DE102016224930B4 - Method for controlling and/or regulating a drive train, in particular a hybrid drive train of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstranges (1) eines Kraftfahrzeugs (KF), insbesondere eines Hybrid-Antriebsstranges (1a) eines Kraftfahrzeugs (KF), wobei der Antriebsstrang (1) mindestens eine Verbrennungskraftmaschine (2), mindestens ein Schaltgetriebe (3), insbesondere ein automatisiertes Schaltgetriebe (3a), und mindestens eine funktional zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Schaltgetriebe wirksam angeordnete und ansteuerbare Kupplung (4) aufweist, insbesondere der Antriebsstrang (1a) auch eine E-Maschine (11) aufweist, wobei das Schaltgetriebe (3) mindestens eine Getriebeeingangswelle (7) und mindestens eine Getriebeausgangswelle (8) aufweist, wobei mindestens ein Steuergerät (5), insbesondere ein Motorsteuergerät (5a) und/oder ein Getriebesteuergerät (5b), vorgesehen ist, wobei ein Fahrpedal (14) vorgesehen ist und der Fahrpedalgradient ermittelt wird, wobei bei einem Hochschaltvorgang des Kraftfahrzeugs (KF) von einem niedrigeren in einen höheren Gang, insbesondere von einem Lastgang in einen Zielgang, die Kupplung (4) zunächst geöffnet und nach dem Gangwechsel im Schaltgetriebe (3) wieder geschlossen wird, wobei die Drehzahl der Getriebeeingangswelle (7) mit der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2) verglichen wird, und wobei zur Synchronisierung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (2) bei einem Hochschaltvorgang eine Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine (2) bei geöffneter Kupplung (4) erfolgt, insbesondere die E-Maschine (11) zur Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine (2) im generatorischen Betrieb zugeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastpunktanhebung bereits vor einem Hochschaltvorgang durch das Steuergerät (5) berechnet und/oder bereitgestellt wird, nämlich dann, wenn aufgrund eines ermittelten negativen Fahrpedalgradienten dem Steuergerät (5) ein zu erwartender Hochschaltvorgang signalisiert wird, wobei aufgrund eines ermittelten negativen Mindest-Fahrpedalgradienten oder aufgrund eines ermittelten negativen Fahrpedalgradienten, der betragsmäßig größer ist als ein zuvor bestimmter Mindest-Fahrpedalgradient, ein zu erwartender Hochschaltvorgang erkannt und/oder signalisiert wird, und wobei die vom Steuergerät (5) bereitgestellte Lastpunktanhebung, wenn die Kupplung (4) für einen Hochschaltvorgang geöffnet ist oder geöffnet wird, dann an der Verbrennungskraftmaschine (2) realisiert wird.Method for controlling and/or regulating a drive train (1) of a motor vehicle (KF), in particular a hybrid drive train (1a) of a motor vehicle (KF), the drive train (1) having at least one internal combustion engine (2), at least one manual transmission (3 ), in particular an automated manual transmission (3a), and has at least one controllable clutch (4) that is functionally arranged between the internal combustion engine (2) and the manual transmission, in particular the drive train (1a) also has an electric motor (11), wherein the manual transmission (3) has at least one transmission input shaft (7) and at least one transmission output shaft (8), at least one control unit (5), in particular an engine control unit (5a) and/or a transmission control unit (5b), being provided, with an accelerator pedal ( 14) is provided and the accelerator pedal gradient is determined, with an upshift of the motor vehicle (KF) from a lower to a higher gear, in particular from a low gear to a target gear, the clutch (4) is first opened and then closed again after the gear change in the gearbox (3), the speed of the gearbox input shaft (7) being compared with the speed of the internal combustion engine (2), and in order to synchronize the speed of the internal combustion engine (2) during an upshift process, the load point of the internal combustion engine (2) is increased with the clutch (4) open, in particular the electric machine (11) is switched on to increase the load point of the internal combustion engine (2) in generator mode, characterized in that the load point increase is already calculated and/or provided by the control unit (5) before an upshifting process, namely when an expected upshifting process is signaled to the control unit (5) on the basis of a negative accelerator pedal gradient that has been determined, with a negative minimum being determined - Accelerator pedal gradient or an expected upshift process is recognized and/or signaled on the basis of a determined negative accelerator pedal gradient, which is greater in absolute value than a previously determined minimum accelerator pedal gradient, and the load point increase provided by the control unit (5) when the clutch (4) is opened for an upshift process is or is opened, is then realized on the internal combustion engine (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstranges, insbesondere eines Hybrid-Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for controlling and/or regulating a drive train, in particular a hybrid drive train of a motor vehicle, according to the features of the preamble of patent claim 1.
Die im Stand der Technik bekannten Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen mindestens eine Verbrennungskraftmaschine, mindestens ein Getriebe und mindestens eine Kupplung auf, wobei die Kupplung im Wesentlichen funktional wirksam zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe angeordnet ist. Derartige Antriebsstränge können auch als sogenannte Hybrid-Antriebsstränge ausgebildet sein, insbesondere also zusätzlich eine Elektromaschine, insbesondere einen Elektromotor und/oder Generator aufweisen.The drive trains for motor vehicles known in the prior art have at least one internal combustion engine, at least one transmission and at least one clutch, with the clutch being arranged essentially functionally effective between the internal combustion engine and the transmission. Such drive trains can also be embodied as so-called hybrid drive trains, ie in particular additionally have an electric machine, in particular an electric motor and/or generator.
Die Getriebe in Kraftfahrzeugen können auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein, bei dem hier in Rede stehenden Antriebssträngen ist das entsprechende Getriebe als ein Schaltgetriebe, insbesondere als ein automatisiertes Schaltgetriebe ausgeführt bzw. ausgebildet. Das Schaltgetriebe weist mindestens eine Getriebeeingangswelle und mindestens eine Getriebeausgangswelle auf und kann - je nach spezifischer Ausführungsform - zusätzlich noch eine Triebwelle oder auch mehrere Triebwellen aufweisen.The transmissions in motor vehicles can be designed in different ways. In the case of the drive trains in question here, the corresponding transmission is designed or designed as a manual transmission, in particular as an automated manual transmission. The transmission has at least one transmission input shaft and at least one transmission output shaft and can—depending on the specific embodiment—also have a drive shaft or several drive shafts.
So wird in einem entsprechenden Antriebsstrang bei einem Hochschaltvorgang des Kraftfahrzeuges von einer niedrigeren in eine höhere Gangstufe bzw. von einem niedrigeren in einen höheren Gang, insbesondere von einem Lastgang in einen Zielgang, die Kupplung zunächst geöffnet und nach dem Gangwechsel im Schaltgetriebe, also nach dem Wechsel von dem niedrigeren in den höheren Gang, insbesondere vom Last- in den Zielgang, wieder geschlossen. Der hier in Rede stehende „Hochschaltvorgang“ beginnt daher im Wesentlichen mit dem Öffnen der entsprechenden Kupplung bzw. endet mit dem Schließen der Kupplung. Der Antriebsstrang weist mindestens ein Steuergerät auf, mit dessen Hilfe insbesondere die Verbrennungskraftmaschine steuerbar und/oder regelbar ist. Innerhalb des Antriebsstranges ist mindestens ein Fahrpedal vorgesehen bzw. weist das Kraftfahrzeug ein Fahrpedal auf, wobei der Fahrpedalgradient, bzw. eine Fahrpedalbetätigung, insbesondere über eine separat vorgesehene Auswerteeinheit ermittelt wird. Bei einem Hochschaltvorgang wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine verglichen, wobei zur Synchronisierung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bei einem Hochschaltvorgang die Drehzahl der Antriebswelle („Kurbelwelle“) der Verbrennungskraftmaschine verringert wird, nämlich eine Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine bei geöffneter Kupplung erfolgt.In a corresponding drive train, for example, when the motor vehicle shifts up from a lower to a higher gear or from a lower to a higher gear, in particular from a low gear to a target gear, the clutch is first opened and after the gear change in the manual transmission, i.e. after the Changing from the lower to the higher gear, in particular from the load gear to the target gear, closed again. The "upshifting process" in question therefore essentially begins with the opening of the corresponding clutch and ends with the closing of the clutch. The drive train has at least one control unit, with the help of which the internal combustion engine in particular can be controlled and/or regulated. At least one accelerator pedal is provided within the drive train or the motor vehicle has an accelerator pedal, with the accelerator pedal gradient or an accelerator pedal actuation being determined in particular via a separately provided evaluation unit. During an upshift, the speed of the transmission input shaft is compared with the speed of the internal combustion engine, with the speed of the drive shaft (“crankshaft”) of the internal combustion engine being reduced during an upshift in order to synchronize the speed of the internal combustion engine, namely the load point of the internal combustion engine is increased when the clutch is open.
Insbesondere die
So ist weiterhin aus der
In der
Schließlich ist aus der
Das im Stand der Technik bekannte Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Antriebsstranges, von dem die Erfindung ausgeht, ist noch nicht optimal ausgebildet. Zur Synchronisierung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bei einem Hochschaltvorgang erfolgt eine Lastpunktanhebung der Verbrennungsmaschine bei geöffneter Kupplung. Insbesondere wird daher die E-Maschine zur Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine im generatorischen Betrieb zugeschaltet. Bei der Verringerung der Drehzahl der Antriebswelle bzw. der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine kommt es aufgrund von regelungstechnischen Gründen, insbesondere auch aufgrund vorliegender Signallatenzen (Signalpausen) zu Verzögerungen „von einigen 100 ms“. Dadurch ist die zeitliche Ausführung der gewünschten Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine zur Reduzierung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine noch nicht optimal. Es kommt zumindest zu geringen Zeitverzögerungen, so dass damit Nachteile verbunden sind, wie beispielsweise ein länger andauernder Hochschaltvorgang. Insbesondere auch aus regelungstechnischen Gründen kann es dann bei einem Hochschaltvorgang im Schaltgetriebe auch insbesondere zusätzlich noch zu einem deutlichen hörbaren „Klacken“ kommen, wenn der Hochschaltvorgang beendet, insbesondere die Kupplung geschlossen, wird und die Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine wirksam mit der Getriebeeingangswelle über die dann geschlossene Kupplung verbunden wird.The method known in the prior art for controlling and/or regulating the drive train, from which the invention is based, is not yet optimally designed. To synchronize the speed of the internal combustion engine during an upshift, the load point of the internal combustion engine is increased with the clutch open. In particular, therefore, the electric machine is switched on to increase the load point of the internal combustion engine in generator mode. When the speed of the drive shaft or the crankshaft of the internal combustion engine is reduced, there are delays of “several 100 ms” due to technical control reasons, in particular also due to existing signal latencies (signal pauses). As a result, the timing of the desired increase in the load point of the internal combustion engine to reduce the speed of the internal combustion engine is not yet optimal. There are at least slight time delays, so that disadvantages are associated with them, such as, for example, an upshifting process that lasts longer. In particular, for technical control reasons, there can also be a clearly audible "click" during an upshift in the manual transmission when the upshift is completed, in particular the clutch is closed and the drive shaft of the internal combustion engine is effectively connected to the transmission input shaft via the then closed clutch is connected.
Ähnlich ist es auch bei den anderen im Stand der Technik, eingangs bereits geschilderten, weiteren bekannten Verfahren, denn auch hier kommt es zu einem entsprechend erhöhten Schaltaufwand und/oder zu Geräuschen im Schaltgetriebe aufgrund der zuvor genannten Problematik.It is similar with the other methods already described in the prior art, because here, too, there is a correspondingly increased shift effort and/or noises in the manual transmission due to the aforementioned problems.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Stand der Technik, von dem Erfindung ausgeht, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Schaltablauf bei einem Hochschaltvorgang einerseits zeitlich verkürzt ist, insbesondere regelungstechnische Verzögerungen und/oder Signallatenzen verringert und/oder vermieden sind, sowie insbesondere auch aufgrund eines verbesserten Hochschaltvorgangs möglicherweise im Getriebe entstehende Geräusche verringert sind bzw. verhindert sind.The invention is therefore based on the object of designing and developing the prior art mentioned at the outset, on which the invention is based, in such a way that the shift sequence during an upshift process is shortened in terms of time, in particular control delays and/or signal latencies are reduced and/or avoided , and in particular also due to an improved upshifting process, noises that may arise in the transmission are reduced or prevented.
Die zuvor gezeigte Aufgabe ist nun zunächst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.The object shown above is now initially solved with the features of patent claim 1.
Die Lastpunktanhebung wird nun bereits vor einem Hochschaltvorgang durch das Motorsteuergerät berechnet und/oder bereitgestellt, nämlich dann, wenn aufgrund eines ermittelten negativen Fahrpedalgradienten dem Motorsteuergerät ein zu erwartender Hochschaltvorgang signalisiert wird.The load point increase is now already calculated and/or provided by the engine control unit before an upshift operation, namely when an expected upshift operation is signaled to the engine control unit on the basis of a negative accelerator pedal gradient that has been determined.
Anders ausgedrückt, im „Normalfall“, wenn der Fahrer eines Kraftfahrzeuges einen Hochschaltvorgang einleiten möchte, nimmt er den Fuß vom Fahrpedal, insbesondere auch in einer zügigeren / abrupteren Art als wenn er langsamer vom Fahrpedal geht, als wenn er beispielsweise nur die Fahrt des Kraftfahrzeuges leicht verlangsamen möchte. Da der Fahrpedalgradient, insbesondere also die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrpedals, insbesondere permanent ermittelt und insbesondere dem Steuergerät auch übermittelt wird, ist ein ermittelter, insbesondere negativer (Fahrpedal wird in Richtung der Ausgangsstellung bewegt) Fahrpedalgradient ein Anzeichen dafür, dass der Fahrer des Fahrzeuges beabsichtigt, einen Schaltvorgang, insbesondere einen Hochschaltvorgang durchzuführen.In other words, in the "normal case", when the driver of a motor vehicle wants to initiate an upshift, he takes his foot off the accelerator pedal, in particular in a quicker / more abrupt manner than if he takes his foot off the accelerator pedal more slowly than if, for example, he only drives the motor vehicle want to slow down slightly. Since the accelerator pedal gradient, in particular the movement speed of the accelerator pedal, is in particular constantly determined and in particular also transmitted to the control unit, a determined, in particular negative (accelerator pedal is moved in the direction of the initial position) accelerator pedal gradient is an indication that the driver of the vehicle intends to Switching process, in particular to perform an upshift.
Im Allgemeinen wird der Fahrer, wenn er einen Rückschaltvorgang durchführen möchte, etwas weniger stark / weniger abrupt den Fuß vom Fahrpedal nehmen, weil er das Fahrzeug zunächst erstmal versucht zu verlangsamen. Daher spricht insbesondere ein bestimmter negativer Mindest-Fahrpedalgradient (oder ein betragsmäßig noch größerer ermittelter entsprechender Wert für den negativen Fahrpedalgradienten, der betragsmäßig noch größer ist als ein jeweiliger insbesondere zuvor festgelegter und/oder bestimmter negativer Mindest-Fahrpedalgradient) daher zunächst für einen zu erwartenden Hochschaltvorgang. Insbesondere hat sich gezeigt, dass hier ein bestimmter negativer Mindest-Fahrpedalgradient von insbesondere -50 % / Sekunde geeignet erscheint. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dann natürlich auch durchgeführt, wenn für einen negativen Fahrpedalgradienten - absolut - noch kleinere Werte, beispielsweise von insbesondere von < -50 % / Sekunde, wie beispielsweise - 250 % / Sekunde bzw. rein betragsmäßig größere Werte ermittelt werden. Ein bestimmter negativer Mindest-Fahrpedalgradient bildet daher insbesondere nur eine „Startgrenze“ bzw. einen Grenzwert zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.In general, when the driver wants to downshift, they will take their foot off the accelerator pedal a little less forcefully/abruptly because they are trying to slow the vehicle first. Therefore, in particular, a specific negative minimum accelerator pedal gradient (or a determined corresponding value for the negative accelerator pedal gradient that is even greater in terms of absolute value, which is even greater in terms of absolute value than a respective negative minimum accelerator pedal gradient, in particular previously specified and/or specific) therefore initially indicates an expected upshift . In particular, it has been shown that a specific negative minimum accelerator pedal gradient of -50%/second in particular appears suitable here. The method according to the invention is of course also carried out when even smaller absolute values, for example <-50%/second, such as -250%/second or purely absolute values, are determined for a negative accelerator pedal gradient. A certain negative minimum accelerator pedal gradient therefore forms in particular only a “start limit” or a limit value for carrying out the method according to the invention.
Für die zuvor erwähnten Fälle, nämlich dass vor einem Hochschaltvorgang ein negativer Fahrpedalgradient ermittelt wird, nämlich dass ein entsprechender ermittelter negativer Mindest-Fahrpedalgradient, insbesondere ein bestimmter negativer Mindest-Fahrpedalgradient von insbesondere - 50 % / Sekunde, ermittelt oder weiter absolut unterschritten (bzw. betragsmäßig überschritten) wird, wird dann nun die für den zu erwartenden Hochschaltvorgang die gewünschte Lastpunktanhebung bereits vor Beginn des Hochschaltvorgangs, insbesondere also vor Beginn des Öffnens der Kupplung, vom Steuergerät berechnet und/oder hier bereitgestellt. Damit liegt der entsprechende Wert für die gewünschte Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine bereits vor, wenn der Hochschaltvorgang durchgeführt wird bzw. beginnt, insbesondere die Kupplung geöffnet wird. Zeitliche Verzögerungen und/oder regelungstechnische Verzögerungen sind damit verringert bzw. verhindert.For the above-mentioned cases, namely that a negative accelerator pedal gradient is determined before an upshift, namely that a correspondingly determined negative minimum accelerator pedal gradient, in particular a certain negative minimum accelerator pedal gradient of in particular - 50 % / second, is determined or is still absolutely undercut (or exceeded in terms of amount), the desired load point increase for the expected upshift process is then calculated by the control unit and/or before the start of the upshift process, in particular before the start of the opening of the clutch provided here. The corresponding value for the desired increase in the load point of the internal combustion engine is therefore already available when the upshift process is carried out or begins, in particular when the clutch is opened. Time delays and/or technical control delays are thus reduced or prevented.
Wird die Kupplung für einen Hochschaltvorgang geöffnet bzw. der Hochschaltvorgang durchgeführt, wird die vom Steuergerät bereitgestellte Lastpunktanhebung an der Verbrennungskraftmaschine realisiert, insbesondere ohne eine zeitliche Verzögerung.If the clutch is opened for an upshift process or the upshift process is carried out, the increase in load point provided by the control unit is implemented on the internal combustion engine, in particular without a time delay.
Wenn nach einem bestimmten Zeitfenster kein Hochschaltvorgang bzw. kein Gangwechsel im Schaltgetriebe durchgeführt worden ist, also der Fahrer des Kraftfahrzeugs definitiv keinen Gangwechsel und damit auch keinen Hochschaltvorgang anfordert, wird die vom Steuergerät bereitgestellte Lastpunktanhebung im Steuergerät verworfen oder gelöscht. Damit könnte zum gegebenen Zeitpunkt das Verfahren vom Neuen beginnen bzw. wird im Steuergerät keine Rechenzeit und/oder kein Speicherplatz mehr beansprucht.If, after a certain time window, no upshift or no gear change has been carried out in the manual transmission, i.e. the driver of the motor vehicle definitely does not request a gear change and thus no upshift either, the load point increase provided by the control unit is rejected or deleted in the control unit. This means that the method could start anew at the given point in time, or no more computing time and/or memory space is required in the control unit.
Insbesondere wird die Lastpunktanhebung einer Verbrennungskraftmaschine so realisiert bzw. die Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine so verringert, dass die betragsmäßige Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle einen bestimmten Wert unterschreitet, insbesondere kleiner / gleich ist als 200 Umdrehungen pro Minute. Die Praxis hat insbesondere gezeigt, dass, sollte die betragsmäßige Differenz > 200 Umdrehungen pro Minute sein, insbesondere auch störende Geräusche im Schaltgetriebe beim Schließen der Kupplung verhindert sind.In particular, the load point increase of an internal combustion engine is realized or the speed of the drive shaft of the internal combustion engine is reduced in such a way that the absolute difference between the speed of the drive shaft of the internal combustion engine and the speed of the transmission input shaft falls below a certain value, in particular is less than / equal to 200 revolutions per minute . Practice has shown in particular that if the absolute difference is > 200 revolutions per minute, particularly annoying noises in the manual transmission when the clutch is engaged are prevented.
Insbesondere ist sehr von Vorteil, wenn nach bzw. bei Abschluss der Synchronisierung die Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine unterhalb der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt, insbesondere hier dann auch die betragsmäßige Differenz zwischen der aktuellen Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine und der aktuellen Drehzahl der Getriebeeingangswelle kleiner / gleich 200 Umdrehungen pro Minute ist, wenn die Synchronisierung im Wesentlichen abgeschlossen ist und dann die Kupplung geschlossen werden kann. Es ist daher von besonderen Vorteil, wenn durch die Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine die Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine unterhalb der Drehzahl der Getriebeeingangswelle während des Hochschaltvorganges geführt wird und die Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine auch entsprechend unterhalb der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt, wenn die Kupplung geschlossen wird.In particular, it is very advantageous if after or at the end of the synchronization the speed of the drive shaft of the internal combustion engine is below the speed of the transmission input shaft, especially here the absolute difference between the current speed of the drive shaft of the internal combustion engine and the current speed of the transmission input shaft is smaller / equals 200 rpm when synchronization is essentially complete and then the clutch can be closed. It is therefore of particular advantage if, due to the increase in the load point of the internal combustion engine, the speed of the drive shaft of the internal combustion engine is kept below the speed of the transmission input shaft during the upshift process and the speed of the drive shaft of the internal combustion engine is also correspondingly below the speed of the transmission input shaft when the clutch is engaged .
Insbesondere kann, wenn der Antriebsstrang als ein Hybrid-Antriebsstrang ausgebildet ist, die entsprechende Lastpunktanhebung durch die Zuschaltung der E-Maschine erfolgen. Insbesondere kann der Hybrid-Antriebsstrang als ein „Mild-Hybrid-Antriebsstrang“ ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass die Lastpunktanhebung durch zu- und/oder abschaltbare, insbesondere durch die Verbrennungskraftmaschine antreibbare, Nebenaggregate realisiert wird, insbesondere durch eine Lichtmaschine und/oder einen 48-Volt-Generator.In particular, if the drive train is designed as a hybrid drive train, the corresponding load point increase can take place by switching on the electric machine. In particular, the hybrid drive train can be designed as a “mild hybrid drive train”. It is also conceivable, however, for the load point increase to be realized by auxiliary units that can be switched on and/or off, in particular by the internal combustion engine, in particular by an alternator and/or a 48-volt generator.
Grundsätzlich gilt, dass für die Realisierung der Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zur Verringerung der Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine bei einem Hochschaltvorgang entsprechende durch die Antriebswelle bzw. Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Nebenaggregate verwendet und/oder diese entsprechend zugeschaltet werden können.In principle, for the realization of the load point increase of the internal combustion engine, in particular for reducing the speed of the drive shaft of the internal combustion engine during an upshift process, appropriate ancillary units that can be driven by the drive shaft or crankshaft of the internal combustion engine can be used and/or these can be switched on accordingly.
Beispielsweise kann die Lastpunktanhebung durch das Anheben des Strömungswiderstandes des Kühlmittelkreislaufes und/oder durch das Anheben der Kälteleistung des Klimakompressors des Fahrzeuges realisiert werden. Insbesondere das kurzfristige Anheben der Kälteleistung des Klimakompressors verringert für den Hochschaltvorgang die Drehzahl der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine, wird durch den Fahrer aber im Wesentlichen nicht direkt wahrgenommen. Ähnliches gilt für die Realisierung der Lastpunktanhebung durch das Anheben der Förderleistung der im Fahrzeug ohnehin vorhandenen Ölpumpe.For example, the load point can be raised by increasing the flow resistance of the coolant circuit and/or by increasing the cooling capacity of the vehicle's air conditioning compressor. In particular, the short-term increase in the cooling capacity of the air conditioning compressor reduces the speed of the drive shaft of the internal combustion engine for the upshift process, but is essentially not directly perceived by the driver. The same applies to the realization of the load point increase by increasing the delivery capacity of the oil pump that is already present in the vehicle.
Insbesondere bei einem Hybrid-Antriebsstrang kann die Lastpunktanhebung auch durch eine entsprechende Ansteuerung eines E-Turbos und/oder eines E-Kompressors realisiert werden.Particularly in the case of a hybrid drive train, the increase in the load point can also be implemented by appropriate activation of an e-turbo and/or an e-compressor.
Auch andere Möglichkeiten sind denkbar, wie die Realisierung der Lastpunktanhebung durch ein Schließen der Drosselkappe und/oder durch Ansteuern einer variablen Turbinengeometrie einer Turbine eines Abgasturboladers und/oder einer variablen Kompressorgeometrie eines Verdichters. Dies ist insbesondere abhängig von dem in einem Antriebsstrang zur Verfügung stehenden Komponenten bzw. von dem in einem Kraftfahrzeug verbauten Komponenten bzw. Aggregaten, insbesondere also von der Ausführungsform des jeweiligen Kraftfahrzeuges.Other options are also conceivable, such as realizing the load point increase by closing the throttle cap and/or by controlling a variable turbine geometry of a turbine of an exhaust gas turbocharger and/or a variable compressor geometry of a compressor. This depends in particular on the components available in a drive train or on those installed in a motor vehicle Components or aggregates, in particular from the embodiment of the respective motor vehicle.
Auch die Realisierung einer Lastpunktanhebung durch die Reduktion des Ventilhubs und/oder die Realisierung der Lastpunktanhebung durch das Anheben des Abgasgegendrucks ist möglich, insbesondere durch ein zumindest teilweises Schließen wenigstens einer im Abgassystem vorhandenen Abgasklappe. Auch kann der Abgasgegendruck durch Reduzierung einer Abgasrückführung erhöht werden.It is also possible to increase the load point by reducing the valve lift and/or to increase the load point by raising the exhaust back pressure, in particular by at least partially closing at least one exhaust flap in the exhaust system. The exhaust back pressure can also be increased by reducing exhaust gas recirculation.
Die zuvor genannten Beispiele zeigen, dass mit den möglicherweise ohnehin vorhandenen Komponenten bzw. Aggregaten eines Kraftfahrzeuges die zuvor genannte Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann. The examples mentioned above show that the previously mentioned increase in the load point of the internal combustion engine can be realized with the components or assemblies of a motor vehicle that may be present anyway.
Im Ergebnis sind die zuvor genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt, insbesondere sind zeitliche Verzögerungen beim Hochschaltvorgang verhindert und/oder reduziert, was zu entsprechenden Vorteilen führt.As a result, the aforementioned disadvantages are avoided and corresponding advantages are achieved, in particular time delays during the upshift process are prevented and/or reduced, which leads to corresponding advantages.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
-
1 einen Antriebsstrang, insbesondere einen Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann.
-
1 a drive train, in particular a hybrid drive train for a motor vehicle, in which the method according to the invention can be applied.
In
Weiterhin ist mindestens ein Steuergerät 5 vorgesehen, insbesondere hier ein Motorsteuergerät 5a vorgesehen. Wie die
Weiterhin ist ein Fahrpedal 14 vorgesehen, wobei der Fahrpedalgradient, insbesondere permanent ermittelt und die entsprechenden Werte oder Signale insbesondere dem Steuergerät 5, hier dem Motorsteuergerät 5a übermittelt werden.An
Da der hier dargestellte Antriebsstrang 1 ist insbesondere als ein Hybrid-Antriebsstrang 1a ausgebildet, es ist daher zusätzlich eine E-Maschine 11 vorgesehen.Since the drive train 1 shown here is designed in particular as a hybrid drive train 1a, an
Ein Differential 9 weist einen Differentialkorb 9a und ein Differentialantriebsrad 9b auf. Insbesondere die Getriebeausgangswelle 8 ist über ein Abtriebszahnrad 10 wirksam mit dem Differential 9 verbunden.A differential 9 has a
Weiterhin erkennbar sind im Schaltgetriebe 3 vorgesehene Synchronisiervorrichtungen S1 bzw. S2 und insgesamt hier vier Gangstufen I bis IV (bzw. vier Gänge). Die Gangstufen I bis IV sollen im Wesentlichen den entsprechenden Gängen vom ersten Gang bis zum vierten Gang entsprechen.Synchronizing devices S1 and S2 provided in the
Weiterhin vorgesehen sind hier in der
Wie die
Beim Hochschaltvorgang des Kraftfahrzeugs von einem niedrigeren in einen höheren Gang, beispielsweise von der zweiten in die dritte Gangstufe, also von der Gangstufe II in die Gangstufe III, insbesondere von einem zweiten Gang II als Lastgang in die Gangstufe III als Zielgang, wird die Kupplung 4 zunächst geöffnet und dann nach dem im Schaltgetriebe 3 erfolgten Gangwechsel wieder geschlossen. Die insbesondere aktuelle Drehzahl der Getriebeeingangswelle 7 wird hierbei mit der insbesondere aktuellen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 2, hier also der Drehzahl der Antriebswelle 2a verglichen.When the motor vehicle shifts up from a lower to a higher gear, for example from the second to the third gear, i.e. from gear II to gear III, in particular from a second gear II as a load gear to gear III as the target gear, the clutch 4th first opened and then closed again after the gear change in
Zur Synchronisierung der Verbrennungskraftmaschine 2, also zur Verringerung der Drehzahl der Antriebswelle 2a wird bei dem Hochschaltvorgang eine Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine 2 bei geöffneter Kupplung 4 realisiert. Hierzu wird insbesondere die E-Maschine 11 zur Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine 2 im generatorischen Betrieb zugeschaltet, insbesondere um die Drehzahl der Antriebswelle 2a der Verbrennungskraftmaschine 2 entsprechend zu reduzieren, insbesondere in Richtung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 7 zu verringern bzw. an diese anzugleichen.In order to synchronize the
Die Lastpunktanhebung wird bereits vor einem Hochschaltvorgang durch ein Steuergerät 5, insbesondere durch das Motorsteuergerät 5a berechnet und/oder bereitgestellt, nämlich dann, wenn aufgrund eines ermittelten negativen Fahrpedalgradienten dem Steuergerät 5, insbesondere dem Motorsteuergerät 5a ein zu erwartender Hochschaltvorgang signalisiert wird. Hierzu wird die Betätigung und/oder Positionierung des Fahrpedals 14 insbesondere permanent insbesondere über eine Auswertevorrichtung überwacht.The load point increase is calculated and/or provided by a
Wird daher ein negativer Fahrpedalgradient ermittelt, das Fahrpedal 14 also in Richtung einer Ausgangsstellung bewegt bzw. nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal, berechnet das Steuergerät 5, hier insbesondere das Motorsteuergerät 5a die Lastpunktanhebung für die Verbrennungskraftmaschine 2 bzw. stellt den entsprechenden Wert für diese Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine 2 bereits bereit, bevor der Hochschaltvorgang selbst durchgeführt wird. Für den Fall, dass kein Schaltvorgang, insbesondere kein Hochschaltvorgang vom Fahrer angefordert wird, wird die im Steuergerät berechnete und/oder bereitgestellte Lastpunktanhebung wieder gelöscht.Therefore, if a negative accelerator pedal gradient is determined, i.e. if
Bei einem Hochschaltvorgang geht der Fahrer insbesondere sehr stark / abrupt vom Fahrpedal 14 runter, so dass das Fahrpedal 14 sich relativ schnell bewegt, wenn der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal 14 nimmt.In particular, during an upshift process, the driver depresses the
Wird daher ein entsprechender negativer Mindest-Fahrpedalgradient, also ein bestimmter Wert für den negativen Mindest-Fahrpedalgradient, erreicht oder absolut unterschritten (bzw. ein insbesondere zuvor festgelegter negativer Mindest-Fahrpedalgradient betragsmäßig überschritten bzw. ein negativer Fahrpedalgradient ermittelt, der betragsmäßig größer ist als der negative Mindest-Fahrpedalgradient), ist dies ein Anzeichen für einen zu erwartenden Hochschaltvorgang. Für diesen Fall wird die Lastpunktanhebung bereits vor dem Hochschaltvorgang, also vor dem Öffnen der Kupplung 4 durch das Steuergerät 5, insbesondere durch das Motorsteuergerät 5a berechnet und/oder bereitgestellt. Das führt zu den bereits eingangs genannten Vorteilen.Therefore, if a corresponding negative minimum accelerator pedal gradient, i.e. a certain value for the negative minimum accelerator pedal gradient, is reached or undershot absolutely (or a previously defined negative minimum accelerator pedal gradient is exceeded in terms of amount or a negative accelerator pedal gradient is determined that is greater in terms of amount than the negative minimum accelerator pedal gradient), this is an indication of an expected upshift. In this case, the increase in the load point is calculated and/or made available by the
Die vom Steuergerät 5, insbesondere vom Motorsteuergerät 5a bereitgestellte Lastpunktanhebung wird, wenn die Kupplung 4 für einen Hochschaltvorgang geöffnet ist bzw. wird, dann an der Verbrennungskraftmaschine 2 realisiert, wodurch die Drehzahl der Antriebswelle 2a der Verbrennungskraftmaschine 2 reduziert, insbesondere für den entsprechenden Zielgang synchronisiert wird.The load point increase provided by the
Die vom Steuergerät 5, insbesondere vom Motorsteuergerät 5a bereitgestellte Lastpunktanhebung wird im Steuergerät 5, insbesondere im Motorsteuergerät 5a verworfen oder gelöscht, wenn nach einem bestimmten Zeitfenster kein Hochschaltvorgang bzw. kein Gangwechsel im Schaltgetriebe 3 durchgeführt worden ist. Hierdurch werden unnötige Speicherkapazitäten und/oder Prozessorabläufe im Steuergerät 5, insbesondere im Motorsteuergerät 5a verhindert.The load point increase provided by
Insbesondere wird die Lastpunktanhebung an der Verbrennungskraftmaschine 2 so realisiert, dass die betragsmäßige Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle 2a der Verbrennungskraftmaschine 2 und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 7 einen bestimmten Wert unterschreitet, insbesondere kleiner / gleich 200 Umdrehungen pro Minute ist, wenn der Synchronisiervorgang im Wesentlichen abgeschlossen ist.In particular, the load point increase on the
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Drehzahl der Antriebswelle 2a der Verbrennungskraftmaschine 2 unterhalb der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 7 liegt, wenn die Kupplung geschlossen wird. Auch für diesen Fall, dass die Drehzahl der Antriebswelle 2a der Verbrennungskraftmaschine 2 geringer ist als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 7, sollte die Differenz zwischen beiden Drehzahlen gleich oder geringer sein als ein bestimmter Wert, insbesondere betragsmäßig gleich oder geringer als sein als 200 Umdrehungen pro Minute.It has proven to be particularly advantageous if the speed of the
Der hier als ein Hybrid-Antriebsstrang 1a ausgebildete Antriebsstrang 1 weist die bereits erwähnte E-Maschine 11 auf. Die erforderliche Lastpunktanhebung wird insbesondere durch die Zuschaltung der E-Maschine 11 realisiert. Insbesondere weist die E-Maschine 11 eine bestimmte begrenzte Leistung auf, insbesondere ist der Hybrid-Antriebsstrang 1a insbesondere als ein „Mild-Hybrid-Antriebsstrang“ ausgebildet.The drive train 1 embodied here as a hybrid drive train 1a has the
Denkbar ist auch, dass die Lastpunktanhebung durch andere zu- und/oder abschaltbare, insbesondere durch die Verbrennungskraftmaschine 2 antreibbare Nebenaggregate realisiert wird, insbesondere durch eine Lichtmaschine 15 und/oder durch einen 48-Volt-Generator. Eine Lichtmaschine 15 ist auch als „Generator“ bezeichnenbar.It is also conceivable that the load point increase is realized by other auxiliary units that can be switched on and/or off, in particular that can be driven by the
Auch ist die Lastpunktanhebung realisierbar durch das Anheben des Strömungswiderstandes des Kühlmittelkreislaufes 16, beispielsweise durch die Einstellung / Ansteuerung eines entsprechenden Ventiles. Auch die Anhebung der Kälteleistung eines Klimakompressors 17 ist denkbar. Beispielsweise kann die erforderliche Lastpunktanhebung durch das Anheben der Förderleistung einer Ölpumpe 18 realisiert werden und/oder durch andere Nebenaggregate, wie beispielsweise durch die entsprechende Ansteuerung eines E-Motors 19 oder eines E-Kompressors 20.The load point increase can also be realized by raising the flow resistance of the
Denkbar sind auch andere Möglichkeiten wie eine Lastpunktanhebung durch das Schließen der Drosselklappe 21 und/oder eine Lastpunktanhebung durch Ansteuern einer variablen Turbinengeometrie einer Turbine eines Abgasturboladers 22 und/oder einer variablen Kompressorgeometrie eines Verdichters 23.Other options are also conceivable, such as raising the load point by closing
Schließlich ist die Lastpunktanhebung auch durch die Reduktion des Ventilhubes eines Ventils 24 möglich oder durch das Anheben des Abgasgegendrucks, insbesondere durch zumindest ein teilweises Schließen einer Abgasklappe 25. Auch kann der Abgasgegendruck beispielsweise auch durch Reduzieren einer Abgasführungsrate entsprechend erhöht werden. Hier sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar.Finally, the load point increase is also possible by reducing the valve lift of a
Schließlich kann eine Lastpunktanhebung auch unter Berücksichtigung von Strecken- und/oder Verkehrsdaten, insbesondere von PSD-Daten realisiert werden.Finally, a load point increase can also be implemented taking into account route and/or traffic data, in particular PSD data.
Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.As a result, the disadvantages mentioned at the outset are avoided and corresponding advantages are achieved.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Antriebsstrangpowertrain
- 1a1a
- Hybrid-Antriebsstranghybrid powertrain
- 22
- Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
- 2a2a
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Schaltgetriebemanual transmission
- 3a3a
- automatisiertes Schaltgetriebeautomatic transmission
- 44
- Kupplungcoupling
- 55
- Steuergerätcontrol unit
- 5a5a
- Motorsteuergerätengine control unit
- 5b5b
- Getriebesteuergerättransmission control unit
- 66
- Aktuatoractuator
- 77
- Getriebeeingangswelletransmission input shaft
- 88th
- Getriebeausgangswelletransmission output shaft
- 99
- Differentialdifferential
- 9a9a
- Differentialkorbdifferential cage
- 9b9b
- Differentialantriebsraddifferential drive gear
- 1010
- Abtriebszahnradoutput gear
- 1111
- E-Maschineelectric machine
- 11a11a
- Antriebswelledrive shaft
- 1212
- Signal- und/oder DatenleitungSignal and/or data line
- 1313
- Signal- und/oder DatenleitungSignal and/or data line
- 1414
- Fahrpedalaccelerator pedal
- 1515
- Lichtmaschinealternator
- 1616
- Kühlmittelkreislaufcoolant circuit
- 1717
- Klimakompressorair conditioning compressor
- 1818
- Ölpumpeoil pump
- 1919
- E-Motorelectric motor
- 2020
- E-Kompressore-compressor
- 2121
- Drosselklappethrottle
- 2222
- Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
- 2323
- Verdichtercompressor
- 2424
- VentilValve
- 2525
- Abgasklappe exhaust flap
- KFKF
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- S1, S2S1, S2
- Synchronisiervorrichtung / SchiebemuffenSynchronizer / sliding sleeves
- I, II, III, IVI, II, III, IV
- Gangstufengear steps
Claims (13)
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| R020 | Patent grant now final |