DE-102017200783-B4 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der mehrere Antriebsaggregate (1, 2), ein Getriebe (3) und einen Abtrieb (4) aufweist, wobei ein erstes Antriebsaggregat (1) auf eine erste Antriebswelle (6) einwirkt, wobei ein zweites Antriebsaggregat (2) auf eine zweite Antriebswelle (7) einwirkt, und wobei das Getriebe (3) mehrere Schaltelemente (9) umfasst, wobei für einen auszuführenden Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang geschlossenes und im Ziel-Gang geöffnetes Schaltelement (9) geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes und im Ziel-Gang geschlossenes Schaltelement (9) geschlossen wird, wobei für den auszuführenden Gangwechsel Soll-Momente für das erste und zweite Antriebsaggregat (1, 2) zumindest abhängig von einem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt werden, wobei aus dem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats (1) und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats (1) sowie abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats (1, 2) und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats (1, 2) ein aufbereitetes und plausibilisiertes Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, auf Grundlage dessen die Soll-Momente für das erste und zweite Antriebsaggregat (1, 2) bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausführung eines Gangwechsels in die Phasen Initialisierung, Lastübernahme, Entkoppeln, Drehzahlüberführung, Ankoppeln, Lastrückführung und Abschluss untergliedert, wobei während der Phasen Initialisierung und Abschluss eines Gangwechsels die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits und während der Phasen Lastübernahme und Lastrückführung eines Gangwechsels erste abtriebsseitige Drehmomentlimits derart berechnet werden, dass die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) in abtriebsseitige, positive und negative Drehmomentlimits umgerechnet werden, aus den abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits über eine Saturierungsfunktion das aufbereitete und plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, für eine Fahrt außerhalb der Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen der Antriebsaggregate (1, 2), abhängig von Ist-Drehzahlen der Antriebsaggregate sowie des Abtriebs und abhängig von einer Soll-Leistungsverteilung in die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden, wobei während der Phasen Entkoppeln, Drehzahlüberführung und Ankoppeln eines Gangwechsels die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits und während der Phasen Lastübernahme und Lastrückführung eines Gangwechsels zweite abtriebsseitige Drehmomentlimits derart berechnet werden, dass die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate in abtriebsseitige, positive und negative Drehmomentlimits umgerechnet werden, aus den abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits über eine Saturierungsfunktion das aufbereitete und plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, für die Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen der Antriebsaggregate (1, 2), abhängig von einer Koppelübersetzung und abhängig von einer Abtriebsübersetzung in die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden, wobei während der Phase Lastübernahme eines Gangwechsels von den ersten Drehmomentlimits auf die zweiten Drehmomentlimits zeitgesteuert überführt wird, und wobei während der Phase Lastrückführung eines Gangwechsels von den zweiten Drehmomentlimits auf die ersten Drehmomentlimits zeitgesteuert überführt wird.

Inventors

• Matthias Arzner
• Anatol Weidenbach
• Jens Kastens

Assignees

• ZF FRIEDRICHSHAFEN AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170119

Claims (7)

1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der mehrere Antriebsaggregate (1, 2), ein Getriebe (3) und einen Abtrieb (4) aufweist, wobei ein erstes Antriebsaggregat (1) auf eine erste Antriebswelle (6) einwirkt, wobei ein zweites Antriebsaggregat (2) auf eine zweite Antriebswelle (7) einwirkt, und wobei das Getriebe (3) mehrere Schaltelemente (9) umfasst, wobei für einen auszuführenden Gangwechsel von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang ein im Ist-Gang geschlossenes und im Ziel-Gang geöffnetes Schaltelement (9) geöffnet und ein im Ist-Gang geöffnetes und im Ziel-Gang geschlossenes Schaltelement (9) geschlossen wird, wobei für den auszuführenden Gangwechsel Soll-Momente für das erste und zweite Antriebsaggregat (1, 2) zumindest abhängig von einem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt werden, wobei aus dem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats (1) und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats (1) sowie abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats (1, 2) und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats (1, 2) ein aufbereitetes und plausibilisiertes Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, auf Grundlage dessen die Soll-Momente für das erste und zweite Antriebsaggregat (1, 2) bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet , dass sich die Ausführung eines Gangwechsels in die Phasen Initialisierung, Lastübernahme, Entkoppeln, Drehzahlüberführung, Ankoppeln, Lastrückführung und Abschluss untergliedert, wobei während der Phasen Initialisierung und Abschluss eines Gangwechsels die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits und während der Phasen Lastübernahme und Lastrückführung eines Gangwechsels erste abtriebsseitige Drehmomentlimits derart berechnet werden, dass die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) in abtriebsseitige, positive und negative Drehmomentlimits umgerechnet werden, aus den abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits über eine Saturierungsfunktion das aufbereitete und plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, für eine Fahrt außerhalb der Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen der Antriebsaggregate (1, 2), abhängig von Ist-Drehzahlen der Antriebsaggregate sowie des Abtriebs und abhängig von einer Soll-Leistungsverteilung in die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden, wobei während der Phasen Entkoppeln, Drehzahlüberführung und Ankoppeln eines Gangwechsels die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits und während der Phasen Lastübernahme und Lastrückführung eines Gangwechsels zweite abtriebsseitige Drehmomentlimits derart berechnet werden, dass die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate in abtriebsseitige, positive und negative Drehmomentlimits umgerechnet werden, aus den abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits über eine Saturierungsfunktion das aufbereitete und plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird, für die Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen der Antriebsaggregate (1, 2), abhängig von einer Koppelübersetzung und abhängig von einer Abtriebsübersetzung in die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden, wobei während der Phase Lastübernahme eines Gangwechsels von den ersten Drehmomentlimits auf die zweiten Drehmomentlimits zeitgesteuert überführt wird, und wobei während der Phase Lastrückführung eines Gangwechsels von den zweiten Drehmomentlimits auf die ersten Drehmomentlimits zeitgesteuert überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass für die Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen der Antriebsaggregate (1, 2), abhängig von der Koppelübersetzung und abhängig von der Abtriebsübersetzung in abtriebsseitige Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) umgerechnet werden, aus den abtriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) über eine Minimumauswahl und Maximumauswahl die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits berechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass für die Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen des ersten und zweiten Antriebsaggregats (1, 2) nach folgenden Gleichungen in die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden: M VM stat max = ( M VM max − M VM dyn ) M VM stat min = ( M VM min + M VM dyn ) M EM stat max = ( M EM max − M EM dyn ) M EM stat min = ( M EM min + M EM dyn ) wobei gilt wobei ferner gilt M ab Lim GW pos = MIN [ M ab pos VM M ab pos EM ] M ab Lim GW neg = MAX [ M ab neg VM M ab neg EM ] und wobei M VM max die antriebsseitige, obere Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats ist, M VM min die antriebsseitige, untere Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats ist, M EM max die antriebsseitige, obere Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats ist, M EM min die antriebsseitige, untere Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats ist, M VM dyn ein dynamischer Drehmomentanteil des ersten Antriebsaggregats ist, M EM dyn ein dynamischer Drehmomentanteil des zweiten Antriebsaggregats ist, i 0* die Koppelübersetzung ist, i 0* die Abtriebsübersetzung ist, das abtriebsseitige positive Drehmomentlimit ist, das abtriebsseitige negative Drehmomentlimit ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass für die Fahrt außerhalb der Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen abhängig von dynamischen Drehmomentanteilen und Ist-Drehzahlen der Antriebsaggregate und abhängig von der Soll-Leistungsverteilung der Antriebsaggregate (1, 2) in Leistungsgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) umgerechnet werden, aus den Leistungsgrenzen der Antriebsaggregate (1, 2) über einen Minimumauswahl und Maximumauswahl sowie abhängig von der Soll-Leistungsverteilung der Antriebsaggregate (1, 2) und abhängig von der Ist-Drehzahl des Abtriebs die abtriebsseitigen, positiven und negativen Drehmomentlimits berechnet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass für die Fahrt außerhalb der Ausführung des eigentlichen Gangwechsels die antriebsseitigen, oberen und unteren Drehmomentgrenzen des ersten und zweiten Antriebsaggregats (1, 2) nach folgenden Gleichungen in die positiven und negativen Drehmomentlimits umgerechnet werden: wobei P VM pos = MIN [ M VM pos × abs ( n VM × PI 30 ) M EM pos × abs ( n EM × PI 30 ) × ( 100 − proz hyb ) proz hyb ] P EM pos = MIN [ M VM pos × abs ( n VM × PI 30 ) × proz hyb ( 100 − proz hyb ) M EM pos × abs ( n EM × PI 30 ) ] P VM neg = MAX [ M VM neg × abs ( n VM × PI 30 ) M EM neg × abs ( n EM × PI 30 ) × ( 100 − proz hyb ) proz hyb ] P EM neg = MIN [ M VM neg × abs ( n VM × PI 30 ) × proz hyb ( 100 − proz hyb ) M EM neg × abs ( n EM × PI 30 ) ] wobei M ab Lim FG pos = MIN [ P VM pos × 100 ( 100 − proz hyb ) P EM pos × 1 proz hyb ] × abs ( 1 n ab × PI 30 ) M ab Lim FG neg = MAX [ P VM neg × 100 ( 100 − proz hyb ) P EM pos × 1 proz hyb ] × abs ( 1 n ab × PI 30 ) und wobei M VM max die antriebsseitige, obere Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats ist, M VM min die antriebsseitige, untere Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats ist, M EM max die antriebsseitige, obere Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats ist, M EM min die antriebsseitige, untere Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregats ist, M VM dyn ein dynamischer Drehmomentanteil des ersten Antriebsaggregats ist, M EM dyn ein dynamischer Drehmomentanteil des zweiten Antriebsaggregats ist, proz hyb die Soll-Leistungsverteilung zwischen dem ersten und zweiten Antriebsaggregat ist, i EM Gx ein wirksames Übersetzungsverhältnis des Ist-Gangs für das zweite Antriebsaggregat ist, i VM Gx ein wirksames Übersetzungsverhältnis des Ist-Gangs für das erste Antriebsaggregat ist, n VM die Ist-Drehzahl des ersten Antriebsaggregats ist, n EM die Ist-Drehzahl des zweiten Antriebsaggregats ist, n ab die Ist-Abtriebsdrehzahl ist, PI die Konstante π ist, das abtriebsseitige positive Drehmomentlimit ist das abtriebsseitige negative Drehmomentlimit ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass für eine aktuellen Zyklusschritt der Plausibilisierung dynamischen Drehmomentanteile der Antriebsaggregate (1, 2) verwendet werden, die in einer vorhergehenden Zyklusschritt bestimmt wurden.
7. Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet dass dieselbe zumindest für einen Gangwechsel und auch für eine Fahrt außerhalb des eigentlichen Gangwechsels aus dem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des ersten Antriebsaggregats (1) und abhängig von einer oberen antriebsseitigen Drehmomentgrenze und einer unteren antriebsseitigen Drehmomentgrenze des zweiten Antriebsaggregat (2) ein aufbereitetes und plausibilisiertes Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt, auf Grundlage dessen dieselbe Soll-Momente für das erste und zweite Antriebsaggregat (1, 2) bestimmt, wobei dieselbe hierzu das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 steuerungsseitig ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Aus Hybridfahrzeugen sind Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge bekannt, die mehrere Antriebsaggregate, ein Getriebe und einen Abtrieb aufweisen. Dabei ist es bekannt, dass das erste Antriebsaggregat auf eine erste Antriebswelle einwirkt, wobei ein zweites Antriebsaggregat auf eine andere, zweite Antriebswelle einwirkt, und wobei eine Getriebeausgangswelle von der ersten Antriebswelle, auf die das erste Antriebsaggregat einwirkt, und von der zweiten Antriebswelle, auf die das zweite Antriebsaggregat einwirkt, verschieden ist. Beim ersten Antriebsaggregat handelt es sich vorzugsweise um einen Verbrennungsmotor und beim zweiten Antriebsaggregat vorzugsweise um eine elektrische Maschine, die motorisch und generatorisch betrieben werden kann. Das Getriebe eines solchen Antriebsstrangs umfasst mehrere Schaltelemente, wobei in jedem eingelegten Gang des Getriebes eine erste Anzahl von Schaltelementen geschlossen und eine zweite Anzahl von Schaltelementen geöffnet ist. Zur Ausführung eines Gangwechsels von einem Ist-Gang in einen Ziel-Gang wird ein im Ist-Gang geschlossenes und im Ziel-Gang geöffnetes Schaltelement geöffnet und einem im Ist-Gang geöffnetes und im Ziel-Gang geschlossenes Schaltelement geschlossen. Dann, wenn es sich hierbei um reibschlüssige Schaltelemente, wie zum Beispiel um Bremsen oder Kupplungen handelt, kann das Öffnen und Schließen der beteiligten Schaltelemente im schlupfenden Betrieb derselben erfolgen. Im schlupfenden Betrieb entstehen jedoch Reibmomente bzw. Schleppmomente, die sich negativ auf den Verbrauch des Kraftfahrzeugs auswirken. In Getrieben von Kraftfahrzeugen kommen daher zunehmend formschlüssige Schaltelemente, zum Beispiel Klauenschaltelemente, zum Einsatz, bei denen im Betrieb keine Reibmomente anfallen. Zum Öffnen eines derartigen formschlüssigen Schaltelements muss dasselbe lastfrei gestellt werden, um dasselbe öffnen zu können. Zum Schließen eines solchen formschlüssigen Schaltelements ist eine Synchronisierung des jeweiligen Schaltelements erforderlich, das heißt dass eine Differenzdrehzahl an Schaltelementhälften des jeweiligen formschlüssigen Schaltelements vor dem Schließen abgebaut werden muss. Aus DE 10 2014 220 070 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs mit mehreren Antriebsaggregaten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. DE 10 2005 022 302 A1, DE 10 2013 214 890 A1, DE 101 55 128 A1 und AT 009 756 U1 offenbaren weiteren Stand der Technik. Bei der Ausführung einer Schaltung bzw. eines Gangwechsels ist für den Fahrer eine Schaltqualität im Wesentlichen über zwei Faktoren wahrnehmbar, nämlich über die Erfüllung einer erwarteten zeitlichen Abfolge der Schaltung, sowie über die Wahrnehmung einer Fahrzeuglängsbeschleunigung. Um diese vom Fahrer wahrnehmbaren Qualitätsmerkmale zu erfüllen, müssen Randbedingungen berücksichtigt werden, so zum Beispiel Stellgrenzen der Antriebsaggregate und die Umsetzbarkeit von dynamischen Momentanteilen. Die obigen Randbedingungen können dazu führen, dass vom Fahrer wahrnehmbare und erwartete Qualitätsmerkmale während der Schaltungsausführung nicht eingehalten werden können. Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein Fahrerwunsch-Abtriebsmoment, das von einer fahrerseitigen Fahrpedalbetätigung abhängig ist, wird abhängig von den Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate zu plausibilisieren und so ein entsprechend aufbereitetes und plausibilisiertes Fahrerwunsch-Abtriebsmoment zu bestimmen, auf Grundlage dessen dann die Soll-Momente für die Antriebsaggregate bestimmt werden. Randbedingungen werden demnach vor der Bestimmung der Soll-Momente bewertet, wobei eine stabile Durchführbarkeit einer Schaltung im Vordergrund steht und Vorrang gegenüber zum Beispiel einer Fahrzeuglängsbeschleunigung genießt. Mit der Erfindung können Schaltungen sicherer ausgeführt werden. Die antriebsseitigen Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate werden in abtriebsseitige positive und negative Drehmomentlimits umgerechnet, wobei aus den abtriebsseitigen positiven und negativen Drehmomentlimits über eine Saturierungsfunktion das aufbereitete und plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt wird. Auf diese Art und Weise kann das plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment aus dem Fahrerwunsch-Abtriebsmoment besonders vorteilhaft und zuverlässig ermittelt werden. Antriebsseitige Drehmomentgrenzen der Antriebsaggregate werden in abtriebsseitige Drehmomentlimits umgerechnet. Aus den abtriebsseitigen Drehmomentlimits wird das plausibilisierte Fahrerwunsch-Abtriebsmoment bestimmt. Der Abtrieb dient demnach als physikalischer Bezugsort zur Verrechnung bzw. Berücksic