WO2018098515A1 - Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2018098515A1
WO2018098515A1 PCT/AT2017/060319 AT2017060319W WO2018098515A1 WO 2018098515 A1 WO2018098515 A1 WO 2018098515A1 AT 2017060319 W AT2017060319 W AT 2017060319W WO 2018098515 A1 WO2018098515 A1 WO 2018098515A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clutch
transmission
torque
drive
phase
Prior art date
Application number
PCT/AT2017/060319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes RUMETSHOFER
Markus Bachinger
Original Assignee
Avl List Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to CN201780082975.5A priority Critical patent/CN110168255B/zh
Priority to DE112017006091.5T priority patent/DE112017006091A5/de
Priority to US16/465,447 priority patent/US20200001860A1/en
Publication of WO2018098515A1 publication Critical patent/WO2018098515A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/11—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using model predictive control [MPC] strategies, i.e. control methods based on models predicting performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
    • B60W2050/0037—Mathematical models of vehicle sub-units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/105—Output torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a switching operation in a drive train of a vehicle, which has a first and a second drive machine, a transmission connecting the drive machines with a transmission output and at least one switchable clutch, wherein opened in a switching operation, an outgoing clutch and / or a approaching clutch is closed, and wherein the transmission has at least one transmission mode with fixed gear ratio and at least one transmission mode with variable transmission ratio.
  • Outgoing coupling means a switchable coupling of the transmission, which is closed at the beginning of the switching operation and is opened in the course of the switching operation.
  • Under suitable coupling is a switchable coupling of the transmission to understand, which is open at the beginning of the switching operation and is closed in the course of the switching operation.
  • the term clutch also includes brakes here.
  • At least one transmission mode each has a Fixed Gear Ratio (FGR) with an additional degree of freedom to provide a variable power split between to allow two drive machines;
  • At least one CVT transmission mode has a variable drive ratio between an engine and the transmission output. This true mechanical degree of freedom can be controlled for example by the other drive machine or by adjusting the torque of the two prime mover.
  • Such powertrain topologies allow two degrees of mechanical freedom in a CVT transmission mode. In this way, it is possible to control or regulate the slip speed of an oncoming clutch in addition to the wheel drive torque. In an FGR transmission mode (a mechanical degree of freedom), it is possible to control or regulate the torque transmitted at the outgoing clutch in addition to the wheel drive torque.
  • US 7,356,398 B2 describes for an electrically variable transmission control of an outgoing clutch to a speed at which no slip occurs.
  • EP 1 502 791 A2 a hybrid transmission with three drive elements is described. Neither in DE 10 2010 012 259 AI nor in EP 1 502 791 A2 is a control of the wheel drive torque during all phases of switching operations.
  • the object of the invention is, in powertrains with a variety of topologies, which have at least one transmission mode with variable transmission ratio (CVT transmission mode) and at least one transmission mode with fixed transmission ratio (FGR transmission mode), with two drive elements to enable lossless and smooth switching operations without having to switch between two operating modes, a neutral operating mode.
  • CVT transmission mode variable transmission ratio
  • FGR transmission mode transmission mode with fixed transmission ratio
  • this object is achieved in that during a discharge phase, the outgoing clutch before opening - preferably completely - is relieved and / or that in a synchronization phase, a differential speed between the drive side and output side of the oncoming clutch is controlled to zero before closing, wherein at the same time a Radantriebsnavmoment is still regulated to a, for example, a driver's request corresponding drive torque.
  • the available degrees of freedom in the transmission can be fully utilized.
  • the method is useful for a variety of transmission topologies having at least one transmission mode with variable transmission ratio, with two prime movers. This makes it possible, on the one hand optimally implement the predetermined hybrid strategy and to enable lossless and smooth switching in a switching operation.
  • the second degree of freedom an operation of the transmission can be realized, in which the slip speed before opening or closing is zero, while the required for example by the driver of the motor vehicle target drive torque is fully retained at the wheels within the limits of the two prime movers.
  • the discharge of the outgoing clutch is performed by a plug-in torque of the outgoing clutch is controlled to zero.
  • Plug-in torque is understood to mean the torque actually applied to the clutch and transmitted via the clutch plates.
  • An embodiment of the invention with a mechanical degree of freedom in transmission mode with fixed gear ratio provides that the discharge of the outgoing clutch is effected by dividing the drive torque between the first and second prime mover so that the engagement torque of the outgoing clutch is zero wherein at the same time a wheel drive torque is still controlled to a torque corresponding to a driver's request. This can be done via a suitable strategy for relieving the outgoing clutch for a shift.
  • CVT transmission mode In an embodiment of the invention with two mechanical degrees of freedom in transmission mode with variable transmission ratio (CVT transmission mode) is either selected via a suitable hybrid strategy an optimal operating point for a prime mover or controlled during switching a differential speed of the clutch plates of the clutch to be closed to zero, at the same time Radantriebsnavmoment is regulated.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the distribution of the torque between the first and second drive machine by means of a model-based precontrol, preferably by means of a trajectory, is performed.
  • the calculation of the torques of the first and second drive machine can thus be carried out on the basis of a mechanical dynamic model, the pilot values being determined by means of these trajectories - for example the speed of the vehicle and the slip speed of the approaching clutch (or the engagement torque of the outgoing clutch). and whose first, second and third derivatives are adjusted.
  • first, second and third derivative of the vehicle speed and first derivative of the slip speed necessary.
  • the method according to the invention enables gear change control even with complex drive train topology.
  • the premise is that the powertrain topology has two prime movers and multiple transmission modes classified as follows: (1) at least one Fixed Gear Ratio (FGR) gear mode with an additional degree of freedom around a variable power split between two prime movers enable; (2) at least one continuous variable transmission (CVT) transmission mode having a variable drive ratio between an engine and the transmission output.
  • FGR Fixed Gear Ratio
  • CVT continuous variable transmission
  • This real mechanical degree of freedom can be controlled, for example, by the other drive machine or by adjusting the torque of the two drive machine.
  • control strategy according to the invention enables uniform (without torque disturbances) and lossless (without clutch slip) gear changes in the considered transmission topologies.
  • the basic control task in the FGR transmission mode is to regulate the split of the requested drive power between the two prime movers.
  • the additional degree of freedom for power sharing is applied to the corresponding torque conducted via the closed and outgoing clutch.
  • this torque is regulated to zero, so the outgoing clutch is completely relieved.
  • the outgoing clutch can be opened slip-free and thus loss-free.
  • the CVT transmission mode is active.
  • CVT transmission mode there is one degree of freedom to choose the angular velocity of a prime mover, for example to increase the energy efficiency.
  • the CVT control controls the initial angular velocity of this prime mover due to the gear change to a required value.
  • the basic control task in CVT transmission mode is to control the angular velocity of one of the prime movers.
  • the degree of freedom is used to adjust the angular velocities of the clutch plates of the oncoming clutch.
  • the difference between the angular velocities of the two clutch plates is regulated to zero, so the two clutch plates are synchronized.
  • the approaching clutch can be closed slip-free and thus lossless.
  • the FGR transmission mode is active.
  • the torque split of the two prime movers is performed according to the requested drive torque based on the operating strategy stored in the hybrid control unit (HCU).
  • Traction interruption during the shift operation can be avoided if during the off-load clutch release phase the fixed gear ratio transmission and / or the variable ratio transmission is operated during the oncoming clutch synchronization phase.
  • the torque distribution is chosen so that on the one hand the requested drive torque to the drive wheels is available and on the other hand during the discharge phase, the insertion torque of the outgoing clutch is controlled to zero and / or an adjustment of the rotational speeds of the clutch plates of the oncoming clutch is achieved during the synchronization phase ,
  • the transmission Before the discharge phase of the outgoing clutch and / or after the synchronization phase of the oncoming clutch, the transmission can be operated with a fixed transmission ratio (FGR transmission mode) corresponding to the respective gear. Analogously, the transmission can be operated after the discharge phase and / or before the synchronization phase with a variable transmission ratio.
  • FGR transmission mode fixed transmission ratio
  • the inventive strategy allows complete access to the vehicle dynamics (drive torque), which allows a smooth gear change during the entire gear change process. Since the engagement of the clutch plates of the clutch is performed in the unloaded state (with respect to the transmitted torque) and the synchronized state (with respect to the difference in the angular velocities of the clutch plates), the clutch operation is generally not critical.
  • the method according to the invention is in principle not limited to a specific control or regulating method.
  • Using model inversion-based feedforward is just one of several possibilities. It allows the calculation of necessary torques to achieve the defined control goals.
  • An additional control loop can eliminate model inaccuracies.
  • FIG. 1 shows schematically a hybrid powertrain for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a profile of the vehicle speed and the vehicle acceleration during a switching operation
  • Fig. 5 shows a speed curve of the drive machines during a switching operation.
  • the drive train 1 shows by way of example a simplified mechanical diagram of a topology of a drive train 1 with a first drive machine E and a second drive machine M of a vehicle, wherein in the exemplary embodiment the first drive machine E is formed by an internal combustion engine and the second drive machine M by an electric machine.
  • the first prime mover E can but also be an electric machine.
  • the drive train 1 has a transmission 2, which connects the drive machines E, M with a transmission output 5 and thus not shown driving wheels of a motor vehicle.
  • the transmission 2 has an extended Ravigneaux planetary gear set 3 and a simple planetary gear set 4.
  • the extended Ravigneaux planetary gear set 3 comprises a first sun gear Si, a second sun gear S 2 , a common planet carrier PTi 2 for a set of first planetary gears Pi and a set of second planetary gears P 2 , a first ring gear Ri and a second ring gear R 2 , wherein the first planetary gears Pi mesh with the second planetary gears P 2 .
  • the simple planetary gear set 4 has a third sun gear S 3 , which engages on a third planetary gear P 3 of a planet carrier PT 3 , and a third ring gear R 3 .
  • the transmission 2 has a switchable first clutch Co, a shiftable second clutch Ci, a shiftable third clutch C 2 and a shiftable fourth clutch C 3 , wherein the shiftable fourth clutch C 3 is designed as a brake.
  • the first clutch Co produces a drive connection between the second drive machine E and the third ring gear R 3 in the closed state.
  • the second clutch Ci produces a drive connection between the third ring gear R 3 and the common planet carrier PTi 2 in the closed state.
  • the third clutch C 2 connects the first sun gear Si with the planet carrier PT 3 of the first planetary gear set 4 in the closed state.
  • the fourth clutch C 3 fixes the second sun gear S 2 in the closed state.
  • FIGS. 2 to 5 show, for example, a switching operation from a first gear G1 having a fixed gear ratio FGR to a second gear G2 having a fixed gear ratio FGR with simultaneous vehicle acceleration a (upshifting) using the method according to the invention, wherein, for example, the third clutch C 3 is opened and the first clutch Ci is closed.
  • the third clutch C 3 is opened and the first clutch Ci is closed.
  • the second prime mover M supports the shifting operation, wherein the power split values are stationarily provided in an FGR transmission mode by the hybrid electronic control unit HCU.
  • the speed v and the acceleration a of the vehicle are plotted over time t before, during and after a switching operation.
  • the acceleration a of the vehicle takes place over 10 seconds s
  • the switching time t s of the switching process is about 0.7 seconds (from 3.8-4.5 s).
  • This switching time t s can only be seen as an example. In the case of faster actuators, the switching time t s can be reduced.
  • Fig. 5 shows the course of the speeds CÜE and CÜM the first drive machine E and the second drive machine M during a switching operation.
  • the switching process can be divided into three time ranges ti, t 2 , t 3 , which can be modified separately:
  • Relief phase ti relieving the opening (outgoing) clutch C 3 (3.8-4.0 s: duration of ti, 0.2 seconds)
  • the goal is to relieve the open clutch C 3, in order to avoid loops immediately after the breakaway.
  • the plug-in torque T SC 3 applied to the outgoing clutch C 3 can be controlled, or the power split between the first and second drive machines M, E can be modified by the hybrid electronic control unit HCU to implicitly achieve the identical target ,
  • the course of the respective plug-in torque T SC 3 is in Fig. 4 shown.
  • Synchronization phase t 2 Synchronization of the clutch plates of the closing (approaching) clutch Ci (4.0-4.3 s: duration of t 2 : 0.3 seconds)
  • the aim is to synchronize the clutch plate rotational speeds or to eliminate the rotational speed difference ⁇ of the clutch plates of the clutch Ci to be closed (see FIG. 4). As soon as there is no rotational speed difference ⁇ between the clutch plates it is to be closed clutch Ci (time 4.3), the relevant fende clutch Ci to be closed lossless (see mating torque T SC I the approaching clutch Ci in Fig. 4). Once the synchronization is completed, restoration of the power split required by the hybrid electronic control unit HCU may begin.
  • the goal of the third phase t 3 is to restore the power distribution required by the HCU between the first drive machine E and the second drive machine M.
  • This transition is also smoothly performed to avoid unrealistic loads on the actuators (eg moment jumps).
  • This process corresponds to a gentle load of the just closed clutch Ci (see plug-in torque TSCI the approaching clutch Ci in Fig. 4).
  • the method according to the invention has the following advantages:
  • a simple precontrol principle can be used which is based on fulfilling two wishes simultaneously with the aid of two actuators.
  • the transfer matrix defines the model input-output behavior in the frequency domain, that is h ier the behavior of wheel-driving and slip speed of the on-coming clutch (in Fal l CVT mode) or Radantriebsnavmo ⁇ element and plug-in moment of off-going clutch (in the case FGR Transmission mode).
  • the filters result from the denominator polynomials of this inverse transmission matrix.
  • the number of necessary derivatives corresponds to the relative degrees of the individual transmission paths. The relative degrees are given by the order differences (difference degrees) in the transfer matrix.
  • the method described is suitable for all drive train topologies m with two prime movers E, M and a gearbox 2, which has a gearbox ⁇ now with fixed gear ratio FGR and to the meantime a gearbox mode with variablerativer consentn is CVT, m it to the second two clam LTBA ⁇ ren clutches Ci, C third It is not limited to a specific number of gears or transmission ⁇ design.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Schaltvorganges in einem Antriebsstrang (1) eines Fahrzeugs, welcher eine erste (M) und eine zweite Antriebsmaschine (E), ein die Antriebsmaschinen (E, M) mit einem Getriebeausgang verbindendes Getriebe (2) sowie zumindest eine schaltbare Kupplung (C1, C3) aufweist, wobei bei einem Schaltvorgang eine abgehende Kupplung (C3) geöffnet und/oder eine herankommende Kupplung (C1) geschlossen wird, und wobei das Getriebe (2) zumindest einen Getriebemodus mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR) und zumindest einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis (CVT) aufweist, wobei gleichzeitig ein Radantriebsdrehmoment auf ein Soll-Antriebsdrehmoment geregelt wird. Um bei Antriebssträngen (1) mit unterschiedlichsten Topologien mit jeweils zwei Antriebselementen (M, E) verlustfreie und ruckfreie Schaltvorgänge zu ermöglichen ist vorgesehen, dass während einer Entlastungsphase (t1) die abgehende Kupplung (C3) vor dem Öffnen - vorzugsweise vollständig - entlastet wird und/oder dass in einer Synchronisierungsphase (t2) eine Differenzdrehzahl (Δωc1) zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung (C1) vor dem Schließen auf Null geregelt wird.

Description

Verfahren zum Steuern eines Schaltvorganges in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Schaltvorganges in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, welcher eine erste und eine zweite Antriebsmaschine, ein die Antriebsmaschinen mit einem Getriebeausgang verbindendes Getriebe sowie zumindest eine schaltbare Kupplung aufweist, wobei bei einem Schaltvorgang eine abgehende Kupplung geöffnet und/oder eine herankommende Kupplung geschlossen wird, und wobei das Getriebe zumindest einen Getriebemodus mit festem Übersetzungsverhältnis und zumindest einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis aufweist.
Unter abgehender Kupplung ist eine schaltbare Kupplung des Getriebes zu verstehen, welche bei Beginn des Schaltvorganges geschlossen ist und im Zuge des Schaltvorganges geöffnet wird. Unter herankommender Kupplung ist eine schaltbare Kupplung des Getriebes zu verstehen, welche bei Beginn des Schaltvorganges geöffnet ist und im Zuge des Schaltvorganges geschlossen wird. Der Begriff Kupplung inkludiert hier auch Bremsen.
Es sind Antriebsstrang-Topologien mit zwei Antriebsmaschinen und mehreren Getriebemodi bekannt, wobei diese Getriebemodi wie folgt klassifiziert werden können : (1) zumindest ein Getriebemodus weist jeweils ein festes Übersetzungsverhältnis (FGR=Fixed Gear Ratio) mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad auf um eine variable Leistungsaufteilung zwischen zwei Antriebsmaschinen zu ermöglichen; (2) zumindest ein CVT-Getriebemodus (CVT=Continuous Variable Transmission) weist eine variable Antriebsübersetzung zwischen einer Antriebsmaschine und dem Getriebeausgang auf. Dieser echte mechanische Freiheitsgrad kann beispielsweise durch die andere Antriebsmaschine oder durch Einstellung des Drehmomentes der beiden Antriebsmaschine gesteuert werden.
Solche Antriebsstrang-Topologien erlauben in einem CVT-Getriebemodus zwei mechanische Freiheitsgrade. Auf diese Weise ist es möglich zusätzlich zum Radantriebsdrehmoment die Schlupf-Drehzahl einer herankommenden Kupplung zu steuern oder regeln. In einem FGR-Getriebemodus (ein mechanischer Freiheitsgrad) ist es möglich, zusätzlich zum Radantriebsdrehmoment das an der abgehenden Kupplung übertragene Drehmoment zu steuern oder regeln.
Die US 7,356,398 B2 beschreibt für ein elektrisch variables Getriebe eine Regelung einer abgehenden Kupplung auf eine Drehzahl, bei der kein Schlupf auftritt. Das darin beschriebene Verfahren ist beschränkt auf Hybridantriebsstränge mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen Antriebsmaschinen, wobei der Gangwechsel von einem ersten eCVT Modus über einen Modus mit festem Übersetzungsverhältnis auf einen zweiten eCVT-Modus (eCVT=electronic controlled continuous variable transmission) erfolgt.
Aus der DE 10 2010 012 259 AI ist ein Verfahren zur Regelung eines Hybridgetriebes bekannt, welches drei Antriebselemente - eine Brennkraftmaschine und zwei elektrische Maschinen - aufweist. Beim Schaltvorgang von einem EVT-Modus (elektrisch verstellbarer Getriebe-Modus) in einen ETC-Modus (elektrischer Drehmomentwandler-Modus) wird die herankommende Kupplung vor dem Schließen synchronisiert. Eine Entlastung der abgehenden Kupplung ist nicht vorgesehen. Es wird während des Schaltvorganges zwar ständig ein Radantriebsdrehmoment erzeugt, allerdings stellt dieses keinen Freiheitsgrad dar.
Auch in der EP 1 502 791 A2 wird ein Hybridgetriebe mit drei Antriebselementen beschrieben. Weder in der DE 10 2010 012 259 AI noch in der EP 1 502 791 A2 erfolgt eine Regelung des Radantriebsdrehmomentes während aller Phasen von Schaltvorgängen.
Aus der DE 10 2005 006 371 AI ist eine Steuerung für ein Schalten durch eine neutrale Betriebsart in einem elektrisch verstellbaren Getriebe bekannt. Dabei wird die Schlupfdrehzahl einer herankommenden Kupplung über das Einstellen des Motordrehmomentes gegen Null geregelt. Weiters wird ein Drehmoment von im Wesentlichen Null an dem Abtriebelement unmittelbar vor dem Ausrücken einer Kupplung hergestellt. Um den Fall zu berücksichtigen, dass ein geplantes Unterbrechen des Abtriebmomentes auf Grund von Limitierungen nicht möglich ist, wird von einer ersten zu einer zweiten Betriebsart über eine neutrale Betriebsart geschalten, was sich nachteilig auf die Gangwechseldauer und die Qualität der Schaltung (wegen Unterbrechung des Radantriebsdrehmomentes) auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Antriebssträngen mit unterschiedlichsten Topo- logien, die mindestens einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis (CVT-Getriebemodus) und mindestens einen Getriebemodus mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR-Getriebemodus) aufweisen, mit jeweils zwei Antriebselementen verlustfreie und ruckfreie Schaltvorgänge zu ermöglichen, ohne dass zwischen zwei Betriebsarten eine neutrale Betriebsart geschaltet werden muss.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass während einer Entlastungsphase die abgehende Kupplung vor dem Öffnen - vorzugsweise vollständig - entlastet wird und/oder dass in einer Synchronisierungsphase eine Differenzdrehzahl zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung vor dem Schließen auf Null geregelt wird, wobei gleichzeitig ein Radantriebsdrehmoment weiterhin auf ein beispielsweise einem Fahrerwunsch entsprechendes Soll-Antriebsdrehmoment geregelt wird.
Unabhängig vom Getriebeschaltzustand können die zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade im Getriebe vollständig genutzt werden. Das Verfahren ist dabei für verschiedenste Getriebetopologien, die mindestens einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis aufweisen, mit zwei Antriebsmaschinen nutzbar. Dadurch ist es möglich, einerseits optimal die vorgegebene Hybridstrategie umzusetzen und bei einem Schaltvorgang verlustfreies und ruckfreies Schalten zu ermöglichen. Durch den zweiten Freiheitsgrad lässt sich ein Betrieb des Getriebes realisieren, bei dem die Schlupfdrehzahl vor dem Öffnen oder Schließen Null beträgt, während das beispielsweise vom Fahrer des Kraftfahrzeugs angeforderte Soll-Antriebsdrehmoment an den Rädern innerhalb der Begrenzungen der beiden Antriebsmaschinen vollständig erhalten bleibt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Entlastung der abgehenden Kupplung durchgeführt wird, indem ein Steckmoment der abgehenden Kupplung auf Null geregelt wird. Unter Steckmoment wird hier das an der Kupplung tatsächlich anliegende und über die Kupplungsplatten übertragene Drehmoment verstanden.
Auftretende Limitierungen werden nicht über eine zwischengeschaltete neutrale Betriebsart gelöst, sondern über die Regel-/Schaltstrategie des Hybridgetriebes, wobei bei Notwendigkeit lediglich auf Dissipationsfreiheit verzichtet wird.
Eine Ausführung der Erfindung mit einem mechanischen Freiheitsgrad im Getriebemodus mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR-Getriebemodus) sieht vor, dass die Entlastung der abgehenden Kupplung dadurch erfolgt, dass das Antriebsdrehmoment zwischen erster und zweiter Antriebsmaschine so aufgeteilt wird, dass das Steckmoment der abgehenden Kupplung Null beträgt, wobei gleichzeitig ein Radantriebsdrehmoment weiterhin auf ein einem Fahrerwunsch entsprechendes Drehmoment geregelt wird. Dies kann über eine geeignete Strategie zur Entlastung der abgehenden Kupplung für einen Schaltvorgang erfolgen.
Bei einer Ausführung der Erfindung mit zwei mechanischen Freiheitsgraden im Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis (CVT-Getriebemodus) wird entweder über eine geeignete Hybridstrategie ein optimaler Betriebspunkt für eine Antriebsmaschine gewählt oder beim Schaltvorgang eine Differenzdrehzahl der Kupplungsplatten der zu schließenden Kupplung auf Null geregelt, wobei gleichzeitig das Radantriebsdrehmoment geregelt wird. Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Aufteilung des Drehmomentes zwischen erster und zweiter Antriebsmaschine mittels einer modellbasierten Vorsteuerung, vorzugsweise mittels einer Trajektorie, durchgeführt wird. Die Berechnung der Drehmomente von erster und zweiter Antriebsmaschine kann somit auf der Basis eines mechanischen dynamischen Modells durchgeführt werden, wobei die Vorsteuerwerte mittels dieser Trajektorien - beispielsweise der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Schlupf-Drehzahl der herankommenden Kupplung (bzw. des Steckmomentes der abgehenden Kupplung) und deren erste, zweite und dritte Ableitungen eingestellt werden. Hier sind erste, zweite und dritte Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie erste Ableitung der Schlupf-Drehzahl notwendig.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Regelung des Steckmomentes der abgehenden Kupplung und die Regelung der Differenzdrehzahl zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung während der Entlastungsphase bzw. der Synchronisierungsphase des Schaltvorganges unmittelbar nacheinander durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Gangwechselregelung auch bei komplexer Antriebsstrang-Topologie. Voraussetzung ist, dass die Antriebsstrang- Topologie zwei Antriebsmaschinen und mehrere Getriebemodi aufweist, welche wie folgt klassifiziert werden : (1) zumindest einen Getriebemodus mit jeweils festem Übersetzungsverhältnis (FGR=Fixed Gear Ratio) mit einem zusätzlichen Freiheitsgrad um eine variable Leistungsaufteilung zwischen zwei Antriebsmaschinen zu ermöglichen; (2) zumindest einen CVT-Getriebemodus (CVT=Continuous Variable Transmission) mit einer variablen Antriebsübersetzung zwischen einer Antriebsmaschine und dem Getriebeausgang. Dieser echte mechanische Freiheitsgrad kann beispielsweise durch die andere Antriebsmaschine oder durch Einstellung des Drehmomentes der beiden Antriebsmaschine gesteuert werden kann.
Eine Vielzahl an hybridelektrischen Antriebsstrangtopologien mit mehreren Modi fallen beispielsweise unter die beschriebene Klassifizierung. Die erfindungsgemäße Regelstrategie ermöglicht gleichmäßige (ohne Drehmomentstörungen) und verlustlose (ohne Kupplungsschlupf) Gangwechsel bei den betrachteten Getriebeto- pologien.
Im Folgenden werden zwei unterschiedliche Gangwechselphasen im Detail beschrieben :
A) Gangwechselphase von einem FGR-Getriebemodus zu einem CVT-Getriebemodus (Öffnen der abgehenden Kupplung) : Die grundsätzliche Steueraufgabe im FGR-Getriebemodus besteht darin, die Aufteilung der angeforderten Antriebsleistung zwischen den beiden Antriebsmaschinen zu regeln. Wenn ein Befehl für einen Gangwechsel vorliegt, wird der zusätzliche Freiheitsgrad zur Leistungsaufteilung auf das über die geschlossene und abgehende Kupplung geleitete entsprechenden Drehmoment gelegt. Während der Vorbereitungsphase wird dieses Drehmoment auf Null geregelt, die abgehende Kupplung wird also vollständig entlastet. Nach der Drehmomententlastung kann die abgehende Kupplung schlupffrei und somit verlustfrei geöffnet werden. Sobald die abgehende Kupplung vollständig geöffnet ist, ist der CVT-Getriebemodus aktiv. Im CVT-Getriebemodus existiert ein Freiheitsgrad um die Winkelgeschwindigkeit einer Antriebsmaschine zu wählen, um beispielsweise den energetischen Wirkungsgrad zu steigern. Die CVT-Steuerung regelt die anfängliche Winkelgeschwindigkeit dieser Antriebsmaschine auf Grund des Gangwechsels auf einen erforderlichen Wert.
B) Gangwechselphase von einem CVT-Getriebemodus zu einem FGR-Getriebemodus (Schließen der herankommenden Kupplung) :
Die grundsätzliche Steueraufgabe im CVT-Getriebemodus besteht darin die Winkelgeschwindigkeit einer der Antriebsmaschinen zu steuern. Wenn ein Gangwechselbefehl vorliegt, wird der Freiheitsgrad für die Anpassung der Winkelgeschwindigkeiten der Kupplungsplatten der herankommenden Kupplung genutzt. Während der Vorbereitungsphase wird die Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der beiden Kupplungsplatten auf Null geregelt, die beiden Kupplungsplatten werden also synchronisiert. Danach kann die herankommende Kupplung schlupffrei und somit verlustfrei geschlossen werden. Sobald die herankommende Kupplung geschlossen ist, ist der FGR-Getriebemodus aktiv. Im FGR-Getriebemodus wird die Drehmomentaufteilung der beiden Antriebsmaschinen entsprechend dem angeforderten Antriebsdrehmoment auf der Basis der in der elektrischen Steuereinheit (HCU = Hybrid Control Unit) abgelegten Betriebsstrategie durchgeführt.
Eine Zugkraftunterbrechung während des Schaltvorganges lässt sich vermeiden, wenn während der Entlastungsphase der abgehenden Kupplung das Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis und/oder während der Synchronisationsphase der herankommenden Kupplung das Getriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis betrieben wird. Die Drehmomentaufteilung wird dabei so gewählt, dass einerseits das angeforderte Antriebsmoment an den Antriebsrädern unverändert zur Verfügung steht und andererseits während der Entlastungsphase das Steckmoment der abgehenden Kupplung zu Null geregelt wird und/oder während der Synchronisationsphase eine Anpassung der Drehzahlen der Kupplungsplatten der herankommenden Kupplung erreicht wird. Vor der Entlastungsphase der abgehenden Kupplung und/oder nach der Synchronisationsphase der herankommenden Kupplung kann das Getriebe mit einem dem jeweiligen Gang entsprechenden festen Übersetzungsverhältnis (FGR-Getriebemo- dus) betrieben werden. Analog kann das Getriebe nach der Entlastungsphase und/ oder vor der Synchronisationsphase mit einem variablen Übersetzungsverhältnis betrieben werden.
Unter Erfüllung der genannten Regelziele erlaubt die erfindungsgemäße Strategie einen vollständigen Zugang zur Fahrzeugdynamik (Antriebsdrehmoment), was einen gleichmäßigen Gangwechsel während des gesamten Gangwechselprozesses ermöglicht. Da das Einkuppeln bzw. Auskuppeln der Kupplungsplatten der Kupplung im unbelasteten Zustand (in Bezug auf das übertragene Drehmoment) bzw. synchronisierten Zustand (in Bezug auf die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Kupplungsplatten) erfolgt, ist die Kupplungsbetätigung im Allgemeinen unkritisch.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist prinzipiell nicht auf ein bestimmtes Steueroder Regelverfahren beschränkt. Die Verwendung einer auf Modellinversion basierenden Vorsteuerung ist nur eine von verschiedenen Möglichkeiten. Sie erlaubt die Berechnung von notwendigen Drehmomenten um die definierten Steuerziele zu erreichen. Eine zusätzliche Regelschleife kann Modellungenauigkeiten ausräumen.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Darin zeigen :
Fig. 1 schematisch einen Hybridantriebsstrang zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 einen Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung während eines Schaltvorganges;
Fig. 3 einen Drehmomentverlauf während eines Schaltvorganges;
Fig. 4 einen Kupplungsmomentenverlauf während eines Schaltvorganges;
und
Fig. 5 einen Drehzahlverlauf der Antriebsmaschinen während eines Schaltvorganges.
Fig. 1 zeigt exemplarisch ein vereinfachtes mechanisches Schema einer Topologie eines Antriebsstrangs 1 mit einer ersten Antriebsmaschine E und einer zweiten Antriebsmaschine M eines Fahrzeuges, wobei im Ausführungsbeispiel die erste Antriebsmaschine E durch eine Brennkraftmaschine und die zweite Antriebsmaschine M durch eine elektrische Maschine gebildet ist. Die erste Antriebsmaschine E kann aber ebenfalls eine elektrische Maschine sein. Der Antriebsstrang 1 weist ein Getriebe 2 auf, welches die Antriebsmaschinen E, M mit einem Getriebeausgang 5 und damit mit nicht weiter dargestellten Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs verbindet. Das Getriebe 2 weist im Ausführungsbeispiel einen erweiterten Ravigneaux Planetengetriebesatz 3 und einen einfachen Planetengetriebesatz 4 auf. Der erweiterte Ravigneaux Planetengetriebesatz 3 weist ein erstes Sonnenrad Si, ein zweites Sonnenrad S2, einen gemeinsamen Planetenträger PTi2 für einen Satz erster Planetenräder Pi und einen Satz zweiter Planetenräder P2, ein erstes Hohlrad Ri und ein zweites Hohlrad R2 auf, wobei die ersten Planetenräder Pi mit den zweiten Planetenrädern P2 kämmen. Der einfache Planetengetriebesatz 4 weist ein drittes Sonnenrad S3 auf, welches auf ein drittes Planetenrad P3 eines Planetenträger PT3 eingreift, und ein drittes Hohlrad R3 auf. Weiters weist das Getriebe 2 eine schaltbare erste Kupplung Co, eine schaltbare zweite Kupplung Ci, eine schaltbare dritte Kupplung C2 und eine schaltbare vierte Kupplung C3 auf, wobei die schaltbare vierte Kupplung C3 als Bremse ausgebildet ist. Die erste Kupplung Co stellt im geschlossenen Zustand eine Antriebsverbindung zwischen der zweiten Antriebsmaschine E und dem dritten Hohlrad R3 her. Die zweite Kupplung Ci stellt im geschlossenen Zustand eine Antriebsverbindung zwischen dem dritten Hohlrad R3 und dem gemeinsamen Planetenträger PTi2 her. Die dritte Kupplung C2 verbindet im geschlossenen Zustand das erste Sonnenrad Si mit dem Planetenträger PT3 des ersten Planetengetriebesatzes 4. Die vierte Kupplung C3 fixiert im geschlossenen Zustand das zweite Sonnenrad S2.
In den Fig. 2 bis Fig. 5 ist beispielsweise ein Schaltvorgang von einem ersten Gang Gl mit festem Übersetzungsverhältnis FGR in einen zweiten Gang G2 mit festem Übersetzungsverhältnis FGR bei gleichzeitiger Fahrzeugbeschleunigung a (Zughochschaltung) unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wobei beispielsweise die dritte Kupplung C3 geöffnet und die erste Kupplung Ci geschlossen wird. Dabei erfolgt eine Leistungsaufteilung zwischen der ersten Antriebsmaschine E und der zweiten Antriebsmaschine M, wobei die erste Antriebsmaschine E stationär betrieben wird. Die zweite Antriebsmaschine M unterstützt den Schaltvorgang, wobei die Werte für die Leistungsaufteilung stationär in einem FGR-Getriebemodus von der elektronischen Hybridsteuerungseinheit HCU zur Verfügung gestellt werden.
In Fig. 2 ist die Geschwindigkeit v und die Beschleunigung a des Fahrzeuges über der Zeit t vor, während und nach einem Schaltvorgang aufgetragen. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, erfolgt die Beschleunigung a des Fahrzeuges über 10 Sekunden s, die Schaltdauer ts des Schaltvorganges beträgt etwa 0.7 Sekunden (von 3.8-4.5 s). Diese Schaltzeit ts ist nur exemplarisch zu sehen. Im Falle von schnelleren Aktuatoren kann die Schaltzeit ts verkleinert werden. In Fig. 3 ist der Verlauf des Kupplungsmomentes TC3 der abgehenden Kupplung C3, des Kupplungsmomentes τα der herangehenden Kupplung Ci, das Antriebsdrehmoment TM der ersten Antriebsmaschine ICE und das Antriebsdrehmoment τΕ der zweiten Antriebsmaschine EM über der Zeit t für einen Schaltvorgang aufgetragen . Unter Kupplungsmoment ist hier das maximal über die Kupplungsplatten der entsprechenden Kupplung zu übertragende Drehmoment zu verstehen . Deutlich zu erkennen ist, dass die abgehende Kupplung C3 zum Zeitpunkt t=4 s vollständig geöffnet und die herankommende Kupplung Ci zum Zeitpunkt t=4.3 s vollständig geschlossen wird.
In Fig . 4 ist der Verlauf der Steckmomente TSCI, TSC3 der abgehenden Kupplung C3 bzw. der herankommenden Kupplung Ci, sowie die Drehzahldifferenz Δωα der Kupplungsplatten der zu schließenden Kupplung Ci dargestellt. Unter Steckmoment wird hier das an der jeweiligen Kupplung tatsächlich anliegende und über die Kupplungsplatten übertragene Drehmoment verstanden .
Fig. 5 zeigt den Verlauf der Drehzahlen CÜE und CÜM der ersten Antriebsmaschine E bzw. der zweiten Antriebsmaschine M während eines Schaltvorganges.
Der Schaltvorgang kann in drei Zeitbereiche ti, t2, t3 unterteilt werden, welche separat modifizierbar sind :
Entlastungsphase ti : Entlasten der öffnenden (abgehenden) Kupplung C3 (3.8-4.0 s: Dauer von ti; 0,2 Sekunden)
Im ersten Zeitbereich ti ist es das Ziel, die zu öffnende Kupplung C3 zu entlasten, um ein Schleifen gleich nach dem Losbrechen zu vermeiden . Dafür kann entweder direkt das an der abgehenden Kupplung C3 anliegende Steckmoment TSC3 ZU N ull gesteuert werden, oder die Leistungsaufteilung zwischen der ersten und zweiten Antriebsmaschine M, E durch die elektronische Hybridsteuereinheit HCU dahingehend modifiziert werden, um das idente Ziel implizit zu erreichen . Der Verlauf des betreffenden Steckmomentes TSC3 ist in Fig . 4 dargestellt. Sobald die Kupplung C3 vollständig entlastet ist (Zeitpunkt 4.0 s) kann die Kupplung C3 verlustlos geöffnet werden (siehe TC3 in Fig. 3) und die Synchronisationsphase t2 kann beginnen .
Synchronisationsphase t2: Synchronisierung der Kupplungsplatten der schließenden (herankommenden) Kupplung Ci (4.0-4.3 s : Dauer von t2 : 0,3 Sekunden)
Ziel ist die Synchronisation der Kupplungsplatten-Drehzahlen bzw. Eliminieren der Drehzahldifferenz Δωα der Kupplungsplatten der zu schließenden Kupplung Ci (siehe Fig. 4) . Sobald keine Drehzahldifferenz Δωα zwischen den Kupplungsplatten er zu schließenden Kupplung Ci vorhanden ist (Zeitpunkt 4.3) kann die betref- fende Kupplung Ci verlustlos geschlossen werden (siehe Steckmoment TSCI der herankommenden Kupplung Ci in Fig. 4). Sobald die Synchronisierung abgeschlossen ist, kann die Wiederherstellung der von der elektronischen Hybridsteuereinheit HCU geforderten Leistungsaufteilung beginnen.
Wiederherstellungsphase t3: Wiederherstellung der Leistungsaufteilung (durch HCU)
Ziel der dritten Phase t3 ist die Wiederherstellung der von der HCU geforderten Leistungsaufteilung zwischen erster Antriebsmaschine E und zweiter Antriebsmaschine M . Auch dieser Übergang wird sanft durchgeführt um unrealistische Belastungen der Aktuatoren (z. B. Momentsprünge) zu vermeiden. Dieser Vorgang entspricht einer sanften Belastung der eben geschlossenen Kupplung Ci (siehe Steckmoment TSCI der herankommenden Kupplung Ci in Fig. 4).
Während des dargestellten Schaltvorganges vom im FGR-Modus gefahrenen ersten Gang Gl erfolgt im ersten Zeitbereich ti und zweiten Zeitbereich t2 ein Wechsel in den CVT-Modus und danach wieder in den FGR-Modus des zweiten Ganges G2.
Verglichen mit dem Stand der Technik weist das erfindungsgemäße verfahren folgende Vorteile auf:
• Schaltstrategie ist nicht abhängig vom Schaltvorgang (z. B. Zughochschaltung)
• Der Schaltvorgang kann verlustlos durchgeführt werden, da es keine schleifenden Kupplungen gibt. Bei realer Kupplungsaktuierung (endliche Anstiegszeiten) muss lediglich die Differenzdrehzahl der schließenden Kupplung für die Dauer der Kupplungsaktuierung bei Null gehalten werden bzw. eine zusätzliche Phase nach Phase 1 eingeschoben werden, in der die Differenzdrehzahl der geöffneten Kupplung für die Dauer der Kupplungsaktuierung bei Null gehalten wird. Die Strategie ist dadurch des Weiteren auch robust gegen Ungenauigkeiten in der Kupplungsaktuierung. Daraus ergibt sich die Möglichkeit eventuell Reibkupplungen in einer Antriebsstrangtopo- logie durch wesentlich günstigere und robustere Klauenkupplungen zu ersetzen .
• Der Schaltvorgang kann völlig ruckfrei erfolgen : Es gibt keine Auswirkung des Schaltvorganges auf die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung, auch nicht bei sprungförmiger Aktivierung der Kupplungen.
• Es ist keine Adaption des Schaltvorganges für Änderungen im Soll-Antriebsdrehmoment (Fahrer) während des Schaltvorganges notwendig. • Die zeitliche Abfolge des Schaltvorganges muss nicht in Drehmomentüber¬ gabe- und Drehzahlphase unterteilt werden .
• Das Verfahren kann mit einem einfachen Regelaufwand realisiert werden :
Beispielsweise kann ein einfaches Vorsteuerungsprinzip verwendet werden, welches darauf basiert, m ittels zweier Aktuatoren zwei Wünsche gleichzeitig zu erfül len .
Grundidee der Vorsteuerung ist es, dass Stel lsignale für den Schaltvorgang so be¬ rechnet werden, dass für Freiheitsgrade ei n bestim mtes Verhalten erzielt wird; dafür werden Trajektorien (zum Beispiel der Fahrzeuggeschwindigkeit) vorgege¬ ben . Um dieses Problem zu lösen, m uss das System invertiert werden . Dies führt im Al lgemeinen zu Kausalitätsproblemen . Diese Einschränkung kann behoben werden, indem auch die Ableitungen der Trajektorien als bekannt vorausgesetzt werden . Die Stellsignale berechnen sich dann aus einer gefilterten Linearkom bination dieser Ableitungen wobei der Fi lter und die Linearkombination das inverse Modellverhalten beinhalten . Die Linearkom bination ergibt sich dabei aus den Zählerpolynomen der inversen Übertragungsmatrix des Systems. Die Übertragungsmatrix definiert dabei das Modell- Eingangs-Ausgangsverhalten im Frequenzbereich, h ier also das Verhalten von Radantriebsdrehmoment und Schlupf- Drehzahl der herankommenden Kupplung (im Fal l CVT-Getriebemodus) bzw. Radantriebsdrehmo¬ ment und Steckmoment der abgehenden Kupplung (im Fall FGR-Getriebemodus) . Die Filter ergeben sich aus den Nennerpolynomen dieser inversen Übertragungsmatrix. Die Anzahl der notwendigen Ableitungen entspricht da bei den relativen Graden der einzelnen Übertragungspfade . Die relativen Grade sind dabei durch die Ordnungsdifferenzen (Differenzgrade) in der Übertragungsmatrix gegeben .
Das beschriebene Verfahren eignet sich für al le Antriebsstrangtopologien m it zwei Antriebsmaschinen E, M und einem Getriebe 2, das zum indest einen Getriebemo¬ dus m it festem Übersetzungsverhältnis FGR und zum indest einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältn is CVT aufweist, m it zum indest zwei scha ltba¬ ren Kupplungen Ci, C3. Es ist n icht auf eine bestimmte Gangzahl oder Getriebe¬ bauart beschränkt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Steuern eines Schaltvorganges in einem Antriebsstrang (1) eines Fahrzeugs, welcher eine erste (E) und eine zweite Antriebsmaschine (M), ein die Antriebsmaschinen (E, M) mit einem Getriebeausgang verbindendes Getriebe (2) sowie zumindest eine - vorzugsweise zwei - schaltbare Kupplung (Ci, C3) aufweist, wobei bei einem Schaltvorgang eine abgehende Kupplung (C3) geöffnet und/oder eine herankommende Kupplung (Ci) geschlossen wird, und wobei das Getriebe (2) zumindest einen Getriebemodus mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR) und zumindest einen Getriebemodus mit variablem Übersetzungsverhältnis (CVT) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Entlastungsphase (ti) die abgehende Kupplung (C3) vor dem Öffnen - vorzugsweise vollständig - entlastet wird und/oder dass in einer Synchronisierungsphase (t2) eine Differenzdrehzahl (Δωα) zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung (Ci) vor dem Schließen auf Null geregelt wird, wobei gleichzeitig ein Radantriebsdrehmoment weiterhin auf ein Soll-Antriebsdrehmoment geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastung der abgehenden Kupplung (C3) durchgeführt wird, indem ein Steckmoment (TSCS) der abgehenden Kupplung (C3) auf Null geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastung der abgehenden Kupplung (C3) durchgeführt wird, indem das Drehmoment zwischen erster (E) und zweiter Antriebsmaschine (M) so aufgeteilt wird, dass das Steckmoment der abgehenden Kupplung (C3) Null beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Drehmomentes zwischen erster (E) und zweiter Antriebsmaschine (M) mittels modellbasierter Vorsteuerung, vorzugsweise mittels zumindest einer Trajektorie, durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Differenzdrehzahl (Δωα) zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung (Ci) vor dem Schließen auf Null mittels modellbasierter Vorsteuerung, vorzugsweise mittels zumindest einer Trajektorie, durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Steckmomentes (TSCS) der abgehenden Kupplung (C3) und die Regelung der Differenzdrehzahl (Δωα) zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite der herankommenden Kupplung (Ci) während der Entlastungsphase (ti) bzw. der Synchronisierungsphase (t2) des Schaltvorganges unmittelbar nacheinander durchgeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Entlastungsphase (ti) der abgehenden Kupplung (C3) das Getriebe (2) mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR) betrieben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Synchronisationsphase (t2) der herankommenden Kupplung (Ci) das Getriebe (2) mit variablem Übersetzungsverhältnis (CVT) betrieben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Entlastungsphase (ti) der abgehenden Kupplung (C3) und/oder nach der Synchronisationsphase (t2) der herankommenden Kupplung (Ci) das Getriebe (2) mit festem Übersetzungsverhältnis (FGR) betrieben wird.
PCT/AT2017/060319 2016-12-02 2017-12-04 Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs WO2018098515A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780082975.5A CN110168255B (zh) 2016-12-02 2017-12-04 用于控制车辆的动力系中的换挡过程的方法
DE112017006091.5T DE112017006091A5 (de) 2016-12-02 2017-12-04 Verfahren zum Steuern eines Schaltvorganges in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
US16/465,447 US20200001860A1 (en) 2016-12-02 2017-12-04 Method for controlling a shifting process in a powertrain of a vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA51096/2016 2016-12-02
ATA51096/2016A AT518861B1 (de) 2016-12-02 2016-12-02 Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018098515A1 true WO2018098515A1 (de) 2018-06-07

Family

ID=60702241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2017/060319 WO2018098515A1 (de) 2016-12-02 2017-12-04 Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200001860A1 (de)
CN (1) CN110168255B (de)
AT (1) AT518861B1 (de)
DE (1) DE112017006091A5 (de)
WO (1) WO2018098515A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204294A1 (de) * 2019-03-27 2020-10-01 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren zum Steuern einer Klauenkupplung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3100510B1 (fr) * 2019-09-05 2021-09-10 Continental Automotive Gmbh Procédé de gestion de la répartition de couple dans un véhicule hybride
US11618434B2 (en) 2020-08-03 2023-04-04 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling MHT powertrain hardware components as a function of driver demanded responsiveness
CN113124146B (zh) * 2021-03-22 2022-08-19 福建万润新能源科技有限公司 一种基于dat变速箱的换挡控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008786A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-16 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Multimodus-Hybridgetriebe und Verfahren zum Ausführen eines quasiasynchronen Schaltens in einem Hybridgetriebe
DE102011080677A1 (de) * 2011-08-09 2013-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit mehreren Schaltelementen
DE102012219125A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-24 Zf Friedrichshafen Ag Planetengetriebe für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102014208795A1 (de) * 2014-05-09 2015-11-12 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle, mindestens einer Getriebeausgangswelle und mehreren Planetenradsätzen
US20160272059A1 (en) * 2013-11-22 2016-09-22 Jatco Ltd Automatic transmission

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008786A1 (de) * 2009-03-06 2010-09-16 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Multimodus-Hybridgetriebe und Verfahren zum Ausführen eines quasiasynchronen Schaltens in einem Hybridgetriebe
DE102011080677A1 (de) * 2011-08-09 2013-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit mehreren Schaltelementen
DE102012219125A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-24 Zf Friedrichshafen Ag Planetengetriebe für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
US20160272059A1 (en) * 2013-11-22 2016-09-22 Jatco Ltd Automatic transmission
DE102014208795A1 (de) * 2014-05-09 2015-11-12 Zf Friedrichshafen Ag Getriebevorrichtung mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle, mindestens einer Getriebeausgangswelle und mehreren Planetenradsätzen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204294A1 (de) * 2019-03-27 2020-10-01 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren zum Steuern einer Klauenkupplung
DE102019204294B4 (de) 2019-03-27 2022-10-20 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren zum Steuern einer Klauenkupplung sowie Anordnung, aufweisend ein Getriebe und einen Zahnradaktuator
US11885412B2 (en) 2019-03-27 2024-01-30 Vitesco Technologies GmbH Method of controlling a dog clutch

Also Published As

Publication number Publication date
AT518861A4 (de) 2018-02-15
US20200001860A1 (en) 2020-01-02
DE112017006091A5 (de) 2019-08-22
CN110168255B (zh) 2021-05-07
AT518861B1 (de) 2018-02-15
CN110168255A (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2178714B1 (de) Verfahren zur durchführung einer lastschaltung bei fahrzeugen mit elektrischem antrieb
EP2765338B1 (de) Verfahren zum Betreiben eines hybridisierten Doppelkupplungsgetriebe-Antriebsstranges
EP2708400B1 (de) Verfahren zum Ansteuern eines Hybridantriebsstranges
WO2018098515A1 (de) Verfahren zum steuern eines schaltvorganges in einem antriebsstrang eines fahrzeugs
EP2920012B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebseinheit für ein hybridfahrzeug
WO2004076225A1 (de) Verfahren zur kupplungskennlinienadaption
WO2009021912A1 (de) Verfahren zum starten des verbrennungsmotors während einer lastschaltung bei parallelen hybridfahrzeugen
DE102008001566A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges
DE102014220070A1 (de) Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs
EP3380759B1 (de) Verfahren zur lastschaltung von hybridisierten automatgetrieben durch eine doppelkupplungsstrategie mit transformation
WO2022043022A1 (de) Kraftfahrzeug mit mindestens zwei antriebsmotoren und mit einem automatikgetriebe, das eine feste und eine leistungsverzweigte übersetzungsstufe aufweist
DE102009021795B4 (de) Schaltverfahren für ein Stufengetriebe
DE102012222366A1 (de) Steuerungssystem eines Hybridfahrzeugs
DE102008046849A1 (de) Verfahren und Steuereinrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Triebstrangs eines Kraftfahrzeugs
DE102018205710A1 (de) Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs
EP3771582B1 (de) Verfahren zum betreiben eines hybridisierten doppelkupplungsgetriebes
DE10238128A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges eines Fahrzeugs
DE102017200786A1 (de) Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
WO2022058122A1 (de) Kraftfahrzeug mit mindestens zwei antriebsmotoren und mit einem automatikgetriebe, das eine feste und eine leistungsverzweigte übersetzungsstufe aufweist
EP1841989B1 (de) Verfahren zur steuerung eines getriebes in einem antriebsstrang eines fahrzeuges, insbesondere des wechsels zwischen zumindest teilweise hydrodynamischer und mechanischer leistungsübertragung und steuervorrichtung
WO2018046581A1 (de) Verfahren zum synchronisieren zweier antriebselemente eines antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs, sowie antriebsstrang für ein kraftfahrzeug
DE112021007759T5 (de) Gangschaltsteuerverfahren für ein Hybridantriebssystem sowie Hybridantriebssystem
WO2021228665A1 (de) Verfahren zum ansteuern eines hybridantriebsstrangs
DE102014204351A1 (de) Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs
WO2022048858A1 (de) Kraftfahrzeug mit mindestens zwei antriebsmotoren und mit einem automatikgetriebe, das eine feste und eine leistungsverzweigte übersetzungsstufe aufweist

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17816391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112017006091

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17816391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1