DE102021202437B4 - Method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a powertrain with an electrified dual clutch transmission - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors (VM) in einem Antriebsstrang (1) mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen (K1, K2) und zwei Teilgetrieben (TG1, TG2), wobei eine elektrische Maschine (EM) an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor (VM) über eine Kupplung (K0) und über zwei Kupplungen (K1, K2) mit beiden Teilgetrieben (TG1, TG2) verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wird, worauf eine Entscheidung für einen möglichen Ablauf in einem Zustand (Z2) als erstes von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, wobei bei einer Geschwindigkeit über einem Schwellenwert ein Kupplungsstart (Z3) erfolgt, wobei bei Stillstand des Fahrzeugs am Hang ein Direktstart (Z9) erfolgt und bei geringer Geschwindigkeit unter dem Schwellenwert zusätzlich die Fahrzeugbeschleunigung bei gegebenem Schleppmoment ausgewertet wird, wobei entweder ein P2-Start (Z6) oder ein Direktstart (Z9) erfolgt, und wobei für Fahrzeugbeschleunigungen (a_veh) größer eines kalibrierbaren Werts wieder in den Zustand (Z2) gewechselt und die Fahrzeuggeschwindigkeit (v_veh) erneut ausgewertet wird.Method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine (VM) in a drive train (1) with an electrified dual-clutch transmission with two clutches (K1, K2) and two partial transmissions (TG1, TG2), wherein an electric machine (EM) is connected to the electrified partial transmission, and the internal combustion engine (VM) can be connected to both partial transmissions (TG1, TG2) via a clutch (K0) and via two clutches (K1, K2), wherein the method is started by a controller during purely electric travel on a slope, whereupon a decision for a possible sequence in a state (Z2) first depends on the vehicle speed, wherein at a speed above a threshold value a clutch start (Z3) takes place, wherein when the vehicle is stationary on a slope a direct start (Z9) takes place and at a low speed below the threshold value the vehicle acceleration is additionally evaluated at a given drag torque, wherein either a P2 start (Z6) or a direct start (Z9) takes place, and wherein for vehicle accelerations (a_veh) is greater than a calibratable value, the system switches back to state (Z2) and the vehicle speed (v_veh) is evaluated again.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen und zwei Teilgetrieben, wobei eine elektrische Maschine an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor (VM) über eine Kupplung und über zwei Kupplungen mit beiden Teilgetrieben verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wird.The invention is based on a method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a drive train with an electrified dual-clutch transmission with two clutches and two partial transmissions, wherein an electric machine is connected to the electrified partial transmission, and the internal combustion engine (VM) can be connected to both partial transmissions via one clutch and via two clutches, wherein the method is started by a controller during purely electric driving on a slope.
Stand der TechnikState of the art
Fahrzeuge mit einer hybriden Antriebsstruktur weisen einen Verbrennungsmotor und ein zweites Antriebsaggregat auf, welches beispielsweise ein Elektromotor sein kann. So kann das Antriebsmoment während des Fahrbetriebes des Hybridfahrzeuges von beiden Antriebsaggregaten aufgebracht werden.Vehicles with a hybrid drive structure have an internal combustion engine and a second drive unit, which can be an electric motor, for example. This means that the drive torque can be generated by both drive units while the hybrid vehicle is in operation.
Aus der
Dabei ist unter der ersten und der zweiten Gangstufe zu verstehen, dass eine Auswahl für eine Gangstufe für jedes der Teilgetriebe, im Sinne einer anderen Gangstufe, getroffen wird. Es heißt nicht, dass es dem ersten Gang und dem zweiten Gang eines Getriebes entspräche, entsprechend einer konventionellen Anordnung von Untersetzung in niedrigen bis zu einer Übersetzung in hohen Gängen.The first and second gear stages mean that a selection is made for a gear stage for each of the sub-transmissions, in the sense of a different gear stage. It does not mean that it corresponds to the first gear and the second gear of a transmission, according to a conventional arrangement of reduction in low gears to a transmission in high gears.
In einer Version des Antriebsstrangs wird eine zusätzliche Trennkupplung verwendet, um den Verbrennungsmotor unabhängig vom Hybridantriebssystem betreiben zu können. In one version of the powertrain, an additional separating clutch is used to enable the combustion engine to operate independently of the hybrid drive system.
Aus der nachveröffentlichten
Die nachveröffentlichte
Kegelsynchronisierungen, wie sie im genannten Stand der Technik verwendet werden, wirken üblicherweise zunächst reibschlüssig und erst in einer Endlage formschlüssig.Cone synchronizations, as used in the above-mentioned state of the art, usually initially act frictionally and only form-fit in an end position.
Die Drehmomentenübertragungskapazität in der reibschlüssigen Phase ist in der Regel deutlich kleiner als die der formschlüssigen Endlage. Die formschlüssige Endlage wird erreicht, wenn der Antriebsstrang Drehzahlgleichheit erreicht, wozu die Reibschlussphase genutzt wird, um Eingangswelle und Ausgangswelle an der Kupplung in ihre Drehzahl aneinander anzupassen. Dieser reibschlüssige Zustand ist erforderlich, um den Verbrennungsmotor unabhängig der Raddrehzahl auf eine Mindestdrehzahl anschleppen zu können. Nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde, kann die Kupplung K0 in den Formschluss gebracht werden.The torque transmission capacity in the frictional phase is generally significantly smaller than that of the positive locking end position. The positive locking end position is reached when the drive train reaches the same speed, for which the frictional phase is used to adjust the speed of the input shaft and output shaft on the clutch. This frictional state is required in order to be able to tow the combustion engine to a minimum speed regardless of the wheel speed. After the combustion engine has been started, the clutch K0 can be brought into positive locking.
Aus Bauraum-, Kosten- und Gewichtsgründen wird die zu übertragende Drehmomentenkapazität der Synchronisierung in der reibschlüssigen Phase auf den Normalfall für den Antriebsstrang, beispielsweise auf etwa 70 Nm ausgelegt, was für ein Starten des Verbrennungsmotors bei Betriebstemperatur ausreicht. Im schlechtesten Fall bei sehr tiefen Temperaturen ist aber ein Drehmoment von etwa 200 Nm notwendig, um den Verbrennungsmotor zu starten.For reasons of installation space, cost and weight, the torque capacity of the synchronization to be transmitted in the frictional phase is designed for the normal case for the drive train, for example at around 70 Nm, which is sufficient to start the combustion engine at operating temperature. In the worst case at very low temperatures, however, a torque of around 200 Nm is necessary to start the combustion engine.
Wenn ein Motorstart mithilfe des Trennelements K0 allein nicht möglich ist, kann ein Start alternativ auch mit den anderen Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes durchgeführt werden. Die damit einhergehende Zugkraftunterbrechung wird aber als unkomfortabel wahrgenommen, bzw. sorgt am Hang für ein ungewolltes Rückwärtsrollen.If it is not possible to start the engine using the K0 separating element alone, it can alternatively be started using the other clutches of the dual clutch transmission. However, the resulting interruption in traction is perceived as uncomfortable and causes unwanted rolling backwards on slopes.
Daher sind Motorstarts im Stillstand oder im stillstandsnahen Fahrbetrieb, insbesondere am Hang bei kalten Temperaturen/Diesel (siehe oben), alleine durch das oben beschriebene Hybridgetriebesystem mit den bisher bekannten Startverfahren nicht komfortabel darstellbar.Therefore, engine starts when the vehicle is stationary or in near-stationary driving mode, especially on a slope in cold temperatures/diesel (see above), cannot be comfortably achieved using the hybrid transmission system described above alone with the previously known starting procedures.
Mit dem Hybridantrieb der
Aus der
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, das Starten eines Verbrennungsmotors bei Fahren oder Stehen an einer Steigung vorzubereiten und damit sicherzustellen, dass der Verbrennungsmotor auch in diesen Situationen gestartet werden kann, obwohl die Drehmomentenkapazität in der Reibschlussphase der Trennkupplung K0 hierfür nicht ausgelegt ist.It is the object of the invention to prepare the starting of an internal combustion engine when driving or standing on an incline and thus to ensure that the internal combustion engine can also be started in these situations, although the torque capacity in the frictional engagement phase of the separating clutch K0 is not designed for this.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Auswahl eines Ablaufs zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Antriebsstrang mit elektrifiziertem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen und zwei Teilgetrieben, wobei eine elektrische Maschine an das elektrifizierte Teilgetriebe angebunden ist, und der Verbrennungsmotor über eine Kupplung und über zwei Kupplungen mit beiden Teilgetrieben verbindbar ist, wobei das Verfahren bei rein elektrischer Fahrt am Hang durch eine Steuerung gestartet wird, worauf eine Entscheidung für einen möglichen Ablauf in einem Zustand als erstes von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, wobei bei einer Geschwindigkeit über einem Schwellenwert ein Kupplungsstart erfolgt, wobei bei Stillstand des Fahrzeugs am Hang ein Direktstart erfolgt und bei geringer Geschwindigkeit unter dem Schwellenwert zusätzlich die Fahrzeugbeschleunigung bei gegebenem Schleppmoment des ausgewertet wird, wobei für Fahrzeugbeschleunigungen größer eines kalibrierbaren Werts wieder in den Zustand gewechselt und die Fahrzeuggeschwindigkeit erneut ausgewertet wird, wobei entweder ein P2-Start oder ein Direktstart erfolgt.The problem is solved with a method for selecting a sequence for starting an internal combustion engine in a drive train with an electrified dual-clutch transmission with two clutches and two partial transmissions, wherein an electric machine is connected to the electrified partial transmission, and the internal combustion engine can be connected to both partial transmissions via one clutch and via two clutches, wherein the method is started by a controller during purely electric driving on a slope, whereupon a decision for a possible sequence in a state depends first of all on the vehicle speed, wherein a clutch start occurs at a speed above a threshold value, wherein a direct start occurs when the vehicle is stationary on a slope and, at a low speed below the threshold value, the vehicle acceleration is additionally evaluated at a given drag torque, wherein for vehicle accelerations greater than a calibratable value, the state is changed back and the vehicle speed is evaluated again, wherein either a P2 start or a direct start occurs.
Es ist von Vorteil, dass im Fall, dass der Verbrennungsmotor ein ausreichendes Schleppmoment aufweist, um das Fahrzeug am Hang zu halten, nachdem ein Zweimassenschwungrad des Verbrennungsmotors vorgespannt und das Drehmoment der elektrischen Maschine auf 0 Nm reduziert wurde und der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe ausgelegt wurde, ein Direktstart erfolgt.It is advantageous that in the event that the combustion engine has sufficient drag torque to hold the vehicle on a slope, a direct start occurs after a dual-mass flywheel of the combustion engine has been preloaded and the torque of the electric machine has been reduced to 0 Nm and the gear in the electrified partial transmission has been disengaged.
Es ist von Vorteil, dass bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten die Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe geschlossen wird und zunächst reibschlüssig ein Drehmoment überträgt, wodurch der Verbrennungsmotor bis auf Gleichlaufdrehzahl beschleunigt wird und in der folgenden Phase der Verbrennungsmotor formschlüssig mit dem Getriebe gekoppelt wird, indem die Kupplung K0 bis in Endlage geschlossen wird.It is advantageous that at low vehicle speeds the clutch between the combustion engine and the transmission is closed and initially transmits a torque by friction, whereby the combustion engine is accelerated to constant speed and in the following phase the combustion engine is positively coupled to the transmission by closing the clutch K0 to the end position.
Vorteilhafterweise kann vor dem Schließen der Synchronisierung sichergestellt werden, dass keine Differenzdrehzahl anliegt, und direkt die formschlüssige Endlage verwendet werden.Advantageously, before closing the synchronization, it can be ensured that there is no differential speed and the positive end position can be used directly.
Beispiel der ErfindungExample of the invention
Die Erfindung wird mit den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt einen Antriebsstrang in einer beispielhaften Ausführungsform, -
2a ,2b ,2c zeigen einen Motorstart aus einer P2 Konfiguration. -
3a ,3b ,3c zeigen einen Startablauf B mit Verbrennungsmotorstart aus einem Interlock. -
4 zeigt ein Schema zur Entscheidung über einen geeigneten Startverlauf.
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1 shows a drive train in an exemplary embodiment, -
2a ,2 B ,2c show an engine start from a P2 configuration. -
3a ,3b ,3c show a start sequence B with combustion engine start from an interlock. -
4 shows a scheme for deciding on a suitable starting sequence.
Die
Getriebeausgangsseitig mündet der Antriebsstrang aus beiden Teilgetrieben TG1, TG2 an einem Differential D. Am Teilgetriebe TG1 ist die elektrische Maschine EM angekoppelt.On the transmission output side, the drive train from both partial transmissions TG1, TG2 flows into a differential D. The electric machine EM is coupled to the partial transmission TG1.
Das Starten des Verbrennungsmotors VM kann unter bestimmten Umständen, z. B. bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten vom System angefordert werden und mithilfe des Trennelements, der Kupplung K0, erfolgen. Hierzu wird, wie in
Steht das Fahrzeug, wird das Trennelement K0 ohne Differenzdrehzahl in die formschlüssige Endlage geschlossen.When the vehicle is stationary, the separating element K0 is closed into the positive end position without any differential speed.
Wenn vor dem Schließen der Synchronisierung sichergestellt wird, dass keine Differenzdrehzahl anliegt, kann die Reibschlussphase „übergangen“ und direkt in die formschlüssige Endlage gewechselt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das Getriebe in einen definierten Vorbereitungszustand, nämlich in die P2 Konfiguration, gebracht wird und auf einen Fahrzeugstillstand gewartet wird. Der vorbereitende Wechsel in die P2-Konfiguration ist notwendig, um auch an einer Steigung einen Motorstart ohne Zugkraftunterbrechung (ggf. Rückwärtsrollen) durchführen zu können. Danach kann ein im Stand der Technik bekannter Direktstart durchgeführt werden. Die P2 Konfiguration bedeutet, dass sich der Antrieb so verhält als wäre die elektrische Maschine EM am Getriebeeingang montiert.If it is ensured before closing the synchronization that there is no differential speed, the frictional engagement phase can be "bypassed" and the system can switch directly to the positive locking end position. This is achieved by putting the transmission into a defined preparatory state, namely the P2 configuration, and waiting for the vehicle to come to a standstill. The preparatory switch to the P2 configuration is necessary in order to be able to start the engine on an incline without interrupting traction (possibly rolling backwards). A direct start known in the state of the art can then be carried out. The P2 configuration means that the drive behaves as if the electric machine EM were mounted on the transmission input.
Die Kupplung des nicht elektrifizierten Teilgetriebes, im Beispiel K2, wird geschlossen, wobei der vorgewählte Gang in diesem Teilgetriebe TG2 kürzer übersetzt sein muss als der aktive Gang im elektrifizierten Teilgetriebe.The clutch of the non-electrified partial transmission, in the example K2, is closed, whereby the preselected gear in this partial transmission TG2 must have a shorter ratio than the active gear in the electrified partial transmission.
Das Drehmoment der elektrischen Maschine wird reduziert. Hierdurch rollt das Fahrzeug in Folge der Hangabtriebskraft eine kleine, zulässige Strecke rückwärts und das Zweimassenschwungrad des Verbrennungsmotors VM wird gezielt gespannt, da das Schleppmoment des Verbrennungsmotors auf der Primärseite des Zweimassenschwungrads einer Drehung entgegenwirkt. Sobald das Zweimassenschwungrad gespannt ist, kann das Fahrzeug bei ausreichend hohem Schleppmoment des Verbrennungsmotors am Hang gehalten werden. Dieses Schleppmoment ist nicht exakt bekannt, weshalb bei einem zu geringen Schleppmoment das Fahrzeug rückwärtsrollen kann. Ein unkontrolliertes Rückwärtsrollen ist in jedem Fall zu vermeiden, weshalb der maximale Weg des Rückwärtsrollens, der dem Zweimassenschwungrad Verdrehwinkel entspricht, über die elektrische Maschine EM limitiert werden muss.The torque of the electric machine is reduced. As a result of the downhill force, the vehicle rolls backwards a small, permissible distance and the dual-mass flywheel of the combustion engine VM is specifically tensioned, since the drag torque of the combustion engine on the primary side of the dual-mass flywheel counteracts rotation. As soon as the dual-mass flywheel is tensioned, the vehicle can be held on the slope if the drag torque of the combustion engine is sufficiently high. This drag torque is not known exactly, which is why the vehicle will not start if the drag torque is too low. vehicle can roll backwards. Uncontrolled rolling backwards must be avoided at all costs, which is why the maximum path of rolling backwards, which corresponds to the dual-mass flywheel twist angle, must be limited by the electric machine EM.
Nachdem das Zweimassenschwungrad vorgespannt und das Drehmoment der elektrischen Maschine EM auf 0 Nm reduziert wurde, wird der dritte Gang im elektrifizierten Teilgetriebe ausgelegt. Voraussetzung hierfür ist aber ein ausreichend hohes Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM, um das Fahrzeug zu halten.After the dual-mass flywheel has been preloaded and the torque of the electric machine EM has been reduced to 0 Nm, the third gear is disengaged in the electrified partial transmission. However, this requires a sufficiently high drag torque from the combustion engine VM to hold the vehicle.
In
Um die zuvor gezeigten Verfahrensabläufe der
Darin sind die einzelnen Startarten bereits Teil des Stands der Technik bis auf die Abläufe nach
Das folgende Flussdiagramm ist so zu verstehen, dass Zustände, die in den einzelnen Rechtecken dargestellt sind, erst dann verlassen werden, wenn die jeweiligen Austrittsbedingungen erfüllt sind.The following flow chart is to be understood in such a way that states shown in the individual rectangles are only left when the respective exit conditions are met.
Das Verfahren zur Auswahl der Startmodalitäten für einen Verbrennungsmotor beginnt mit dem Betriebszustand Z1 des Fahrzeugs im rein elektrischen Fahren an einem Hang. Der Fahrer fordert durch Betätigung des Gaspedals oder durch Betätigung einer Schaltung ein positives Radmoment für das Fahrzeug an. Da die elektrische Maschine allein der Anforderung nicht gewachsen ist, fordert ein Hybrid-Manager als Steuerelement den Verbrennungsmotor VM zu starten. Durch die Anforderung, den Verbrennungsmotor zu starten, wird in den Zustand Z2 gewechselt. Der Grund für eine solche Startanforderung kann z. B. auch ein niedriger Batterieladezustand sein.The process for selecting the starting modalities for an internal combustion engine begins with the operating state Z1 of the vehicle in purely electric driving on a slope. The driver requests a positive wheel torque for the vehicle by pressing the accelerator pedal or by operating a gearshift. Since the electric machine alone cannot meet the requirement, a hybrid manager as a control element requests the internal combustion engine VM to be started. The request to start the internal combustion engine changes to state Z2. The reason for such a start request can also be, for example, a low battery charge level.
In diesem Zustand Z2 wird in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entschieden, welcher weitere Verfahrensablauf gewählt wird. Für Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als ein Schwellenwert von in etwa 15km/h wird zum Zustand Z3 gewechselt und ein Kupplungsstart über das Drehmoment der angetriebenen Räder, das nichtelektrifizierte Teilgetriebe TG2 und die geschlossenen Kupplungen K2 und K0+ ausgeführt.In this state Z2, a decision is made as to which further procedure is to be selected depending on the vehicle speed. For vehicle speeds greater than a threshold value of approximately 15 km/h, the system switches to state Z3 and a clutch start is carried out via the torque of the driven wheels, the non-electrified partial transmission TG2 and the closed clutches K2 and K0+.
Für Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner 15km/h und größer 0 km/h springt das Ablaufverfahren in den Zweig mit dem Zustand Z4. Im Zustand Z4 wird zusätzlich in Abhängigkeit von der gemessenen Fahrzeugbeschleunigung a_veh entschieden, welcher weitere Verfahrensablauf gewählt werden muss.For vehicle speeds of less than 15 km/h and greater than 0 km/h, the process jumps to the branch with state Z4. In state Z4, a decision is also made as to which further process sequence must be selected, depending on the measured vehicle acceleration a_veh.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh größer eines kalibrierbaren Werts (z.B. 1,5 m/s2) wird wieder in den Zustand Z2 gewechselt und die Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh erneut ausgewertet. Gleiches gilt alternativ für die Situation, wenn die Fahrzeugbeschleunigung a_veh positiv und das Schleppmoment des Verbrennungsmotors nichtgezündet im Stillstand größer als ein Schwellenwert, z. B. 80Nm, ist Die Intention dieser Bedingung ist, dass bei positiver Beschleunigung innerhalb einer vorhersehbaren Zeit die Fahrzeuggeschwindigkeit von 15 km/h überschritten und dann ein Kupplungsstart wie in Z3 durchgeführt werden kann. Dies ist das bevorzugte Startverfahren.For vehicle accelerations a_veh greater than a calibratable value (e.g. 1.5 m/s 2 ), the system switches back to state Z2 and the vehicle speed v_veh is evaluated again. The same applies alternatively to the situation when the vehicle acceleration a_veh is positive and the drag torque of the combustion engine when not ignited at standstill is greater than a threshold value, e.g. 80 Nm. The intention of this condition is that with positive acceleration, the vehicle speed of 15 km/h can be exceeded within a foreseeable time and then a clutch start can be carried out as in Z3. This is the preferred starting procedure.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh kleiner als ein kalibrierbarer Wert, z.B. 1,5 m/s2, und einem Schleppmoment des nicht gezündeten Verbrennungsmotors im Stillstand kleiner als ein Schwellenwert, z.B. 80Nm, wird zum Zustand Z5 gewechselt.For vehicle accelerations a_veh smaller than a calibratable value, e.g. 1.5 m/s 2 , and a drag torque of the non-ignited combustion engine at standstill smaller than a threshold value, e.g. 80 Nm, the system switches to state Z5.
Im Zustand Z5 wird durch Schließen der beiden Kupplungen K1 und K2 die Leistung der elektrischen Maschine auf das nicht elektrifizierte andere Teilgetriebe geführt und eine P2-Konfiguration hergestellt.In state Z5, by closing the two clutches K1 and K2, the power of the electric machine is directed to the other non-electrified sub-transmission and a P2 configuration is created.
Der Verfahrensablauf im Zustand Z6 verwendet die Trennkupplung K0 dann zum Starten des Verbrennungsmotors VM in einem sogenannten P2 Start. Unter P2 Start wird verstanden, dass die elektrische Maschine per Schalten der Kupplungen wie bei einer P2-Anbindung der elektrischen Maschine am Getriebeeingang agiert und er Verbrennungsmotor VM über das Schließen der Kupplung K0 angedreht wird.The process sequence in state Z6 then uses the separating clutch K0 to start the combustion engine VM in a so-called P2 start. P2 start means that the electric machine acts by switching the clutches as with a P2 connection of the electric machine at the transmission input and the combustion engine VM is started by closing the clutch K0.
Für Fahrzeugbeschleunigungen a_veh kleiner gleich 0 m/s2 und einem Schleppmoment des ungezündeten Verbrennungsmotors im Stillstand größer also ein Schwellenwert z.B. 80Nm, wird zum Zustand Z7 gewechselt.For vehicle accelerations a_veh less than or equal to 0 m/s 2 and a drag torque of the unignited combustion engine at standstill greater than a threshold value, e.g. 80 Nm, the system switches to state Z7.
Im Zustand Z7 wird durch Schließen der beiden Kupplungen K1 und K2 die Leistung der elektrischen Maschine auf das nicht elektrifizierte, andere Teilgetriebe geführt. Die Trennkupplung K0 bleibt zunächst geöffnet, weshalb das System in diesem Zustand unabhängig vom Verbrennungsmotor betrieben werden kann. In diesem Zustand Z7 wird sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh als auch das Fahrerwunschmoment T_driver_req betrachtet. Für Fahrzeuggeschwindigkeiten v_veh gleich 0km/h wird zum Zustand Z8 gewechselt.In state Z7, the power of the electric machine is transferred to the non-electrified, other partial transmission by closing the two clutches K1 and K2. The separating clutch K0 remains initially opened, which is why the system can be operated independently of the combustion engine in this state. In this state Z7, both the vehicle speed v_veh and the driver's desired torque T_driver_req are considered. For vehicle speeds v_veh equal to 0 km/h, the system switches to state Z8.
Im Zustand Z8 wird das Trennelement K0 bis in die formschlüssige Endlage geschlossen und ein Direktstart im Zustand Z9 ausgeführt, was der
Übersteigt das Fahrerwunschmoment T_driver_req einen einstellbaren Wert, z.B 1000 Nm am Rad, wird vom ausgehenden Z7 zum Zustand Z10 gewechselt.If the driver's desired torque T_driver_req exceeds an adjustable value, e.g. 1000 Nm at the wheel, the system changes from the outgoing state Z7 to the state Z10.
In diesem Zustand Z10 wird die Leistung der elektrischen Maschine EM durch Öffnen beider Kupplungen K1, K2 auf das elektrifizierte Teilgetriebe übertragen, wobei der Ablauf in den Zustand Z2 zurückspringt.In this state Z10, the power of the electric machine EM is transferred to the electrified partial transmission by opening both clutches K1, K2, whereby the process returns to state Z2.
Der Zustand Z2 erlaubt einen weiteren Zweig des Verlaufs, nämlich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh gleich 0km/h. Der nächste Verfahrensschritt wechselt in den Zustand Z11.State Z2 allows a further branch of the curve, namely at a vehicle speed v_veh equal to 0 km/h. The next process step changes to state Z11.
In diesem Zustand wird durch Schließen beider Kupplungen K1 und K2 bei gleichzeitig eingelegten Gängen das Fahrzeug entsprechend des Fahrerwunschs am Hang gehalten, wobei Rückwärtsrollen über eine zulässige Strecke hinaus verhindert wird. Ziel hierbei ist es, das Fahrzeug entweder unter Zuhilfenahme des VKM-Schleppmoments oder durch gezieltes Verspannen des Radsatzes am Hang zu halten.In this state, the vehicle is held on the slope according to the driver's wishes by closing both clutches K1 and K2 while simultaneously engaging gears, preventing it from rolling backwards beyond a permissible distance. The aim here is to hold the vehicle on the slope either with the aid of the ICE drag torque or by deliberately bracing the wheelset.
Der Zustand Z11 resultiert in zwei getrennten Abläufen.The state Z11 results in two separate processes.
In beiden Teilgetrieben TG1, TG2 des Getriebes 2 sind Gänge eingelegt, wobei der Gang im nicht elektrifizierten Teilgetriebe TG2 kürzer übersetzt sein muss. Das Fahrzeug wird in dieser Phase über die elektrische Maschine EM am Hang gehalten.Gears are engaged in both partial transmissions TG1 and TG2 of
Zunächst wird die Kupplung des nicht elektrifizierten Teilgetriebes TG2 geschlossen. Das Trennelement K0 zwischen Kupplung und Verbrennungsmotor muss auch geschlossen werden, sodass ein Kraftschluss zwischen Rad und Verbrennungsmotor VM entsteht.First, the clutch of the non-electrified partial transmission TG2 is closed. The separating element K0 between the clutch and the combustion engine must also be closed so that a frictional connection is created between the wheel and the combustion engine VM.
Das Drehmoment der elektrischen Maschine EM wird reduziert. Hierdurch rollt das Fahrzeug in Folge der Hangabtriebskraft eine kleine, zulässige Strecke rückwärts und das Zweimassenschwungrad wird gezielt gespannt. Sobald das Zweimassenschwungrad gespannt ist, kann das Fahrzeug bei ausreichend hohem Schleppmoment des Verbrennungsmotors am Hang gehalten werden. Dieses Schleppmoment ist nicht exakt bekannt, weshalb bei einem zu geringen Schleppmoment das Fahrzeug rückwärts rollen kann. Ein unkontrolliertes Rückwärtsrollen ist in jedem Fall zu vermeiden, weshalb der maximale Weg entsprechend dem Zweimassenschwungrad Verdrehwinkel über die elektrische Maschine limitiert werden muss.The torque of the electric machine EM is reduced. As a result of the downhill force, the vehicle rolls backwards a small, permissible distance and the dual-mass flywheel is tensioned in a targeted manner. As soon as the dual-mass flywheel is tensioned, the vehicle can be held on the slope if the drag torque of the combustion engine is high enough. This drag torque is not known exactly, which is why the vehicle can roll backwards if the drag torque is too low. Uncontrolled rolling backwards must be avoided at all costs, which is why the maximum distance must be limited via the electric machine in accordance with the dual-mass flywheel twist angle.
Nachdem das Zweimassenschwungrad vorgespannt wurde, kann auch die Kupplung K1 des elektrifizierten Teilgetriebes TG1 vollständig geschlossen werden. Beide Kupplungen sind in dieser Phase überpresst. Unter der Überpressung der Kupplung ist zu verstehen, dass die Kupplung sich in ihrer Schließstellung befindet und dabei so stark geschlossen ist, dass in der Kupplung beziehungsweise zwischen den Achsen keine Differenzgeschwindigkeiten auftreten, beziehungsweise kein Schlupf auftritt.After the dual-mass flywheel has been preloaded, the clutch K1 of the electrified partial transmission TG1 can also be fully closed. Both clutches are over-pressed in this phase. Over-pressing the clutch means that the clutch is in its closed position and is closed so tightly that no differential speeds occur in the clutch or between the axles, or no slip occurs.
Das Drehmoment an der elektrischen Maschine kann nun reduziert werden.The torque on the electric machine can now be reduced.
Wenn das Drehmoment der elektrischen Maschine auf 0Nm reduziert wurde, ohne dass das Fahrzeug zu weit rückwärts gerollt ist, bedeutet dies, dass das Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM ausreicht, um das Fahrzeug am Hang zu halten. In diesem Fall wird in Zustand Z12 gewechselt. Im Zustand Z12 wird der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe TG1 ausgelegt, um einen folgenden Start des Verbrennungsmotors VM vorzubereiten.If the torque of the electric machine has been reduced to 0 Nm without the vehicle rolling too far backwards, this means that the drag torque of the combustion engine VM is sufficient to hold the vehicle on the slope. In this case, the system switches to state Z12. In state Z12, the gear in the electrified partial transmission TG1 is disengaged in order to prepare for the subsequent start of the combustion engine VM.
Es folgt ein Direktstart im Zustand Z9.This is followed by a direct start in state Z9.
Falls das Fahrzeug während der Haltephase weiter als gewünscht rückwärtsrollt, bedeutet dies, dass das Schleppmoment des Verbrennungsmotors VM nicht ausreicht, um das Fahrzeug am Hang zu halten. In diesem Fall wird in den Zustand Z13 gewechselt.If the vehicle rolls backwards further than desired during the holding phase, this means that the drag torque of the combustion engine VM is not sufficient to hold the vehicle on the slope. In this case, the system switches to state Z13.
Die Hybrid-Steuerung erkennt die negative Fahrzeuggeschwindigkeit v_veh und sendet ein Signal an das Fahrzeug einen Bremseneingriff auszulösen. Falls kein automatischer Bremseingriff möglich ist, fordert das Fahrzeug den Fahrer auf, manuell zu bremsen. Sobald die Fahrzeugbremse aktiv ist, kann der Gang im elektrifizierten Teilgetriebe TG1 ausgelegt werden. Es folgt ein Start mit der elektrischen Maschine im Zustand Z14.The hybrid control detects the negative vehicle speed v_veh and sends a signal to the vehicle to initiate braking intervention. If automatic braking intervention is not possible, the vehicle prompts the driver to brake manually. As soon as the vehicle brake is active, the gear in the electrified partial transmission TG1 can be disengaged. This is followed by a start with the electric machine in state Z14.
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