Form der Drehzahl n1 von dem den Aktor 13 steuernden Steuergerät erkannt wird. Auf das Überschreiten der Schwelle 21 wird der Aktorweg x1 auf den Aktorweg x2 korrigiert, um den Schlupf der Bremse 14 zu unterbinden. Die Brennkraftmaschine wird gestartet.The 2 and 3 show a starting process after the start of the electric machine 3 and when the brake is applied 14 , As a result of below the line 18 calibrated actuator travel x 1 occurs at the brake 14 Slip on, by crossing the threshold 21 in the form of the speed n 1 of which the actuator 13 controlling controller is detected. On crossing the threshold 21 the Aktorweg x 1 is corrected to the Aktorweg x 2 to the slip of the brake 14 to prevent. The internal combustion engine is started.

Die 4 und 5 zeigen einen nachfolgenden Startvorgang mit Schlüsselstart. Hierbei wurde der Aktorweg x1 der 2 zu dem Aktorweg x3 adaptiert, indem diesem eine geringere Korrektur als die dem Aktorweg x2 der 2 aufaddierte Korrektur zugeschlagen wurde. Die Brennkraftmaschine 2 wird ohne Schlupf des Hohlrads 12 gegenüber dem Gehäuse gestartet. Aus der fehlenden Überschreitung der Schwelle 22 für einen Mindestschlupf in Form der Drehzahl n2 wird jedoch erkannt, dass eine Überanpressung vorliegt. Die Korrektur des Aktorwegs x3 wird wieder um einen vorgegebenen Betrag vermindert.The 4 and 5 show a subsequent boot process with key start. Here, the Aktorweg x 1 was the 2 adapted to the Aktorweg x 3 , by this a smaller correction than the Aktorweg x 2 of 2 added up correction. The internal combustion engine 2 is without slippage of the ring gear 12 started against the housing. From the lack of crossing the threshold 22 for a minimum slip in the form of the speed n 2 , however, it is recognized that there is an overpressure. The correction of Aktorwegs x 3 is again reduced by a predetermined amount.

Die 6 und 7 zeigen den richtig adaptierten, auf der Linie 18 liegenden und damit dem idealen Aktorweg xi entsprechenden Aktorweg x3, bei dem ohne Überanpressung und nur mit vernachlässigbarem, beispielsweise unterhalb der Messgenauigkeit liegendem Schlupf des Hohlrads 12 die Brennkraftmaschine 2 von der Elektromaschine 3 gestartet wird. Die Linie 18 ist in praktischen Ausführungsformen nicht über die Betriebszeit des Antriebsstrangs 1 konstant, so dass entsprechend den 8 und 9 in nachfolgenden Startvorgängen bei Schlüsselstarts erneut Schlupf auftreten kann, der entsprechend den 2 bis 7 kompensiert wird, indem der aktuell adaptierte Aktorweg x3 erneut adaptiert wird.The 6 and 7 show the right adapted, on the line 18 lying and thus the ideal Aktorweg x i corresponding Aktorweg x 3 , in which without Überanpressung and only with negligible, for example, lying below the accuracy of slip of the ring gear 12 the internal combustion engine 2 from the electric machine 3 is started. The line 18 In practical embodiments, this is not about the operating life of the powertrain 1 constant, so that according to the 8th and 9 in subsequent Slips may occur again during key starts, corresponding to the 2 to 7 is compensated by the currently adapted Aktorweg x 3 is adapted again.

Die 10 bis 15 zeigen mit Bezug auf den Antriebsstrang 1 der 1 das Verhalten der Bremse 14 während eines Impulsstarts. Hierbei sind in den 10, 12, 14 jeweils die Kurven 23, 23a, 23b der Aktorwege x über die Zeit t und in den 11, 13, 15 die Drehzahlen n über die Zeit t anhand der Kurven 24, 24a, 24b der Drehzahlen für die Elektromaschine 3 und anhand der Kurven 25, 25a, 25b der Drehzahlen der Brennkraftmaschine 2 dargestellt. Wie aus den 11, 13, 15 hervorgeht, wird aufgrund der Stilllegung der Brennkraftmaschine 2 zu vorgegebenen Zeitenpunkten t1 die Elektromaschine 3 bestromt und dreht mit vorgegebener Drehzahl, um beispielsweise ein Nebenaggregat, beispielsweise einen Klimakompressor anzutreiben. Um die Brennkraftmaschine 2 beispielsweise nach einem Ampelstopp zu starten, wird die Bremse 14 zum Zeitpunkt t2 geschlossen. Zur Beurteilung der Position des für den geschlossenen Zustand der Bremse 14 eingestellten Aktorwegs x wird die anhand der Drehzahl n der Elektromaschine 3 ermittelte Differenzdrehzahl wie Schlupf des Hohlrads 12 gegenüber dem Gehäuse 15 in dem Intervall Δt wie Zeitintervall ermittelt. Das Intervall Δt beginnt zu dem Zeitpunkt t3, bei dem der anhand der gestrichelten Kurve mit Zeitverzögerung eingestellte Aktorweg x jeweils praktisch eingestellt ist. Zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t4 wird das minimale Intervall Δtmin vorgegeben. Nimmt der Schlupf der Bremse 14 innerhalb dieses Intervalls ab, ist von einer Überanpressung auszugehen. Zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 wird das maximale Zeitintervall Δtmax vorgegeben. Ist innerhalb dieses Intervalls der Schlupf der Bremse nicht abgebaut, ist von unzulässigem Schlupf auszugehen. Es sei hierbei darauf hingewiesen, dass die Aktorwege x eines Schlüsselstarts und eines Impulsstarts bevorzugt unabhängig voneinander ermittelt und adaptiert werden. Die Korrelation zwischen diesen Aktorwegen x des Schlüssel- und Impulsstarts können jedoch zur allgemeinen Beurteilung des Zustands der Bremse 14 miteinander verglichen werden. The 10 to 15 show with respect to the powertrain 1 of the 1 the behavior of the brake 14 during a pulse start. Here are in the 10 . 12 . 14 each the curves 23 . 23a . 23b the Aktorwege x over the time t and in the 11 . 13 . 15 the speeds n over time t based on the curves 24 . 24a . 24b the speeds for the electric machine 3 and the curves 25 . 25a . 25b the speeds of the internal combustion engine 2 shown. Like from the 11 . 13 . 15 is apparent, due to the decommissioning of the internal combustion engine 2 at predetermined times t 1, the electric machine 3 energized and rotates at a predetermined speed, for example, to drive an accessory, such as an air conditioning compressor. To the internal combustion engine 2 for example, after a traffic light stop to start, the brake 14 closed at time t 2 . To assess the position of the closed state of the brake 14 set Aktorwegs x is the basis of the speed n of the electric machine 3 determined differential speed as slip of the ring gear 12 opposite the housing 15 determined in the interval .DELTA.t as time interval. The interval At starts at the time t 3 at which the set based on the dashed curve with time delay actuator travel x is in each case virtually ceased. Between the time t 3 and the time t 4 , the minimum interval Δt min is specified. The slippage of the brake decreases 14 within this interval, it can be assumed that there is an overpressure. Between the time t 4 and the time t 5 , the maximum time interval .DELTA.t max is specified. If, within this interval, the slip of the brake is not degraded, it is to be assumed that slip is inadmissible. It should be pointed out here that the actuator paths x of a key start and a pulse start are preferably determined and adapted independently of one another. However, the correlation between these actuator paths x of the key and pulse start can be used to generally assess the condition of the brake 14 compared with each other.

In den untereinander bei gleichen Zeitachsen dargestellten 10, 11 erstreckt sich der Schlupf über den Zeitpunkt t5 hinaus aus, liegt also außerhalb des Zeitintervalls Δtmax, so dass der ursprünglich eingestellte Aktorweg x4 auf den Aktorweg x5 vergrößert wird. Desweiteren wird aus der Korrektur des Aktorwegs x4 zu dem Aktorweg x5 eine Korrekturgröße ermittelt, mit der der Aktorweg x4 zum Aktorweg x6 adaptiert wird. In the same time axes shown with each other 10 . 11 the slip extends beyond the time t 5 out, that is outside the time interval .DELTA.t max , so that the originally set Aktorweg x 4 is increased to the Aktorweg x 5 . Furthermore, a correction variable is determined from the correction of the actuator travel x 4 to the actuator travel x 5 , with which the actuator travel x 4 is adapted to the actuator travel x 6 .

In den 12 und 13 ist die Anwendung des mehr als additiv kompensierten Aktorwegs x6 dargestellt. Nach der Einstellung des dadurch adaptierten Aktorwegs x6 nimmt der Schlupf innerhalb des Zeitintervalls Δtmin ab und Synchronizität zwischen Elektromaschine 3 und Brennkraftmaschine 2 wird erreicht. Definitionsgemäß handelt es sich dabei um eine Überanpressung, so dass der Aktorweg x6 in die andere Richtung zu kürzeren Aktorwegen adaptiert wird. In the 12 and 13 the application of the more than additive compensated Aktorwegs x 6 is shown. After adjustment of the thus adapted actuator travel x 6 , the slip decreases within the time interval Δt min and synchronicity between the electric machine 3 and internal combustion engine 2 is achieved. By definition, this is a Überanpressung, so that the Aktorweg x 6 is adapted in the other direction to shorter Aktorwegen.

Die 14 und 15 zeigen den zum Zeitpunkt t3 angewandten aus dem Impulsstart der 12 und 15 adaptierten Aktorweg x7, der zu einem Abbau des Schlupfs des Hohlrads 12 und damit zu einer synchronen Drehzahlentwicklung von Elektromaschine 3 und Brennkraftmaschine 2 außerhalb des Zeitintervalls Δtmin, jedoch innerhalb des Zeitintervalls Δtmax führt, so dass eine Einstellung der Bremse 14 zwischen unzulässiger Überanpressung und zu hohem Schlupf des Hohlrads 12 gegenüber dem Gehäuse 15 erzielt wird. The 14 and 15 show the applied at time t 3 from the pulse start the 12 and 15 adapted Aktorweg x 7 , which leads to a reduction of the slip of the ring gear 12 and thus to a synchronous speed development of electric machine 3 and internal combustion engine 2 outside the time interval .DELTA.t min , but within the time interval .DELTA.t max leads, so that a setting of the brake 14 between impermissible Überanpressung and high slip of the ring gear 12 opposite the housing 15 is achieved.

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
Kurve Curve
16a16a
Kurve Curve
16b 16b
Kurve Curve
16c16c
Kurve Curve
1717
Kurve Curve
17a17a
Kurve Curve
17b17b
Kurve Curve
17c17c
Kurve Curve
1818
Linie line
1919
Kurve Curve
19a19a
Kurve Curve
19b19b
Kurve Curve
19c19c
Kurve Curve
2020
Kurve Curve
20a20a
Kurve Curve
20b20b
Kurve Curve
20c20c
Kurve Curve
2121
Schwelle threshold
2222
Schwelle threshold
2323
Kurve Curve
23a23a
Kurve Curve
23b23b
Kurve Curve
2424
Kurve Curve
24a24a
Kurve Curve
24b24b
Kurve Curve
2525
Kurve Curve
25a25a
Kurve Curve
25b25b
Kurve Curve
nn
Drehzahl rotation speed
n1 n 1
Drehzahl rotation speed
n2 n 2
Drehzahl rotation speed
tt
Zeit Time
t1 t 1
Zeitpunkt time
t2 t 2
Zeitpunkt time
t3 t 3
Zeitpunkt time
t4 t 4
Zeitpunkt time
t5 t 5
Zeitpunkt time
Δt.delta.t
Intervall interval
Δtmax Δ tmax
Zeitintervall time interval
Δtmin Δtmin
Zeitintervall time interval
xx
Aktorweg actuator travel
xi x i
idealer Aktorweg ideal actuator path
x1 x 1
Aktorweg actuator travel
x2 x 2
Aktorweg actuator travel
x3 x 3
Aktorweg actuator travel
x4 x 4
Aktorweg actuator travel
x5 x 5
Aktorweg actuator travel
x6 x 6
Aktorweg actuator travel
x7 x 7
Aktorweg actuator travel

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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

Claims (7)

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) reibschlüssig und abhängig von einem Schlüsselstart bei stehendem Hohlrad (12) oder einem Impulsstart bei sich drehendem Hohlrad (12) mittels unterschiedlicher Betriebsparameter geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Startvorgang bei bevorzugt geschlossener Bremse (14) durchgeführt wird und die Bremse (14) als geschlossen erkannt wird, wenn bei einem Schlüsselstart ein erster Betriebsparameter in Form einer Differenzdrehzahl zwischen Hohlrad (12) und Gehäuse (15) kleiner als die vorgegebene Schwelle (21) der Differenzdrehzahl und bei einem Impulsstart ein zweiter Betriebsparameter in Form einer dynamischen Reibwertgröße innerhalb eines vorgegebene Intervalls (Δt) ist.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 ) via a Aktorweg (x) frictionally and depending on a key start with stationary ring gear ( 12 ) or a pulse start with rotating ring gear ( 12 ) is switched by means of different operating parameters, characterized in that the starting process with preferably closed brake ( 14 ) and the brake ( 14 ) is detected as closed, if at a key start a first operating parameter in the form of a differential speed between ring gear ( 12 ) and housing ( 15 ) smaller than the predetermined threshold ( 21 ) is the differential speed and at a pulse start, a second operating parameter in the form of a dynamic Reibwertgröße within a predetermined interval (.DELTA.t). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Intervall (Δt) ein Zeitintervall (Δtmax) eines Abbaus der Differenzdrehzahl ist.Method according to Claim 1, characterized in that the interval (Δt) is a time interval (Δt max ) of a reduction of the differential rotational speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Intervall ein Bremsmomentintervall eines Bremsmoments der Bremse ist.A method according to claim 1, characterized in that the interval is a braking torque interval of a brake torque of the brake. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs bei außerhalb der Schwelle (21) oder des Intervalls (Δtmax) liegendem Betriebsparameter der Aktorweg korrigiert wird, bis der Betriebsparameter innerhalb der Schwelle (21) beziehungsweise des Intervalls (Δtmax) liegt. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that during a start-up operation outside the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ) operating parameter of Aktorweg is corrected until the operating parameter within the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn während eines Startvorgangs der Betriebsparameter außerhalb der Schwelle (21) beziehungsweise des Intervalls (Δtmax) liegt, ein eingestellter aktueller Aktorweg (x1, x2, x4, x5, x6) um einen vorgegebenen Betrag zur Erzielung eines innerhalb der Schwelle (21) oder des Intervalls (Δtmax) liegenden Betriebsparameters zu einem adaptierten Aktorweg (x3, x7) korrigiert und der adaptierte Aktorweg (x3, x7) beim darauffolgenden Startvorgang für die Schwelle (21) oder das Intervall (Δtmax) eingestellt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that, if during a starting operation the operating parameters outside the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ), a set current Aktorweg (x 1 , x 2 , x 4 , x 5 , x 6 ) by a predetermined amount to achieve a within the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ) to an adapted Aktorweg (x 3 , x 7 ) corrected and the adapted Aktorweg (x 3 , x 7 ) in the subsequent boot process for the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ) is set. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrektur des Aktorwegs (x1, x2, x4, x5, x6) jeweils einer Betriebsgröße mittels eines Betrags in vorgegebenen Schritten pro Startvorgang erfolgt.A method according to claim 5, characterized in that a correction of Aktorwegs (x 1 , x 2 , x 4 , x 5 , x 6 ) in each case an operating variable by means of an amount in predetermined steps per startup occurs. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Korrektur des Aktorwegs (x3, x7) in mehreren nacheinander folgenden Startvorgängen in dieselbe Richtung bei innerhalb der Schwelle (21) oder des Intervalls (Δtmax) liegender Betriebsgröße eine weitere Korrektur dieses Aktorwegs (x3, x7) für mehrere Startvorgänge ausgesetzt wird. Method according to Claim 5 or 6, characterized in that after a correction of the actuator travel (x 3 , x 7 ) in several consecutive starting operations in the same direction within the threshold ( 21 ) or the interval (Δt max ) lying operating size is subjected to a further correction of this Aktorwegs (x 3 , x 7 ) for several starting operations.
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