DE102019206152A1 - Verfahren und Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor (2), einem Getriebe (5), einem Anfahrelement (8), einem Motorsteuergerät (9) zur Steuerung des Verbrennungsmotors (2) und mit einem Getriebesteuergerät (10) zur Steuerung des Getriebes (5), wobei zum Anfahren ein Fahrerwunschmoment (13) bestimmt und abhängig davon eine Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) bestimmt wird. Vom Motorsteuergerät (9) wird ein Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bestimmt, den der Verbrennungsmotor (2) zum Anfahren bereitstellen soll. Vom Motorsteuergerät (9) wird abhängig vom Verbrennungsmotoranteil die Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) bestimmt und dem Getriebesteuergerät (10) bereitgestellt. Zum Anfahren wird der Verbrennungsmotor (2) vom Motorsteuergerät (9) momentgeregelt und das Anfahrelement (8) vom Getriebesteuergerät (10) differenzdrehzahlgeregelt betrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs.
  • Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verfügt über ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats am Abtrieb bereit. Das Antriebsaggregat umfasst zumindest einen Verbrennungsmotor. Im Falle eines Hybridfahrzeugs umfasst das Antriebsaggregat zusätzlich zum Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine. Das Getriebe umfasst mehrere Schaltelemente, die als reibschlüssige Schaltelemente oder auch als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein können. Ferner verfügt ein Antriebsstrang über ein Anfahrelement, insbesondere eine Anfahrkupplung, welches zum Anfahrvorgang schlupfend, also mit einer Drehzahldifferenz, betrieben wird. Bei dem Anfahrelement kann es sich um ein getriebeinternes als auch um ein getriebeexternes Anfahrelement handeln. Im Falle eines getriebeinternen Anfahrelements kann ein reibschlüssiges Schaltelement des Getriebes als Anfahrelement genutzt werden.
  • Aus der DE 102 02 520 A1 ist eine Antriebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher für einen Anfahrvorgang eine Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor zunächst abhängig von Kennlinien bestimmt wird, wobei die kennlinienbasierte Soll-Anfahrdrehzahl auf Grundlage von Kenngrößen, die ein tatsächliches Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeugs widerspiegeln, modifiziert wird. Bei diesen Kenngrößen, die das tatsächliche Beschleunigungsverhalten des Kraftfahrzeugs. widerspiegeln, handelt es sich insbesondere um einen Abtriebsdrehzahlgradient, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder ein Drehzahlgradient.
  • Aus der DE 10 2006 053 763 A1 ist es bekannt, eine Soll-Anfahrdrehzahl für einen Anfahrvorgang abhängig von einem Fahrerwunschmoment zu bestimmen.
  • Nach der DE 10 2006 052 100 A1 wird die Soll-Anfahrdrehzahl für einen Anfahrvorgang abhängig vom Luftdruck der Umgebungsluft bestimmt.
  • Aus der DE 10 2013 205 798 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Steuern eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei nimmt ein Getriebesteuergerät parallel zueinander einerseits eine Regelung des Verbrennungsmotors und andererseits eine Regelung einer Anfahrkupplung vor. Zur Regelung des Verbrennungsmotors bestimmt das Getriebesteuergerät eine Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor und stellt diese dem Motorsteuergerät bereit.
  • Es besteht Bedarf daran, für einen Anfahrvorgang die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs genauer zu bestimmen, und zwar derart, dass ein Fahrerwunschmoment bereitgestellt werden kann.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und ein Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vom Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät oder Hybridsteuergerät wird ein Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bestimmt, den der Verbrennungsmotor zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments bereitstellen soll.
  • Vom Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät oder Hybridsteuergerät wird ferner abhängig von diesem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor bestimmt und dem Getriebesteuergerät bereitgestellt.
  • Zum Anfahren wird der Verbrennungsmotor vom Motorsteuergerät momentgeregelt und das Anfahrelement vom Getriebesteuergerät differenzdrehzahlgeregelt betrieben, derart, dass der Verbrennungsmotor den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt, und dass durch die Ansteuerung des Anfahrelements ein Hochlaufen des Verbrennungsmotors auf die Soll-Anfahrdrehzahl gesteuert wird.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät oder das Hybridsteuergerät den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bestimmt, den der Verbrennungsmotor zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments bereitstellen soll. Je mehr Anteil des Fahrerwunschmoments bei einem Hybridfahrzeug über die elektrische Maschine bereitgestellt werden kann, desto geringer ist der Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments. Ferner bestimmt das Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät oder das Hybridsteuergerät abhängig von dem bestimmten Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl, insbesondere abhängig von einer Drehmomentkurze des Verbrennungsmotors. Das Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät oder das Hybridsteuergerät stellt so die ermittelte Soll-Anfahrdrehzahl des Verbrennungsmotors dem Getriebesteuergerät bereit. Zum Anfahren wird dann der Verbrennungsmotor vom Motorsteuergerät momentgeregelt und das Anfahrelement vom Getriebesteuergerät in einer Differenzdrehzahlregelung betrieben. Hierbei stellt der Verbrennungsmotor den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereit. Durch das Anfahrelement wird das Hochlaufen des Verbrennungsmotors auf die Soll-Anfahrdrehzahl gesteuert.
  • Mit der Erfindung ist ein besonders vorteilhafter Anfahrvorgang möglich.
  • Die Soll-Anfahrdrehzahl kann vom Motorsteuergerät oder Hybridsteuergerät genau bestimmt werden. Das Getriebesteuergerät nutzt die so ermittelte Soll-Anfahrdrehzahl zur Regelung und damit Ansteuerung des Anfahrelements. Ohne die entsprechende Ansteuerung des Anfahrelements würde der in der Momentenregelung betriebene Verbrennungsmotor irgendeine Drehzahl annehmen, beispielsweise die Maximaldrehzahl des Verbrennungsmotors. Erst durch das Zusammenwirken von Momentenregelung des Verbrennungsmotors und Differenzdrehzahlregelung des Anfahrelements wird ein komfortabler Anfahrvorgang erreicht.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor, die dem Getriebesteuergerät vom Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät oder Hybridsteuergerät bereitgestellt wird, vom Getriebesteuergerät unter Bereitstellung einer gefilterten Soll-Anfahrdrehzahl gefiltert. Durch die Filterung der Soll-Anfahrdrehzahl kann der Fahrkomfort beim Anfahren erhöht werden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird in der Differenzdrehzahlregelung des Anfahrelements dasselbe vom Getriebesteuergerät zunächst so angesteuert, dass eine Übertragungsfähigkeit desselben zunächst geringer ist als ein antriebseitig bereitgeselltes Drehmoment, sodass eine Beschleunigung des Verbrennungsmotors auf die Soll-Anfahrdrehzahl erleichtert wird. Nachfolgend wird die Übertragungsfähigkeit des Anfahrelements vom Getriebesteuergerät erhöht, um eine Drehzahldifferenz zwischen einer antriebseitigen Drehzahl und einer abtriebseitigen Drehzahl an derselben abzubauen. Nachfolgend wird das Anfahrelement vom Getriebesteuergerät vollständig geschlossen. Vorzugsweise wird dann, wenn die Drehzahldifferenz an dem Anfahrelement kleiner als ein Grenzwert ist, und dann, wenn weiterhin die abtriebsseitige Drehzahl an dem Anfahrelement größer als eine Schließdrehzahlschwelle ist, die ihrerseits kleiner als die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor ist, der differenzdrehzahlgeregelte Betrieb des Anfahrelements vom Getriebesteuergerät beendet und dieselbe vollständig geschlossen. Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt ein komfortables Hochlaufen des Verbrennungsmotors auf seine Soll-Anfahrdrehzahl. Das von dem Anfahrelement übertragbare Moment ist zunächst geringer als das vom Antriebsaggregat bereitgestellte Moment. Dies erleichtert den Drehzahlhochlauf am Verbrennungsmotor. Sobald kein oder nur noch ein geringes Moment für das Hochlaufen des Verbrennungsmotors benötigt wird, wird das übertragbare Moment des Anfahrelements auf das Niveau des vom Antriebsaggregat bereitgestellten Moments angehoben. Hierbei wird Schlupf bzw. die Drehzahldifferenz an dem Anfahrelement abgebaut. Zum Abschluss des Anfahrvorgangs wird dann das Anfahrelement vollständig geschlossen. Dies erlaubt ein besonders vorteilhaftes und komfortables Anfahren.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird vom Motorsteuergerät und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät oder Hybridsteuergerät die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor abhängig von dem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments über eine Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors bestimmt. Vorzugsweise ist die Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors von einem Umgebungsluftdruck und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig. Hiermit kann die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor besonders vorteilhaft bestimmt werden.
  • Das erfindungsgemäße Steuersystem ist in Anspruch 7 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 ein Antriebstrangschema eines Kraftfahrzeugs;
    • 2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt stark schematisiert ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug verfügt über ein Antriebsaggregat 1, welches zumindest einen Verbrennungsmotor 2 und im gezeigten Ausführungsbeispiel eines Hybridfahrzeugs zusätzliche eine elektrische Maschine 3 umfasst. Zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 4 ist ein Getriebe 5 geschaltet. Das Getriebe 5 wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 am Abtrieb 4 bereit. Zwischen den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Trennkupplung 6 geschaltet. Bei geöffneter Trennkupplung 6 ist der Verbrennungsmotor 2 abgekoppelt.
  • Gemäß 1 umfasst das Getriebe 5 mehrere Schaltelemente 7, von denen in 1 ein Schaltelement 7 exemplarisch gezeigt ist. Bei den Schaltelementen 7 des Getriebes 5 kann es sich um reibschlüssige Schaltelemente, wie zum Beispiel um Bremsen oder Kupplungen, sowie um formschlüssige Schaltelemente, wie zum Beispiel um Klauen, handeln. Ferner zeigt 1 ein Anfahrelement 8, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als getriebeinterne Anfahrkupplung ausgebildet ist. Anstelle eines getriebeinternen Anfahrelements 8 kann auch ein getriebeexternes Anfahrelement 8 zum Einsatz kommen. 1 zeigt weiterhin ein Motorsteuergerät 9 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Verbrennungsmotors 2. Der Betrieb des Getriebes 5 wird von einem Getriebesteuergerät 10 gesteuert und/oder geregelt.
  • Im Fall des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs ist zusätzlich zum Motorsteuergerät 9 sowie Getriebesteuergerät 10 ein Hybridsteuergerät 11 vorhanden. Das Hybridsteuergerät 11 steuert und/oder regelt den Betrieb der elektrischen Maschine 3 und in 1 der Trennkupplung 6.
  • Gemäß 1 tauschen die Steuergeräte 9, 10 und 11 einerseits untereinander Daten und andererseits mit den zu steuernden und/oder zu regelnden Baugruppen Daten aus.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun einen Anfahrvorgang eines solchen Kraftfahrzeugs, bei welchem das Antriebsaggregat 1 zumindest den Verbrennungsmotor 2 und im Falle eines Hybridfahrzeugs zusätzlich die elektrische Maschine 3 umfasst. Im Ausgangszustand steht das Fahrzeug still, das heißt, eine Drehzahl am Abtrieb 4 beträgt Null. Das Anfahrelement 8 ist vollständig geöffnet und der Verbrennungsmotor 2 wird mit seiner Leerlauf-Drehzahl betrieben.
  • Der Anfahrvorgang wird durch eine fahrerseitige Betätigung eines Fahrpedals 12, welches auch als Gaspedal bezeichnet wird, ausgelöst. Abhängig von der fahrerseitigen Betätigung des Fahrpedals 12 kann ein Fahrerwunschmoment für den Anfahrvorgang bestimmt werden. Die Bestimmung des Fahrerwunschmoments abhängig von der fahrerseitigen Betätigung des Fahrpedals 12 kann zum Beispiel vom Getriebesteuergerät 10 oder auch vom Motorsteuergerät 9 und im Falle eines Hybridfahrzeugs auch vom Hybridsteuergerät 11 vorgenommen werden.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Motorsteuergerät 9 und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät 9 oder das Hybridsteuergerät 11 abhängig vom Fahrerwunschmoment einen Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bestimmt, den der Verbrennungsmotor 2 zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments am Abtrieb 4 bereitstellen soll. Je höher ein Anteil ist, den die elektrische Maschine 3 zum Fahrerwunschmoment bereitstellen kann, desto geringer fällt der Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments aus.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Motorsteuergerät 9 und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät 9 oder das Hybridsteuergerät 11 abhängig von dem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor 2 bestimmt und dem Getriebesteuergerät 10 bereitstellt, entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines weiteren Steuergeräts.
  • Zum Anfahren wird der Verbrennungsmotor 2 vom Motorsteuergerät 9 momentengeregelt betrieben. Die Anfahrkupplung 8 wird zum Anfahren vom Getriebesteuergerät 10 differenzdrehzahlgeregelt betrieben. Der momentengeregelte Betrieb des Verbrennungsmotors 2 über das Motorsteuergerät 9 erfolgt derart, dass zum Anfahren der Verbrennungsmotor 2 den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt. Der differenzdrehzahlgeregelte Betrieb der Anfahrkupplung 8 über das Getriebesteuergerät 10 erfolgt in Abhängigkeit der bestimmten Soll-Anfahrdrehzahl derart, dass die Anfahrkupplung 8 ein Hochlaufen des Verbrennungsmotors 2 auf seine Soll-Anfahrdrehzahl steuert. Auf diese Art und Weise kann nicht nur die Soll-Anfahrdrehzahl genau ermittelt werden, ferner ist auch ein komfortabler Anfahrvorgang möglich. Während des Anfahrvorgangs kann der Verbrennungsmotor 2 definiert auf seine Soll-Anfahrdrehzahl beschleunigen.
  • Weitere Details der Erfindung werden unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm der 2 beschrieben, wobei in 2 über der Zeit t mehrere zeitliche Kurvenverläufe gezeigt sind.
  • So visualisiert ein Kurvenverlauf 13 ein Fahrerwunschmoment. Ein Kurvenverlauf 14 visualisiert ein vom Antriebsaggregat 1 am Getriebeeingang bereitgestelltes Drehmoment, bei welchem es sich um ein Summen-Drehmoment aus dem vom Verbrennungsmotor 2 bereitgestellten Drehmoment und dem von der elektrischen Maschine 3 bereitgestellten Drehmoment handelt. Der Kurvenverlauf 15 verdeutlicht die Übertragungsfähigkeit der Anfahrkupplung 8 und demnach ein von der Anfahrkupplung 8 übertragenes Ist-Drehmoment.
  • Ein Kurvenverlauf 16 verdeutlicht eine Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor 2, ein Kurvenverlauf 17 eine gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor 2. Bei den Kurvenverläufen 18 und 19 handelt es sich um Drehzahlen an der Anfahrkupplung 8, nämlich beim Kurvenverlauf 18 um eine antriebsseitige Drehzahl der Anfahrkupplung 8 und beim Kurvenverlauf 19 um eine abtriebsseitige Drehzahl der Anfahrkupplung 8. Dann, wenn zwischen der antriebsseitigen Drehzahl 18 und dem abtriebsseitigen Drehzahl 19 der Anfahrkupplung 8 eine Differenz besteht, wird die Anfahrkupplung 8 im Schlupf betrieben.
  • Vor dem Zeitpunkt t1 befindet sich das Kraftfahrzeug im Stillstand. Die Drehzahl am Abtrieb 4, die von der abtriebseitigen Drehzahl 19 an der Anfahrkupplung 8 abhängt, beträgt vor dem Zeitpunkt t1 Null. Die antriebsseitige Drehzahl 18 an dem Anfahrelement 8 entspricht der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2.
  • Zum Zeitpunkt t1 liegt eine fahrerseitige Betätigung des Fahrpedals 12 vor, wobei aus dieser fahrerseitigen Fahrpedalbetätigung ein Fahrerwunsch und damit Fahrerwunschmoment 13 bestimmt wird.
  • Wie bereits ausgeführt, ermittelt das Motorsteuergerät 9 oder das Hybridsteuergerät 11 abhängig vom Fahrerwunschmoment 13 den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments, den der Verbrennungsmotor 2 zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments 13 bereitstellen soll.
  • Das Motorsteuergerät 9 oder das Hybridsteuergerät 11 bestimmt abhängig von diesem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments 13 die Soll-Anfahrdrehzahl 16 für den Verbrennungsmotor 2 und stellt diese dem Getriebesteuergerät 10 bereit.
  • Das Getriebesteuergerät 10 ermittelt aus der vom Motorsteuergerät 9 oder Hybridsteuergerät 11 bereitgestellten Soll-Anfahrdrehzahl 16 die gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl 17 für den Verbrennungsmotor 2, um das Fahrgefühl bzw. den Fahrkomfort für den Anfahrvorgang zu erhöhen.
  • Die Ermittlung der Soll-Anfahrdrehzahl 16 vom Motorsteuergerät 9 bzw. Hybridsteuergerät 11 aus dem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments erfolgt über eine im Motorsteuergerät 9 oder Hybridsteuergerät 11 hinterlegte Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors 2. In einer solchen Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors 2 ist über der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 ein abhängig von der Drehzahl bereitstellbares Drehmoment hinterlegt. Aus dieser Drehmomentkurve kann abhängig vom Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl einfach ermittelt werden. Die Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors 2 ist dabei vorzugsweise vom Umgebungsluftdruck und/oder der Umgebungstemperatur abhängig.
  • Wie bereits ausgeführt, filtert das Getriebesteuergerät 10 vorzugsweise die Soll-Anfahrdrehzahl 16, um die gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl 17 für den Verbrennungsmotor 2 zu bestimmen.
  • Zum Anfahren wird der Verbrennungsmotor 2 vom Motorsteuergerät 9 momentgeregelt betrieben, und zwar derart, dass der Verbrennungsmotor 2 den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt. Das Anfahrelement 8 wird vom Getriebesteuergerät 10 differenzdrehzahlgeregelt betrieben, sodass das Hochlaufen des Verbrennungsmotors 2 auf seine gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl erfolgt.
  • Im differenzdrehzahlgeregelten Betrieb des Anfahrelements 8 wird die Übertragungsfähigkeit desselben zunächst vom Zeitpunkt t1, bei welcher die Übertragungsfähigkeit des Anfahrelements 8 Null beträgt, erhöht, wobei gemäß dem Kurvenverlauf 15 das von dem Anfahrelement 8 übertragbare und damit übertragene Moment kleiner ist als das gemäß dem Kurvenverlauf 14 am Getriebeeingang bzw. an der antriebsseitigen Hälfte des Anfahrelements 8 bereitgestellte Summen-Drehmoment 14, sodass eine Drehmomentdifferenz zwischen Drehmoment 14 und dem Drehmoment 15 zum Hochlaufen des Verbrennungsmotors 2 ausgehend von seiner Leerlaufdrehzahl in Richtung auf die Soll-Anfahrdrehzahl, nämlich die gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl 17, erfolgen kann.
  • So zeigt der Kurvenverlauf 18, dass sich durch die obige Ansteuerung des Anfahrelements 8 die antriebsseitige Drehzahl 18 des Anfahrelements 8 ausgehend von der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 erhöht, und zwar der gefilterten Soll-Anfahrdrehzahl 17 folgend.
  • Gemäß 2 wird zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 über eine entsprechende Druckansteuerung des Anfahrelements 8 die Übertragungsfähigkeit 15 desselben linear erhöht. Auch wird zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 über den momentgeregelten Betrieb des Verbrennungsmotors 2 das Summen-Drehmoment des Antriebsaggregats linear erhöht, und zwar bis zum Zeitpunkt t2 das Summen-Drehmoment des Antriebsaggregats 1 dem Fahrerwunschmoment 13 entspricht. Sobald zum Zeitpunkt t2 das Summen-Drehmoment des Antriebsaggregats 1 das Fahrerwunschmoment 13 erreicht hat, wird nachfolgend das Summen-Drehmoment 14 konstant gehalten. Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird die Übertragungsfähigkeit 15 des Anfahrelements 8 weiter erhöht, und zwar das zum Zeitpunkt t3 das Anfahrelement 8 gemäß dem Kurvenverlauf 15 ein Ist-Moment überträgt, welches dem Summen-Drehmoment 14 des Antriebsaggregats 1 entspricht. Zum Zeitpunkt t3 hat der Verbrennungsmotor 2 seine Soll-Anfahrdrehzahl erreicht, sodass kein weiteres Drehmoment mehr für das Hochlaufen des Verbrennungsmotors 2 benötigt wird. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 wird die Drehzahldifferenz am Anfahrelement 8 abgebaut, sodass zum Zeitpunkt t4 die antriebsseitige Drehzahl 18 des Anfahrelements 8 der abtriebsseitigen Drehzahl 19 des Anfahrelements 8 entspricht. Zum Zeitpunkt t4 ist demnach der Schlupf am Anfahrelement 8 abgebaut. Dann, wenn die Drehzahldifferenz an dem Anfahrelement 8 kleiner als ein Grenzwert ist, und dann, wenn weiterhin die abtriebsseitige Drehzahl 19 des Anfahrelements 8 größer als eine Schließdrehzahlschwelle ist, die ihrerseits kleiner als die Soll-Anfahrdrehzahl bzw. die gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl 17 für den Verbrennungsmotor 2 ist, wird der differenzdrehzahlgeregelte Betrieb der Anfahrkupplung 8 vom Getriebesteuergerät 10 beendet und nachfolgend das Anfahrelement 8 anschließend an den Zeitpunkt t4 vollständig geschlossen, nämlich in Überanpressung gebracht, sodass die Anfahrkupplung 8 mehr Moment übertragen kann als das Antriebsaggregat 1 antriebsseitig bereitstellt. Nach dem Zeitpunkt t4 ist demnach das Anfahrelement 8 vollständig geschlossen und in Überanpressung gebracht.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuersystem eines Kraftfahrzeugs, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig auszuführen. Das Steuersystem umfasst zumindest das Motorsteuergerät 9 und das Getriebesteuergerät 10 und im Falle eines Hybridfahrzeugs zusätzlich das Hybridsteuergerät 11. Das Motorsteuergerät 9 und im Fall eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät 9 oder das Hybridsteuergerät 11 bestimmt einerseits abhängig von einem Fahrerwunschmoment den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments und andererseits abhängig vom Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor 2. Die so bestimmte Soll-Anfahrdrehzahl für den Verbrennungsmotor 2 nutzt das Getriebesteuergerät 10 als Eingangsgröße, sodass demnach das Getriebesteuergerät 10 die Soll-Anfahrdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 vom Motorsteuergerät 9 und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät 9 oder vom Hybridsteuergerät 11 empfängt. Zum eigentlichen Anfahren betreibt das Motorsteuergerät 9 den Verbrennungsmotor 2 momentgeregelt, sodass der Verbrennungsmotor 2 den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt. Das Getriebesteuergerät 10 betreibt das Anfahrelement 8 differenzdrehzahlgeregelt, um ein Hochlaufen des Verbrennungsmotors 2 auf seine Soll-Anfahrdrehzahl zu steuern. Die Steuergeräte, die an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligt sind, verfügen über Datenschnittstellen, um entsprechende Daten untereinander sowie mit zu steuernden und/oder zu regelnden Baugruppen auszutauschen. Ferner umfassen die Steuergeräte einen Prozessor zur Datenverarbeitung und einen Speicher zur Datenspeicherung. Softwareseitige Programmbausteine, die in den Steuergeräten hinterlegt sind, dienen der softwareseitigen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf dem jeweiligen Steuergerät.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsaggregat
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    elektrische Maschine
    4
    Abtrieb
    5
    Getriebe
    6
    Trennkupplung
    7
    Schaltelement
    8
    Anfahrelement
    9
    Motorsteuergerät
    10
    Getriebesteuergerät
    11
    Hybridsteuergerät
    12
    Fahrpedal
    13
    Fahrerwunschmoment
    14
    Summenmoment Antriebsaggregat
    15
    Ist-Moment Anfahrelement
    16
    Soll-Anfahrdrehzahl
    17
    gefilterte Soll-Anfahrdrehzahl
    18
    antriebsseitige Drehzahl Anfahrelement
    19
    abtriebsseitige Drehzahl Anfahrelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10202520 A1 [0003]
    • DE 102006053763 A1 [0004]
    • DE 102006052100 A1 [0005]
    • DE 102013205798 A1 [0006]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem zumindest einen Verbrennungsmotor (2) und im Falle eines Hybridfahrzeugs zusätzlich eine elektrische Maschine (3) aufweisenden Antriebsaggregat (1), mit einem zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (4) geschalteten Getriebe (5), und mit einem Anfahrelement (8), mit einem Motorsteuergerät (9) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs des Verbrennungsmotors (2) und im Falle eines Hybridfahrzeugs zusätzlich mit einem Hybridsteuergerät (11) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs der elektrischen Maschine (3), und mit einem Getriebesteuergerät (10) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs des Getriebes (5), wobei zum Anfahren des Kraftfahrzeugs abhängig von einer fahrerseitigen Betätigung eines Fahrpedals (12) ein Fahrerwunschmoment (13) bestimmt und abhängig vom Fahrerwunschmoment eine Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vom Motorsteuergerät (9) und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät (9) oder Hybridsteuergerät (11) ein Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bestimmt wird, den der Verbrennungsmotor (2) zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments bereitstellen soll, vom Motorsteuergerät (9) und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät (9) oder Hybridsteuergerät (11) abhängig von diesem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) bestimmt und dem Getriebesteuergerät (10) bereitgestellt wird, zum Anfahren der Verbrennungsmotor (2) vom Motorsteuergerät (9) momentgeregelt und das Anfahrelement (8) vom Getriebesteuergerät (10) in einer Differenzdrehzahlregelung betrieben wird, derart, dass der Verbrennungsmotor (2) den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt, und durch das Anfahrelement (8) ein Hochlaufen des Verbrennungsmotors (2) auf die Soll-Anfahrdrehzahl gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2), die dem Getriebesteuergerät (10) bereitgestellt wird, vom Getriebesteuergerät (10) unter Bereitstellung einer gefilterten Soll-Anfahrdrehzahl (17) gefiltert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Differenzdrehzahlregelung des Anfahrelements (8) dasselbe vom Getriebesteuergerät (10) zunächst so angesteuert wird, dass das von demselben übertragene Ist-Moment (15) und damit eine Übertragungsfähigkeit des Anfahrelements (8) zunächst geringer ist als ein antriebseitig bereitgeselltes Drehmoment (14), um eine Beschleunigung des Verbrennungsmotors (2) auf die Soll-Anfahrdrehzahl (16, 17) zu erleichtern, dass nachfolgend die Übertragungsfähigkeit des Anfahrelements (8) vom Getriebesteuergerät (10) erhöht wird, um eine Drehzahldifferenz zwischen einer antriebseitigen Drehzahl (18) und einer abtriebseitigen Drehzahl (19) an dem Anfahrelement (8) abzubauen, und dass nachfolgend das Anfahrelement (8) vom Getriebesteuergerät (10) vollständig geschlossen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Drehzahldifferenz an dem Anfahrelement (8) kleiner als ein Grenzwert ist, und dann, wenn weiterhin die abtriebsseitige Drehzahl an dem Anfahrelement (8) größer als eine Schließdrehzahlschwelle ist, die ihrerseits kleiner als die Soll-Anfahrdrehzahl (16, 17) für den Verbrennungsmotor (2) ist, der differenzdrehzahlgeregelte Betrieb des Anfahrelements (8) vom Getriebesteuergerät (10) beendet und dasselbe vollständig geschlossen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vom Motorsteuergerät (9) und im Falle eines Hybridfahrzeugs vom Motorsteuergerät (9) oder Hybridsteuergerät (11) die Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) abhängig von dem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments über eine Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors (2) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentkurve des Verbrennungsmotors (2) von einem Umgebungsluftdruck und/oder einer Umgebungstemperatur abhängig ist.
  7. Steuersystem eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Motorsteuergerät (9) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs eines Verbrennungsmotors (2) und im Falle eines Hybridfahrzeugs zusätzlich mit einem Hybridsteuergerät (11) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs einer elektrischen Maschine (3), und mit einem Getriebesteuergerät (10) zur Steuerung und/Regelung des Betriebs eines Getriebes (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (9) und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät (9) oder Hybridsteuergerät (11) einen Verbrennungsmotoranteil eines Fahrerwunschmoments bestimmt, den der Verbrennungsmotor (2) zum Anfahren unter Bereitstellung des Fahrerwunschmoments bereitstellen soll, das Motorsteuergerät (9) und im Falle eines Hybridfahrzeugs das Motorsteuergerät (9) oder Hybridsteuergerät (11) abhängig von diesem Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments die Soll-Anfahrdrehzahl (16) für den Verbrennungsmotor (2) bestimmt und dem Getriebesteuergerät (10) bereitstellt, zum Anfahren das Motorsteuergerät (9) den Verbrennungsmotor (2) momentgeregelt und das Getriebesteuergerät (10) das Anfahrelement (8) differenzdrehzahlgeregelt betriebt, derart, dass der Verbrennungsmotor (2) den Verbrennungsmotoranteil des Fahrerwunschmoments bereitstellt und durch das Anfahrelement (8) ein Hochlaufen des Verbrennungsmotors (2) auf die Soll-Anfahrdrehzahl gesteuert wird.
  8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 steuerungsseitig auszuführen.
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