DE102017212672A1

DE102017212672A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017212672A1
Application number: DE102017212672.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Deprez; Christoph Köhler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1), ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (3) geschaltes, mehrere Gänge bereitstellendes Getriebe (2) und eine Kupplung (6, 28, 30) umfasst, die in Richtung vom Antriebsaggregat (1) aus gesehen im Kraftfluss vor dem die mehreren Gängen bereitstellenden Getriebe (2) positioniert oder Teil des Getriebes (2) ist, wobei für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) ein Ansteuersignal für die Kupplung (6, 28, 30) abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil oder abhängig von dem Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt wird. Für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) wird zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ein Offset für das Ansteuersignal der Kupplung (6, 28, 30) ermittelt. Der Offset wird über eine erste Filterfunktion reingefiltert und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausgefiltert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verfügt über ein Antriebsaggregat, einen Abtrieb sowie über ein zwischen das Antriebsaggregat und den Abtrieb geschaltetes Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats am Abtrieb bereit. Das Getriebe stellt mehrere Gänge bereit, und verfügt hierzu über Schaltelemente. In jedem Gang des Getriebes ist eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet. Ferner verfügt ein Kraftfahrzeug über eine Kupplung, die in Richtung vom Antriebsaggregat aus gesehen im Kraftfluss vor dem die mehreren Gänge bereitstellenden Getriebe positioniert oder Teil des Getriebes ist.
Bei dieser Kupplung kann es sich zum Beispiel um eine Trennkupplung handeln, die dann, wenn das Antriebsaggregat als Hybridantrieb ausgebildet ist, zwischen einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine des Hybridantriebs geschaltet ist. Ferner kann es sich bei dieser Kupplung um eine getriebeexterne oder getriebeinterne Anfahrkupplung handeln. Weiterhin kann es sich bei dieser Kupplung um eine Wandlerüberbrückungskupplung eines Wandlers handeln.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass für den Betrieb einer solchen Kupplung während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe ein Ansteuersignal für die Kupplung abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil, einem Schlupfregler-Momentanteil oder abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Überanpress-Momentanteil ermittelt wird. Dann, wenn die Kupplung in sogenannter Schlupfentkopplung betrieben wird, ist das Ansteuersignal für die Kupplung vom Vorsteuer-Momentanteil und vom Schlupfregler-Momentanteil abhängig. Dann hingegen, wenn die Kupplung in sogenannter Überanpressung betrieben wird, ist das Ansteuersignal für die Trennkupplung vom Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil abhängig.
In statischen Fahrzuständen, wie außerhalb der Ausführung von Schaltungen, kann eine solche Kupplung mithilfe eines solchen Ansteuersignals hinreichend genau angesteuert werden. In dynamischen Fahrzuständen hingegen, nämlich bei der Ausführung von Schaltungen im Getriebe, ist die aus der Praxis bekannte Ansteuerung der Kupplung jedoch unzureichend, sodass sich Drehzahlschwankungen bzw. Drehmomentschwankungen am Antriebsaggregat auf den Abtrieb auswirken. Insbesondere besteht die Gefahr, dass die anzusteuernde Kupplung ihre Differenzdrehzahl nicht halten kann, sodass dann die Kupplung entweder ungewünscht vollständig schließt oder vollständig öffnet.
Aus der US 2016/0031432 A1 und aus der US 2016/0355173 A1 sind jeweils Verfahren bekannt, mithilfe derer eine zwischen einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine eines Hybridantriebs geschaltete Trennkupplung angesteuert wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird für den Betrieb der Kupplung während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ein Offset für das Ansteuersignal der Kupplung ermittelt. Dieser Offset wird über eine erste Filterfunktion reingefiltert und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausgefiltert.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, zur Ansteuerung der Kupplung als zusätzlichen Anteil des Ansteuersignals einen Offset zu bestimmen und die Kupplung abhängig von diesem Offset anzusteuern. Der Offset wird über die erste Filterfunktion reingefiltert, insbesondere reingerampt, und nachfolgend über die zweite Filterfunktion rausgefiltert, insbesondere rausgerampt.
Der Offset kann dabei insbesondere genutzt werden, um die Kupplung während der Ausführung von Schaltungen gezielt anzusteuern, um ein ungewolltes Schließen bzw. Zuklatschen oder ein Öffnen bzw. Aufreißen der Kupplung während der Schaltungsausführung zu verhindern.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Offset für das Ansteuersignal der Kupplung für den Betrieb der Kupplung während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe derart ermittelt wird, dass für Schaltungen Soll-Schaltzeiten steuerungsseitig hinterlegt werden. Die Soll-Schaltzeiten für die Schaltungen werden in Soll-Drehzahlgradienten für die Schaltungen umgerechnet. Die Soll-Drehzahlgradienten für die Schaltungen werden in Massenträgheitsmomente für die Schaltungen umgerechnet. Abhängig vom Gradienten einer kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl werden massenträgheitsmomentabhängige Momente für die Schaltungen bestimmt. Abhängig von den massenträgheitsmomentabhängigen Momenten werden die Massenträgheitsmomente als Offsets für das Ansteuersignal genutzt oder in Offsets umgewandelt. Auf diese Art und Weise kann dann für die Kupplung ein Offset ermittelt werden, mit dem zuverlässig verhindert werden kann, dass die Kupplung während der Ausführung einer Schaltung zuklatscht bzw. schließt oder aufreißt bzw. öffnet.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment positiv und größer als ein erster Grenzwert ist oder demselben entspricht, das entsprechende Massenträgheitsmoment unverändert als Offset verwendet. Dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment negativ und kleiner als ein zweiter Grenzwert ist oder demselben entspricht, wird das entsprechende Massenträgheitsmoment unverändert als Offset verwendet. Dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment kleiner als der erste Grenzwert und größer als der zweite Grenzwert ist oder denselben entspricht, wird der Offset gegenüber dem entsprechenden Massenträgheitsmoment verändert. Diese Ermittlung des Offsets für das Ansteuersignal der anzusteuernden Kupplung ist besonders einfach und zuverlässig.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment negativ und größer als der zweite Grenzwert ist oder demselben entspricht, der Offset auf Null oder in etwa Null gesetzt. Dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment positiv und kleiner als der zweite Grenzwert jedoch größer als ein dritter Grenzwert ist oder demselben entspricht, wird der Offset vorzugsweise aus einer Mittelwertbildung entsprechender Massenträgheitsmomente bestimmt. Dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment positiv und kleiner als der dritter Grenzwert ist Grenzwert, wird der Offset auf Null oder in etwa Null gesetzt. Auch diese Details dienen der einfachen und zuverlässigen Bestimmung des Offsets für das Ansteuersignal der anzusteuernden Kupplung.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Offset für das Ansteuersignal der anzusteuernden Kupplung zu Beginn der Schaltung frühestens mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung und spätestens mit Verlassen einer Synchrondrehzahl des Ist-Gangs der Schaltung reingefiltert. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Offset zu Ende der Schaltung dann rausgefiltert, wenn eine Zeitspanne bis Erreichen einer Synchronbedingung des Ziel-Gangs kleiner als eine Zeitgrenze wird oder der Zeitgrenze erreicht. Mit diesen Weiterbildungen kann bei Ausführung einer Schaltung der Offset zu Beginn der Schaltung gezielt reingefiltert, insbesondere reingerampt, und zu Ende der Schaltung gezielt rausgefiltert, insbesondere rausgerampt, werden.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 14 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen ersten Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
2 einen zweiten Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
3 einen dritten Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
4 einen vierten Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
5 einen fünften Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
6 einen sechsten Antriebstrang eines zu betreibenden Kraftfahrzeugs,
7 ein erstes Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs,
8 ein zweites Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs,
9 ein exemplarisches Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs,
10 bis 18 mehrere Zeitdiagramme zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt ein exemplarisches Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Erfindung zum Einsatz kommen kann. So zeigt 1 ein Kraftfahrzeug mit einem als Hybridantrieb ausgebildeten Antriebsaggregat 1, einem Getriebe 2 und einem Abtrieb 3. Das als Hybridantrieb ausgebildete Antriebsaggregat 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 4 und eine elektrische Maschine 5, wobei zwischen den Verbrennungsmotor 4 und die elektrische Maschine 5 eine Trennkupplung 6 geschaltet ist. Zwischen den Verbrennungsmotor 5 und dem Abtrieb 3 ist das Getriebe 2 geschaltet, welches mehrere Gänge bereitstellt.
Beim Getriebe 2 handelt es sich um ein Automatikgetriebe, in welchem Gangwechsel bzw. Schaltungen automatisch ausgeführt werden. Hierzu umfasst das Getriebe 2 mehrere nicht gezeigte Schaltelemente, die von einer Schaltstrategie automatisch angesteuert werden. In jedem Gang des Getriebes 2 ist eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet. Zur Ausführung einer Schaltung von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang im Getriebe 2 wird mindestens ein zuvor in einem Ist-Gang der Schaltung geschlossenes Schaltelement für den Ziel-Gang geöffnet und mindestens ein zuvor im Ist-Gang der Schaltung geöffnetes Schaltelement für den Ziel-Gang der Schaltung geschlossen.
1 zeigt weiterhin Steuergeräte des Antriebsstrangs, so ein Motorsteuergerät 7, ein Getriebesteuergerät 8 und ein Hybridsteuergerät 9. Das Motorsteuergerät 7 dient der Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Verbrennungsmotors 4 des Antriebsaggregats 1. Das Getriebesteuergerät 8 dient der Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Getriebes 2. Das Hybridsteuergerät 9 dient der Steuerung und/oder Regelung der elektrischen Maschine 5 sowie der Trennkupplung 6. Das Hybridsteuergerät 9 kann Bestandteil des Getriebesteuergeräts 8 sein. Auch kann das Hybridsteuergerät 9 Bestandteil des Motorsteuergeräts 7 sein. Die Doppelpfeile der 1 verdeutlichen den Datenaustausch zwischen einerseits den Steuergeräten 7, 8 und 9 und andererseits zwischen den von den Steuergeräten 7, 8 und 9 zu steuernden und/oder zu regelnden Baugruppen des Kraftfahrzeugs.
Für den Betrieb der Trennkupplung 6 wird ein Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 ermittelt. Dieses Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 soll gewährleisten, dass die Trennkupplung 6 ein definiertes Kupplungsmoment überträgt. Das Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 ist dabei von mehreren Momentanteilen abhängig.
Aus der Praxis ist es bekannt, dass für den Betrieb der Trennkupplung 6 während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 das Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Überanpress-Momentanteil oder von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil abhängig ist, je nachdem ob die Kupplung in Überanpressung oder in Schlupfentkopplung betrieben wird. Dann, wenn die Trennkupplung 6 in Überanpressung betrieben wird, ist das Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Überanpress-Momentanteil abhängig. In einer Überanpressung ist die Trennkupplung 6 derart angesteuert, dass ein Schlupf an der Trennkupplung 6 vermieden wird. Dann, wenn die Trennkupplung 6 in Schlupfentkopplung betrieben wird, ist das Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil abhängig. In der Schlupfentkopplung wird von einem Drehzahlregler, der an der Trennkupplung 6 einen definierten Schlupf und damit eine definierte Differenzdrehzahl einstellen soll, der Schlupfregler-Momentanteil ermittelt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, für den Betrieb der Trennkupplung 6 zusätzlich einen Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 zu ermitteln, und zwar während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überpress-Momentanteil, je nachdem ob die Trennkupplung 6 in Überanpressung oder in Schlupfentkopplung betrieben wird.
Dieser Offset wird über eine erste Filterfunktion reingefiltert und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausgefiltert.
Nachfolgend wird die Erfindung für den Antriebsstrang der 1 und die Ansteuerung der Trennkupplung 6 während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 im Detail erläutert.
Um den Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 für den Betrieb der Trennkupplung 6 während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 zu ermitteln, werden in einem Steuergerät für Schaltungen Soll-Schaltzeiten steuerungsseitig hinterlegt.
In 9 ist exemplarisch eine Tabelle T1 gezeigt, in welcher für eine Schaltung für mehrere Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4, -M1, 0, M2, M3, M4, M5 Soll-Schaltzeiten Δt steuerungsseitig hinterlegt sind. Die Soll-Schaltzeiten Δt der Tabelle T1 sind abhängig von Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4, einer Drehzahl n_GE eines Getriebeeingangs des Getriebes 2 und abhängig von Stützstellen -M1, 0, M2, M3, M4, M5 eines Fahrerwunschmoments M_FW. Alternativ können die Soll-Schaltzeiten Δt auch abhängig von Stützstellen einer Drehzahl n_AB des Abtriebs 3 und abhängig von Stützstellen des Fahrerwunschmoments M_FW steuerungsseitig hinterlegt sein.
Für jede mögliche Schaltung des Getriebes 2, also für jede Hochschaltung und für jede Rückschaltung, sei es als Einfach- oder Mehrfachschaltung, als Direkt- oder Überscheidungsschaltung, als Sport- oder Normal- oder Spontanschaltung, ist jeweils ein solche Tabelle T1 steuerungsseitig hinterlegt. Abhängig vom Getriebe können über 100 solche Tabellen T1 steuerungsseitig hinterlegt sein.
Die Soll-Schaltzeiten Δt für die Schaltungen der Tabelle T1 werden gemäß der Tabelle T2 für die Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4, -M1, 0, M2, M3, M4, M5 in Soll-Drehzahlgradienten dn/dt umgerechnet, und zwar vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichungen: $\frac{d n}{d t} = \frac{n_{I S T} - n_{Z I E L}}{Δ t}$
$n_{Z I E L} = n_{I S T} \frac{i_{Z I E L}}{i_{I S T}}$
wobei

n_IST: die Ist-Drehzahl der auszuführenden Schaltung hier an der Getriebeeingangswelle oder alternativ am Abtrieb ist, und zwar abhängig davon, ob die Soll-Schaltzeiten Δt abhängig von Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4, einer Drehzahl n_GE oder abhängig von Stützstellen einer Drehzahl n_AB hinterlegt sind,
n_ZIEL: die Ziel-Drehzahl der auszuführenden Schaltung hier an der Getriebeeingangswelle oder alternativ am Abtrieb ist, und zwar abhängig davon, ob die Soll-Schaltzeiten Δt abhängig von Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4, einer Drehzahl n_GE oder abhängig von Stützstellen einer Drehzahl n_AB hinterlegt sind,
i_ZIEL: die Übersetzung des Ziel-Gangs der auszuführenden Schaltung ist,
i_IST: die Übersetzung des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung ist.

Diese Soll-Drehzahlgradienten dn/dt werden nachfolgend in verbrennungsmotorische Massenträgheitsmomente M_TR1 gemäß Tabelle T3 umgerechnet, vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichung: $M_{T R 1} = J \frac{d n}{d t}$
wobei

J: die Massenträgheit derjenigen Baugruppen ist, die an eine antriebsseitige Hälfte der Trennkupplung 6 angebunden sind, also in 1 die Massenträgheit des Verbrennungsmotors 4 sowie entsprechender Wellen, welche den Verbrennungsmotor 4 an die antriebsseitige Hälfte der Trennkupplung 6 anbinden.

Die Berechnung der verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 gemäß Tabelle T3 aus den Drehzahlgradienten der Tabelle T2 und die Berechnung der Drehzahlgradienten der Tabelle T2 aus den Soll-Schaltzeiten der Tabelle T1 erfolgt für Stützstellen nan1, nan2, nan3, nan4; -M1, 0, M2, M3, M4, M5 der Drehzahl n_GE und des Fahrerwunschmoments M_FW der Tabellen T1.
Für jede mögliche Schaltung des Getriebes 2, also für jede Hochschaltung und für jede Rückschaltung, sei es als Einfachschaltung oder Mehrfachschaltung, Direktschaltung oder Überscheidungsschaltung, Sportschaltung oder Normalschaltung oder Spontanschaltung, wird die jeweilige Tabelle T1 wie oben beschrieben in eine jeweilige Tabelle T3 umgerechnet.
Die unter Bezugnahme auf die Tabellen T1, T2 und T3 beschriebene Ermittlung der verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 ist im Blockschaltbild der 7 durch einen Block 10 visualisiert. Tabellen T1 sind steuerungsseitig hinterlegt oder appliziert. Tabellen T2 und T3 werden offline zur einer Schaltungsausführung berechnet und gespeichert.
Dem Block 10 werden verschiedene Eingangsgrößen bereitgestellt, als Ausgangsgröße stellt der Block 10 die verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 bereit. Der Block 11 in 7 verdeutlicht als eine der Eingangsgrößen des Blocks 10 die steuerungsseitig hinterlegten Soll-Schaltzeiten Δt für die Schaltungen, also die unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen Tabellen T1, die als Ausgangsgröße die Soll-Schaltzeiten Δt abhängig von der oben erwähnten Drehzahl n_GE des Getriebeeingangs und abhängig vom Fahrerwunschmomenten M_FW bereitstellen.
Als weitere Eingangsgrößen für den Block 10 werden die für die Berechnung der Drehzahlgradienten benötigten Übersetzungen bereitgestellt, also die Übersetzung i_IST des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung und die Übersetzung i_ZIEL des Ziel-Gangs der auszuführenden Schaltung.
Ferner wird dem Block 10 als weitere Eingangsgröße die zur Berechnung der verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 benötige Massenträgheit J bereitgestellt.
Zusätzlich zu den oben berechneten verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomenten M_TR1 werden verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Momente M_TR2 berechnet. Abhängig von diesen verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momenten M_TR2 werden die verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 als Offsets OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung genutzt oder in entsprechende Offsets OFF umgewandelt.
Die verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momente M_TR2 werden in einem Block 12 der 8 ermittelt, und zwar abhängig von einem Ist-Moment M_VM des Verbrennungsmotors 4, abhängig von einer Ist-Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine 5 sowie abhängig vom Trägheitsmoment J am antriebsseitigen Teil der Trennkupplung 6.
Bei der Ist-Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine 5 handelt es sich bei Antriebsstrang der 1 um eine kupplungsabtriebsseitige Drehzahl der Trennkupplung 6.
Die Berechnung der verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momente MT_R2 erfolgt dabei vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichung: $M_{T R 2} = M_{V M} - J \frac{d n_{E M}}{d t}$
Wie bereits ausgeführt, werden abhängig von den verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momente M_TR2 die verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 als Offsets für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 genutzt oder in entsprechende Offsets umgerechnet, wobei dies im Block 13 der 8 erfolgt.
Dem Block 13 der 8 werden als Eingangsgrößen die berechneten bzw. ermittelten verbrennungsmotorischen Momente M_TR1 und M_TR2 sowie als weitere Eingangsgröße die Ist-Drehzahl n_AB des Abtriebs 3 zur Verfügung gestellt.
Der Block 13 gibt als Ausgangsgröße den Offset OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 aus.
Im Block 13 werden abhängig von den verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momenten M_TR2 als Offsets OFF die verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 genutzt oder die verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomente M_TR1 in entsprechende Offsets OFF umrechnet bzw. umwandelt, wobei derartige Offsets OFF in 9 beispielhaft in der Tabelle T4 gezeigt sind, die abhängig von den in der Tabelle T3 berechneten Massenträgheitsmomenten M_TR1 sind.
Die Offsets OFF der Tabelle T4 sind dabei für unterschiedliche Stützstellen nab1, nab2, nab3, nab4; -Ma, -Mb, -Mc, Mc, Md, Me der Tabelle T4 abgelegt, nämlich einerseits abhängig von einer Drehzahl n_AB des Abtriebs 3 sowie abhängig von den zuvor berechneten verbrennungsmotorischen, massenträgheitsmomentabhängigen Momenten M_TR2 . Die Drehzahl n_AB des Abtriebs 3 der Tabelle T4 der 9 ergibt sich aus der Getriebeeingangsdrehzahl n_GE und der Übersetzung i_IST des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung. Zwischen den Stützstellen nab1, nab2, nab3, nab4;-Ma, -Mb, -Mc, Mc, Md, Me der Tabelle T4 kann interpoliert werden, um einen Offset OFF für eine Drehzahl n_AB und/oder ein massenträgheitsmomentabhängiges Moment M_TR2 zu bestimmen, die nicht durch Stützstellen nab1, nab2, nab3, nab4; -Ma, -Mb,-Mc, Mc, Md, Me der Tabelle T4 abgedeckt sind.
Dann, wenn das verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 positiv und größer als ein entsprechender erster Grenzwert ist oder demselben entspricht, wird das entsprechende verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 unverändert oder nahezu unverändert als Offset OFF verwendet, wie dies 9 der Pfeil I visualisiert. So entsprechen die in der letzten Zeile hinterlegten Offsets OFF, bis auf Rundungsabweichungen, den in der letzten Zeile der Tabelle T3 hinterlegten verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomenten M_TR1 .
Dann, wenn das verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 negativ und kleiner als ein zweiter Grenzwert ist oder demselben entspricht, wird das entsprechende verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 ebenfalls unverändert als Offset OFF genutzt, wie dies die Pfeile II in 9 für die erste Zeile und die zweite Zeile der Tabelle T4 visualisieren. So entsprechen die in den ersten beiden Zeilen hinterlegten Offsets OFF, bis auf Rundungsabweichungen, den in den ersten beiden Zeilen der Tabelle T3 hinterlegten verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmomenten M_TR1 .
Dann, wenn das verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 kleiner als der erste Grenzwert und größer als der zweite Grenzwert ist, wie dies für die dritte, vierte und fünfte Zeile der Tabelle T4 der Fall ist, wird der Offset OFF gegenüber dem entsprechenden verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 verändert.
Hierzu wird vorzugsweise so vorgegangen, dass dann, wenn das verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 negativ und größer als der zweite Grenzwert ist oder demselben entspricht, der jeweilige Offset OFF auf Null oder in etwa Null gesetzt wird. Dies erfolgt auch dann, wenn der verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 positiv und kleiner als ein dritter Grenzwert ist, der seinerseits kleiner als der erste Grenzwert ist. Dies ist in 9 durch die Pfeile III gezeigt. In der dritten und vierten Zeile der Tabelle T4 der 9 sind die hinterlegten Offsets OFF geringfügig größer Null, jedoch kleiner als ein entsprechender Grenzwert, also auf in etwa Null gesetzt. Es ist auch möglich, die Offsetwerte OFF der dritten und vierten Zeile der Tabelle T4 der 9 auf Null zu setzen.
Dann, wenn das verbrennungsmotorische, massenträgheitsmomentabhängige Moment M_TR2 positiv, kleiner als der erste Grenzwert, jedoch größer als der dritte Grenzwert ist oder demselben entspricht, wird der Offset OFF aus einer Mittelwertbildung entsprechender verbrennungsmotorischer Massenträgheitsmomente M_TR1 bestimmt, wie dies der Pfeil IV für die fünfte Zeile der Tabelle T4 zeigt.
Die obige Ermittlung der Offsets OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 erfolgt im Block 14 der 7, welcher die Blöcke 12 und 13 der 8 umfasst.
Wie bereits ausgeführt, wird der Offset zunächst über eine erste Filterfunktion reingefiltert, insbesondere reingerampt, und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausgefiltert, insbesondere rausgerampt. Das Reinfiltern und Rausfiltern erfolgt im Block 15 der 8, wobei das Reinfiltern auf Grundlage von Eingangsgrößen 16 des Blocks 15 und das Rausfiltern auf Grundlage von Eingangsgrößen 17 des Blocks 15 erfolgt.
Bei einer Schaltungsausführung im Getriebe 2 erfolgt das Erhöhen bzw. Reinfiltern, insbesondere Reinrampen, des Offsets 15 frühestens mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung und spätestens mit Verlassen einer Synchrondrehzahl des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung. Als Eingangsgrößen 16 für den Block 15 werden demnach einerseits ein Signal über eine Schaltungsanforderung und andererseits ein Signal über ein Verlassen der Synchrondrehzahl des Ist-Gangs der Schaltung bereitgestellt.
Bei Ausführung einer Schaltung erfolgt das Rausfiltern des Offsets, insbesondere Rausrampen des Offsets, dann, wenn eine Zeitspanne bis Erreichen einer Synchronbedingung des Ziel-Gangs kleiner als eine Zeitgrenze wird oder diese Zeitgrenze erreicht. Dies visualisiert der Block 18 der 8, der als Ausgangsgröße die Eingangsgröße 17 für den Block 15 bereitstellt, wobei dem Block 18 einerseits als Eingangsgröße 19 eine aktuelle Zeitspanne bis zum Erreichen der Synchronbedingung des Ziel-Gangs und andererseits als Eingangsgröße 20 die entsprechende Zeitgrenze bereitgestellt wird.
Der Block 18 vergleicht, ob die Zeitspanne bis Erreichen der Synchronbedingung des Ziel-Gangs kleiner als die Zeitgrenze wird oder dieselbe erreicht und initiiert abhängig hiervon über das Eingangssignal 17 für den Block 15 das Rausfiltern des Offsets über die zweite Filterfunktion.
Mit der Erfindung ist es demnach möglich, insbesondere für den Antriebsstrang der 1 für die Trennkupplung 6, die zwischen den Verbrennungsmotor 4 und die elektrische Maschine 5 des als Hybridantrieb ausgebildeten Antriebsaggregats 1 geschaltet ist, während der Ausführung von Schaltungen 2 über den Offset OFF ein Ansteuersignal für die Trennkupplung 6 bereitzustellen, welches vermeidet, dass bei der Schaltungsausführung die Trennkupplung 6 ungewollt öffnet bzw. aufreißt oder ungewollt schließt bzw. zuklatscht. Hierzu wird auf die oben beschriebene Art und Weise der definierte Offset bestimmt und auf die oben beschriebene Art und Weise definiert zur richtigen Zeit bereitgestellt, nämlich über die Erhöhung mit einer ersten Filterfunktion und die Reduzierung mit einer zweiten Filterfunktion zu definierten Zeitpunkten, wobei es sich bei den Filterfunktionen zum Beispiel um PT₁ -Filterfunktionen mit unterschiedlichen oder gleichen Zeitkonstanten handeln kann.
In 10 bis 18 sind für den Antriebsstrang der 1 jeweils über der Zeit t Kurvenverläufe gezeigt, die sich bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für unterschiedliche Schaltungen im Getriebe 2 ausbilden können. So sind in den 10 bis 18 jeweils ein Drehzahlverlauf 21 des Verbrennungsmotors 4 und ein Drehzahlverlauf 22 der elektrischen Maschine 5 gezeigt. Ferner zeigen 10 bis 18 jeweils einen Momentverlauf 23 des Verbrennungsmotors 4, einen Momentverlauf 24 der elektrischen Maschine 5, einen Ansteuersignalmomentverlauf 25 für die Trennkupplung 6 sowie einen Momentverlauf 26 des sich an dem Eingang des Getriebes 2 ausbildenden Summenmoments gezeigt. Der Kurvenverlauf 27 visualisiert in den 10 bis 18 jeweils das vom Block 10 bereitgestellte verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 .
10 zeigt diese Kurvenverläufe 21 bis 27 für den Fall einer Zug-Hochschaltung mit einer relativ langsamen Schaltgeschwindigkeit bzw. einem relativ geringen Drehzahlgradienten, wobei sowohl der Verbrennungsmotor 4 (Kurvenverlauf 23) als auch die Trennkupplung 6 (Kurvenverlauf 25) beide im Zugbetrieb bleiben. Ein Motoreingriff während der Schaltungsausführung zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 erfolgt gemäß dem Signalverlauf 24 beispielhaft über die elektrische Maschine 5. Gemäß 10 reduziert die elektrische Maschine 5 gemäß dem Momentverlauf 24 zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 ihr bereitgestelltes Drehmoment.
Im Ausführungsbeispiel der 10 ist ein berechnetes verbrennungsmotorisches, massenträgheitsmomentabhängiges Moment M_TR2 positiv und größer als der erste Grenzwert, sodass dann, wie in 9 durch den Pfeil I visualisiert, als Offset OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 das gemäß Tabelle T3 berechnete verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 verwendet wird. Der Offset OFF wird dann zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 über die erste Filterfunktion erhöht bzw. reingefiltert und zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 über die zweite Filterfunktion reduziert bzw. rausgefiltert wird. Die Erhöhung des Ansteuersignalmomentverlauf 25 für die Trennkupplung 6 gemäß dem Signalverlauf 25 entspricht demnach dem durch den Signalverlauf 27 visualisierten verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 .
11 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 ebenfalls für den Fall einer Zug-Hochschaltung im Getriebe 2, wobei der Verbrennungsmotor 4 und die Trennkupplung 6 wiederum beide im Zugbetrieb bleiben. In 11 sind diese Kurvenverläufe 21 bis 27 für zwei unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten gezeigt sind, nämlich in gestrichelter Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27, die der Schaltgeschwindigkeit der 10 entsprechen, und in durchgezogener Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27 mit einer gegenüber 10 höheren Schaltgeschwindigkeit und demnach einem größeren Drehzahlgradienten.
Einem Vergleich dieser Kurvenverläufe kann entnommen werden, dass bei höheren Schaltgeschwindigkeiten der Motoreingriff gemäß dem Kurvenverlauf 24 stärker ist.
Ferner ist bei höheren Schaltgeschwindigkeiten auch die Erhöhung des Ansteuersignalmomentverlaufs 25 für die Trennkupplung 6 durch einen entsprechend höheren Offset, der wiederum dem verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 des Signalverlaufs 27 entspricht, größer.
Durch die höhere Schaltgeschwindigkeiten sind die Zeitpunkte t3' und t4' für die Schaltung mit höherer Schaltgeschwindigkeiten gegenüber den Zeitpunkten t3 und t4 für die Schaltung mit niedrigerer Schaltgeschwindigkeit zeitlich nach vorne verlagert.
12 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 für den Fall einer Zug-Hochschaltung im Getriebe 2, bei welcher sowohl Verbrennungsmotor 4 als auch Trennkupplung 6 in einem Schubbetrieb bleiben. Der Kurvenlauf 25 zeigt den Absolutwert des Ansteuermoments der Trennkupplung 6. Das Vorzeichen der Differenzdrehzahl an der Trennkupplung 6 bestimmt, ob dieselbe im Zugbetrieb oder Schubbetrieb ist. Dabei wird der Motoreingriff gemäß dem Momentverlauf 24 wiederum von der elektrischen Maschine 5 bereitgestellt. Den Momentverläufen 25 und 27 kann entnommen werden, dass das verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 den Offset für das Ansteuersignal 25 der Trennkupplung 6 bestimmt, also in Übereinstimmung mit den Pfeilen II der 9 ermittelt wird. In 12 wird eine Zug-Hochschaltung mit relativ geringer Schaltgeschwindigkeit ausgeführt.
13 zeigt die Kurvenverläufe 21 bzw. 27 wiederum für eine Zug-Hochschaltung des Getriebes 2, und zwar in gestrichelter Linienführung für relativ langsame Zug-Hochschaltung analog 12 und in durchgezogener Linienführung für eine relativ schnelle Zug-Hochschaltung, bei welcher sich dann abhängig vom verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 an der Trennkupplung 6 ein Schub-Zug-Schub-Wechsel (siehe gepunktete Linienführung des Kurvenverlaufs 25) ausbildet.
Für den Fall der relativ schnellen Zug-Hochschaltung der 13, bei welcher sich an der Trennkupplung 6 abhängig vom verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 der Schub-Zug-Schub-Wechsel ausbildet, wird nicht das verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 des Signalverlaufs 27 unverändert als Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 genutzt, vielmehr wird ein davon abweichender Offset ermittelt.
Dieser abweichende Offset wird, wie oben unter Bezugnahme aus 9 beschrieben wurde, im Sinne der Pfeile III der 9 entweder auf Null bzw. in etwa Null gesetzt oder im Sinne des Pfeils IV der 9 durch eine Mittelwertbildung berechnet wird.
So wird zwischen den Zeitpunkten t2 und t2a sowie zwischen den Zeitpunkten t2b und t3' der 13 der Offset auf Null oder in etwa Null gesetzt. Zwischen den Zeitpunkten t2a und t2b wird der Offset über die Mittelwertbildung bestimmt. Demnach weicht in 13 der Signalverlauf 25 für die relativ schnelle Zug-Hochschaltung vom entsprechenden Signalverlauf 27 ab. Zwischen den Zeitpunkten t3' und t4' erfolgt für die relativ schnellen Zug-Hochschaltung der 13 das Rausfiltern des Offset.
14 bis 17 zeigen die Signalverläufe 21 bis 27 für Zug-Rückschaltungen analog zu den Zug-Hochschaltungen der 10 bis 13.
14 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 für den Fall einer Zug-Rückschaltung mit einer relativ langsamen Schaltgeschwindigkeit bzw. einem relativ geringen Drehzahlgradienten, wobei sowohl der Verbrennungsmotor 4 als auch die Trennkupplung 6 beide im Zugbetrieb bleiben. Ein Motoreingriff während der Schaltungsausführung zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 erfolgt gemäß dem Signalverlauf 24 beispielhaft über die elektrische Maschine.
Gemäß 14 erhöht die elektrische Maschine gemäß dem Momentverlauf 24 zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 ihr bereitgestelltes Drehmoment. Im Ausführungsbeispiel der 14 ist ein berechnetes verbrennungsmotorisches, massenträgheitsmomentabhängiges Moment M_TR2 negativ und kleiner als der zweite Grenzwert, sodass dann, wie in 9 durch die Pfeile II visualisiert, als Offset OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 das gemäß Tabelle T3 berechnete verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 verwendet wird. Der Offset OFF wird dann zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 über die erste Filterfunktion reingefiltert und zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 über die zweite Filterfunktion rausgefiltert wird. Die Reduzierung des Ansteuersignalmomentverlauf 25 für die Trennkupplung 6 gemäß dem Signalverlauf 25 entspricht demnach dem durch den Signalverlauf 27 visualisierten verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 .
15 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 ebenfalls für den Fall einer Zug-Rückschaltung im Getriebe 2, wobei der Verbrennungsmotor 4 eindeutig und die Trennkupplung 6 gerade noch im Zugbetrieb bleiben.
In 15 sind diese Kurvenverläufe 21 bis 27 für zwei unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten gezeigt sind, nämlich in gestrichelter Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27, die der Schaltgeschwindigkeit der 14 entsprechen, und in durchgezogener Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27 mit einer gegenüber 14 höheren Schaltgeschwindigkeit und demnach einem größeren Drehzahlgradienten. Einem Vergleich dieser Kurvenverläufe kann wiederum entnommen werden, dass bei höheren Schaltgeschwindigkeiten der Motoreingriff gemäß dem Kurvenverlauf 24 stärker ist. Ferner ist bei höheren Schaltgeschwindigkeiten auch die Reduzierung des Ansteuersignalmomentverlaufs 25 für die Trennkupplung 6 durch einen entsprechend betragsmäßig größeren Offset, der wiederum dem verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 des Signalverlaufs 27 entspricht, größer. Durch die höhere Schaltgeschwindigkeiten sind die Zeitpunkte t3' und t4' für die Schaltung mit höherer Schaltgeschwindigkeiten gegenüber den Zeitpunkten t3 und t4 für die Schaltung mit niedrigerer Schaltgeschwindigkeit zeitlich nach vorne verlagert.
16 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 für den Fall einer Zug-Rückschaltung im Getriebe 2, bei welcher sowohl Verbrennungsmotor 4 als auch Trennkupplung 6 in einem Zugbetrieb bleiben. Dabei wird der Motoreingriff gemäß dem Momentverlauf 24 wiederum von der elektrischen Maschine 5 bereitgestellt. Den Momentverläufen 25 und 27 kann entnommen werden, dass das verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 den Offset für das Ansteuersignal 25 der Trennkupplung 6 bestimmt, also in Übereinstimmung mit den Pfeilen II der 9 ermittelt wird. In 16 wird eine Zug-Rückschaltung mit relativ geringer Schaltgeschwindigkeit ausgeführt.
17 zeigt die Kurvenverläufe 21 bzw. 27 wiederum für eine Zug-Rückschaltung des Getriebes 2, und zwar in gestrichelter Linienführung für relativ langsame Zug-Hochschaltung analog 16 und in durchgezogener Linienführung für eine relativ schnelle Zug-Rückschaltung, bei welcher sich dann an der Trennkupplung 6 ein Schub-Zug-Schub-Wechsel siehe gepunktete Linienführung des Kurvenverlaufs 25) ausbildet.
Für den Fall der relativ schnellen Zug-Rückschaltung der 17, bei welcher sich an der Trennkupplung 6 abhängig vom verbrennungsmotorischen Massenträgheitsmoment M_TR1 der Schub-Zug-Schub-Wechsel ausbildet, wird nicht das verbrennungsmotorische Massenträgheitsmoment M_TR1 des Signalverlaufs 27 unverändert als Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 genutzt, vielmehr wird ein davon abweichender Offset ermittelt. Der abweichende Offset wird, wie oben unter Bezugnahme aus 9 beschrieben wurde, im Sinne der Pfeile III der 9 entweder auf Null bzw. in etwa Null gesetzt oder im Sinne des Pfeils IV der 9 durch eine Mittelwertbildung berechnet wird.
So wird zwischen den Zeitpunkten t2 und t2a sowie zwischen den Zeitpunkten t2b und t3' der 13 der Offset auf Null oder in etwa Null gesetzt. Zwischen den Zeitpunkten t2a und t2b wird der Offset über die Mittelwertbildung bestimmt. Demnach weicht in 17 der Signalverlauf 25 für die relativ schnelle Zug-Rückschaltung vom entsprechenden Signalverlauf 27 ab. Zwischen den Zeitpunkten t3' und t4' erfolgt für die relativ schnellen Zug-Rückschaltung der 13 das Rausfiltern des Offset.
18 verdeutlicht in größerem Detail Ausführungen bezüglich des Reinfilterns und Rausfilterns des Offsets. Der Kurvenverlauf 33 visualisiert das Vorliegen einer Schaltungsanforderung zum Zeitpunkt tx, wobei der Offset zu Beginn der Schaltung der 18 mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung zum Zeitpunkt tx vor dem Zeitpunkt t1 reingefiltert wird, also früher als in der zu 18 korrespondierenden 10. Der Kurvenverlauf 34 visualisiert eine Zeitspanne bis Erreichen einer Synchronbedingung des Ziel-Gangs. Zum Zeitpunkt ty wird die Zeitspanne bis Erreichen der Synchronbedingung kleiner als eine Zeitgrenze G. Beginnend mit dem Zeitpunkt ty, also vor dem Zeitpunkt t3, wird der Offset zu Ende der Schaltung rausgefiltert. Im Vergleich zur 10 verschiebt sich demnach t1 auf tx und t3 auf ty. Dadurch verschieben sich auch t2 auf tx+Δt1; Δt1 =t2-t1 und t4 auf ty+Δt2; Δt3=t4-t3. Ansonsten stimmen die Kurvenverläufe der 10 mit den Kurvenverläufen der 18 überein.
Obwohl die Erfindung besonders vorteilhaft beim Antriebsstrang der 1 während der Ausführung einer Schaltung zur Ansteuerung der Trennkupplung 6 genutzt werden kann, ist die Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsfall beschränkt.
Vielmehr kann die Erfindung auch bei den Antriebssträngen der 2 bis 6 zum Einsatz kommen. So zeigt 2 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der zusätzlich zu den Baugruppen des Antriebsstrangs der 1 eine zwischen die elektrische Maschine 5 und das Getriebe 2 geschaltete Anfahrkupplung 28 umfasst. Über die Erfindung kann auch die Anfahrkupplung 28 während der Schaltungsausführung auf die obige Art und Weise angesteuert werden. Dabei ist dann zu beachten, dass es sich beim Trägheitsmoment J um das Trägheitsmoment an der antriebsseitigen Kupplungshälfte der Anfahrkupplung 28 handelt, sowie bei der abtriebsseitigen Drehzahl an der Anfahrkupplung 28 um die Eingangsdrehzahl des Getriebes 2.
Ferner kann die Erfindung beim Antriebsstrang der 3 zum Einsatz kommen, bei welchem die Trennkupplung 6 der 1 durch einen Wandler 29, der ein Pumpenrad 31 und ein Turbinenrad 32 aufweist, und eine parallel zum Wandler 29 geschaltete Wandlerüberbrückungskupplung 30 ersetzt ist. In diesem Fall kann die Wandlerüberbrückungskupplung 30 mit dem oben beschriebenen Verfahren analog zur Trennkupplung 6 angesteuert werden. Dabei ist dann zu beachten, dass es sich beim Trägheitsmoment J um das Trägheitsmoment an der antriebsseitigen Kupplungshälfte der Wandlerüberbrückungskupplung 30 handelt, sowie bei der abtriebsseitigen Drehzahl an der Wandlerüberbrückungskupplung 30 um die Drehzahl des Turbinenrads 32.
Beim Antriebsstrang der 4 ist die Anfahrkupplung 28 der 2 durch einen Wandler 29 mit parallel geschalteter Wandlerüberbrückungskupplung 30 ersetzt, wobei dann über das Verfahren die Wandlerüberbrückungskupplung 30 oder die Trennkupplung 6 angesteuert werden kann, nämlich bei Schaltungsausführung.
5 und 6 zeigen Beispiele von Antriebssträngen, die als Antriebsaggregat 1 keinen Hybridantrieb, sondern ausschließlich einen Verbrennungsmotor 4 umfassen. In 5 ist zwischen den Verbrennungsmotor 4 und das Getriebe 2 ein Wandler 29 mit parallel geschalteter Wandlerüberbrückungskupplung 30 und in 6 eine Anfahrkupplung 28 geschaltet.
In beiden Fällen kann dann die jeweilige Kupplung, also in 5 die Wandlerüberbrückungskupplung 30 und in 6 die Anfahrkupplung 28, während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 auf die oben beschriebene Art und Weise angesteuert werden, nämlich durch die entsprechende Ermittlung des Offsets für das Ansteuersignal der jeweiligen Kupplung.
Die jeweilige Kupplung 6, 28 bzw. 30 wird während der Ausführung einer Schaltung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens angesteuert, nämlich abhängig von dem auf die oben beschriebene Art und Weise bestimmten Offset.
Bei Schaltungsausführung wird dieser Offset zusätzlich zu einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zu einem Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil bestimmt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat 1, ein zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 3 geschaltes, mehrere Gänge bereitstellendes Getriebe 2 und eine Kupplung 6, 28, 30 umfasst, die in Richtung vom Antriebsaggregat 1 aus gesehen im Kraftfluss vor dem die mehreren Gängen bereitstellenden Getriebe 2 positioniert oder Teil des Getriebes 2 ist. Das Steuergerät ermittelt für den Betrieb der Kupplung 6, 28, 30 während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 ein Ansteuersignal für die Kupplung 6, 28, 30 abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil oder abhängig von dem Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil. Das Steuergerät ermittelt für den Betrieb der Kupplung 6, 28, 30 während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil einen Offset für das Ansteuersignal der Kupplung. Das Steuergerät filtert diesen Offset über eine erste Filterfunktion rein und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion raus. Bei diesem Steuergerät, welches das oben beschrieben Verfahren steuerungsseitig ausführt, handelt es sich insbesondere um das Hybridsteuergerät 9 oder um das Getriebesteuergerät 8.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Getriebe
3: Abtrieb
4: Verbrennungsmotor
5: elektrische Maschine
6: Trennkupplung
7: Motorsteuergerät
8: Getriebesteuergerät
9: Hybridsteuergerät
10: Block
11: Block
12: Bock
13: Block
14: Block
15: Block
16: Eingangssignal
17: Eingangssignal
18: Block
19: Eingangssignal
20: Eingangssignal
21: Drehzahlverlauf Verbrennungsmotor
22: Drehzahlverlauf elektrische Maschine
23: Drehmomentverlauf Verbrennungsmotor
24: Drehmomentverlauf elektrische Maschine
25: Drehmomentverlauf Kupplungsstellmoment
26: Drehmomentverlauf Summenmoment
27: Verlauf erste Massenträgheit
28: Anfahrkupplung
29: Wandler
30: Wandlerüberbrückungskupplung
31: Pumpenrad
32: Turbinenrad
33: Schaltungsanforderung
34: Zeitspanne bis Erreichen Synchronbedingung
nan1: Stützstelle
nan2: Stützstelle
nan3: Stützstelle
nan4: Stützstelle
-M1: Stützstelle
0: Stützstelle
M2: Stützstelle
M3: Stützstelle
M4: Stützstelle
M5: Stützstelle
nab1: Stützstelle
nab2: Stützstelle
nab3: Stützstelle
nab4: Stützstelle
-Ma: Stützstelle
-Mb: Stützstelle
-Mc: Stützstelle
Mc: Stützstelle
Md: Stützstelle
Me: Stützstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2016/0031432 A1 [0006]
US 2016/0355173 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1), ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (3) geschaltes, mehrere Gänge bereitstellendes Getriebe (2) und eine Kupplung (6, 28, 30) umfasst, die in Richtung vom Antriebsaggregat (1) aus gesehen im Kraftfluss vor dem die mehreren Gängen bereitstellenden Getriebe (2) positioniert oder Teil des Getriebes (2) ist, wobei für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) ein Ansteuersignal für die Kupplung (6, 28, 30) abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil oder abhängig von dem Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ein Offset (OFF) für das Ansteuersignal der Kupplung (6, 28, 30) ermittelt wird, dieser Offset (OFF) über eine erste Filterfunktion reingefiltert und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausgefiltert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset (OFF) für das Ansteuersignal der Kupplung (6, 28, 30) für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) derart ermittelt wird, dass für Schaltungen Soll-Schaltzeiten (Δt) steuerungsseitig hinterlegt werden, die Soll-Schaltzeiten (Δt) für die Schaltungen in Soll-Drehzahlgradienten (dn/dt) für die Schaltungen umgerechnet werden, die Soll-Drehzahlgradienten (dn/dt) für die Schaltungen in Massenträgheitsmomente (M_TR1) für die Schaltungen umgerechnet werden, abhängig vom Gradienten einer kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl (n_EM) massenträgheitsmomentabhängige Momente (M_TR2) für die Schaltungen bestimmt werden, abhängig von den massenträgheitsmomentabhängigen Momenten (M_TR2) die Massenträgheitsmomente (M_TR1) als Offsets (OFF) für das Ansteuersignal genutzt oder in Offsets (OFF) umgewandelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) positiv und größer als ein erster Grenzwert ist oder demselben entspricht, das entsprechende Massenträgheitsmoment (M_TR1) unverändert als Offset (OFF) verwendet wird, dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) negativ und kleiner als ein zweiter Grenzwert ist oder demselben entspricht, das entsprechende Massenträgheitsmoment (M_TR1) unverändert als Offset (OFF) verwendet wird, dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) kleiner als der erste Grenzwert und größer als der zweite Grenzwert ist oder denselben entspricht, der Offset gegenüber dem entsprechenden Massenträgheitsmoment (M_TR1) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) negativ und größer als der zweite Grenzwert ist oder demselben entspricht, der Offset (OFF) auf Null oder in etwa Null gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) positiv und kleiner als der erste Grenzwert jedoch größer als ein dritter Grenzwert ist oder demselben entspricht, der Offset (OFF) aus einer Mittelwertbildung entsprechender Massenträgheitsmomente (M_TR1) bestimmt wird, dann, wenn das massenträgheitsmomentabhängige Moment (M_TR2) positiv und kleiner als der dritter Grenzwert ist oder demselben entspricht, der Offset (OFF) auf Null oder in etwa Null gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset (OFF) zu Beginn einer Schaltung frühestens mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung und/oder spätestes mit Verlassen einer Synchrondrehzahl des Ist-Gangs der Schaltung reingefiltert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset (OFF) zu Ende einer Schaltung dann rausgefiltert wird, wenn eine Zeitspanne bis Erreichen einer Synchronbedingung des Ziel-Gangs kleiner als eine Zeitgrenze wird oder die Zeitgrenze erreicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (1) als Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor (4) und einer elektrische Maschine (5) ausgebildet ist, wobei zwischen den Verbrennungsmotor (4) und die elektrische Maschine (5) eine Trennkupplung (6) geschaltet ist, und wobei die elektrische Maschine (5) zwischen die Trennkupplung (6) und das die mehreren Gänge bereitstellende Getriebe (2) geschaltet ist, der Offset (OFF) für den Betrieb der Trennkupplung (6) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Offsets (OFF) die massenträgheitsmomentabhängigen Momente (M_TR2) abhängig von Drehzahlgradienten der elektrischen Maschine (5) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Wandler (29) mit einem Pumpenrad (31) und einem Turbinenrad (32) und eine parallel zum Wandler (29) geschaltete Wandlerüberbrückungskupplung (30) aufweist, der Offset für den Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung (30) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Offsets (OFF) die massenträgheitsmomentabhängigen Momente (M_TR2) abhängig von Gradienten einer Drehzahl des Turbinenrads (32) des Wandlers (29) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine Anfahrkupplung (28) aufweist, die zwischen das Antriebsaggregat (1) und das die mehreren Gänge bereitstellende Getriebe (2) geschaltet oder Teil des Getriebes (2) ist, der Offset (OFF) für den Betrieb der Anfahrkupplung (28) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Offsets (OFF) die massenträgheitsmomentabhängigen Momente (M_TR2) abhängig von Gradienten der kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl der Anfahrkupplung (28) bestimmt werden.
Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1), ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (3) geschaltes, mehrere Gänge bereitstellendes Getriebe (2) und eine Kupplung (6, 28, 30) umfasst, die in Richtung vom Antriebsaggregat (1) aus gesehen im Kraftfluss vor dem die mehreren Gängen bereitstellenden Getriebe (2) positioniert oder Teil des Getriebes (2) ist, wobei das Steuergerät für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während und außerhalb der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) ein Ansteuersignal für die Kupplung (6, 28, 30) abhängig von einem Vorsteuer-Momentanteil und einem Schlupfregler-Momentanteil oder abhängig von dem Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (OFF) für den Betrieb der Kupplung (6, 28, 30) während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe (2) zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Schlupfregler-Momentanteil oder zusätzlich zum Vorsteuer-Momentanteil und Überanpress-Momentanteil ein Offset für das Ansteuersignal der Kupplung ermittelt, das Steuergerät diesen Offset (OFF) über eine erste Filterfunktion reinfiltert und nachfolgend über eine zweite Filterfunktion rausfiltert.
Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 steuerungsseitig ausführt.