DE102016119660A1 - A method for performing a switching operation in a hybrid vehicle, drive unit for a hybrid vehicle and hybrid vehicle - Google Patents

A method for performing a switching operation in a hybrid vehicle, drive unit for a hybrid vehicle and hybrid vehicle Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs (40) in einem Hybridfahrzeug (1), das Hybridfahrzeug (1) aufweisend einen Verbrennungsmotor (11), eine Antriebswelle (15), eine Getriebevorrichtung (14) und eine Elektromaschine (12), wobei der Verbrennungsmotor (11) über die Getriebevorrichtung (14) mechanisch mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine (12) eine Kupplungsvorrichtung (13) für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine (12) mit der Antriebswelle (15) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit (10) für ein Hybridfahrzeug (1), aufweisend einen Verbrennungsmotor (11), eine Antriebswelle (15), eine Getriebevorrichtung (14) und eine Elektromaschine (12), wobei der Verbrennungsmotor (11) über die Getriebevorrichtung (14) mechanisch mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine (12) eine Kupplungsvorrichtung (13) für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine (12) mit der Antriebswelle (15) aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug (1) mit einer Antriebseinheit (10).

Figure DE102016119660A1_0000
The present invention relates to a method of performing a shift operation (40) in a hybrid vehicle (1), the hybrid vehicle (1) comprising an internal combustion engine (11), a drive shaft (15), a transmission device (14), and an electric machine (12). wherein the internal combustion engine (11) via the transmission device (14) is mechanically coupled to the drive shaft (15) and wherein the electric machine (12) has a coupling device (13) for a mechanical coupling of the electric machine (12) with the drive shaft (15). Furthermore, the invention relates to a drive unit (10) for a hybrid vehicle (1), comprising an internal combustion engine (11), a drive shaft (15), a transmission device (14) and an electric machine (12), wherein the internal combustion engine (11) via the transmission device (14) is mechanically coupled to the drive shaft (15) and wherein the electric machine (12) has a coupling device (13) for a mechanical coupling of the electric machine (12) with the drive shaft (15). Furthermore, the invention relates to a hybrid vehicle (1) with a drive unit (10).
Figure DE102016119660A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, das Hybridfahrzeug aufweisend einen Verbrennungsmotor, eine Antriebswelle, eine Getriebevorrichtung und eine Elektromaschine, wobei der Verbrennungsmotor über die Getriebevorrichtung mechanisch mit der Antriebswelle gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine eine Kupplungsvorrichtung für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine mit der Antriebswelle aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, aufweisend einen Verbrennungsmotor, eine Antriebswelle, eine Getriebevorrichtung und eine Elektromaschine, wobei der Verbrennungsmotor über die Getriebevorrichtung mechanisch mit der Antriebswelle gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine eine Kupplungsvorrichtung für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine mit der Antriebswelle aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug mit einer Antriebseinheit.The present invention relates to a method for performing a switching operation in a hybrid vehicle, the hybrid vehicle comprising an internal combustion engine, a drive shaft, a transmission device and an electric machine, wherein the internal combustion engine via the transmission device is mechanically coupled to the drive shaft and wherein the electric machine is a coupling device for a mechanical Has coupling of the electric machine with the drive shaft. Furthermore, the invention relates to a drive unit for a hybrid vehicle, comprising an internal combustion engine, a drive shaft, a transmission device and an electric machine, wherein the internal combustion engine via the transmission device is mechanically coupled to the drive shaft and wherein the electric machine comprises a coupling device for a mechanical coupling of the electric machine with the drive shaft having. Furthermore, the invention relates to a hybrid vehicle with a drive unit.

In der modernen Fahrzeugtechnik ist es bekannt, Fahrzeuge als Hybridfahrzeuge auszubilden und sowohl einen Verbrennungsmotor als auch zumindest eine Elektromaschine für den Antrieb des Fahrzeugs einzusetzen. Die zumindest eine Elektromaschine kann dabei üblicherweise sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden. Dabei kann ein derartiges Hybridfahrzeug zumeist entweder allein durch den Verbrennungsmotor, allein durch die zumindest eine Elektromaschine oder durch den Verbrennungsmotor und die zumindest eine Elektromaschine zusammen angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor und die zumindest eine Elektromaschine können zum Antreiben einer gemeinsamen Antriebswelle, aber alternativ auch zum Antreiben von voneinander getrennten Antriebswellen ausgebildet sein. Moderne Hybridfahrzeuge weisen ferner zumeist auch eine Getriebevorrichtung auf, die zwischen dem Verbrennungsmotor und der vom Verbrennungsmotor angetriebenen Antriebswelle angeordnet ist. Durch eine derartige Getriebevorrichtung kann eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment, das durch den Verbrennungsmotor bereitgestellt wird, verändert werden, bevor diese an die Antriebswelle bzw. die Antriebsräder übertragen werden.In modern vehicle technology, it is known to design vehicles as hybrid vehicles and to use both an internal combustion engine and at least one electric machine for driving the vehicle. The at least one electric machine can usually be operated both as a motor and as a generator. In this case, such a hybrid vehicle can usually be driven together either solely by the internal combustion engine, solely by the at least one electric machine or by the internal combustion engine and the at least one electric machine. The internal combustion engine and the at least one electric machine may be designed to drive a common drive shaft, but alternatively also to drive separate drive shafts. In addition, modern hybrid vehicles usually also have a transmission device which is arranged between the internal combustion engine and the drive shaft driven by the internal combustion engine. By such a transmission device, a speed and / or torque provided by the internal combustion engine may be changed before being transmitted to the drive shaft (s).

Für einen Schaltvorgang der Getriebevorrichtung, also für eine Änderung eines durch die Getriebevorrichtung bereitgestellten Übertragungsverhältnisses für die Drehzahl bzw. das Drehmoment des Verbrennungsmotors, ist es notwendig, beispielsweise durch eine Kupplungsvorrichtung, den Verbrennungsmotor mechanisch von der Getriebevorrichtung zu trennen bzw. abzukoppeln. Eine Übertragung einer Drehzahl bzw. eines Drehmoments vom Verbrennungsmotor über die Getriebevorrichtung auf die Antriebswelle und damit auf die Antriebsräder, ist dadurch unterbrochen. Neben dem damit verbundenen Einbruch an Vortrieb kann dies von einem Benutzer des Hybridfahrzeugs oftmals als unangenehm empfunden werden.For a switching operation of the transmission device, that is to say for a change in a transmission ratio for the rotational speed or the torque of the internal combustion engine provided by the transmission device, it is necessary, for example by means of a clutch device, to mechanically disconnect or decouple the internal combustion engine from the transmission device. A transmission of a rotational speed or a torque from the internal combustion engine via the transmission device to the drive shaft and thus to the drive wheels is thereby interrupted. In addition to the associated drop in propulsion, this can often be perceived by a user of the hybrid vehicle as unpleasant.

Gemäß dem Stand der Technik ist es bekannt, die zumindest eine Elektromaschine einzusetzen, um diesen Einbruch an Drehmoment und Vortrieb zumindest teilweise auszugleichen, siehe beispielsweise die DE 100 58 020 B4 . Als nachteilig hat sich dabei herausgestellt, dass dieser zumindest teilweise Ausgleich des Drehmomenteinbruchs immer auf die gleiche Weise und damit unspezifisch vorgenommen wird. Eine Anpassung an verschiedene Situationen, in denen jeweils ein spezifischer und insbesondere auf die Situation angepasster Ausgleich des Drehmomenteinbruchs vorgenommen wird, kann bei bekannten Hybridfahrzeugen nicht bereitgestellt werden.According to the state of the art, it is known to use the at least one electric machine in order to at least partially compensate for this drop in torque and propulsion, see for example US Pat DE 100 58 020 B4 , It has proven to be disadvantageous that this at least partial compensation of the torque drop is always made in the same way and thus unspecifically. An adaptation to different situations, in each of which a specific and in particular adapted to the situation compensation of the torque dip is made in known hybrid vehicles can not be provided.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, bei Antriebseinheiten für ein Hybridfahrzeug sowie bei Hybridfahrzeugen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, die in einfacher und kostengünstiger Art und Weise ein besonders gut an verschiedene Situationen und Randbedingungen anpassbares Ausgleichen eines Drehmomenteinbruchs während eines Schaltvorgangs ermöglichen.It is therefore an object of the invention to remedy the disadvantages described above in methods for performing a switching operation in a hybrid vehicle, in drive units for a hybrid vehicle and in hybrid vehicles, at least partially. In particular, it is an object of the invention to provide a method for performing a switching operation in a hybrid vehicle, a drive unit for a hybrid vehicle and a hybrid vehicle, in a simple and cost-effective manner a particularly well adaptable to different situations and constraints balancing a torque dip during a switching operation enable.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, durch eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8 sowie durch ein Hybridfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit sowie einem erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug und jeweils umgekehrt, so das bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is solved by the claims. In particular, the object is achieved by a method for carrying out a switching operation in a hybrid vehicle according to the independent claim 1, by a drive unit for a hybrid vehicle according to the independent claim 8 and by a hybrid vehicle according to the independent claim 10. Further advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features that are described in connection with a method according to the invention, of course, in connection with a drive unit according to the invention and a hybrid vehicle according to the invention and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocal reference or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, das Hybridfahrzeug aufweisend einen Verbrennungsmotor, eine Antriebswelle, eine Getriebevorrichtung und eine Elektromaschine, wobei der Verbrennungsmotor über die Getriebevorrichtung mechanisch mit der Antriebswelle gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine eine Kupplungsvorrichtung für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine mit der Antriebswelle aufweist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

  1. a) Ermittlung von Daten von Betriebsparametern des Hybridfahrzeugs durch Sensorvorrichtungen und/oder durch Modellbildung und Berechnung,
  2. b) Erkennung eines bevorstehenden Schaltvorgangs der Getriebevorrichtung durch Auswertung der in Schritt a) ermittelten Daten durch eine Kontrolleinheit,
  3. c) Berechnung eines Drehmomentbedarfs für die Durchführung des Schaltvorgangs durch Auswertung der in Schritt a) ermittelten Daten durch die Kontrolleinheit,
  4. d) Festlegung einer Ansteuerung der Elektromaschine basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf durch die Kontrolleinheit,
  5. e) Beginn einer Ansteuerung der Elektromaschine basierend auf der Festlegung in Schritt d), und
  6. f) Durchführung des Schaltvorgangs.
According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for performing a switching operation in a hybrid vehicle, the hybrid vehicle having an internal combustion engine, a drive shaft, a Transmission device and an electric machine, wherein the internal combustion engine via the transmission device is mechanically coupled to the drive shaft and wherein the electric machine has a coupling device for a mechanical coupling of the electric machine with the drive shaft. A method according to the invention is characterized by the following steps:
  1. a) determination of data of operating parameters of the hybrid vehicle by sensor devices and / or by modeling and calculation,
  2. b) detection of an impending switching operation of the transmission device by evaluation of the data determined in step a) by a control unit,
  3. c) calculation of a torque requirement for the execution of the switching operation by evaluation of the data determined in step a) by the control unit,
  4. d) determining a control of the electric machine based on the torque demand calculated in step c) by the control unit,
  5. e) starting a control of the electric machine based on the determination in step d), and
  6. f) execution of the switching process.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann ein Schaltvorgang in einem Hybridfahrzeug durchgeführt werden. Ein Hybridfahrzeug, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird, weist insbesondere einen Verbrennungsmotor, eine Antriebswelle, eine Getriebevorrichtung und eine Elektromaschine auf. Ein Hybridfahrzeug im Sinne der Erfindung kann auch weitere Elemente aufweisen, beispielsweise eine weitere Elektromaschine, einen elektrischen Energiespeicher oder ähnliches. Durch die Getriebevorrichtung ist der Verbrennungsmotor an die Antriebswelle, durch die bevorzugt Antriebsräder des Hybridfahrzeugs antreibbar sind, mechanisch gekoppelt. Die Getriebevorrichtung kann dabei beispielsweise ein durch den Verbrennungsmotor bereitgestelltes Drehmoment modifizieren. Durch Schaltvorgänge kann in der Getriebevorrichtung die Übertragung dieses Drehmoments verändert werden. Dabei weist die Getriebevorrichtung bevorzugt ein Kupplungselement auf, durch das der Verbrennungsmotor, insbesondere während eines Schaltvorgangs, von der Getriebevorrichtung abgekoppelt werden kann. Die Elektromaschine weist eine Kupplungsvorrichtung auf, über die sie mit der Antriebswelle mechanisch gekoppelt ist. Durch die Kupplungsvorrichtung kann insbesondere eine mechanische Kopplung der Elektromaschine gesteuert und kontrolliert geschlossen bzw. geöffnet werden. Die Kupplungsvorrichtung ist dabei bevorzugt als eine Reibkupplung ausgebildet, so dass die mechanische Kopplung der Elektromaschine und der Antriebswelle stufenlos eingestellt werden kann. Die Elektromaschine kann in einem Rekuperationsmodus als Generator betrieben werden und im angekoppelten Zustand Bewegungsenergie des Hybridfahrzeugs von der Antriebswelle aufnehmen und in elektrische Energie umwandeln. Umgekehrt kann die Elektromaschine in einem Antriebsmodus als Motor betrieben werden und das Hybridfahrzeug, alternativ oder zusätzlich zum Verbrennungsmotor, antreiben.By a method according to the invention, a switching operation in a hybrid vehicle can be performed. A hybrid vehicle, in which a method according to the invention is carried out, has in particular an internal combustion engine, a drive shaft, a transmission device and an electric machine. A hybrid vehicle according to the invention may also comprise further elements, for example a further electric machine, an electrical energy store or the like. By the transmission device of the internal combustion engine to the drive shaft, are preferably driven by the drive wheels of the hybrid vehicle, mechanically coupled. The transmission device can for example modify a torque provided by the internal combustion engine. By switching operations, the transmission of this torque can be changed in the transmission device. In this case, the transmission device preferably has a coupling element, by which the internal combustion engine, in particular during a switching operation, can be decoupled from the transmission device. The electric machine has a coupling device, via which it is mechanically coupled to the drive shaft. In particular, a mechanical coupling of the electric machine can be controlled and controlled closed or opened by the coupling device. The coupling device is preferably designed as a friction clutch, so that the mechanical coupling of the electric machine and the drive shaft can be adjusted continuously. The electric machine can be operated in a recuperation mode as a generator and record in the coupled state kinetic energy of the hybrid vehicle from the drive shaft and convert it into electrical energy. Conversely, the electric machine can be operated as a motor in a drive mode and drive the hybrid vehicle, alternatively or in addition to the internal combustion engine.

In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden Daten von Betriebsparametern des Hybridfahrzeugs ermittelt. Für dieses Ermitteln werden geeignete Sensorvorrichtungen eingesetzt. Diese Sensorvorrichtungen können speziell für ein erfindungsgemäßes Verfahren vorgesehene Sensoren, aber auch Sensoren, die im jeweiligen Hybridfahrzeug bereits vorhanden sind, sein. Alternativ oder ergänzend können Betriebsparameter auch auf rechnerischer Basis durch eine geeignete Modellbildung ermittelt werden, beispielsweise eine Fahrbahnsteigung oder eine Fahrzeugbeladung mit Hilfe eines Fahrzeugmodells. Betriebsparameter im Sinne der Erfindung können jegliche Parameter sein, die bei einem Betrieb des Hybridfahrzeugs auftreten können, beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit, eine aktuelle Fahrzeugbeschleunigung, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors, ein eingelegter Gang bzw. ein Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung und/oder ein Vortriebs- bzw. Verzögerungswunsch eines Benutzers des Hybridfahrzeugs. Daneben werden im Sinne der Erfindung auch Parameter des elektrischen Systems des Hybridfahrzeugs als Betriebsparameter angesehen, beispielsweise eine Drehzahl der Elektromaschine, ein Ladungszustand eines elektrischen Energiespeichers, eine aktuell verfügbare elektrische Leistung des elektrischen Energiespeichers und/oder ein oder mehrere Spannungsniveau(s) in elektrischen Leitungen. Durch ein derartiges Ermitteln von Daten dieser Betriebsparameter kann somit eine umfassende Übersicht über einen Zustand des Hybridfahrzeugs bereitgestellt werden.In a first step a) of a method according to the invention, data of operating parameters of the hybrid vehicle are determined. Suitable sensor devices are used for this determination. These sensor devices may be sensors specially provided for a method according to the invention, but also sensors which are already present in the respective hybrid vehicle. Alternatively or additionally, operating parameters can also be determined on a computational basis by a suitable model formation, for example a road gradient or a vehicle load with the aid of a vehicle model. Operating parameters in the sense of the invention can be any parameters which can occur during operation of the hybrid vehicle, for example a driving speed, a current vehicle acceleration, a rotational speed of the internal combustion engine, an engaged gear or a transmission ratio of the transmission device and / or a propulsion or deceleration request a user of the hybrid vehicle. In addition, in the context of the invention, parameters of the electrical system of the hybrid vehicle are considered as operating parameters, such as a speed of the electric machine, a state of charge of an electrical energy storage, a currently available electrical power of the electrical energy storage and / or one or more voltage level (s) in electrical lines , By thus determining data of these operating parameters, a comprehensive overview of a state of the hybrid vehicle can thus be provided.

Dies geschieht zumindest teilweise im folgenden Schritt b), in dem zumindest Teile der in Schritt a) ermittelten Daten wenigstens eines Betriebsparameters ausgewertet werden. Diese Auswertung wird dabei durch eine Kontrolleinheit durchgeführt. Als Ergebnis der Auswertung wird ein bevorstehender Schaltvorgang der Getriebevorrichtung erkannt, in der ein Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung verändert, also insbesondere vergrößert oder verkleinert, werden wird. Als Betriebsparameter können dabei beispielsweise bevorzugt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbeschleunigung, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder ein derzeit in der Getriebevorrichtung eingestelltes Übersetzungsverhältnis bzw. ein derzeit eingelegter Gang verwendet werden. Auch ein eingestellter Fahrmodus, der zum Beispiel durch einen Benutzer des Hybridfahrzeugs auf „sportlich“ oder „wirtschaftlich“ eingestellt werden kann, kann durch in Schritt a) ermittelte Daten in Schritt b) ausgewertet und in die Erkennung des bevorstehenden Schaltvorgangs mit einbezogen werden. Insbesondere kann bei automatischen Getriebevorrichtungen für die Erkennung des Schaltvorgangs auch eine Steuereinheit der Getriebevorrichtung ausgelesen werden, die ebenfalls durch Auswertung von Daten von Betriebsparametern des Hybridfahrzeugs eine Entscheidung für einen derartigen Schaltvorgang trifft und/oder für eine Vornahme des Schaltvorgangs die automatische Getriebevorrichtung ansteuert.This occurs at least partially in the following step b), in which at least parts of the data of at least one operating parameter determined in step a) are evaluated. This evaluation is carried out by a control unit. As a result of the evaluation, an impending switching operation of the transmission device is detected in which a transmission ratio of the transmission device is changed, that is to say in particular increased or decreased. As operating parameters, for example, preferably a vehicle speed, a vehicle acceleration, a rotational speed of the internal combustion engine and / or a currently set in the transmission device gear ratio or a currently engaged gear can be used. A set driving mode, which can be set to "sporty" or "economical" by a user of the hybrid vehicle, for example, can also be evaluated by the data determined in step a) in step b) and included in the detection of the upcoming shift. In particular, in automatic transmission devices for the detection of the switching operation, a control unit of the transmission device can be read, which also makes a decision for such a switching operation by evaluating data from operating parameters of the hybrid vehicle and / or controls the automatic transmission device for making the switching operation.

Im weiteren Schritt c), der insbesondere auch zeitgleich zum Schritt b) vorgenommen werden kann, wird durch eine weitere Auswertung von in Schritt a) ermittelten Daten von Betriebsparametern ein Drehmomentbedarf ermittelt, der bei dem bevorstehenden Schaltvorgang zu erwarten ist. Auch hierfür können als Betriebsparameter beispielsweise bevorzugt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbeschleunigung, ein derzeit in der Getriebevorrichtung eingestelltes Übersetzungsverhältnis und insbesondere ein aktuell vorherrschendes Drehmoment in der Antriebswelle verwendet werden. Wie oben bereits beschrieben, wird während des Schaltvorgangs der Verbrennungsmotor über ein Kupplungselement von der Getriebevorrichtung entkoppelt. Damit kann ein durch den Verbrennungsmotor bereitgestelltes Drehmoment beziehungsweise eine bereitgestellte Leistung in dieser Zeit nicht mehr oder nur noch teilweise über die Getriebevorrichtung an die Antriebswelle übertragen werden. Ein insbesondere für einen Benutzer des Fahrzeugs spürbarer Drehmomenteinbruch am Antriebsrad ist die Folge. Durch ein Auswerten von in Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Daten von Betriebsparametern kann dabei berechnet werden, wie groß dieser Drehmomenteinbruch bzw. der daraus entstehende Drehmomentbedarf bei der Durchführung des Schaltvorgangs sein wird. Die Größe dieses Drehmomentbedarfs steht somit nach Durchführung des Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung.In a further step c), which can be carried out in particular also at the same time as step b), a further evaluation of data of operating parameters determined in step a) determines a torque requirement which is to be expected in the upcoming switching operation. For this purpose as operating parameters, for example, preferably a vehicle speed, a vehicle acceleration, a transmission ratio currently set in the transmission device, and in particular a currently prevailing torque in the drive shaft can be used. As already described above, the internal combustion engine is decoupled from the transmission device via a coupling element during the switching process. In this way, a torque or a power provided by the internal combustion engine can no longer or only partially be transmitted via the transmission device to the drive shaft during this time. A noticeable particular for a user of the vehicle torque drop on the drive wheel is the result. By evaluating data of operating parameters determined in step a) of a method according to the invention, it is possible to calculate how large this torque drop or the resulting torque requirement will be in carrying out the switching operation. The size of this torque requirement is thus available after carrying out step c) of a method according to the invention.

Dieser Drehmomentbedarf, der durch das Abkoppeln des Verbrennungsmotors von der Antriebswelle während eines Schaltvorgangs auftritt oder zu erwarten ist, kann durch die Elektromaschine zumindest teilweise ausgeglichen werden. Um dies möglichst effizient bereitstellen zu können, wird im nächsten Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ansteuerung der Elektromaschine festgelegt. Insbesondere wird diese Festlegung der Ansteuerung der Elektromaschine basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf durchgeführt. Auch dieses Festlegen wird dabei durch die Kontrolleinheit durchgeführt. Das Ansteuern der Elektromaschine umfasst dabei bevorzugt sowohl ein Öffnen und/oder Schließen der Kupplungsvorrichtung der Elektromaschine, als auch ein Einstellen einer Drehzahl bzw. eines Drehzahlverlaufs der Elektromaschine. Auf diese Weise kann das Ansteuern der Elektromaschine insgesamt derart festgelegt werden, dass eine möglichst gute, insbesondere optimierte Kompensation des Drehmomenteinbruchs bei der Durchführung des Schaltvorgangs bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann für verschieden große, in Schritt c) berechnete, Drehmomentbedarfe auch eine verschieden durchgeführte Ansteuerung der Elektromaschine in Schritt d) festgelegt werden. Dadurch, dass dieses Festlegen der Ansteuerung der Elektromaschine basierend auf dem berechneten Drehmomentbedarf vorgenommen wird, kann sichergestellt werden, dass ein Ausgleichen des Drehmomenteinbruchs besonders bedarfsgerecht und situationsangepasst erfolgen kann.This torque requirement, which occurs or can be expected as a result of the disconnection of the internal combustion engine from the drive shaft during a shift operation, can be at least partially compensated by the electric motor. To be able to provide this as efficiently as possible, a control of the electric machine is set in the next step d) of a method according to the invention. In particular, this determination of the control of the electric machine is carried out based on the torque requirement calculated in step c). This setting is also carried out by the control unit. The driving of the electric machine preferably comprises both an opening and / or closing of the coupling device of the electric machine, as well as a setting of a rotational speed or a speed curve of the electric machine. In this way, the activation of the electric machine as a whole can be determined in such a way that the best possible, in particular optimized, compensation of the torque drop during the execution of the switching operation can be provided. In particular, for different sized, calculated in step c), torque requirements and a differently performed control of the electric machine can be determined in step d). The fact that this setting of the control of the electric machine is carried out based on the calculated torque requirement, it can be ensured that a balancing of the torque drop can be made particularly needs-based and situation-adapted.

Im folgenden Schritt e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann die Ansteuerung der Elektromaschine basierend auf der in Schritt d) vorgenommenen Festlegung begonnen. Das Beginnen kann dabei beispielsweise ein Öffnen und/oder Schließen der Kupplungsvorrichtung oder ein direktes Betreiben der Elektromaschine, insbesondere als Elektromotor, umfassen.In the following step e) of a method according to the invention, the control of the electric machine is then started based on the determination made in step d). The starting can include, for example, an opening and / or closing of the coupling device or a direct operation of the electric machine, in particular as an electric motor.

Anschließend und/oder gleichzeitig wird im letzten Schritt f) eines erfindungsgemäßen Verfahrens der Schaltvorgang durchgeführt. Dabei wird durch ein Kupplungselement der Verbrennungsmotor von der Getriebevorrichtung und damit auch von der Antriebswelle vollständig oder zumindest teilweise abgekoppelt, wodurch vom Verbrennungsmotor auf die Antriebswelle kein oder zumindest nur ein reduziertes Drehmoment beziehungsweise keine oder zumindest nur eine reduzierte Leistung mehr übertragen werden kann. Durch das fortgeführte Ansteuern der Elektromaschine, das zu diesem Zeitpunkt insbesondere ein Betreiben der Elektromaschine als Elektromotor und/oder ein gesteuertes Schließen der Kupplungsvorrichtung der Elektromaschine umfasst, kann jedoch nun von der Elektromaschine ein Drehmoment auf die Antriebswelle übertragen werden. Durch das Festlegen der Ansteuerung der Elektromaschine in Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in der diese Festlegung basierend auf einem berechneten Drehmomentbedarf vorgenommen wird, kann sichergestellt werden, dass der Verlust an durch den Verbrennungsmotor bereitgestellten Drehmoment am Antriebsrad durch das Drehmoment, das durch die Elektromaschine bereitgestellt wird, zumindest teilweise kompensiert wird. Insbesondere kann dieses Kompensieren durch eben dieses Basieren auf dem berechneten Drehmomentbedarf besonders bedarfsangepasst vorgenommen werden. Ein besonders gut an verschiedene Situationen und Randbedingungen anpassbares Ausgleichen eines Drehmomenteinbruchs während eines Schaltvorgangs kann auf diese Weise bereitgestellt werden.Subsequently and / or simultaneously, the switching operation is carried out in the last step f) of a method according to the invention. In this case, the combustion engine is completely or at least partially decoupled from a coupling element of the transmission device and thus also of the drive shaft, whereby no or at least only a reduced torque or no or at least only a reduced power can be transmitted from the engine to the drive shaft. However, by the continued driving of the electric machine, which at this time in particular comprises operating the electric machine as an electric motor and / or a controlled closing of the coupling device of the electric machine, a torque can now be transmitted to the drive shaft by the electric machine. By determining the actuation of the electric machine in step d) of a method according to the invention, in which this determination is made based on a calculated torque requirement, it can be ensured that the loss of torque provided by the internal combustion engine at the drive wheel by the torque generated by the electric machine is provided, at least partially compensated. In particular, this compensation can be made particularly demand-adapted by just this basis on the calculated torque requirement. One Adjusting a torque dip during a shift operation, which can be adapted particularly to different situations and boundary conditions, can be provided in this way.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt e) als Teil der Ansteuerung die Elektromaschine durch die Kupplungsvorrichtung von der Antriebswelle abgekoppelt wird und in Schritt f) als Teil der Ansteuerung die Elektromaschine durch die Kupplungsvorrichtung kontrolliert mit der Antriebswelle gekoppelt wird. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass neben einem direkten Betreiben der Elektromaschine, bei dem das durch die Elektromaschine bereitgestellte Drehmoment über eine Drehzahl der Elektromaschine eingestellt werden kann, auch die Kupplungsvorrichtung zum gesteuerten Übertragen eines Drehmoments eingesetzt werden kann. Dabei wird insbesondere verwendet, dass die Kupplungsvorrichtung bevorzugt zum schlupfenden Kontaktieren zwischen der Elektromaschine und der Antriebswelle vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann durch die Kopplungsvorrichtung, insbesondere durch einen Grad eines Schließens der Kupplungsvorrichtung, eingestellt werden, welches Drehmoment von der Elektromaschine auf die Antriebswelle übertragen wird. Ein noch genaueres Einstellen des durch die Elektromaschine auf die Antriebswelle übertragenen Drehmoments und dadurch eine noch genauere Einstellbarkeit der Kompensation des Drehmomentbedarfs während der Durchführung des Schaltvorgangs kann dadurch bereitgestellt werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that in step e) as part of the control, the electric machine is decoupled by the coupling device of the drive shaft and in step f) as part of the control, the electric machine is coupled by the coupling device controlled with the drive shaft. In this way, it can be provided that in addition to a direct operation of the electric machine, in which the torque provided by the electric machine can be adjusted via a rotational speed of the electric machine, and the coupling device for the controlled transmission of torque can be used. It is used in particular that the coupling device is preferably provided for slipping contacting between the electric machine and the drive shaft. In other words, can be adjusted by the coupling device, in particular by a degree of closing of the coupling device, which torque is transmitted from the electric machine to the drive shaft. More precise adjustment of the torque transmitted to the drive shaft by the electric machine, and thereby even more precise adjustability of the compensation of the torque requirement during the execution of the shift operation can be provided thereby.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses ferner dahingehend ausgebildet sein, dass in Schritt d) eine Zieldrehzahl für die Elektromaschine basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf festgelegt wird und dass in Schritt e) als Teil der Ansteuerung nach dem Abkoppeln von der Antriebswelle die Elektromaschine auf die Zieldrehzahl eingestellt wird. In Schritt e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Kopplungsvorrichtung die Elektromaschine von der Antriebswelle abgekoppelt. Dadurch kann eine Drehzahl der Elektromaschine eingestellt werden, die nur durch die Bauart der Elektromaschine begrenzt ist und insbesondere nicht durch eine Kopplung der Elektromaschine an die Antriebswelle beeinflusst wird. Eine derartige Drehzahl kann daher auch höher sein, wie sie in einem angekoppelten Zustand der Elektromaschine, bei dem diese mechanisch mit der Antriebswelle gekoppelt ist, möglich wäre. Auf diese Weise ist es möglich, Rotationsenergie in der Elektromaschine zu speichern und diese im Anschluss daran durch ein gesteuertes Schließen der Kupplungsvorrichtung gezielt und bedarfsgerecht an die Antriebswelle abzugeben. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, bei einem insbesondere derart hohen Drehmomentbedarf, dass dieser in einem Betrieb der Elektromaschine, in der diese über die Kopplungsvorrichtung an die Antriebswelle mechanisch gekoppelt ist, nicht allein durch einen Betrieb der Elektromaschine kompensiert werden kann, dies zumindest teilweise durch Festlegen einer ausreichend hohen Zieldrehzahl dennoch bereitstellen zu können. Dies wird im Schritt d) basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf erkannt und entsprechend durch eine Festlegung einer ausreichend hohen Zieldrehzahl berücksichtigt. Dafür wird bevorzugt der berechnete Drehmomentbedarf mit einem möglichen Maximaldrehmoment verglichen, das die Elektromaschine bei einer maximal möglichen Drehzahl, die beispielsweise durch Eigenschaften der Elektromaschine limitiert ist, beim Ankoppeln über die Kupplungsvorrichtung an die Antriebswelle übertragen kann. Für den Fall, dass der berechnete Drehmomentbedarf größer ist als das Maximaldrehmoment, wird die maximal mögliche Drehzahl als Zieldrehzahl festgelegt. Ansonsten wird diejenige Drehzahl als Zieldrehzahl festgelegt, die zum vorgesehenen Kompensieren des berechneten Drehmomentbedarfs ausreichend ist. Falls der berechnete Drehmomentbedarf bereits durch einen direkten motorischen Betrieb, in dem die Elektromaschine über die Kupplungsvorrichtung mit der Antriebswelle gekoppelt ist, der Elektromaschine ausgeglichen werden kann, kann auch eine Zieldrehzahl mit dem Wert Null festgelegt werden. Dabei kann der Wert Null im tatsächlich einem Stillstand der Elektromaschine entsprechen. Im Sinne der Erfindung kann unter dem Wert Null auch eine Drehzahl verstanden werden, bei der zwischen der Elektromaschine und der Kupplungsvorrichtung beziehungsweise der Antriebswelle keine Drehzahldifferenz auftritt. Ein Ankoppeln der Elektromaschine über die Kupplungsvorrichtung an die Antriebswelle kann auf diese Weise besonders einfach durchgeführt werden. Nach dem Abkoppeln in Schritt e) kann, wie oben bereits beschrieben, die Elektromaschine auf besonders hohe Drehzahlen eingestellt werden. Dies wird ebenfalls im Schritt e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt. Somit steht am Ende des Schritt e) eine Elektromaschine zur Verfügung, die mit einer Zieldrehzahl rotiert und in der somit insbesondere bevorzugt eine große Menge an Rotationsenergie gespeichert ist. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Speichern von Rotationsenergie auch durch einen geeigneten Schwungradspeicher übernommen werden, der beispielsweise durch die Elektromaschine angetrieben wird. Im folgenden Schritt f), in dem der eigentliche Schaltvorgang durchgeführt wird, wird die Elektromaschine entsprechend angesteuert sowie bei vorhandener Differenzdrehzahl an der Kupplungsvorrichtung diese zeitgleich gesteuert geschlossen. Dadurch werden die Leistung der Elektromaschine sowie die in der Elektromaschine gespeicherte Rotationsenergie als Drehmoment auf die Antriebswelle übertragen. Eine besonders gute Kompensation, insbesondere auch eines hohen, allein durch einen mit der Antriebswelle gekoppelten Betrieb der Elektromaschine nicht ausgleichbaren, Drehmomentbedarfs kann dadurch bereitgestellt werden.According to a particularly preferred further development of a method according to the invention, this may also be designed such that in step d) a target speed for the electric machine is determined based on the torque requirement calculated in step c) and that in step e) as part of the drive after disconnecting the drive shaft, the electric machine is set to the target speed. In step e) of a method according to the invention, the electric machine is decoupled from the drive shaft by the coupling device. Thereby, a speed of the electric machine can be adjusted, which is limited only by the design of the electric machine and in particular is not affected by a coupling of the electric machine to the drive shaft. Such a speed can therefore also be higher, as would be possible in a coupled state of the electric machine in which it is mechanically coupled to the drive shaft. In this way, it is possible to store rotational energy in the electric machine and then deliver this targeted by a controlled closing of the coupling device and as needed to the drive shaft. According to the invention, it is therefore provided, in particular in such a high torque requirement, that in an operation of the electric machine in which the latter is mechanically coupled to the drive shaft via the coupling device, this can not be compensated for solely by operation of the electric machine, at least partially by setting one still be able to provide sufficiently high target speed. This is detected in step d) based on the torque requirement calculated in step c) and taken into account accordingly by setting a sufficiently high target speed. For this purpose, the calculated torque requirement is preferably compared with a possible maximum torque, which the electric machine can transmit to the drive shaft when coupling via the coupling device at a maximum possible rotational speed, which is limited, for example, by properties of the electric motor. In the event that the calculated torque requirement is greater than the maximum torque, the maximum possible speed is set as the target speed. Otherwise, that speed is set as the target speed, which is sufficient for compensating the calculated torque requirement. If the calculated torque requirement can already be compensated by a direct engine operation, in which the electric machine is coupled to the drive shaft via the coupling device, then the electric machine can also be set to a target rotational speed with the value zero. In this case, the value zero can actually correspond to a standstill of the electric machine. For the purposes of the invention, the value zero can also be understood as meaning a speed at which no speed difference occurs between the electric machine and the coupling device or the drive shaft. A coupling of the electric machine via the coupling device to the drive shaft can be carried out particularly easily in this way. After uncoupling in step e), as already described above, the electric machine can be set to particularly high speeds. This is likewise carried out in step e) of a method according to the invention. Thus, at the end of step e), an electric machine is available, which rotates at a target speed and in which thus, in particular, a large amount of rotational energy is stored. Alternatively or additionally, this storage of rotational energy can also be taken over by a suitable flywheel storage, which is driven, for example, by the electric machine. In the following step f), in which the actual switching operation is carried out, the electric machine is controlled accordingly and closed at the same time the differential speed at the coupling device controlled. As a result, the power of the electric machine and the rotational energy stored in the electric machine are transmitted as torque to the drive shaft. A special good compensation, in particular a high, not compensated by a coupled to the drive shaft operation of the electric machine not equalized torque demand can be provided.

Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Einstellen der Elektromaschine auf die Zieldrehzahl in Schritt e) in weniger als 0,5s, bevorzugt in weniger als 0,2s durchgeführt wird. Auf diese Weise kann bereitgestellt werden, dass für das Einstellen der Zieldrehzahl nur eine sehr geringe Zeitspanne benötigt wird. Eine Beeinträchtigung des eigentlichen Schaltvorgangs, beispielsweise eine Verlängerung des Schaltvorgangs, kann dadurch vermieden werden. Besonders bevorzugt bemerkt somit ein Benutzer einen Schaltvorgang, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren verbessert durchgeführt wird, zeitlich nicht oder nur unwesentlich nicht.Furthermore, a method according to the invention can be further developed such that the adjustment of the electric machine to the target rotational speed in step e) is carried out in less than 0.5 s, preferably in less than 0.2 s. In this way it can be provided that only a very short time is required for setting the target speed. An impairment of the actual switching process, such as an extension of the switching process, can be avoided. Thus, it is particularly preferred for a user not to notice a switching process which is carried out in an improved manner by a method according to the invention, not at all or only insignificantly.

Gemäß einer weiteren Verbesserung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass durch die in Schritt d) festgelegte Zieldrehzahl in Schritt f) der Drehmomentbedarf zu zumindest 60 %, bevorzugt zu zumindest 80 %, besonders bevorzugt zu 100 %, durch die Elektromaschine erfüllt wird. Insbesondere kann der Drehmomentbedarf somit zielgenau und bedarfsgerecht befüllt werden. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass der Benutzer eine Prozentzahl vorgibt, zu der der Drehmomentbedarf bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfüllt werden soll. Eine besonders benutzerfreundliche Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch bereitgestellt werden. According to a further improvement of a method according to the invention, it can further be provided that the torque requirement for at least 60%, preferably at least 80%, particularly preferably 100%, is met by the electric machine by the target rotational speed determined in step d) in step f). In particular, the torque requirement can thus be accurately filled and filled as needed. For example, it can also be provided that the user specifies a percentage to which the torque requirement is to be met when carrying out a method according to the invention. A particularly user-friendly embodiment of a method according to the invention can thereby be provided.

Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass bei der Festlegung der Zieldrehzahl in Schritt d) eine Drehzahlreserve berücksichtigt wird. Bei der Kompensation des Drehmomentbedarfs in Schritt f) wird Drehmoment von der Elektromaschine auf die Antriebswelle übertragen. Dadurch wird die Elektromaschine abgebremst. Insbesondere ist es vorteilhaft zu vermeiden, dass die Elektromaschine auf Drehzahlen unterhalb der Antriebswellendrehzahl abgebremst wird und/oder völlig zum Stillstand kommt. Eine Unterschreitung der Antriebswellendrehzahl und insbesondere ein Stillstand sind dahingehend unvorteilhaft, da ab diesem Zeitpunkt die Elektromaschine von der Antriebswelle angetrieben wird und dadurch nicht nur kein Drehmoment auf die Antriebswelle überträgt sondern sogar Drehmoment von der Antriebswelle empfängt. Eine Drehzahlreserve ist im Sinne der Erfindung ein Überschuss an Drehzahl, der für die eigentliche Kompensation des Drehmomentbedarfs beim Übertragen des Drehmoments in Schritt f) nicht benötigt wird und der sicherstellt, dass die Elektromaschine nach Abschluss der Übertragung des Drehmoments in Schritt f), gleichbedeutend mit Abschluss der Durchführung des Schaltvorgangs, eine Drehzahl oberhalb der Antriebswellendrehzahl aufweist beziehungsweise nicht zum Stillstand gekommen ist. Ein entsprechender Zugkrafteinbruch am Antriebsrad am Ende der Durchführung des Schaltvorgangs kann auf diese Weise sicher vermieden werden.Particularly preferably, a method according to the invention can be further developed such that a speed reserve is taken into account when determining the target rotational speed in step d). In the torque demand compensation in step f), torque is transmitted from the electric machine to the drive shaft. This slows down the electric machine. In particular, it is advantageous to avoid that the electric machine is decelerated to speeds below the drive shaft speed and / or comes to a complete halt. A drop below the drive shaft speed and in particular a standstill are unfavorable to the effect, since from this point on the electric machine is driven by the drive shaft and thereby not only does not transmit torque to the drive shaft but even receives torque from the drive shaft. A speed reserve is within the meaning of the invention, an excess of speed, which is not required for the actual compensation of the torque requirement when transmitting the torque in step f) and ensures that the electric machine after completion of the transmission of torque in step f), equivalent to Completion of the implementation of the switching operation, a speed above the drive shaft speed has or has not come to a standstill. A corresponding Zugkrafteinbruch the drive wheel at the end of the implementation of the switching process can be safely avoided in this way.

Ferner kann gemäß einer Weiterentwicklung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass bei der Festlegung der Zieldrehzahl in Schritt d) zumindest einer der folgenden Parameter berücksichtigt wird:

  • - Trägheitsmoment der Elektromaschine
  • - Maximaldrehzahl der Elektromaschine
  • - Ausgangsdrehzahl
  • - Einstellungszeit
  • - Fahrzeuggeschwindigkeit
  • - Fahrzeugbeschleunigung
  • - Achsmoment
  • - Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung.
Furthermore, according to a further development of a method according to the invention, provision can be made for at least one of the following parameters to be taken into account when determining the target rotational speed in step d):
  • - Moment of inertia of the electric machine
  • - Maximum speed of the electric machine
  • - Output speed
  • - Setting time
  • - Vehicle speed
  • - Vehicle acceleration
  • - axle torque
  • - Gear ratio of the transmission device.

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, sodass, falls sinnvoll und nötig, in Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens auch weitere Parameter bei der Festlegung der Zieldrehzahl berücksichtigt werden können. Dabei stellen das Trägheitsmoment, die Maximaldrehzahl und die Ausgangsdrehzahl Eigenschaften der Elektromaschine selbst bzw. eines Betriebs der Elektromaschine dar, die die Zieldrehzahl bzw. das Einstellen der Zieldrehzahl direkt beeinflussen. Auch die Einstellungszeit, die für ein Einstellen der Zieldrehzahl in Schritt e) zur Verfügung steht, weist einen direkten Einfluss auf die mögliche Zieldrehzahl auf. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, das Achsmoment und das Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung hingegen sind Eigenschaften des restlichen Hybridfahrzeugs, die insbesondere den Drehmomentbedarf beeinflussen. Auf diese Weise haben diese Parameter ebenfalls einen Einfluss auf die einzustellende bzw. festzulegende Zieldrehzahl. Durch eine Berücksichtigung bevorzugt aller dieser Parameter kann eine besonders bedarfsangepasste Zieldrehzahl festgelegt und damit eine besonders gute und effiziente Kompensation des Drehmomenteinbruchs während der Durchführung des Schaltvorgangs ermöglicht werden.This list is not completed, so that, if appropriate and necessary, in step d) of a method according to the invention also other parameters in the determination of the target speed can be considered. In this case, the moment of inertia, the maximum speed and the output speed represent characteristics of the electric machine itself or an operation of the electric machine, which directly influence the target speed or the setting of the target speed. Also, the adjustment time available for setting the target speed in step e) has a direct influence on the possible target speed. The vehicle speed, the vehicle acceleration, the axle torque and the transmission ratio of the transmission device, however, are properties of the rest of the hybrid vehicle, which in particular affect the torque demand. In this way, these parameters also have an influence on the target speed to be set or defined. By taking into account preferably all of these parameters, a particularly demand-adapted target speed can be set and thus a particularly good and efficient compensation of the torque drop during the implementation of the switching operation can be made possible.

Gemäß eines zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug, aufweisend einen Verbrennungsmotor, eine Antriebswelle, eine Getriebevorrichtung und eine Elektromaschine, wobei der Verbrennungsmotor über die Getriebevorrichtung mechanisch mit der Antriebswelle gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine eine Kupplungsvorrichtung für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine mit der Antriebswelle aufweist. Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine Kontrolleinheit und Sendervorrichtungen zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt Erfindung aufweist. Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit ist somit insgesamt zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Auf diese Weise können sämtliche Vorteile, die bereits ausführlich in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt Erfindung beschrieben worden sind, auch durch eine Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a drive unit for a hybrid vehicle, comprising an internal combustion engine, a drive shaft, a transmission device and an electric machine, wherein the Internal combustion engine via the transmission device is mechanically coupled to the drive shaft and wherein the electric machine has a coupling device for a mechanical coupling of the electric machine with the drive shaft. A drive unit according to the invention is characterized in that the drive unit has a control unit and transmitter devices for carrying out a method according to the first aspect of the invention. A drive unit according to the invention is therefore designed overall for carrying out a method according to the invention according to the first aspect of the invention. In this way, all the advantages which have already been described in detail with respect to a method according to the invention according to the first aspect of the invention can also be provided by a drive unit according to the second aspect of the invention.

Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit vorgesehen sein, dass die Getriebevorrichtung als ein automatisiertes Handschaltgetriebe und/oder als ein Doppelkupplungsgetriebe und/oder als ein Wandler-Automatikgetriebe ausgebildet ist. Die bevorzugten Getriebevorrichtungen stellen dabei insbesondere automatische Getriebevorrichtungen dar. Ein Erkennen eines bevorstehenden Schaltvorgangs, wie es gemäß Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, kann bei diesen automatischen Getriebevorrichtungen besonders einfach bereitgestellt werden, insbesondere da eine Kontrollvorrichtung der Getriebevorrichtung, in der ein Schaltvorgang initiiert wird, als Grundlage für das die Erkennung eines bevorstehenden Schaltvorgangs ausgelesen werden kann. Die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann somit durch die Verwendung von derartigen automatischen Getriebevorrichtungen vereinfacht werden.Furthermore, it can be provided in a drive unit according to the invention that the transmission device is designed as an automated manual transmission and / or as a dual-clutch transmission and / or as a converter automatic transmission. In this case, the preferred transmission devices are in particular automatic transmission devices. Recognition of an impending switching operation, as provided in step b) of a method according to the invention, can be provided particularly simply in these automatic transmission devices, in particular because a control device of the transmission device in which a switching operation is initiated As a basis for the detection of an upcoming switching operation can be read. The implementation of a method according to the invention can thus be simplified by the use of such automatic transmission devices.

Gemäß einem dritten Aspekt Erfindung wird die Aufgabe durch ein Hybridfahrzeug mit einer Antriebseinheit gelöst. Ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Eine erfindungsgemäße Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Auf diese Weise können sämtliche Vorteile, die bereits ausführlich in Bezug auf eine Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt Erfindung bzw. in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt Erfindung beschrieben worden sind, auch durch ein Hybridfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt Erfindung bereitgestellt werden.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a hybrid vehicle with a drive unit. A hybrid vehicle according to the invention is characterized in that the drive unit is designed according to the second aspect of the invention. A drive unit according to the invention according to the second aspect of the invention is designed for carrying out a method according to the invention according to the first aspect of the invention. In this way, all the advantages that have already been described in detail with respect to a drive unit according to the second aspect of the invention or with reference to a method according to the invention according to the first aspect of the invention can also be provided by a hybrid vehicle according to the third aspect of the invention.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispiel in der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehenden Merkmale, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und/oder Wirkungsweisen sind in den 1 bis 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren,
  • 2 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit,
  • 3 eine Durchführung eines Schaltvorgangs, und
  • 4 ein erfindungsgemäßes Hybridfahrzeug.
Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of various embodiments in the invention, which are shown schematically in the figures. All features resulting from the claims, the description or the figures, including constructive details and spatial arrangements, can be essential to the invention, both individually and in the various combinations. Elements with the same function and / or modes of action are in the 1 to 4 each provided with the same reference numerals. They show schematically:
  • 1 a method according to the invention,
  • 2 a drive unit according to the invention,
  • 3 a performing a switching operation, and
  • 4 a hybrid vehicle according to the invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren gezeigt, wie es beispielsweise durch eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 10, wie sie in 2 gezeigt ist, ausgeführt werden kann. Im Folgenden werden daher die beiden 1 und 2 gemeinsam beschrieben.In 1 an inventive method is shown, as for example by a drive unit according to the invention 10 as they are in 2 is shown, can be executed. The following are therefore the two 1 and 2 described together.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dabei durch eine Antriebseinheit 10 eines Hybridfahrzeugs 1 (nicht mit abgebildet) ausgeführt werden. Die Antriebseinheit 10 weist insbesondere einen Verbrennungsmotor 11 auf, der über eine Getriebevorrichtung 14 mit einer Antriebswelle 15 mechanisch gekoppelt ist. In dieser Ausgestaltungsform weist dabei die Antriebswelle 15 zusätzlich ein Achsgetriebe 18 auf. In der Getriebevorrichtung 14 ist ein Kupplungselement vorhanden, durch das während eines Schaltvorgangs 40, der beispielhaft in 3 dargestellt ist, der Verbrennungsmotor 11 von der Getriebevorrichtung 14 und damit der Antriebswelle 15 abgekoppelt werden kann. Die Antriebswelle 15 ist mit Antriebsrädern 19 verbunden, durch die ein Vortrieb des Hybridfahrzeugs 1 bereitgestellt werden kann. Ferner weist die abgebildete Antriebseinheit 10 einen Riemenstartergenerator 16 auf, der direkt mechanisch mit dem Verbrennungsmotor 11 gekoppelt ist und der beispielsweise für ein Starten des Verbrennungsmotors 11 vorgesehen ist. Der Riemenstartergenerator 16 ist mit einem Traktionsnetz 4 verbunden, in dem ferner ein Energiespeicher 2 angeordnet ist. Über einen Gleichstromwandler 3 ist darüber hinaus ein Bordnetz 5 des Hybridfahrzeugs 1 mit dem Traktionsnetz 4 verbunden. Insbesondere weist die Antriebseinheit 10 ferner eine Elektromaschine 12 auf. Die Elektromaschine 12 umfasst eine Kupplungsvorrichtung 13, über die sie, in der abgebildeten Ausgestaltungsform zusätzlich über ein Hilfsgetriebe 17 und das Achsgetriebe 18, mit der Antriebswelle 15 koppelbar ist. Auch die Elektromaschine 12 ist dabei mit den Traktionsnetz 4 verbunden.An inventive method can by a drive unit 10 a hybrid vehicle 1 (not shown). The drive unit 10 In particular, it has an internal combustion engine 11 on top of a transmission device 14 with a drive shaft 15 is mechanically coupled. In this embodiment, while the drive shaft 15 additionally an axle drive 18 on. In the transmission device 14 There is a coupling element through which during a switching operation 40 who exemplifies in 3 is shown, the internal combustion engine 11 from the transmission device 14 and thus the drive shaft 15 can be disconnected. The drive shaft 15 is with drive wheels 19 connected by a propulsion of the hybrid vehicle 1 can be provided. Furthermore, the illustrated drive unit 10 a belt starter generator 16 on that directly mechanically with the internal combustion engine 11 is coupled and the example, for starting the internal combustion engine 11 is provided. The belt starter generator 16 is with a traction network 4 in which further comprises an energy store 2 is arranged. About a DC-DC converter 3 is also an electrical system 5 of the hybrid vehicle 1 with the traction network 4 connected. In particular, the drive unit 10 also an electric machine 12 on. The electric machine 12 comprises a coupling device 13 , about which, in the illustrated embodiment additionally via an auxiliary gear 17 and the axle drive 18 , with the drive shaft 15 can be coupled. Also the electric machine 12 is doing the traction network 4 connected.

In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit A bezeichnet, werden Daten von Betriebsparametern 30 der Antriebseinheit 10 ermittelt. Dabei werden Sensorvorrichtungen 21 durch eine Kontrolleinheit 20 angesteuert und ausgelesen. Durch derartige Sensorvorrichtungen 21 können dabei Daten von beispielsweise einer Drehzahl 52 des Verbrennungsmotors 11, eines durch den Verbrennungsmotor 11 bereitgestellten Drehmoments 51, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung 14 und/oder Eigenschaften der Elektromaschine 12 ermittelt werden. Diese Daten ermöglichen ein umfassendes Ermitteln eines Gesamtzustands der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10 bzw. des erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs 1.In a first step a) of a method according to the invention, in 1 denoted by A, become data of operating parameters 30 the drive unit 10 determined. In this case, sensor devices 21 through a control unit 20 controlled and read. By such sensor devices 21 can data from, for example, a speed 52 of the internal combustion engine 11 , one by the internal combustion engine 11 provided torque 51 , a vehicle speed, a gear ratio of the transmission device 14 and / or properties of the electric machine 12 be determined. These data enable a comprehensive determination of an overall state of the drive unit according to the invention 10 or the hybrid vehicle according to the invention 1 ,

Im nächsten Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit B bezeichnet, werden aus den ermittelten Daten ein bevorstehender Schaltvorgang 40 (nicht mit abgebildet) der Getriebevorrichtung 14 erkannt. Auch dieser Schritt wird insbesondere durch die Kontrolleinheit 20 durchgeführt. Bei einem derartigen Schaltvorgang 40 wird insbesondere der Verbrennungsmotor 11 von der Getriebevorrichtung 14 vollständig oder zumindest teilweise abgekoppelt. Ein vollständiges Übertragen eines Drehmoments 51 vom Verbrennungsmotor 11 auf die Antriebswelle 15 ist somit während der Durchführung des Schaltvorgangs 40 nicht möglich. Dies führt zu einem Drehmomenteinbruch am Antriebsrad 19. Durch das Erkennen des bevorstehenden Schaltvorgangs 40 kann dabei insbesondere bereitgestellt werden, dass eine Kompensation dieses Drehmomenteinbruchs am Antriebsrad 19 durchgeführt werden kann.In the next step b) of a method according to the invention, in 1 denoted by B, from the data obtained an imminent switching operation 40 (not shown) of the transmission device 14 recognized. This step is also made by the control unit 20 carried out. In such a switching operation 40 in particular, the internal combustion engine 11 from the transmission device 14 completely or at least partially decoupled. A complete transfer of torque 51 from the combustion engine 11 on the drive shaft 15 is thus during the execution of the switching operation 40 not possible. This leads to a torque drop on the drive wheel 19 , By recognizing the upcoming shift 40 can be provided in particular that a compensation of this torque drop on the drive wheel 19 can be carried out.

Dafür wird im Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit C bezeichnet, der anschließend und/oder gleichzeitig (nicht mit abgebildet) zum Schritt b) durchgeführt werden kann, ein Drehmomentbedarf 41 für die Durchführung des Schaltvorgangs 40 berechnet. Auch diese Berechnung basiert dabei auf einer Auswertung der in Schritt a) ermittelten Daten und wird durch die Kontrolleinheit 20 durchgeführt. Der Drehmomentbedarf 41 bedeutet dabei im Sinne der Erfindung insbesondere derjenige Bedarf an Drehmoment 51, der während der Durchführung des Schaltvorgangs 40 durch das Abkoppeln des Verbrennungsmotors 11 von der Antriebswelle 15 entsteht. Dieser Drehmomentbedarf 41 soll durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zumindest teilweise kompensiert werden.For this purpose, in step c) of a method according to the invention, in 1 denoted C, which then and / or simultaneously (not shown) to step b) can be performed, a torque requirement 41 for carrying out the switching operation 40 calculated. This calculation is based on an evaluation of the data determined in step a) and is performed by the control unit 20 carried out. The torque requirement 41 means in the context of the invention, in particular that need for torque 51 that while performing the switching operation 40 by disconnecting the internal combustion engine 11 from the drive shaft 15 arises. This torque requirement 41 should be at least partially compensated by a method according to the invention.

Basierend auf diesem berechneten Drehmomentbedarf 41 wird im nächsten Schritt d), in 1 mit D bezeichnet, eine Ansteuerung der Elektromaschine 12 dahingehend festgelegt, um den durch den Schaltvorgang 40 entstehenden Bedarf an Drehmoment 51 zumindest teilweise zu kompensieren. Dabei kann eine Zieldrehzahl 42 festgelegt werden, auf die die Elektromaschine 12 nach einer Abkopplung von der Antriebswelle 15, in 3 dargestellt durch den Zeitpunkt t0, eingestellt wird. Die Zieldrehzahl 42 wird derart festgelegt, dass der Bedarf an zusätzlichem Drehmoment 51 zu zumindest 60 %, bevorzugt zu 80 %, besonders bevorzugt zu 100 %, gedeckt werden kann. Ein Ansteuern der Elektromaschine 12 kann dabei insbesondere ein Öffnen und/oder Schließen der Kupplungsvorrichtung 13 und bevorzugt ein Einstellen einer Zieldrehzahl 42 der Elektromaschine 12, die insbesondere nach einem Öffnen der Kupplungsvorrichtung 13 durch die Elektromaschine 12 angenommen werden kann, umfassen. Beim Festlegen der Zieldrehzahl 42, die insbesondere eine Drehzahlreserve zum Verhindern eines völligen Abbremsens der Elektromaschine 12 bis zu einer Drehzahl der Antriebswelle 15 oder sogar bis zum Stillstand bei der Übertragung des Drehmoments 51 auf die Antriebswelle 15 beinhalten kann, können bevorzugt Parameter der Elektromaschine 12, wie beispielsweise ein Trägheitsmoment oder eine Maximaldrehzahl der Elektromaschine 12, aber auch Parameter des Hybridfahrzeugs 1, wie zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder ein Achsmoment 50 (nicht mit abgebildet), berücksichtigt werden.Based on this calculated torque requirement 41 will in the next step d), in 1 denoted by D, a control of the electric machine 12 as determined by the switching process 40 arising torque requirement 51 at least partially compensate. This can be a target speed 42 be set on which the electric machine 12 after a decoupling from the drive shaft 15 , in 3 represented by the time t0, is set. The target speed 42 is set such that the need for additional torque 51 can be covered to at least 60%, preferably to 80%, more preferably to 100%. A control of the electric machine 12 may in particular an opening and / or closing of the coupling device 13 and preferably setting a target speed 42 the electric machine 12 in particular after opening the coupling device 13 through the electric machine 12 can be assumed. When setting the target speed 42 in particular a speed reserve for preventing a complete deceleration of the electric machine 12 up to a speed of the drive shaft 15 or even to a halt in the transmission of torque 51 on the drive shaft 15 may include parameters of the electric machine 12 such as a moment of inertia or a maximum speed of the electric machine 12 , but also parameters of the hybrid vehicle 1 such as a vehicle speed or an axle torque 50 (not shown).

Im nächsten Schritt e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit E bezeichnet, beginnt die Ansteuerung der Elektromaschine 12. Die Elektromaschine 12 wird dabei gemäß der in Schritt d) vorgenommenen Festlegung angesteuert. Insbesondere kann in diesem Schritt e) durch ein Öffnen der Kupplungsvorrichtung 13 die Elektromaschine 12 von der Antriebswelle 15 abgekoppelt werden. Dadurch ist ein Einstellen der Zieldrehzahl 42 der Elektromaschine 12 ohne Beeinflussung durch die Antriebswelle 15 möglich. Das Einstellen der Zieldrehzahl 42 kann dabei bevorzugt in weniger als 0,5s, besonders bevorzugt weniger als 0,2s, durchgeführt werden. In 3 wird dieses Einstellen der Zieldrehzahl 42 zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 vorgenommen. Auf diese Weise kann der Zeitraum, in der die Elektromaschine 12 vor dem eigentlichen Schaltvorgang 40 von der Antriebswelle 15 abgekoppelt ist, minimiert werden.In the next step e) of a method according to the invention, in 1 denoted by E, the control of the electric machine begins 12 , The electric machine 12 is controlled according to the determination made in step d). In particular, in this step e) by opening the coupling device 13 the electric machine 12 from the drive shaft 15 be decoupled. This is a setting of the target speed 42 the electric machine 12 without interference from the drive shaft 15 possible. Setting the target speed 42 can be carried out preferably in less than 0.5s, more preferably less than 0.2s. In 3 This will set the target speed 42 between times t0 and t1. In this way, the period in which the electric machine 12 before the actual switching process 40 from the drive shaft 15 is decoupled, be minimized.

Im letzten Schritt f) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit F bezeichnet, wird der eigentliche Schaltvorgang 40 durchgeführt. Die Ansteuerung der Elektromaschine 12, die in Schritt e) begonnen hat, wird in Schritt f) weitergeführt. Insbesondere wird während des Schaltvorgangs 40 die Kupplungsvorrichtung 13 gesteuert geschlossen und auf diese Weise die in der Elektromaschine 12 gespeicherte Rotationsenergie auf die Antriebswelle 15 übertragen. Der Drehmomenteinbruch, der durch die Abkopplung des Verbrennungsmotors 11 von der Antriebswelle 15 während des Schaltvorgangs 40 der Verbrennungsmotor 11 entsteht, kann dadurch zumindest teilweise kompensiert werden. Da bei der Berechnung des Drehmomentbedarfs 41 und insbesondere auch bei der Festlegung der Ansteuerung der Elektromaschine 12 Daten von Betriebsparametern 30 ausgewertet und berücksichtigt werden, kann dadurch ein besonders gut an verschiedene Situationen und Randbedingungen anpassbares Ausgleichen eines Drehmomenteinbruchs während eines Schaltvorgangs 40 bereitgestellt werden.In the last step f) of a method according to the invention, in 1 denoted by F, becomes the actual switching operation 40 carried out. The control of the electric machine 12 which started in step e) is continued in step f). In particular, during the switching process 40 the coupling device 13 controlled closed and in this way the in the electric machine 12 stored rotational energy on the drive shaft 15 transfer. The torque drop caused by the decoupling of the internal combustion engine 11 from the drive shaft 15 during the switching process 40 the internal combustion engine 11 arises, can be at least partially compensated. As in the calculation of the torque requirement 41 and especially in the determination of the control of the electric machine 12 Data of operating parameters 30 can be evaluated and taken into account, this can be a particularly well adapted to different situations and constraints balancing a torque dip during a shift 40 to be provided.

In 3 sind verschiedene Messwerte vor, während und nach einem Schaltvorgang 40, jeweils aufgetragen über die Zeit 60, gezeigt. Die dabei beteiligten Vorrichtungen sind jeweils nicht mit abgebildet. In der oberen Grafik ist ein Achsmoment 50 der Antriebswelle 15, in der mittleren Grafik ein Drehmoment 51 der Elektromaschine 12 und in der unteren Grafik eine Drehzahl 52 der Elektromaschine 12 gezeigt. Die durchgezogenen Werte sind jeweils bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und die gestrichelten Werte ohne die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt worden. Der eigentliche Schaltvorgang 40 findet zwischen den Zeitpunkten t2 und t5 statt. Deutlich zu erkennen ist der große Rückgang des Achsdrehmoments während des Schaltvorgangs 40, der durch die Abkopplung des Verbrennungsmotors 11 von der Antriebswelle 15 hervorgerufen wird. Bereits zum Zeitpunkt t0 wird der bevorstehende Schaltvorgang 40 erkannt, beispielsweise durch eine Auswertung von Daten von Betriebsparametern 30 des Hybridfahrzeugs 1. Dadurch kann eine Ansteuerung der Elektromaschine 12 festgelegt werden, beispielsweise eine Bestimmung einer Zieldrehzahl 42. Auf diese Zieldrehzahl 42 wird die Elektromaschine 12, nach Abkopplung von der Antriebswelle 15, zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 beschleunigt, deutlich sichtbar in der mittleren und unteren Grafik. Ohne eine Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies nicht vorgesehen. Während des Schaltvorgangs 40 wird durch eine Ansteuerung der Kupplungsvorrichtung 13 die Elektromaschine 12 kontrolliert wieder an die Antriebswelle 15 angekoppelt und dadurch die in der Elektromaschine 12 gespeicherte Energie an die Antriebswelle 15 abgegeben. Eine zumindest teilweise Kompensation des Drehmomenteinbruchs kann dadurch bereitgestellt werden, siehe in der oberen Grafik, insbesondere in Vergleich zu einem Schaltvorgang 40 ohne Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.In 3 are different measured values before, during and after a switching process 40 , each applied over time 60 , shown. The involved devices are not shown in each case. In the upper graph is an axle torque 50 the drive shaft 15 , in the middle graph, a torque 51 the electric machine 12 and in the lower graph, a speed 52 the electric machine 12 shown. The solid values have in each case been determined when carrying out a method according to the invention and the dashed values without carrying out a method according to the invention. The actual switching process 40 takes place between times t2 and t5. Clearly recognizable is the large decline in the axle torque during the shift 40 caused by the decoupling of the internal combustion engine 11 from the drive shaft 15 is caused. Already at the time t0 is the upcoming switching operation 40 detected, for example, by an evaluation of data from operating parameters 30 of the hybrid vehicle 1 , This can be a control of the electric machine 12 be determined, for example, a determination of a target speed 42 , At this target speed 42 becomes the electric machine 12 , after decoupling from the drive shaft 15 , accelerated between times t0 and t1, clearly visible in the middle and lower graph. Without carrying out a method according to the invention, this is not provided. During the switching process 40 is activated by a control of the coupling device 13 the electric machine 12 controlled again to the drive shaft 15 coupled and thereby in the electric machine 12 stored energy to the drive shaft 15 issued. An at least partial compensation of the torque drop can thereby be provided, see in the upper graph, in particular in comparison to a switching operation 40 without performing a method according to the invention.

4 zeigt ein Hybridfahrzeug 1 mit einer symbolhaft dargestellten erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10, die insbesondere zum Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist, kann auch das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug 1 insgesamt verbessert werden. Insbesondere kann ein besonders gut an verschiedene Situationen und Randbedingungen anpassbares Ausgleichen eines Drehmomenteinbruchs während eines Schaltvorgangs 40 (nicht mit abgebildet) bereitgestellt werden. 4 shows a hybrid vehicle 1 with a symbolically represented drive unit according to the invention 10 , Through the use of a drive unit according to the invention 10 , which is designed in particular for carrying out a method according to the invention, can also be the hybrid vehicle according to the invention 1 be improved overall. In particular, a particularly well adapted to different situations and constraints balancing a torque dip during a shift operation 40 (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hybridfahrzeughybrid vehicle
22
Energiespeicherenergy storage
33
GleichstromwandlerDC converter
44
Traktionsnetztraction power
55
Bordnetz board network
1010
Antriebseinheitdrive unit
1111
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1212
Elektromaschineelectric machine
1313
Kupplungsvorrichtungcoupling device
1414
Getriebevorrichtungtransmission device
1515
Antriebswelledrive shaft
1616
RiemenstartergeneratorBelt starter generator
1717
Hilfsgetriebeauxiliary transmission
1818
Achsgetriebetransaxles
1919
Antriebsrad drive wheel
2020
Kontrolleinheitcontrol unit
2121
Sensorvorrichtung sensor device
3030
Betriebsparameter operating parameters
4040
Schaltvorgangswitching operation
4141
Drehmomentbedarftorque requirement
4242
Zieldrehzahl Target speed
5050
Achsmomentaxle torque
5151
Drehmomenttorque
5252
Drehzahl rotation speed
6060
ZeitTime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10058020 B4 [0004]DE 10058020 B4 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs (40) in einem Hybridfahrzeug (1), das Hybridfahrzeug (1) aufweisend einen Verbrennungsmotor (11), eine Antriebswelle (15), eine Getriebevorrichtung (14) und eine Elektromaschine (12), wobei der Verbrennungsmotor (11) über die Getriebevorrichtung (14) mechanisch mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine (12) eine Kupplungsvorrichtung (13) für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine (12) mit der Antriebswelle (15) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Ermittlung von Daten von Betriebsparametern (30) des Hybridfahrzeugs (1) durch Sensorvorrichtungen (21) und/oder durch Modellbildung und Berechnung, b) Erkennung eines bevorstehenden Schaltvorgangs (40) der Getriebevorrichtung (14) durch Auswertung der in Schritt a) ermittelten Daten durch eine Kontrolleinheit (20), c) Berechnung eines Drehmomentbedarfs (41) für die Durchführung des Schaltvorgangs (40) durch Auswertung der in Schritt a) ermittelten Daten durch die Kontrolleinheit (20), d) Festlegung einer Ansteuerung der Elektromaschine (12) basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf (41) durch die Kontrolleinheit (20), e) Beginn einer Ansteuerung der Elektromaschine (12) basierend auf der Festlegung in Schritt d), und f) Durchführung des Schaltvorgangs (40).A method of performing a switching operation (40) in a hybrid vehicle (1), the hybrid vehicle (1) comprising an internal combustion engine (11), a drive shaft (15), a transmission device (14) and an electric machine (12), wherein the internal combustion engine (11 ) is mechanically coupled to the drive shaft (15) via the transmission device (14), and wherein the electric machine (12) has a coupling device (13) for mechanical coupling of the electric machine (12) to the drive shaft (15), characterized by the following steps: a) determination of data of operating parameters (30) of the hybrid vehicle (1) by sensor devices (21) and / or modeling and calculation, b) detection of an upcoming switching operation (40) of the transmission device (14) by evaluating the determined in step a) Data by a control unit (20), c) calculation of a torque requirement (41) for performing the switching operation (40) by evaluating the in step a) erm dtelten data by the control unit (20), d) establishing a control of the electric machine (12) based on the calculated in step c) torque demand (41) by the control unit (20), e) start of a control of the electric machine (12) based on the determination in step d), and f) performing the switching operation (40). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) als Teil der Ansteuerung die Elektromaschine (12) durch die Kupplungsvorrichtung (13) von der Antriebswelle (15) abgekoppelt wird und in Schritt f) als Teil der Ansteuerung die Elektromaschine (12) durch die Kupplungsvorrichtung (13) kontrolliert mit der Antriebswelle (15) gekoppelt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that in step e) as part of the control, the electric machine (12) by the coupling device (13) from the drive shaft (15) is decoupled and in step f) as part of the control of the electric machine (12) by the coupling device ( 13) is coupled in a controlled manner with the drive shaft (15). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) eine Zieldrehzahl (42) für die Elektromaschine (12) basierend auf dem in Schritt c) berechneten Drehmomentbedarf (41) festgelegt wird und dass in Schritt e) als Teil der Ansteuerung nach dem Abkoppeln von der Antriebswelle (15) die Elektromaschine (12) auf die Zieldrehzahl (42) eingestellt wird.Method according to Claim 2 characterized in that in step d) a target speed (42) for the electric machine (12) is determined based on the torque demand (41) calculated in step c) and that in step e) as part of the drive after disconnecting from the drive shaft (15) the electric machine (12) is set to the target speed (42). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Elektromaschine (12) auf die Zieldrehzahl (42) in Schritt e) in weniger als 0,5s, bevorzugt in weniger als 0,2s, durchgeführt wird.Method according to Claim 3 , characterized in that the setting of the electric machine (12) to the target speed (42) in step e) in less than 0.5s, preferably in less than 0.2s, is performed. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die in Schritt d) festgelegte Zieldrehzahl (42) in Schritt f) der Drehmomentbedarf (41) zu zumindest 60%, bevorzugt zu zumindest 80%, besonders bevorzugt zu 100%, durch die Elektromaschine (12) erfüllt wird.Method according to Claim 3 or 4 , characterized by the fact that the torque requirement (41) for at least 60%, preferably at least 80%, particularly preferably 100%, is met by the electric machine (12) in the target speed (42) determined in step d) in step f) , Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Festlegung der Zieldrehzahl (42) in Schritt d) eine Drehzahlreserve berücksichtigt wird.Method according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that in determining the target speed (42) in step d) a speed reserve is taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Festlegung der Zieldrehzahl (42) in Schritt d) zumindest einer der folgenden Parameter berücksichtigt wird: - Trägheitsmoment der Elektromaschine (12) - Maximaldrehzahl der Elektromaschine (12) - Ausgangsdrehzahl - Einstellungszeit - Fahrzeuggeschwindigkeit - Fahrzeugbeschleunigung - Achsmoment - Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung (14).Method according to one of Claims 3 to 6 , characterized in that in determining the target speed (42) in step d) at least one of the following parameters is taken into account: - moment of inertia of the electric machine (12) - maximum speed of the electric machine (12) - output speed - setting time - vehicle speed - vehicle acceleration - axle torque - Gear ratio of the transmission device (14). Antriebseinheit (10) für ein Hybridfahrzeug (1), aufweisend einen Verbrennungsmotor (11), eine Antriebswelle (15), eine Getriebevorrichtung (14) und eine Elektromaschine (12), wobei der Verbrennungsmotor (11) über die Getriebevorrichtung (14) mechanisch mit der Antriebswelle (15) gekoppelt ist und wobei die Elektromaschine (12) eine Kupplungsvorrichtung (13) für eine mechanische Kopplung der Elektromaschine (12) mit der Antriebswelle (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) eine Kontrolleinheit (20) und Sensorvorrichtungen (21) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist.Drive unit (10) for a hybrid vehicle (1), comprising an internal combustion engine (11), a drive shaft (15), a transmission device (14) and an electric machine (12), wherein the internal combustion engine (11) via the transmission device (14) mechanically with the drive shaft (15) is coupled and wherein the electric machine (12) has a coupling device (13) for a mechanical coupling of the electric machine (12) to the drive shaft (15), characterized in that the drive unit (10) has a control unit (20) and sensor devices (21) for carrying out a method according to any one of the preceding claims. Antriebseinheit (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (14) als ein automatisiertes Handschaltgetriebe und/oder als ein Doppelkupplungsgetriebe und/oder als ein Wandler-Automatikgetriebe ausgebildet ist.Drive unit (10) after Claim 8 , characterized in that the transmission device (14) is designed as an automated manual transmission and / or as a dual-clutch transmission and / or as a converter automatic transmission. Hybridfahrzeug (1) mit einer Antriebseinheit (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9 ausgebildet ist.Hybrid vehicle (1) with a drive unit (10), characterized in that the drive unit (10) according to one of Claims 8 or 9 is trained.
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