WO2019076644A1 - Verfahren zur steuerung eines fahrzeugs mit einem doppelkupplungsgetriebe, sowie steuergerät und fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines fahrzeugs mit einem doppelkupplungsgetriebe, sowie steuergerät und fahrzeug Download PDF

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dual
clutch transmission
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electric machine
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Jens Gullasch
Martin Seufert
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Magna Pt B.V. & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a vehicle having a dual-clutch transmission having a first partial transmission with a first group of driving gears and the input side connected to a first friction clutch first input shaft, a second partial transmission having a second group of driving gears and the input side with a second friction clutch connected to a first input shaft and a common output shaft, and wherein an electric machine is connected to a partial transmission, wherein in a parking lock function, two, this sub-transmission associated gears are inserted simultaneously
  • the invention further relates to a control unit and a vehicle with dual-clutch transmission and control unit.
  • the dual-clutch transmission is able to automatically engage and disengage when the internal combustion engine is disconnected. It is thus prepared for a start / stop system and an extended sailing function the vehicle rolls freely with the combustion engine disconnected.
  • the electrical actuator also allows easy hybridization of the transmission, through the additional electric motor.
  • a parking lock for a dual-clutch transmission which uses the special structural properties of the dual-clutch transmission to achieve an effective parking brake.
  • At least one of the transmission input shafts are assigned to a plurality of gears, of which two gears are simultaneously switchable in a parking lock function.
  • the transmission output shaft is positively locked via the gear wheels of the two engaged gears and the relevant transmission input shaft and thus the relevant motor vehicle is secured against rolling away.
  • a dual-clutch transmission with a parking lock mechanism wherein a starting gear and one of the driving gears of the same sub-transmission are simultaneously engaged to activate the parking brake.
  • the problem is the insertion of a second, blocking gear, especially when the speed is not zero.
  • the second, blocking gear can only be engaged when it is at a standstill.
  • ISO26262 for functional safety, according to which the parking brake must be able to be inserted even at speeds greater than 0 km / h, more precisely v ⁇ 2km / h in t ⁇ 1 s.
  • Another problem is that self-locking between synchronizer ring and coupling body theoretically calculated switching forces can be significantly increased.
  • the problem is the re-design of a second, blocking aisle in particular in a vehicle that has been parked on the steep slope and the parking brake realized by two inlaid gears is under maximum load. Due to the undercut of the paired teeth, the drive train therefore first has to be braced further when designing a gear.
  • the object of the invention is to use the architecture of a hybrid drive train with a dual-clutch transmission to the effect that with the second drive unit torques as well as negative, braking torques can be generated both at standstill.
  • the object is achieved with a method for controlling a vehicle with a dual-clutch transmission having a first sub-transmission with a first group of driving gears and the input side connected to a first friction clutch first input shaft, a second sub-transmission having a second group of driving gears and the input side with a second input clutch connected to a first input shaft and a common output, and wherein an electric machine is connected to a partial transmission, wherein in a parking lock function, two associated with this partial transmission gears are inserted simultaneously, and the electric machine applies a braking torque, while the insertion of the second , blocking gear is prepared and implemented at or near standstill of the vehicle.
  • the common output is to be understood that a common output shaft or two shared output shafts are present.
  • the parking brake is released according to requirement, with the maximum possible switching power, the interpretation of the locking gear is effected.
  • This simple method of releasing the parking lock is applied when the vehicle is standing on a plane. It is advantageous that, in addition to the shifting force, vibrations are applied to the drive train with the electric machine if the disengagement of the blocking gear is not successful. By applying the vibrations, the tension in the drive train is shaken loose.
  • the vehicle has determined and stored slope information prior to the request to release the parking brake.
  • slope information For determining the slope information during the driving operation, different methods are used, which are known from the prior art. The use of a tilt sensor is conceivable.
  • One possible method for using the method in the absence of pitch information is that the engagement of the parking brake with the operation of the brake is coupled, wherein after inserting the parking brake, the brake is released and by a rotation of the machine shaft of the electric machine Gradient information, at least on the sign of the slope, is determined and recorded.
  • This embodiment is advantageous when no information about the vehicle control system is given directly to the clutch control. Then, an internal signal is generated via internal sensors that detect the rotation of the machine shaft, which is stored as pitch information.
  • the slope information is advantageously used so that the electric machine applies a moment determined by the slope information in the direction and / or magnitude.
  • the torque of the electric machine is preset and increased until the locking gear can be designed.
  • a torque in any direction is applied up to a low threshold value and an evaluation of the angle of rotation over the torque is determined as a function of a characteristic of the tensioned drive train.
  • the object is further achieved by a control for a vehicle with a dual-clutch transmission, and by a vehicle with a dual-clutch transmission and a controller.
  • 1 and 2 show a schematic representation of exemplary embodiments of a drive train
  • FIG. 3 shows a graph of the torque curve
  • FIG. 4 shows a method for inserting a parking lock
  • FIG. 5 shows a method for releasing the parking lock in the plane
  • FIG. 6 shows a method for releasing the parking brake on slopes with slope information
  • FIG. 7 shows a method for releasing the parking brake on a slope without inclination information
  • FIG. 8 shows an alternative method for releasing the parking brake on a slope without slope information
  • Figure 9 shows a method for engaging the parking brake on a slope and determining a slope information.
  • the drive train 10 includes a drive motor VM, for example in the form of an internal combustion engine, which is supplied from an energy store such as a fuel tank 13. Furthermore, the drive train 10 includes a dual-clutch transmission DKG whose output side is connected to a differential 16. The differential 16 distributes drive power to left and right driven wheels 18L, 18R.
  • a drive motor VM for example in the form of an internal combustion engine, which is supplied from an energy store such as a fuel tank 13.
  • the drive train 10 includes a dual-clutch transmission DKG whose output side is connected to a differential 16.
  • the differential 16 distributes drive power to left and right driven wheels 18L, 18R.
  • the dual-clutch transmission 14 includes a first friction clutch 20 and a first partial transmission TGi.
  • the first partial transmission TGi includes, for example, gear stages N, 2, 4, 6, R, which can be engaged and disengaged by means of schematically indicated clutches 24.
  • the first friction clutch 20 and the first partial transmission TGi form a first power transmission path 26 for transmitting power from the drive motor VM to the differential 16.
  • the dual-clutch transmission 14 further includes a second friction clutch 30 and a second partial transmission TG2.
  • the second partial transmission TG2 includes, for example, the odd gear ratios N, 1, 3, 5, etc., which are switched on and interpreted by means of associated clutches 34.
  • the second friction clutch 30 and the second partial transmission TG2 form a second power transmission path 36 for transmitting drive power from the drive motor VM to the differential 16.
  • the drive train 10 includes an electric machine EM, which is connected to a device 42 for driving and power supply.
  • the assembly 42 may include, for example, power electronics and a battery.
  • the electric machine EM is firmly connected to the first partial transmission TGi, for example by means of a spur gear or the like.
  • the electric machine EM can be connected by means of a coupling arrangement 44 (for example in the form of a clutch) the first partial transmission TGi.
  • the connection of the electric machine EM to the sub-transmission which has the highest gear and the reverse gear, allows electric driving in almost all operating situations.
  • the powertrain 10 is configured to operate in three different modes.
  • drive power is generated only by the drive motor, the engine VM.
  • Gear changes are made in a traction interruption-free manner by driving power through one of the power transmission paths 26, 36, wherein a gear stage is preselected in the sub-transmission of the other power transmission path. Subsequently, a gear change takes place by transferring the power transfer flow from one path to the other path by the friction clutches 20, 30 are operated in an overlapping manner.
  • This drive mode is well known in the art of dual clutch transmissions.
  • a second hybrid drive mode may be arranged in which drive power is provided from both the engine VM and the electric machine EM.
  • the drive powers can be added substantially over the summation point at the input of the first subtransmission TGi.
  • Figure 2 is built me a separate non-integrated electric machine, but also engages in the partial transmission TG1.
  • the synchronizer ring can be released shortly before the vehicle is at a standstill.
  • the procedure for releasing a parking brake follows the steps as shown in Figure 5: If the parking brake must be released, the request S4 is made via the control unit. If there is no state of jamming, the parking brake is simply released in S7.
  • the method provides, as shown in Figure 6, before further steps.
  • the initial step of the method S8 already consists in that in vehicles according to the current state of the art, the transmission control unit receives a gradient signal while driving, which is determined from the deviation of the expected acceleration due to the torque applied to the drive units and the actual vehicle acceleration.
  • the further step S9 is to store the last available slope signal before requesting the parking lock through a terminal 15 changeover. About the sign of the stored slope, the storage unit so that the direction of the slope is known. With the step S4 then the release of the parking brake is requested again. Since the electric machine EM can set both a positive and a negative moment, the distortion can be reduced by the moment of the electric machine, even when a second gear is engaged, S10. In which direction the electric machine has to set a moment, is determined by the sign of the stored slope signal.
  • the magnitude of the stored slope information can also be used to deduce the amount of the e-machine torque to be set in order to completely dissolve the stress.
  • vibrations to S6 can still be impressed on the moment of the electric machine to facilitate the laying of the gear.
  • FIG. 7 shows the course of the process if no storage of the slope information was possible or if it had been lost for some reason.
  • the controller assumes a torque direction for the electric machine and brings on the shift fork a maximum possible switching power to S1. 1 If the direction of the moment is the release direction, the parking lock is released with S7. If the parking lock is not released even with the maximum torque of the electric machine, then the torque direction must be reversed, S12.
  • the controller may itself determine the direction of the slope with the following steps, as shown in Figure 9: The driver burns off the vehicle as usual and stands when inserting the parking brake, for example, the automatic position "P" on the normal brake.
  • the request for engaging the parking brake S4 is coupled to the actuation of the vehicle brake S14.
  • step S7 If the parking lock with the second, blocking gear is engaged in step S7, the driver goes from the brake in step S15 and the vehicle suffers the parking brake. As a result, the transmission braced.
  • the rotor shaft of the electric machine is minimally rotated. This small twist depends on the direction in which the vehicle sails, ie always in the direction of the valley, directed forwards or backwards depending on the gradient, and can be detected in the electric machine, S16. This direction of rotation of the machine shaft on the electric motor itself can be detected and stored so that at least the sign of the slope is known when laying out the parking brake. This measurement is then stored and stored in S9 and is available for releasing the parking brake according to the method in FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe, das ein erstes Teilgetriebe mit einer ersten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer ersten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle, ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer zweiten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle und eine gemeinsamen Abtrieb umfasst, und wobei eine elektrische Maschine mit einem Teilgetriebe verbunden ist, wobei in einer Parksperrenfunktion zwei, diesem Teilgetriebe zugeordnete Gänge gleichzeitig eingelegt werden. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steuergerät sowie ein Fahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe und Steuergerät.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe, sowie Steuergerät und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe, das ein erstes Teilgetriebe mit einer ersten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer ersten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle, ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer zweiten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle und eine gemeinsame Ausgangswelle umfasst, und wobei eine elektrische Maschine mit einem Teilgetriebe verbunden ist, wobei in einer Parksperrenfunktion zwei, diesem Teilgetriebe zugeordnete Gänge gleichzeitig eingelegt werden
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steuergerät sowie ein Fahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe und Steuergerät.
Stand der Technik
Aus der DE 102010044618A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe mit nasser Doppelkupplung, elektromechanischer Betätigung des Schaltsystems und einer elekt- rohydraulischen Aktuatorik für die Doppelkupplung bekannt. Die E-Maschine eines solchen Hybridgetriebes ist abhängig vom gewünschten Hybridisierungsgrad skalierbar, von der Mild-Hybrid-Version mit 15 kW und 48 V bis zur Version für Plugin-Hybride mit über 75 kW und 360 V sind verschiedene Konfigurationen möglich.
Mit der elektrischen Aktuatorik ist das Doppelkupplungsgetriebe in der Lage, bei abgetrenntem Verbrennungsmotor automatisch zu kuppeln und zu schalten. Es ist somit vorbereitet für ein Start/Stopp-System und eine erweiterte Segelfunktion, bei der das Fahrzeug bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor frei rollt. Die elektrische Aktuatorik ermöglicht darüber hinaus die einfache Hybridisierung des Getriebes, durch die zusätzliche E-Maschine.
Zur Verwirklichung einer Parksperre bei Doppelkupplungsgetrieben wurde vorgeschlagen, von konventionellen Automatikgetrieben bekannte Ansätze zu adaptieren, die auf einem gesonderten, formschlüssig wirkenden Sperrelement basieren, das oft die Form eines auf der Getriebeabtriebswelle drehfest angeordneten, mit Aussparungen oder Zähnen versehenen Rades aufweist, die schaltbar mit einem oder mehreren Sperrklinken oder einer feststehenden Gegenverzahnung in Wirkverbindung gebracht werden können. Dies erfordert einen erheblichen zusätzlichen Herstellungsaufwand und bedeutet zudem eine Erhöhung des Gewichts und des Bauvolumens des Doppelkupplungsgetriebes.
Aus der DE 199 50 696 A1 ist bereits eine Parksperre für ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, welche die besonderen baulichen Eigenschaften des Doppelkupplungsgetriebes zur Verwirklichung einer wirksamen Parksperre nutzt. Mindestens einer der Getriebeeingangswellen sind mehrere Gänge zugeordnet, von denen in einer Parksperrenfunktion zwei Gänge gleichzeitig schaltbar sind. Bei eingelegter Parksperre ist die Getriebeabtriebswelle über die Gangräder der beiden eingelegten Gänge und die betreffende Getriebeeingangswelle formschlüssig blockiert und damit das betreffende Kraftfahrzeug gegen ein Wegrollen gesichert.
Aus der DE102007019241 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem Parksperrmechanismus bekannt, wobei zur Aktivierung der Parksperre ein Anfahrgang und einer der Fahrgänge desselben Teilgetriebes gleichzeitig eingelegt werden.
Unter normalen Bedingungen sind, wenn das Fahrzeug in der Ebene steht bei geeigneter Wahl von voreingelegtem Gang und schließlich sperrendem Gang die Schaltkräfte auch dann, wenn sämtliches Verdrehflankenspiel im Antriebsstrang aufgebraucht ist, beherrschbar. Bei den bekannten Verfahren erfolgt das Auslegen eines Ganges am Hang bei verspanntem Getriebe durch Aufprägen eines Drehmomentes an der Kupplung und dadurch durch einen Entlastung des verspannten Getriebezweiges.
Abgesehen von den optimalen Bedingungen im Stillstand auf der Ebenen kann das Einlegen oder Auslegen der Gänge in Spezialfällen jedoch deutlich höhere Schaltkräfte erfordern.
Problematisch ist das Einlegen eines zweiten, sperrenden Ganges insbesondere wenn die Geschwindigkeit nicht Null ist.
Da der Synchronring des zweiten einzulegenden Ganges ein Einlegen desselbi- gen grundsätzlich bei Fahrzeuggeschwindigkeiten größer 0 km/h verhindert, kann der zweite, sperrende Gang erst im Stillstand eingelegt werden. Es existiert allerdings die Anforderungen der ISO26262 zur Funktionssicherheit, wonach die Parksperre auch schon bei Geschwindigkeiten größer 0 km/h, genauer v<2km/h in t<1 s einlegbar sein muss.
Ein weiteres Problem ist es, dass durch Selbsthemmung zwischen Synchronring und Kupplungskörper die theoretisch berechneten Schaltkräfte deutlich erhöht sein können.
Problematisch ist das Wiederauslegen eines zweiten, sperrenden Ganges insbesondere bei einem Fahrzeug, das am steilen Hang abgestellt wurde und wodurch die durch zwei eingelegte Gänge realisierte Parksperre unter maximaler Last steht. Aufgrund der Hinterschneidung der gepaarten Zähne muss beim Auslegen eines Ganges der Antriebsstrang daher zunächst erst noch weiter verspannt werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Architektur eines hybriden Antriebsstrangs mit einem Doppelkupplungsgetriebe dahingehend zu nutzen, dass mit der zweiten Antriebseinheit sowohl im Stillstand Drehmomente als auch negative, bremsende Drehmomente generiert werden können.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe, das ein erstes Teilgetriebe mit einer ersten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer ersten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle, ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten Gruppe von Fahrgängen aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer zweiten Reibungskupplung verbundenen ersten Eingangswelle und eine gemeinsamen Abtrieb umfasst, und wobei eine elektrische Maschine mit einem Teilgetriebe verbunden ist, wobei in einer Parksperrenfunktion zwei, diesem Teilgetriebe zugeordnete Gänge gleichzeitig eingelegt werden, und die elektrische Maschine ein bremsendes Moment aufbringt, während das Einlegen des zweiten, sperrenden Ganges vorbereitet und bei oder nahezu bei Stillstand des Fahrzeugs umgesetzt wird.
Durch das bremsende Moment der elektrischen Maschine gelingt es die Parksperre schon vor dem völligen Stillstand des Fahrzeuges einzulegen und bei Stillstand des Fahrzeuges umzusetzen.
Der gemeinsame Abtrieb ist dabei so zu verstehen, dass eine gemeinsame Ausgangswelle oder zwei gemeinsam genutzte Abtriebswellen vorhanden sind.
Für das Lösen der Parksperre ist es von Vorteil, dass die Parksperre nach Anforderung gelöst wird, wobei mit einer maximal möglichen Schaltkraft das Auslegen des sperrenden Ganges bewirkt wird. Dieses einfache Verfahren zum Lösen der Parksperre wird angewendet, wenn das Fahrzeug auf einer Ebene steht. Es ist dabei von Vorteil, dass mit der elektrischen Maschine zusätzlich zu der Schaltkraft Vibrationen auf den Antriebsstrang aufgebracht werden, wenn das Auslegen des sperrenden Ganges nicht gelingt. Durch das Aufbringen der Vibrationen wird die Verspannung im Antriebsstrang los gerüttelt.
Sollte das Fahrzeug an einem Hang stehen, ist es von Vorteil, dass das Fahrzeug vor der Anforderung zum Lösen der Parksperre Steigungsinformationen ermittelt und gespeichert hat. Zum Ermitteln der Steigung Informationen während des Fahrbetriebs werden unterschiedliche Methoden eingesetzt, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Auch der Einsatz eines Neigungssensors ist dabei denkbar.
Ein mögliches Verfahren, um bei nicht Vorliegen einer Steigungsinformation, das Verfahren weiter zu verwenden besteht darin, dass das Einlegen der Parksperre mit Betätigung der Bremse gekoppelt wird, wobei nach Einlegen der Parksperre die Bremse gelöst wird und durch eine Verdrehung der Maschinenwelle der elektrischen Maschine eine Steigungsinformation, mindestens über das Vorzeichen der Steigung, ermittelt und festgehalten wird. Diese Ausführungsform ist dann vorteilhaft, wenn keine Informationen über das Fahrzeug-Steuersystem direkt an die Kupplungssteuerung gegeben werden. Dann wird über interne Sensoren, die die Verdrehung der Maschinenwelle detektieren, ein internes Signal erzeugt, das als Steigungsinformation gespeichert wird.
Die Steigungsinformationen werden vorteilhaft so verwendet, dass die elektrische Maschine ein Moment anlegt, das von der Steigungsinformation in Richtung und/oder Größe bestimmt ist.
In einer alternativen Ausführungsform wird das Moment der elektrischen Maschine voreingestellt und erhöht, bis der sperrende Gang ausgelegt werden kann.
Sollten keine Informationen zur Steigung vorliegen ist es von Vorteil, dass nach der Anforderung des Lösens der Parksperre ein Moment in beliebiger Richtung bis zur maximalen Schaltkraft aufgebracht wird und, wenn kein Lösen der Parksperre erfolgt, die Richtung des Moments umgekehrt wird.
Alternativ dazu wird ein Moment in beliebiger Richtung bis zu einem geringen Schwellwert angelegt und eine Auswertung des Verdrehwinkels über dem Moment in Abhängigkeit von einer Kennlinie des verspannten Antriebsstrangs festgestellt.
Es ist verfahrensmäßig ein Vorteil, dass ein invertiertes Moment angelegt wird, wenn das zuerst angelegt Moment eine falsche Drehrichtung aufweist.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Steuerung für ein Fahrzeug mit einem Doppelkupplungsgetriebe, sowie durch ein Fahrzeug mit einem Doppelkupplungsgetriebe und einer Steuerung.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung beispielhafter Ausführungsformen eines Antriebsstrangs,
Figur 3 zeigt eine Grafik zum Momentenverlauf,
Figur 4 zeigt ein Verfahren zum Einlegen einer Parksperre,
Figur 5 zeigt ein Verfahren zum Lösen der Parksperre in der Ebene,
Figur 6 zeigt ein Verfahren zum Lösen der Parksperre am Hang mit Steigungsinformation,
Figur 7 zeigt ein Verfahren zum Lösen der Parksperre am Hang ohne Steigungsinformation, Figur 8 zeigt ein alternatives ein Verfahren zum Lösen der Parksperre am Hang ohne Steigungsinformation,
Figur 9 zeigt ein Verfahren zum Einlegen der Parksperre am Hang und Feststellung einer Steigungsinformation.
Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor VM, beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors, der aus einem Energiespeicher wie einem Kraftstofftank 13 versorgt wird. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 ein Doppelkupplungsgetriebe DKG, dessen Abtriebsseite mit einem Differential 16 verbunden ist. Das Differential 16 verteilt Antriebsleistung auf ein linkes und ein rechtes angetriebenes Rad 18L, 18R.
Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet eine erste Reibkupplung 20 sowie ein erstes Teilgetriebe TGi. Das erste Teilgetriebe TGi beinhaltet beispielsweise Gangstufen N, 2, 4, 6, R, die mittels schematisch angedeuteter Schaltkupplungen 24 ein- und auslegbar sind. Die erste Reibkupplung 20 und das erste Teilgetriebe TGi bilden einen ersten Leistungsübertragungspfad 26 zur Übertragung von Leistung von dem Antriebsmotor VM zu dem Differential 16.
Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet ferner eine zweite Reibkupplung 30 sowie ein zweites Teilgetriebe TG2. Das zweite Teilgetriebe TG2 beinhaltet beispielsweise die ungeraden Gangstufen N, 1 , 3, 5, etc., die mittels zugeordneter Schaltkupplungen 34 ein- und auslegbar sind. Die zweite Reibkupplung 30 und das zweite Teilgetriebe TG2 bilden einen zweiten Leistungsübertragungspfad 36 zur Übertragung von Antriebsleistung von dem Antriebsmotor VM zu dem Differential 16.
Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 eine elektrische Maschine EM, die mit einer Anordnung 42 zur Ansteuerung und Energieversorgung verbunden ist. Die Anordnung 42 kann beispielsweise eine Leistungselektronik sowie eine Batterie beinhalten. Die elektrische Maschine EM ist an das erste Teilgetriebe TGi fest angebunden, beispielsweise mittels eines Stirnradsatzes oder dergleichen. Alternativ hierzu kann die elektrische Maschine EM mittels einer Koppelanordnung 44 (beispielsweise in Form einer Schaltkupplung) das erste Teilgetriebe TGi angebunden sein. Die Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Teilgetriebe, das die höchste Gangstufe und die Rückwärtsgangstufe aufweist, ermöglicht ein elektrisches Fahren in nahezu allen Betriebssituationen.
Der Antriebsstrang 10 ist dazu ausgelegt, in drei unterschiedlichen Betriebsarten zu arbeiten. In einem konventionellen Antriebsmodus wird Antriebsleistung nur von dem Antriebsmotor, dem Verbrennungsmotor VM erzeugt. Gangwechsel erfolgen auf Zugkraftunterbrechungsfreie Art und Weise, indem Antriebsleistung über einen der Leistungsübertragungspfade 26, 36 geführt wird, wobei in dem Teilgetriebe des anderen Leistungsübertragungspfades eine Gangstufe vorgewählt wird. Anschließend erfolgt ein Gangwechsel durch Übergabe des Leistungsübertra- gungsflusses von dem einen Pfad auf den anderen Pfad, indem die Reibkupplungen 20, 30 auf überschneidende Art und Weise betätigt werden. Dieser Antriebsmodus ist auf dem Gebiet der Doppelkupplungsgetriebe allgemein bekannt.
Ferner kann ein zweiter hybridischer Antriebsmodus eingerichtet werden, bei dem Antriebsleistung sowohl von dem Verbrennungsmotor VM als auch von der elektrischen Maschine EM bereitgestellt wird. Hierbei können die Antriebsleistungen im Wesentlichen über den Summenpunkt am Eingang des ersten Teilgetriebes TGi addiert werden.
Schließlich ist ein dritter Antriebsmodus möglich, bei dem nur die elektrische Maschine EM zur Erzeugung von Antriebsleistung angesteuert wird, wohingegen der Verbrennungsmotor VM stillgelegt wird.
Da die elektrische Maschine EM auf der Sekundärseite der ersten Reibkupplung 20 angebunden ist, können in diesem Betriebsmodus die herkömmlichen
Schaltabläufe eines Doppelkupplungsgetriebes nicht angewendet werden. In diesem dritten Antriebsmodus rekuperiert die elektrische Maschine EM über die Antriebsräder 18 R und 18 L und das erste Teilgetriebe TGi Energie.
Figur 2 ist mir einer separaten nicht integrierten elektrischen Maschine aufgebaut, die aber auch in das Teilgetriebe TG1 eingreift.
Das prinzipielle Einlegen von zwei Gängen als Parkbremse sowie das Verfahren folgt dem Stand der Technik. Das Verfahren zum Einlegen der Parksperre wird anhand Figur 4 erläutert.
Bei Anforderung S1 , die Parksperre bei Geschwindigkeiten größer als 0 km/h zu betätigen, wird das Einlegen des zweiten, sperrenden Gangs vorbereitet. Die elektrische Maschine EM wird angesteuert, um ein negatives, bremsendes Moment aufzubringen.
Das Fahrzeug wird in S2 mit der elektrischen Maschine EM maximal abgebremst, sodass exakt zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug stehen bleibt, der Synchronring des zweiten, sperrenden Ganges freigegeben und der zweite, sperrende Gang eingelegt wird, S3.
Alternativ zu diesem Ablauf kann der Synchronring schon kurz vor dem Stillstand des Fahrzeugs freigegeben werden.
Das Verfahren zur Lösen einer Parksperre folgt den Schritten wie in Figur 5 dargestellt: Wenn die Parksperre gelöst werden muss, erfolgt die Anforderung S4 über die Steuereinheit. Liegt kein Zustand des Verklemmens vor, wird die Parksperre einfach in S7 gelöst.
Der Zustand des Verklemmens kann dadurch festgestellt werden, dass trotz der maximal möglichen aufgebrachten Schaltkraft, der zweite, sperrende Gang nicht ausgelegt werden kann, S5. Ist dies der Fall, so wird die Schaltkraft gehalten und mit der elektrischen Maschine werden solange Vibrationen erzeugt, bis der Zu- stand gelöst ist, S6. Dabei werden mit der elektrischen Maschine EM gezielt Vibrationen im Antriebsstrang erzeugt, die den verklemmten Zustand der Zahnräder losrütteln.
Dieser einfache Verfahrensablauf wird realisiert, wenn dem Fahrzeug bekannt ist, dass keine Steigung vorliegt.
Für den Fall, dass die Parksperre an einer Steigung eingesetzt wird, sieht das Verfahren, wie in Figur 6 gezeigt, weitere Schritte vor.
Der Anfangs-Schritt des Verfahrens S8 besteht bereits darin, dass in Fahrzeugen nach heutigem Stand der Technik das Getriebesteuergerät während der Fahrt ein Steigungssignal erhält, welches aus der Abweichung der erwarteten Beschleunigung aufgrund des an die Antriebseinheiten gestellten Moments und der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung ermittelt wird.
Da dieses Signal nur während der Fahrt verfügbar ist, besteht der weitere Schritt S9 darin, das letzte verfügbare Steigungssignal vor Anforderung der Parksperre über einen Klemme 15-Wechsel hinweg zu speichern. Über das Vorzeichen der gespeicherten Steigung, ist der Speichereinheit damit die Richtung des Hanges bekannt. Mit dem Schritt S4 wird dann wieder das Lösen der Parksperre angefordert. Da die elektrische Maschine EM sowohl ein positives als auch negatives Moment stellen kann, kann somit noch bei eingelegtem zweiten Gang die Verspan- nung durch das Moment der elektrischen Maschine abgebaut werden, S10. In welche Richtung die elektrische Maschine dazu ein Moment stellen muss, ist durch das Vorzeichen des gespeicherten Steigungssignals bestimmt.
Prinzipiell kann durch den Betrag der gespeicherten Steigungsinformation auch auf den Betrag des zu stellenden E-Maschinen-Moments, um die Verspannung vollständig aufzulösen, geschlossen werden. Es ist jedoch aber genauso denkbar, auf die Schaltgabel des Ganges, der gelöst werden soll, eine definierte Schaltkraft aufzubringen und erst dann das elektrische Maschinen-Moment solange zu erhöhen, bis der Gang in Schritt S7 auslegbar ist. Zusätzlich können auf das Moment der elektrischen Maschine noch Vibrationen nach S6 aufgeprägt werden, um das Auslegen des Ganges zu erleichtern.
In Figur 7 wird der Verfahrensverlauf dargestellt, sollte keine Speicherung der Steigungsinformation möglich gewesen oder diese aus irgendeinem Grund verloren gegangen sein.
Es liegt einen Anforderung S4 zum Lösen der Parksperre vor. Die Steuerung nimmt für die elektrische Maschine eine Momentenrichtung an und bringt dabei auf die Schaltgabel eine maximal mögliche Schaltkraft auf S1 1 . Ist die Richtung des Moments die Löserichtung, wird die Parksperre mit S7 gelöst. Wird auch mit maximalen Moment der elektrischen Maschine die Parksperre nicht gelöst, so muss die Momentenrichtung umgedreht werden, S12.
Um mit weniger als dem maximal zum Lösen notwendigen elektrischen Maschinen-Moment auszukommen, besteht ein Lösungsansatz darin, auszunutzen, dass die Federkennlinie des verspannten Antriebsstranges eine Nicht-Linearität aufweist, siehe Figur 3. Mit der Kenntnis von Verdrehwinkel φ und gestelltem Maschinenmoment M der elektrischen Momente kann so in S13 festgestellt werden, ob sich bei angenommener Momentenrichtung S1 1 test die erwartete Beziehung beider Größen einstellt. Ist dies der Fall wird das Moment in S12 erhöht und die Parksperre in S 7 gelöst. Ist das Anfangsmoment in der falschen Drehrichtung angelegt, gibt der Zusammenhang der Parameter, Verdrehwinkel zu Moment, in S13 vor, dass frühzeitig die Richtung geändert werden muss. Die elektrische Maschine erhält das Ansteuersignal die Drehrichtung zu invertieren S1 1 inv und erhöht das Moment S12. Die Parksperre wird dann in S7 gelöst.
Für den Fall, dass das Steuergerät keine Steigungsinformation vorliegen hat oder vom Fahrzeug bekommt, welche gespeichert wird, kann sich das Steuergerät selbst die Richtung des Hanges mit den folgenden Schritten bestimmen, was in Figur 9 dargestellt ist: Der Fahrer brennst wie gewöhnlich das Fahrzeug ab und steht beim Einlegen der Parkbremse, beispielsweise der Automatikstellung„P", auf der normalen Bremse.
Damit ist die Anforderung zum Einlegen der Parksperre S4 mit der Betätigung der Fahrzeugbremse S14 gekoppelt.
Wenn die Parksperre mit dem zweiten, sperrenden Gang im Schritt S7 eingelegt ist, geht der Fahrer im Schritt S15 von der Bremse und das Fahrzeug sackt in die Parkbremse. Infolge dessen verspannt sich das Getriebe. Dabei wird die Rotorwelle der elektrischen Maschine minimal verdreht. Diese kleine Verdrehung ist abhängig von der Richtung, in die das Fahrzeug sackt, also immer Richtung Tal, je nach Steigung vorwärts oder rückwärts gerichtet und kann in der elektrischen Maschine festgestellt werden, S16. Diese Richtung der Verdrehung der Maschinenwelle über die E-Maschine selbst kann festgestellt und gespeichert werden, sodass beim Auslegen der Parksperre zumindest das Vorzeichen der Steigung bekannt ist. Diese Messung wird dann in S9 hinterlegt und gespeichert und steht zum Lösen der Parksperre nach den Verfahren in den Figur 6 zur Verfügung.
Bezugszeichenliste
10 Antriebsstrang
VM Verbrennungsmotor
13 Kraftstofftank
14 Doppelkupplungsgetriebe (DKG)
16 Differential
18L linkes angetriebenes Rad
18R rechtes angetriebenes Rad
20 erste Reibkupplung
30 zweite Reibkupplung
TGi erstes Teilgetriebe
TG2 zweites Teilgetriebe
24, 34 Schaltkupplungen
26 erster Leistungsubertragungspfad
36 zweiter Leistungsubertragungspfad
42 Anordnung zur Ansteuerung und Energieversorgung
44 Koppelanordnung
EM elektrische Maschine
S1 bis S16 Verfahrensschritte

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe (14), das ein erstes Teilgetriebe (TGi) mit einer ersten Gruppe von Fahrgängen (2,4,6, R) aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer ersten Reibungskupplung (20) verbundenen ersten Eingangswelle (26), ein zweites Teilgetriebe (TG2) mit einer zweiten Gruppe von Fahrgängen (1 ,3,5) aufweisenden sowie eingangsseitig mit einer zweiten Reibungskupplung (30) verbundenen ersten Eingangswelle (36), und eine gemeinsamen Abtrieb umfasst, und wobei eine elektrische Maschine (EM) mit einem Teilgetriebe verbunden ist, wobei in einer Parksperrenfunktion zwei, diesem Teilgetriebe (TG1, TG2) zugeordnete Gänge gleichzeitig eingelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) ein bremsendes Moment aufbringt (S2) während das Einlegen des zweiten, sperrenden Ganges vorbereitet und bei oder nahezu bei Stillstand des Fahrzeugs umgesetzt wird (S3).
2. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Parksperre nach Anforderung (S4) gelöst wird (S7), wobei mit einer maximal möglichen Schaltkraft das Auslegen des sperrenden Ganges bewirkt wird (S5).
3. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der elektrischen Maschine (EM) zusätzlich zu der Schaltkraft Vibrationen auf den Antriebsstrang aufgebracht werden (S6), wenn das Auslegen des sperrenden Ganges nicht gelingt.
4. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug vor der Anforderung (S4) zum Lösen der Parksperre Steigungsinformationen ermittelt (S8) und gespeichert (S9) hat.
5. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegen der Parksperre mit Betätigung der Bremse gekoppelt wird (S4, S14), wobei nach Einlegen der Parksperre (S7) die Bremse gelöst wird (S15) und durch eine Verdrehung der Maschinenwelle der elektrischen Maschine eine Steigungsinformation, mindestens über das Vorzeichen der Steigung, ermittelt (S16) und festgehalten wird (S9).
6. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) ein Moment anlegt (S10), das von der Steigungsinformation in Richtung und/oder Größe bestimmt ist.
7. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment der elektrischen Maschine voreingestellt ist und erhöht wird, bis der sperrende Gang ausgelegt werden kann (S7).
8. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach Anforderung des Lösens der Parksperre (S4) eine Moment in beliebiger Richtung bis zur maximalen Schaltkraft aufgebracht wird (S1 1 ) und, wenn kein Lösen der Parksperre erfolgt, die Richtung des Moments umgekehrt wird (S12).
9. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Moment in beliebiger Richtung bis zu einem geringen Schwellwert (S1 l iest) angelegt wird und eine Auswertung des Verdrehwinkels über dem Moment in Abhängigkeit von einer Kennlinie des verspannten Antriebsstrangs erfolgt (S13).
10. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein invertiertes Moment angelegt wird (S1 1 inv), wenn das zuerst angelegt Moment (S1 l iest) eine falsche Drehrichtung aufweist.
1 1 . Steuerung für ein Fahrzeug mit einem Doppelkupplungsgetriebe nach den vorhergehenden Ansprüchen.
1 2. Fahrzeug mit einem Doppelkupplungsgetriebe und einer Steuerung nach Anspruch 1 1 .
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