DE102017212674A1

DE102017212674A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017212674A1
Application number: DE102017212674.4A
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 online während der Schaltungsausführung ein Offset für das Ansteuersignal der Kupplung (6, 28, 30) ermittelt. Dieser 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 online während der Schaltungsausführung 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 online während der Schaltungsausführung 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.
Vorzugsweise wird der Offset für das Ansteuersignal der Kupplung für den Betrieb der Kupplung online während der Schaltungsausführung im Getriebe derart ermittelt, dass eine Soll-Schaltzeit für eine Schaltung in einen Soll-Drehzahlgradienten für die Schaltung umgerechnet wird. Der Soll-Drehzahlgradienten für die Schaltung wird in ein Ziel-Massenträgheitsmoment für die Schaltung umgerechnet. Das Ziel-Massenträgheitsmoment wird in ein Soll-Kupplungsmoment umgerechnet. Abhängig vom Gradienten einer kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl wird ein Skalierungsfaktor berechnet. Das Soll-Kupplungsmoment wird mit dem Skalierungsfaktor zur Bestimmung des Offsets multipliziert. Auf diese Art und Weise kann online während der Schaltungsausführung für die Ansteuerung der 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.
Vorzugsweise wird das Ziel-Massenträgheitsmoment für die Schaltung abhängig von einem Ist-Moment eines Verbrennungsmotors derart in das Soll-Kupplungsmoment für die Schaltung umgerechnet, dass dann, wenn das Ziel-Massenträgheitsmoment und das Ist-Moment des Verbrennungsmotors beide jeweils größer oder gleich Null sind, das Ziel-Massenträgheitsmoment unverändert als Soll-Kupplungsmoment verwendet wird. Auch dann, wenn Ziel-Massenträgheitsmoment und das Ist-Moment des Verbrennungsmotors beide jeweils kleiner Null sind, wird das Ziel-Massenträgheitsmoment unverändert als Soll-Kupplungsmoment verwendet. Ferner wird dann, wenn der Betrag des Ziel-Massenträgheitsmoments kleiner als der Betrag des Ist-Moments des Verbrennungsmotors ist, das Ziel-Massenträgheitsmoment unverändert als Soll-Kupplungsmoment verwendet. Dann, wenn der Betrag des Ziel-Massenträgheitsmoments größer als der Betrag des Ist-Moments des Verbrennungsmotors ist, wird das Soll-Kupplungsmoment aus dem Ziel-Massenträgheitsmoment und dem Ist-Moment des Verbrennungsmotors derart berechnet, dass der Betrag des Ist-Moments des Verbrennungsmotors mit einem Faktor größer 1 multipliziert, dann eine Differenz mit dem Ziel-Massenträgheitsmoment gebildet und schließlich der Betrag dieser Differenz mit einem Faktor -1 multipliziert wird. Diese Ermittlung des Offsets für das Ansteuersignal der anzusteuernden Kupplung ist besonders einfach und zuverlässig.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Skalierungsfaktor derart berechnet, dass abhängig vom Gradienten der kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl und abhängig von einem Ist-Moment eines Verbrennungsmotors ein massenträgheitsmomentabhängiges Ist-Moment berechnet wird. Ferner wird abhängig vom Soll-Drehzahlgradienten für die Schaltung und abhängig von einem Ist-Moment eines Verbrennungsmotors ein massenträgheitsmomentabhängiges Ziel-Moment berechnet. Abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moment und abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Moment Skalierungsfaktor bestimmt wird, der großer oder gleich 0 und kleiner oder gleich 1 ist. 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/oder 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 Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs,
8 bis 16 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 online während der Schaltungsausführung 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 unter Bezugnahme auf 7 erläutert.
Um den Offset OFF für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 für den Betrieb der Trennkupplung 6 während der Ausführung von Schaltungen im Getriebe 2 zu ermitteln, wird eine Soll-Schaltzeit Δt für eine aktuell auszuführende Schaltung in einen Soll-Drehzahlgradienten dn/dt für die Schaltung umgerechnet.
Die Soll-Schaltzeit Δt für eine aktuell auszuführende Schaltung wird vom Block 10 der 7 bereitgestellt, vorzugsweise in Abhängigkeit einer Drehzahl n_GE eines Getriebeeingangs des Getriebes 2 und abhängig von einem Fahrerwunschmoments M_FW. Alternativ können die Soll-Schaltzeiten Δt auch von einer Drehzahl n_AB des Abtriebs 3 und vom Fahrerwunschmoments M_FW abhängig sein. Die Soll-Schaltzeit Δt für eine aktuell auszuführende Schaltung ist eine steuerungsseitig applizierte Größe.
In dem Block 11 wird die Soll-Schaltzeit Δt für die Schaltung in den Soll-Drehzahlgradienten dn/dt für die Schaltung umgerechnet. Die Soll-Schaltzeit Δt für eine Schaltung wird unter Verwendung folgender Gleichungen in den Soll-Drehzahlgradienten dn/dt umgerechnet: $\frac{d n}{d t} = \frac{n_{I S T} - n_{Z I E L}}{Δ t}$
$n_{Z I E L} = n_{I S T} \frac{i_{Z I E L}}{i_{I S T}}$
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 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 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.

Ferner wird in Block 11 der Soll-Drehzahlgradient dn/dt für die Schaltung in ein Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL für die Schaltung umgerechnet, vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichung: $M_{T R 1 - Z I E L} = J \frac{d n}{d t}$
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.

Das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL für die Schaltung wird in ein Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL für die Schaltung umgerechnet, und zwar in Block 12 der 7.
Das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL für die Schaltung wird abhängig von einem Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 des Antriebsaggregats 1 online während der Schaltungsausführung in das Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL für die Schaltung umgerechnet.
Block 12 der 7 zeigt, dass dann, wenn das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-_ZIEL und das Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors beide jeweils größer oder gleich Null sind, das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL unverändert als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL verwendet wird.
Ferner zeigt der Block 12 der 7, dass dann, wenn das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL und das Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 beide jeweils kleiner Null sind, das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL unverändert als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL verwendet wird.
Ferner zeigt der Block 12 der 7, dass auch dann, wenn der Betrag ABS() des Ziel-Massenträgheitsmoments M_TR1-ZIEL kleiner als der Betrag ABS() des Ist-Moments M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 ist, gemäß Block 12 das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL verwendet.
Dann hingegen, wenn der Betrag ABS() des Ziel-Massenträgheitsmoments M_TR1-ZIEL größer als der Betrag ABS() des Ist-Moments M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 ist, wird das Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL aus dem Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-_ZIEL und dem Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 derart berechnet, dass der Betrag des Ist-Moments M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 mit einem Faktor größer 1, hier mit dem Faktor „2“, multipliziert „x“ wird, dann eine Differenz „-“ mit dem Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL gebildet und schließlich der Betrag ABS () dieser Differenz mit einem Faktor „-1“ multipliziert wird.
Das entsprechende Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL wird über einen Schalter 19 des Blocks 12 der 7 ausgegeben.
Ferner wird abhängig von Gradienten einer kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl n_EM ein Skalierungsfaktor f_P berechnet, und zwar in den Blöcken 13, 16 und 17 der 7.
Das Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL des Blocks 12 wird mit dem Skalierungsfaktor fp zur Bestimmung des Offsets OFF in Block 14 multipliziert.
Der Skalierungsfaktor fp wird in den Blocken 13, 16 und 17 online während der Schaltungsausführung derart berechnet, dass abhängig vom Gradienten der Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine 5 und abhängig von einem Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 in Block 17 ein massenträgheitsmomentabhängiges Ist-Moment M_TR2-IST berechnet. Ferner wird abhängig vom Soll-Drehzahlgradienten dn/dt für die Schaltung und abhängig von dem Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 in Block 16 ein massenträgheitsmomentabhängiges Ziel-Moment M_TR2-ZIEL berechnet.
Bei der Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine 5 handelt es sich bei Antriebsstrang der 1 um eine kupplungsabtriebsseitige Drehzahl der Trennkupplung 6.
Die Berechnung des massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moments M_TR2-IST in Block 17 erfolgt dabei vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichung: $M_{T R 2 - I S T} = M_{V M - I S T} - J \frac{d n_{E M}}{d t}$
Die Berechnung des massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR2-ZIEL in Block 16 erfolgt dabei vorzugsweise unter Verwendung folgender Gleichung: $M_{T R 2 - Z I E L} = M_{V M - I S T} + J \frac{d n}{d t}$
Abhängig vom obigen massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moment M_TR2-IST und abhängig vom obigen massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Moment M_TR2-ZIEL wird in Block 13 der Skalierungsfaktor f_P bestimmt, der großer oder gleich 0 und kleiner oder gleich 1 ist.
Der Skalierungsfaktor fp ist abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moment M_TR2-IST und abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Moment M_TR2-ZIEL vorzugsweise in Form einer Tabelle 20 für mehrere Stützstellen steuerungsseitig hinterlegt. Zwischen den Stützstellen kann interpoliert werden.
Wie bereits ausgeführt, wird der Offset OFF 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 7, wobei das Reinfiltern auf Grundlage der Eingangsgröße 35 des Blocks 15 und das Rausfiltern auf Grundlage der Eingangsgröße 36 des Blocks 15 erfolgt.
Bei einer Schaltungsausführung im Getriebe 2 erfolgt das Erhöhen bzw. Reinfiltern, insbesondere Reinrampen, des Offsets OFF frühestens mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung und spätestens mit Verlassen einer Synchrondrehzahl des Ist-Gangs der auszuführenden Schaltung. Als Eingangsgröße 35 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 OFF, 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 7, der als Ausgangsgröße die Eingangsgröße 36 für den Block 15 bereitstellt, wobei dem Block 18 einerseits als Eingangsgröße 37 eine aktuelle Zeitspanne bis zum Erreichen der Synchronbedingung des Ziel-Gangs und andererseits als Eingangsgröße 38 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 36 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 8 bis 16 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 8 bis 16 jeweils ein Drehzahlverlauf 21 des Verbrennungsmotors 4 und ein Drehzahlverlauf 22 der elektrischen Maschine 5 gezeigt. Ferner zeigen 8 bis 16 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 8 bis 16 jeweils das vom Block 11 bereitgestellte Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL.
8 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 8 reduziert die elektrische Maschine 5 gemäß dem Momentverlauf 24 zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 ihr bereitgestelltes Drehmoment.
In 8 sind das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL und das Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 beide jeweils größer Null, das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL dient als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL. Der Skalierungsfaktor f_P ist 1. Der Offset OFF entspricht also dem Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL. Der Offset OFF wird 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 Ansteuersignalmomentverlaufs 25 für die Trennkupplung 6 gemäß dem Signalverlauf 25 entspricht zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 dem durch den Signalverlauf 27 visualisierten Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL.
9 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 ebenfalls für den Fall einer Zug-Hochschaltung im Getriebe 2, wobei der Verbrennungsmotor 4 (Kurvenverlauf 23) und die Trennkupplung 6 (Kurvenverlauf 25) wiederum beide im Zugbetrieb bleiben. In 9 sind diese Kurvenverläufe 21 bis 27 für zwei unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten gezeigt sind, nämlich in gestrichelter Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27, die der Schaltgeschwindigkeit der 8 entsprechen, und in durchgezogener Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27 mit einer gegenüber 8 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 Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL 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.
10 zeigt die Kurvenverläufe 21 bis 27 für den Fall einer Zug-Hochschaltung im Getriebe 2. Der Verbrennungsmotor 4 befindet sich im Schubbetrieb. Die Trennkupplung 6 bleibt gerade noch im Schubbetrieb. Der Kurvenverlauf 25 für das Moment der Trennkupplung 6 gibt den Absolutwert an. Das Vorzeichen der Differenzdrehzahl an der Trennkupplung 6 bestimmt, ob die Trennkupplung 6 im Zugbetrieb oder Schubbetrieb ist. Der Motoreingriff wird gemäß dem Momentverlauf 24 wiederum von der elektrischen Maschine 5 bereitgestellt. Den Momentverläufen 25 und 27 kann entnommen werden, dass das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL den Offset für das Ansteuersignal 25 der Trennkupplung 6 bestimmt. In 10 sind das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL und das Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 jeweils kleiner Null, das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL dient als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL. Der Skalierungsfaktor fp ist 1. In 10 wird eine Zug-Hochschaltung mit relativ geringer Schaltgeschwindigkeit ausgeführt.
11 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 10 und in durchgezogener Linienführung für eine relativ schnelle Zug-Hochschaltung, bei welcher sich dann an der Trennkupplung 6 (Kurvenverlauf 25 in gepunkteter Linienführung) abhängig vom Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL ein Schub-Zug-Schub-Wechsel ausbildet. Für den Fall der relativ schnellen Zug-Hochschaltung der 11, bei welcher sich an der Trennkupplung 6 abhängig vom Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL der Schub-Zug-Schub-Wechsel ausbildet, dient das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL nicht unverändert als Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6, vielmehr wird ein davon abweichender Offset ermittelt. Der Offset wird dann maßgeblich von einem Skalierungsfaktor f_P ungleich 1 bestimmt. So beträgt zwischen den Zeitpunkten t2 und t2a sowie zwischen den Zeitpunkten t2b und t3'der 11 der Skalierungsfaktor fp 0. Zwischen den Zeitpunkten t2a und t2b ist Skalierungsfaktor f_P größer 0 und kleiner 1. Demnach weicht in 11 der Signalverlauf 25 (durchgezogene Linienführung) für die relativ schnelle Zug-Hochschaltung vom Signalverlauf 27 deutlich ab. Zwischen den Zeitpunkten t3' und t4' erfolgt für die relativ schnellen Zug-Hochschaltung der 13 das Rausfiltern des Offset.
12 bis 15 zeigen die Signalverläufe 21 bis 27 für Zug-Rückschaltungen analog zu den Zug-Hochschaltungen der 10 bis 13.
12 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 (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 12 erhöht die elektrische Maschine 5 gemäß dem Momentverlauf 24 zwischen den Zeitpunkten t1 und t4 ihr bereitgestelltes Drehmoment. In 12 ist das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL negativ. Das Ist-Moment M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4 ist positiv. Der Betrag des Ziel-Massenträgheitsmoments M_TR1-ZIEL ist kleiner als der Betrag des Ist-Moments M_VM-IST des Verbrennungsmotors 4. Das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL dient als Soll-Kupplungsmoment M_K-SOLL. Der Skalierungsfaktor fp ist 1. Der Offset OFF entspricht also dem Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL. Der Offset OFF wird 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 Reduzierung des Ansteuersignalmomentverlaufs 25 für die Trennkupplung 6 gemäß dem Signalverlauf 25 entspricht zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 dem durch den Signalverlauf 27 visualisierten Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL.
13 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 13 sind diese Kurvenverläufe 21 bis 27 für zwei unterschiedliche Schaltgeschwindigkeiten gezeigt sind, nämlich in gestrichelter Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27, die der Schaltgeschwindigkeit der 12 entsprechen, und in durchgezogener Linienführung Kurvenverläufe 21 bis 27 mit einer gegenüber 12 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 Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-_ZIEL 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.
14 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 von der elektrischen Maschine 5 bereitgestellt. Den Momentverläufen 25 und 27 kann entnommen werden, dass das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL den Offset für das Ansteuersignal 25 der Trennkupplung 6 bestimmt. In 14 wird eine Zug-Rückschaltung mit relativ geringer Schaltgeschwindigkeit ausgeführt.
15 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 (Kurvenverlauf 25 in gepunkteter Linienführung) ein Schub-Zug-Schub-Wechselabhängig abhängig vom Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL ausbildet.
Für den Fall der relativ schnellen Zug-Rückschaltung der 15, bei welcher sich an der Trennkupplung 6 abhängig vom Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL der Schub-Zug-Schub-Wechsel ausbildet, wird nicht das Ziel-Massenträgheitsmoment M_TR1-ZIEL des Signalverlaufs 27 unverändert als Offset für das Ansteuersignal der Trennkupplung 6 genutzt, vielmehr wird ein davon abweichender Offset ermittelt. Der Offset wird dann maßgeblich von einem Skalierungsfaktor f_P ungleich 1 bestimmt.
So beträgt zwischen den Zeitpunkten t2 und t2a sowie zwischen den Zeitpunkten t2b und t3'der 11 der Skalierungsfaktor f_P 0. Zwischen den Zeitpunkten t2a und t2b ist Skalierungsfaktor f_P größer 0 und kleiner 1. Demnach weicht in 11 der Signalverlauf 25 (durchgezogene Linienführung) für die relativ schnelle Zug-Hochschaltung vom Signalverlauf 27 deutlich ab. Zwischen den Zeitpunkten t3' und t4' erfolgt für die relativ schnellen Zug-Hochschaltung der 13 das Rausfiltern des Offset.
16 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 16 mit Vorliegen einer Schaltungsanforderung zum Zeitpunkt tx vor dem Zeitpunkt t1 reingefiltert wird, also früher als in der zu 16 korrespondierenden 8. 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 8 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 16 mit den Kurvenverläufen der 8 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 kupplungsabtriebsseitigen 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 kupplungsabtriebsseitigen 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 online während der Schaltungsausführung 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: Block
13: Block
14: Block
15: Block
16: Block
17: Block
18: Block
19: Schalter
20: Tabelle
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: Anfahkupplung
29: Wandler
30: Wandlerüberbrückungskupplung
31: Pumpenrad
32: Turbinenrad
33: Schaltungsanforderung
34: Zeitspanne bis Erreichen Synchronbedingung
35: Eingangsgröße
36: Eingangsgröße
37: Eingangsgröße
38: Eingangsgröße

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 online während der Schaltungsausführung 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) online während der Schaltungsausführung im Getriebe (2) derart ermittelt wird, dass eine Soll-Schaltzeit (Δt) für eine Schaltung in einen Soll-Drehzahlgradienten (dn/dt) für die Schaltung umgerechnet wird, der Soll-Drehzahlgradient (dn/dt) für die Schaltung in ein Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) für die Schaltung umgerechnet wird, das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) für die Schaltung in ein Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) für die Schaltung umgerechnet wird, abhängig vom Gradienten einer kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl (n_EM) ein Skalierungsfaktor (f_P) berechnet wird, das Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) mit dem Skalierungsfaktor (fp) zur Bestimmung des Offset (OFF) multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) für die Schaltung abhängig von einem Ist-Moment (M_VM-IST) eines Verbrennungsmotors des Antriebsaggregats derart online während der Schaltungsausführung in das Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) für die Schaltung umgerechnet wird, dass dann, wenn das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) und das Ist-Moment (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors beide jeweils größer oder gleich Null sind, oder dann, wenn das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) und das Ist-Moment (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors beide jeweils kleiner Null sind, oder dann, wenn der Betrag des Ziel-Massenträgheitsmoments (M_TR1-ZIEL) kleiner als der Betrag des Ist-Moments (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors ist, das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) unverändert als Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) für die Schaltung abhängig von dem Ist-Moment (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors des Antriebsaggregats derart online während der Schaltungsausführung in das Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) für die Schaltung umgerechnet wird, dass dann, wenn der Betrag des Ziel-Massenträgheitsmoments (M_TR1-ZIEL) größer als der Betrag des Ist-Moments (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors ist, das Soll-Kupplungsmoment (M_K-SOLL) aus dem Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) und dem Ist-Moment (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors derart berechnet wird, dass der Betrag des Ist-Moments (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors mit einem Faktor größer 1 multipliziert, dann eine Differenz mit dem Ziel-Massenträgheitsmoment (M_TR1-ZIEL) gebildet und schließlich der Betrag dieser Differenz mit einem Faktor -1 multipliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalierungsfaktor (f_P) online während der Schaltungsausführung derart berechnet wird, dass abhängig vom Gradienten der kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl (n_EM) und abhängig von einem Ist-Moment (M_VM-IST) eines Verbrennungsmotors ein massenträgheitsmomentabhängiges Ist-Moment (M_TR2-IST) berechnet wird, dass abhängig vom Soll-Drehzahlgradienten (dn/dt) für die Schaltung und abhängig von dem Ist-Moment (M_VM-IST) des Verbrennungsmotors ein massenträgheitsmomentabhängiges Ziel-Moment (M_TR2-ZIEL) berechnet wird, abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moment (M_TR2-IST) und abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Moment (M_TR2-ZIEL der Skalierungsfaktor (fp) bestimmt wird, der großer oder gleich 0 und kleiner oder gleich 1 ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das der Skalierungsfaktor (fp) abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ist-Moment (M_TR2-IST) und abhängig vom massenträgheitsmomentabhängigen Ziel-Moment (M_TR2-_ZIEL) steuerungsseitig hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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, und/oder 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) das massenträgheitsmomentabhängige Ist-Moment (M_TR2-IST) abhängig von Drehzahlgradienten der elektrischen Maschine (5) bestimmt wird.
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 (OFF) 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) das massenträgheitsmomentabhängige Ist-Moment (M_TR2-IST) abhängig von Gradienten einer Drehzahl des Turbinenrads (32) des Wandlers (29) bestimmt wird.
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) das massenträgheitsmomentabhängige Ist-Moment (M_TR2-IST) abhängig von Gradienten der kupplungsabtriebsseitigen Drehzahl der Anfahrkupplung (28) bestimmt wird.
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 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 online während der Schaltungsausführung einen Offset (OFF) für das Ansteuersignal der Kupplung (6, 28, 30) 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.