DE-102024210545-A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (1), eine elektrische Maschine (4), und ein Gruppengetriebe (2) mit einem Hauptgetriebe (9) und einer Bereichsgruppe (11) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (1) über eine schaltbare Trennkupplung (5) an eine Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) gekoppelt ist, und wobei die elektrische Maschine (4) auch an die Eingangswelle (6) gekoppelt ist. Dann, wenn das Kraftfahrzeug bei geschlossener Trennkupplung fährt, und unter Beteiligung der Bereichsgruppe (11) und des Hauptgetriebes (9) eine Hochschaltung ausgeführt werden soll und zur Schaltelementsynchronisierung die elektrische Maschine (4) nicht nutzbar ist, wird folgendes ausgeführt: Das Kraftfahrzeug wird derart beschleunigt, dass eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) auf eine Solldrehzahl gebracht wird. Nachfolgend wird an einem zur Ausführung der Hochschaltung auszulegenden Schaltelement der Bereichsgruppe (11) ein Lastabbau durchgeführt und dasselbe ausgelegt. Nachfolgend wird die Eingangswelle (6) auf eine erste Zieldrehzahl synchronisiert und das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende Schaltelement der Bereichsgruppe (11) eingelegt. Überschneidend oder nachfolgend wird das Hauptgetriebe (9) in Neutral überführt, die Eingangswelle über den Verbrennungsmotor (1) auf eine zweite Zieldrehzahl synchronisiert und ein zur Ausführung der Hochschaltung einzulegendes Schaltelement des Hauptgetriebes eingelegt.

Inventors

• Johannes GLÜCKLER
• Mario Steinborn
• Michael Preuss
• Stefan Beck
• Fabian Kutter

Assignees

• ZF FRIEDRICHSHAFEN AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang als erstes Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor (1), als zweites Antriebsaggregat eine elektrische Maschine (4), und ein zwischen die Antriebsaggregate und einen Abtrieb (3) geschaltetes, automatisiertes Gruppengetriebe (2) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (1) über eine schaltbare Trennkupplung (5) an eine Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine (4) auch an die Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) gekoppelt ist, wobei das Gruppengetriebe (2) mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe (9) und eine dem Hauptgetriebe (9) antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe (11), dadurch gekennzeichnet , dass dann, wenn das Kraftfahrzeug bei geschlossener Trennkupplung (5) fährt, im Gruppengetriebe (2) zumindest unter Beteiligung der Bereichsgruppe (11) und des Hauptgetriebes (9) eine Hochschaltung ausgeführt werden soll und zur Schaltelementsynchronisierung die elektrische Maschine (4) nicht nutzbar ist, zur Ausführung der Hochschaltung folgende Schritte ausgeführt werden: das Kraftfahrzeug wird derart beschleunigt, dass eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) auf eine Solldrehzahl gebracht wird, nachfolgend wird an einem zur Ausführung der Hochschaltung auszulegenden formschlüssigen Schaltelement der Bereichsgruppe (11) ein Lastabbau durchgeführt und dasselbe ausgelegt, um die Bereichsgruppe (11) in Neutral zu überführen, nachfolgend wird die Eingangswelle (6) auf eine erste Zieldrehzahl synchronisiert und nachfolgend das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement der Bereichsgruppe (11) eingelegt, überschneidend oder nachfolgend wird das Hauptgetriebe (9) in Neutral überführt, die Eingangswelle (6) über den Verbrennungsmotor (1) auf eine zweite Zieldrehzahl synchronisiert und ein zur Ausführung der Hochschaltung einzulegendes Schaltelement des Hauptgetriebes (9) eingelegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) als Solldrehzahl auf eine maximale zulässige Zugbetriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors (1) oder auf eine hiervon abhängige Drehzahl, die um einen Offset oder einen Faktor kleiner als die maximale zulässige Zugbetriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors (1) ist, angehoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass durch die Synchronisierung der Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) auf die erste Zieldrehzahl das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement der Bereichsgruppe (11) synchronisiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass durch die Synchronisierung der Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) auf die zweite Zieldrehzahl das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement des Hauptgetriebes (9) synchronisiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass dann, wenn die erste Zieldrehzahl größer als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors (1) ist, die Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) über den Verbrennungsmotor (1) auf die erste Zieldrehzahl synchronisiert und das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement der Bereichsgruppe mit dem Erreichen der ersten Zieldrehzahl zum Einlegen angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass dann, wenn die erste Zieldrehzahl kleiner als eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors (1) ist, die Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) zunächst über den Verbrennungsmotor (1) in Richtung auf die erste Zieldrehzahl geführt, die Trennkupplung (5) bei einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (1), die größer als die Leerlaufdrehzahl desselben ist, geöffnet und die Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) nachfolgend über Reibungsverluste des Gruppengetriebes (2) auf die erste Zieldrehzahl synchronisiert wird, wobei das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement der Bereichsgruppe (11) entweder mit dem Erreichen der ersten Zieldrehzahl oder davor zum Einlegen angesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass dann, wenn an der Ausführung der Hochschaltung auch eine antriebstechnisch dem Hauptgetriebe (9) vorgeschaltete Splitgruppe (10) beteiligt ist, nach dem Überführen des Hauptgetriebes (9) in Neutral und vor dem Synchronisieren der Eingangswelle (5) des Gruppengetriebes (2) auf die zweite Zieldrehzahl in der Splitgruppe (10) ein zur Ausführung der Hochschaltung auszulegendes formschlüssiges Schaltelement ausgelegt und ein zur Ausführung der Hochschaltung einzulegendes formschlüssiges Schaltelement eingelegt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Hochschaltung dann ausgeführt wird, wenn nach Vorliegen eines Hochschaltwunsches auf Basis einer aktuellen und/oder zukünftigen Fahrsituation, insbesondere eines Fahrwiderstands und/oder einer Fahrbahnneigung, erkannt wird, dass die Hochschaltung ohne Schaltelementsynchronisierung durch die elektrische Maschine (4) ausgeführt werden kann.
9. Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang als erstes Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor (1), als zweites Antriebsaggregat eine elektrische Maschine (4), und ein zwischen die Antriebsaggregate und einen Abtrieb (3) geschaltetes, automatisiertes Gruppengetriebe (2) aufweist, wobei der Verbrennungsmotor (1) über eine schaltbare Trennkupplung (5) an eine Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine (4) ebenfalls an die Eingangswelle (6) des Gruppengetriebes (2) gekoppelt ist, und wobei das Gruppengetriebe (2) mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe (9) und eine dem Hauptgetriebe (9) antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe (11), dadurch gekennzeichnet , dass das Steuergerät zur automatischen, steuerungsseitigen Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang als erstes Antriebsaggregat einen Verbrennungsmotor, als zweites Antriebsaggregat eine elektrische Maschine, und ein zwischen die Antriebsaggregate und einen Abtrieb geschaltetes, automatisiertes Gruppengetriebe aufweist, wobei der Verbrennungsmotor über eine schaltbare Trennkupplung an eine Eingangswelle des Gruppengetriebes gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine auch an die Eingangswelle des Gruppengetriebes gekoppelt ist, und wobei das Gruppengetriebe mehrere Teilgetriebe aufweist, nämlich zumindest ein Hauptgetriebe und eine dem Hauptgetriebe antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines solchen Antriebsstrangs. DE 10 2007 043 694 A1 offenbart ein Gruppengetriebe mit einem Hauptgetriebe, einer dem Hauptgetriebe antriebstechnisch nachgeschalteten Bereichsgruppe und einer dem Hauptgetriebe antriebstechnisch vorgeschalteten Splitgruppe. Hauptgetriebe und Splitgruppe sind in Vorgelegebauweise mit Vorgelegewellen ausgeführt, wobei an einer Vorgelegewelle eine Getriebebremse angreift. An eine Eingangswelle des Gruppengetriebes ist unter Zwischenschaltung einer Trennkupplung ein Verbrennungsmotor gekoppelt, an eine Ausgangswelle des Gruppengetriebes ist ein Abtrieb gekoppelt. In dem Gruppengetriebe können Schaltungen ausgeführt werden, wobei nach der DE 10 2007 043 694 A1 zur Synchronisierung von Schaltelementen die Getriebebremse genutzt wird. DE 10 2013 211 225 A1 offenbart ein Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs, welches wiederum ein Hauptgetriebe, eine dem Hauptgetriebe antriebstechnisch nachgeschaltete Bereichsgruppe und eine dem Hauptgetriebe antriebstechnisch vorgeschaltete Splitgruppe umfasst, wobei an die Eingangswelle des Gruppengetriebes einerseits ein Verbrennungsmotor und andererseits eine elektrische Maschine gekoppelt ist. Dabei ist der Verbrennungsmotor unter Zwischenschaltung einer Trennkupplung an die Eingangswelle des Gruppengetriebes gekoppelt, die elektrische Maschine ist unter Zwischenschaltung einer Planetenstufe permanent an die Eingangswelle des Gruppengetriebes gekoppelt. Bei dem in DE 10 2013 211 225 A1 offenbarten Gruppengetriebe für eine Hybridantriebsanordnung ist keine Getriebebremse vorhanden. Bei einer Schaltungsausführung wird zur Synchronisierung von Schaltelementen die elektrische Maschine genutzt. Sollte die elektrische Maschine zur Schaltelementsynchronisierung zum Beispiel bei Störung oder Ausfall eines Hochvoltsystems nicht zur Verfügung stehen, so ist es bislang nicht zuverlässig möglich, im Gruppengetriebe Schaltungen auszuführen. Dies kann dann zu einem Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs führen. Hiervon ausgehend besteht Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem automatisierten Gruppengetriebe, bei welchem auch dann unter Beteiligung der Bereichsgruppe und des Hauptgetriebes eine Hochschaltung zuverlässig ausgeführt werden kann, wenn die elektrische Maschine zur Schaltelementsynchronisierung nicht nutzbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Dann, wenn das Kraftfahrzeug bei geschlossener Trennkupplung fährt, im Gruppengetriebe zumindest unter Beteiligung der Bereichsgruppe und des Hauptgetriebes eine Hochschaltung ausgeführt werden soll und zur Schaltelementsynchronisierung die elektrische Maschine nicht nutzbar ist, werden erfindungsgemäß zur Ausführung der Hochschaltung folgende Schritte ausgeführt:Das Kraftfahrzeug wird derart beschleunigt, dass eine Drehzahl des Verbrennungsmotors auf eine Solldrehzahl gebracht wird. Hierbei wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht. Nachfolgend wird an einem zur Ausführung der Hochschaltung auszulegenden formschlüssigen Schaltelement der Bereichsgruppe ein Lastabbau durchgeführt und dasselbe nachfolgend ausgelegt, um die Bereichsgruppe in Neutral zu überführen. Nachfolgend wird die Eingangswelle auf eine erste Zieldrehzahl synchronisiert und nachfolgend das zur Ausführung der Hochschaltung einzulegende formschlüssige Schaltelement der Bereichsgruppe eingelegt. Zur Synchronisierung der Eingangswelle des Gruppengetriebes auf die erste Zieldrehzahl wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors reduziert. Überschneidend mit dem Einlegen des formschlüssigen Schaltelements der Bereichsgruppe oder nachfolgend hieran wird das Hauptgetriebe in Neutral überführt, nachfolgend die Eingangswelle über den Verbrennungsmotor auf eine zweite Zieldrehzahl synchronisiert und ein zur Ausführung der Hochschaltung einzulegendes Schaltelement des Hauptgetriebes eingelegt. Die Erfindung schlägt ei