DE102005006149B4

DE102005006149B4 - Gaswegnahmesteuerung

Info

Publication number: DE102005006149B4
Application number: DE102005006149A
Authority: DE
Inventors: Tung-Ming Carmel Hsieh; Adam C. McCordsville Bennett; Todd M. Indianapolis Steinmetz
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-02-14
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2025-02-11
Also published as: US20050182546A1; DE102005006149A1; US7222013B2; CN100449180C; CN1654855A

Abstract

Verfahren zum Festsetzen eines Steuerungsterms des Ausgangsdrehmoments bei der Steuerung eines Kraftübertragungsstrangs (11), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment, der einem eine Gasdrehmomentanforderung enthaltenden ersten Drehmomentanforderungssignal entspricht,
Verringern des ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment in Übereinstimmung mit einem im Voraus bestimmten Faktor; und
Kombinieren des verringerten ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment mit wenigstens einem weiteren Beitragsterm zum Ausgangsdrehmoment, der einem zweiten Drehmomentanforderungssignal entspricht, zu einem resultierenden Steuerungsterm des Ausgangsdrehmoments,
wobei der im Voraus bestimmte Faktor eine Funktion des ersten und des zweiten Drehmomentanforderungssignals ist.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Steuerung eines Fahrzeug-Kraftübertragungsstrangs und insbesondere das Auflösen verschiedener Drehmomentanforderungen des Fahrers zu einem resultierenden Enddrehmoment zur Steuerung eines Fahrzeuggetriebes.
Für das Management des Eingangs- und des Ausgangsdrehmoments verschiedener Antriebsmaschinen in Hybridfahrzeugen, zumeist Brennkraftmaschinen und Elektromaschinen, sind verschiedene Hybrid-Kraftübertragungsstrang-Architekturen bekannt. Reihenhybridarchitekturen sind allgemein durch eine Brennkraftmaschine charakterisiert, die einen Elektrogenerator antreibt, der seinerseits einem Elektroantriebsstrang und einem Batteriepack Elektroleistung zuführt. In einer Reihenhybridarchitektur ist die Brennkraftmaschine nicht direkt mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt. Der Elektrogenerator kann außerdem in einer Elektromotorbetriebsart arbeiten, um für die Brennkraftmaschine eine Anlasserfunktion bereitzustellen, während der Elektroantriebsstrang Bremsenergie des Fahrzeugs wiedergewinnen kann, indem er in einer Generatorbetriebsart arbeitet, um das Batteriepack nachzuladen. Parallelhybridarchitekturen sind allgemein durch eine Brennkraftmaschine und durch einen Elektromotor charakterisiert, die beide eine direkte mechanische Kopplung zu dem Antriebsstrang haben. Herkömmlich enthält der Antriebsstrang ein Schaltgetriebe, das für einen breiten Betriebsbereich die erforderlichen Übersetzungsverhältnisse bereitstellt.
Es sind elektrisch variable Getriebe (EVT) bekannt, die durch Kombination der Merkmale sowohl von Reihen- als auch von Parallel-Hybridantriebsstrang-Architekturen stufenlos variable Drehzahlverhältnisse bereitstellen. EVTs sind mit einem direkten mechanischen Weg zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Achsantriebseinheit betreibbar und ermöglichen somit einen hohen Getriebewirkungsgrad und die Anwendung preiswerterer und weniger massiver Elektromotoranlagen. EVTs sind außerdem mit einem Motorbetrieb, der von dem Achsantrieb mechanisch unabhängig ist, oder in verschiedenen mechanischen/elektrischen Aufteilungsbeiträgen betreibbar und ermöglichen somit stufenlos variable Drehzahlverhältnisse bei hohem Drehmoment, elektrisch dominierte Starts, Rückgewinnungsbremsung, Leerlauf bei ausgeschaltetem Motor und Mehrbetriebsart-Betrieb.
Herkömmliche Kraftübertragungsstränge reagieren im Allgemeinen auf Drehmomentanforderungen des Fahrers, wie sie mittels herkömmlicher Gasgestänge an eine Brennkraftmaschine bereitgestellt werden können. Moderne Kraftübertragungsstränge beruhen auf drehmomentgestützten Steuerungen, die eine Drehmomentanforderung aus einer Fahrpedalstellung bestimmen, wobei das Fahrpedal nicht mechanisch funktionsfähig mit einem Motor gekoppelt ist (z. B. elektronisch gesteuertes Gas). Hybrid-Kraftübertragungsstränge beruhen bei der Bestimmung der Vortriebsdrehmomentanforderung vom Fahrzeugführer allgemein auf einem mechanisch funktionsfähig entkoppelten Fahrpedal, wobei dieses Vortriebsdrehmoment in verschiedenen Teilbeiträgen von der Brennkraftmaschine und von der Elektromaschine bzw. von den Elektromaschinen geliefert werden kann. Ähnlich können Hybrid-Kraftübertragungsstränge das gesamte Bremsdrehmoment oder einen Teil davon bereitstellen, indem sie den Rückgewinnungsbetrieb der Elektromaschine(n) des Getriebes steuern oder indem sie die Elektromaschinen in einer Weise steuern, dass in Reaktion auf Bremsanforderungen des Fahrers Fahrzeugenergie an den Motor übertragen und über Motorbremsung abgeleitet wird. Somit reagieren Hybrid-Kraftübertragungsstränge allgemein sowohl auf Fahrpedalanforderungen als auch auf Betriebsbremspedalanforderungen, um in Übereinstimmung damit ein Ausgangsdrehmoment bereitzustellen.
Aus der US 6,278,916 B1 und der GB 2 371 122 A sind Verfahren bekannt, um mehrere Drehmomentbeiträge in Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen zu steuern und zu einem Ausgangsdrehmoment zu kombinieren. Außerdem sind Verfahren bekannt (vgl. US 6,182,003 B1 , DE 40 42 581 B4 ), um ein Antriebsdrehmoment festzusetzen und optimal auf mehrere Antriebseinheiten zu verteilen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfacheres und effektiveres Verfahren und eine dazu gehörende Steuereinheit zum Bestimmen eines Ausgangsdrehmoments zu schaffen, wenn zumindest zwei unterschiedliche Drehmomentanforderungen vorliegen.
Zur Lösung der Aufgabe sind die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1, 5 und 8 vorgesehen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, um verschiedene Drehmomentanforderungen effektiv zu einem Ausgangsdrehmoment von dem Getriebe des Kraftübertragungsstrangs aufzulösen. Dementsprechend wird ein erster Drehmomentbeitrag bereitgestellt, der ein in Übereinstimmung mit einer Gasanforderung des Fahrers bestimmter Gasdrehmomentbeitrag sein kann. Ähnlich wird ebenfalls ein zweiter Drehmomentbeitrag bereitgestellt, der ein in Übereinstimmung mit einer Bremsanforderung des Fahrers bestimmter Bremsdrehmomentbeitrag sein kann. Der erste Drehmomentbeitrag wird in Abhängigkeit von einem Gasanforderungssignal und mindestens einem weiteren Drehmomentanforderungssignal verringert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Gasdrehmomentbeitrag allgemein zunehmend verringert, während die Bremskraft des Fahrers steigt. Außerdem wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Gasdrehmomentbeitrag weniger energisch verringert, während das vom Fahrer angeforderte Gas steigt. Vorzugsweise führt eine Gasanforderung von 100% unabhängig von der Bremskraft zu keiner Gasdrehmomentverringerung, während eine Gasanforderung von 0% zu den energischsten oder steilsten Verringerungen proportional zur Bremsanforderung führt.
Ein Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang enthält eine Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Diesel- oder Benzinbrennkraftmaschine mit elektronisch gesteuertem Gas, und ein Getriebe. Das Getriebe kann ein herkömmliches elektrohydraulisch gesteuertes Getriebe sein, das durch Reibungs-Drehmomentübertragungselemente wie etwa Kupplungen und Bremsen mit dem Motor gekoppelt ist und wahlweise Eingangs/Ausgangs-Verhältnisse ändert. Außerdem kann das Getriebe ein elektrisch variables Getriebe sein, das eine oder mehrere Elektromaschinen enthält, um die effektiven Eingangs/Ausgangs-Verhältnisse zu ändern, und eine Hybridfunktionalität einschließlich Rückgewinnungsbremsung bereitstellt. Eine elektronische Steuereinheit besitzt unter den verschiedenen zur Ausführung darin gespeicherten Steuerprogrammen einen Befehlssatz zum Festsetzen des Ausgangsdrehmoments des Getriebes. Diese Befehle beruhen auf einer Vielzahl von Eingaben einschließlich des erreichten Bereichs und der Drehmomentanforderungen von dem Fahrer wie etwa Gasanforderungen und Bremsanforderungen, wobei sie in Übereinstimmung mit verschiedenen Drehmomentbeiträgen ein Ausgangsdrehmoment für den Kraftübertragungsstrang festsetzen. Es sind Befehle zum Reduzieren eines ersten Drehmomentbeitrags, der ein in Übereinstimmung mit der Gasanforderung des Fahrers, vorzugsweise als eine Funktion einer Bremsanforderung des Fahrers, bestimmter Gasdrehmomentbeitrag sein kann, enthalten. Vorzugsweise enthält der erste der mehreren Drehmomentbeiträge einen Gasdrehmomentbeitrag, enthält ein zweiter der mehreren Drehmomentbeiträge einen Bremsdrehmomentbeitrag und wenden die Befehle eine variable Verstärkung auf den ersten der mehreren Drehmomentbeiträge an, die allgemein a) in eine Richtung tendiert, während eine Gasanforderung des Fahrers dazu tendiert, größer zu werden, während sie b) in eine entgegengesetzte Richtung tendiert, während eine Bremsanforderung des Fahrers dazu tendiert, größer zu werden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung der mechanischen Anlage einer bevorzugten Form eines elektrisch variablen Verbundgetriebes aus mehreren Einheiten mit zwei Betriebsarten, das für die Steuerung der Erfindung besonders geeignet ist;
2 eine elektrische und mechanische schematische Darstellung einer bevorzugten Systemarchitektur zur Realisierung der Steuerung der Erfindung;
3 eine graphische Darstellung verschiedener Betriebsbereiche in Bezug auf die Eingangs- und Ausgangsdrehzahl des beispielhaften hier offenbarten EVT;
4 ein Steuerungs-Prinzipschaltbild, das eine bevorzugte Vorgehensweise zur Bestimmung eines Gaswegnahmefaktors in Übereinstimmung mit der Erfindung veranschaulicht;
5 eine graphische Darstellung beispielhafter resultierender Gaswegnahmefaktoren über die Betriebsbereiche von Gas und Bremse; und
6 ein Steuerungs-Prinzipschaltbild, das eine bevorzugte Vorgehensweise zur Realisierung eines Gaswegnahmefaktors in der Steuerung eines Kraftübertragungsstrangs veranschaulicht.
In den 1 und 2 ist zunächst ein Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang allgemein mit 11 bezeichnet. In dem Kraftübertragungsstrang 11 ist eine repräsentative Form eines elektrisch variablen Verbundgetriebes mit mehreren Einheiten (EVT) mit mehreren Betriebsarten enthalten, das für die Realisierung der Steuerungen der Erfindung besonders geeignet ist und in den 1 und 2 allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Wie besonders in diesen Figuren zu sehen ist, besitzt das EVT 10 ein Eingangselement 12, das dem Wesen nach eine durch einen Motor 14 direkt angetriebene Welle sein kann oder bei dem, wie in 2 gezeigt ist, zwischen dem Ausgangselement des Motors 14 und dem Eingangselement des EVT 10 ein Übergangsdrehmomentdämpfer 16 integriert sein kann. Der Übergangsdrehmomentdämpfer 16 kann eine (nicht gezeigte) Drehmomentübertragungsvorrichtung, die den wahlweisen Eingriff des Motors 14 mit dem EVT 10 ermöglicht, enthalten oder in Verbindung mit ihr verwendet werden, wobei diese Drehmomentübertragungsvorrichtung aber selbstverständlich nicht verwendet wird, um die Betriebsart zu ändern oder zu steuern, in der das EVT 10 arbeitet.
In der gezeigten Ausführungsform kann der Motor 14 ein Motor für fossilen Kraftstoff wie etwa ein Dieselmotor sein, der leicht anzupassen ist, um seine verfügbare Ausgangsleistung bereitzustellen, die mit einer konstanten Anzahl von Umdrehungen pro Minute (min^–1) geliefert wird. In der beispielhaften Ausführungsform, auf die die 1 und 2 gerichtet sind, kann der Motor 14 in Übereinstimmung mit einem gewünschten Arbeitspunkt, der aus den Fahrereingaben und aus den Fahrbedingungen bestimmt werden kann, nach dem Start und überwiegend während der Eingabe mit einer konstanten Drehzahl oder mit einer Vielzahl konstanter Drehzahlen arbeiten.
Das EVT 10 nutzt drei Teil-Planetengetriebe 24, 26 und 28. Das erste Teil-Planetengetriebe 24 besitzt ein allgemein als Hohlrad bezeichnetes äußeres Zahnradelement 30, das ein allgemein als Sonnenrad bezeichnetes inneres Zahnradelement 32 umschreibt. Mehrere Planetengetriebeelemente 34 sind drehbar an einem Träger 36 angebracht, so dass jedes Planetengetriebeelement 34 sowohl mit dem äußeren Zahnradelement 30 als auch mit dem inneren Zahnradelement 32 in Eingriff ist.
Das zweite Teil-Planetengetriebe 26 besitzt ein allgemein als Hohlrad bezeichnetes äußeres Zahnradelement 38, das ein allgemein als Sonnenrad bezeichnetes inneres Zahnradelement 40 umschreibt. Mehrere Planetengetriebeelemente 42 sind drehbar an einem Träger 44 angebracht, so dass jedes Planetengetriebeelement 42 sowohl mit dem äußeren Zahnradelement 38 als auch mit dem inneren Zahnradelement 40 in Eingriff ist.
Das dritte Teil-Planetengetriebe 28 besitzt ein allgemein als Hohlrad bezeichnetes äußeres Zahnradelement 46, das ein allgemein als Sonnenrad bezeichnetes inneres Zahnradelement 48 umschreibt. Mehrere Planetengetriebeelemente 50 sind drehbar an einem Träger 52 angebracht, so dass jedes Planetengetriebeelement 50 sowohl mit dem äußeren Zahnradelement 46 als auch mit dem inneren Zahnradelement 48 in Eingriff ist.
Obgleich alle drei Teil-Planetengetriebe 24, 26 und 28 selbst "einfache" Teil-Planetengetriebe sind, sind das erste und das zweite Teil-Planetengetriebe 24 und 26 dadurch zusammengesetzt, dass das innere Zahnradelement 32 des ersten Teil-Planetengetriebes 24 über ein Kupplungsnabenrad 54 mit dem äußeren Zahnradelement 38 des zweiten Teil-Planetengetriebes 26 verbunden ist. Das innere Zahnradelement 32 des ersten Teil-Planetengetriebes 24 und das äußere Zahnradelement 38 des zweiten Teil-Planetengetriebes 26, die miteinander verbunden sind, sind durch eine Hohlwelle 58 drehfest mit einem ersten Elektromotor/Generator 56 verbunden. Gelegentlich wird der erste Elektromotor/Generator 56 hier auch als Motor A oder MA bezeichnet.
Da der Träger 36 des ersten Teil-Planetengetriebes 24 über eine Welle 60 mit dem Träger 44 des zweiten Teil-Planetengetriebes 26 verbunden ist, sind die Teil-Planetengetriebe 24 und 26 weiter zusammengesetzt. Somit sind die Träger 36 und 44 des ersten Teil-Planetengetriebes 24 bzw. des zweiten Teil-Planetengetriebes 26 verbunden. Außerdem ist die Welle 60 über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 62, die, wie im Folgenden umfassender erläutert wird, verwendet wird, um die Wahl der Betriebsarten des EVT 10 zu unterstützen, wahlweise mit dem Träger 52 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 verbunden. Gelegentlich wird die Drehmomentübertragungsvorrichtung 62 hier auch als Kupplung, Kupplung zwei oder C2 bezeichnet.
Der Träger 52 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 ist direkt mit dem Getriebeausgangselement 64 verbunden. Wenn das EVT 10 in einem Landwirtschaftfahrzeug verwendet wird, kann das Ausgangselement 64 mit den (nicht gezeigten) Fahrzeugachsen verbunden sein, die wiederum in den (ebenfalls nicht gezeigten) Antriebselementen enden. Die Antriebselemente können entweder die Vorderräder oder die Hinterräder des Fahrzeugs sein, an dem sie verwendet werden, oder können das Hinterachswellenrad eines Gleiskettenfahrzeugs sein.
Das innere Zahnradelement 40 des zweiten Teil-Planetengetriebes 26 ist über eine Hohlwelle 66, die die Welle 60 umschreibt, mit dem inneren Zahnradelement 48 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 verbunden. Das äußere Zahnradelement 46 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 ist über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 70 wahlweise mit dem Boden verbunden, der hier durch das Getriebegehäuse 68 dargestellt ist. Wie im Folgenden erläutert wird, wird die Drehmomentübertragungsvorrichtung 70 ebenfalls verwendet, um bei der Wahl der Betriebsarten des EVT 10 zu helfen. Gelegentlich wird die Drehmomentübertragungsvorrichtung 70 hier auch als erste Kupplung, Kupplung eins oder C1 bezeichnet.
Außerdem ist die Hohlwelle 66 drehfest mit einem zweiten Elektromotor/Generator 72 verbunden. Gelegentlich wird der zweite Elektromotor/Generator 72 hier auch als Motor B oder MB bezeichnet. Alle Teil-Planetengetriebe 24, 26 und 28 sowie der Motor A und der Motor B (56, 72) sind um die axial angeordnete Welle 60 koaxial orientiert. Es wird angemerkt, dass die beiden Motoren A und B eine ringförmige Konfiguration besitzen, die ermöglicht, dass sie die drei Teil-Planetengetriebe 24, 26 und 28 umschreiben, so dass diese radial innerhalb der Motoren A und B angeordnet sind. Diese Konfiguration stellt sicher, dass die Gesamteinhüllende, d. h. die Umfangsdimension, des EVT 10 minimiert ist.
Von dem Eingangselement 12 kann ein Antriebszahnrad 80 übergeben werden. Wie gezeigt ist, verbindet das Antriebszahnrad 80 das Eingangselement 12 fest mit dem äußeren Zahnradelement 30 des ersten Teil-Planetengetriebes 24, so dass das Antriebszahnrad 80 die Leistung von dem Motor 14 und/oder von dem Elektromotor bzw. den Elektromotoren/von dem Generator bzw. den Generatoren 56 und/oder 72 empfängt. Das Antriebszahnrad 80 ist mit einem Laufrad 82 in Eingriff, das wiederum mit einem Übertragungszahnrad 84 in Eingriff ist, das an einem Ende einer Welle 86 befestigt ist. Das andere Ende der Welle 86 kann an einer Getriebefluidpumpe 88 befestigt sein, der aus der Fluidwanne 37 Getriebefluid zugeführt wird, wobei sie Hochdruckfluid an den Regler 39 liefert, der einen Teil des Fluids an die Fluidwanne 37 zurückgibt und in der Leitung 41 einen geregelten Leitungsdruck erzeugt.
In der beschriebenen beispielhaften mechanischen Anordnung empfängt das Ausgangselement 64 über zwei verschiedene Getriebezüge innerhalb des EVT 10 Leistung. Eine erste Betriebsart oder ein erster Getriebezug wird gewählt, wenn die erste Kupplung C1 betätigt wird, um das äußere Getriebeelement 46 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 mit dem Boden zu verbinden. Eine zweite Betriebsart oder ein zweiter Getriebezug wird gewählt, wenn die erste Kupplung C1 freigegeben wird und gleichzeitig die zweite Kupplung C2 betätigt wird, um die Welle 60 mit dem Träger 52 des dritten Teil-Planetengetriebes 28 zu verbinden.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass das EVT 10 in jeder Betriebsart einen Bereich von verhältnismäßig langsamen bis zu verhältnismäßig schnellen Ausgangsdrehzahlen liefern kann. Diese Kombination zweier Betriebsarten mit einem langsamen bis schnellen Ausgangsdrehzahlbereich in jeder Betriebsart ermöglicht, dass das EVT 10 ein Fahrzeug aus einem stationären Zustand bis auf Autobahngeschwindigkeiten antreibt. Außerdem ist ein Zustand mit fester Übersetzung verfügbar, in dem die beiden Kupplungen C1 und C2 gleichzeitig eingerückt sind, um das Eingangselement über ein festes Übersetzungsverhältnis effizient mechanisch mit dem Ausgangselement zu koppeln. Darüber hinaus ist ein Neutralzustand verfügbar, in dem die beiden Kupplungen C1 und C2 gleichzeitig ausgerückt sind, um das Ausgangselement mechanisch von dem Getriebe zu entkoppeln. Schließlich kann das EVT 10 synchronisierte Schaltungen zwischen den Betriebsarten bereitstellen, in denen die Schlupfdrehzahl über die beiden Kupplungen C1 und C2 im Wesentlichen null ist. Weitere Einzelheiten hinsichtlich des Betriebs des beispielhaften EVT sind in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5,931,757 zu finden, dessen Inhalt hier durch Literaturhinweis eingefügt ist.
Der Motor 14 ist vorzugsweise ein Dieselmotor, der, wie in 2 gezeigt ist, elektronisch durch das Motorsteuermodul (ECM) 23 gesteuert wird. Das ECM 23 ist eine herkömmliche mikroprozessorgestützte Dieselmotor- Steuereinheit, die solche üblichen Elemente wie einen Mikroprozessor, einen Nur-Lese-Speicher ROM, einen Schreib-Lese-Speicher RAM, einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher EPROM, einen schnellen Taktgeber, eine Analog/Digital-Schaltungsanordnung (A/D) und eine Digital/Analog-Schaltungsanordnung (D/A), eine Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung sowie Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungsanordnung enthält. Das ECM 23 arbeitet in der Weise, dass es über mehrere diskrete Leitungen von einer Vielzahl von Sensoren Daten erfasst bzw. eine Vielzahl von Stellgliedern des Motors 14 steuert. Der Einfachheit halber ist das ECM 23 allgemein mit einer doppelt gerichteten Schnittstelle über die Leitungsgruppe 35 mit dem Motor 14 gezeigt. Unter den verschiedenen Parametern, die durch das ECM 23 abgetastet werden können, sind die Fluidwannen- und die Motorkühlmitteltemperatur, die Motordrehzahl (Ne), der Turbodruck und die Umgebungslufttemperatur und der Umgebungsluftdruck. Verschiedene Stellglieder, die durch das ECM 23 gesteuert werden können, umfassen Kraftstoffeinspritzpumpen, Gebläsesteuereinrichtungen, Motorvorwärmer einschließlich Glühkerzen sowie Gitteransaugluftvorwärmer. Vorzugsweise liefert das ECM in Reaktion auf einen von dem Steuersystem des EVT gelieferten Drehmomentbefehl Te_cmd gut bekannte drehmomentgestützte Steuerungen für den Motor 14. Diese Motorelektronik, Steuerungen und Größen sind dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt, so dass ihre weitere ausführliche Erläuterung hier nicht erforderlich ist.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, empfängt das EVT 10 wahlweise Leistung von dem Motor 14. Wie nun weiter anhand von 2 erläutert wird, empfängt das EVT außerdem Leistung von einer elektrischen Speichervorrichtung wie etwa von einer oder von mehreren Batterien im Batteriepackmodul (BPM) 21. Ohne die Konzepte der Erfin dung zu ändern, können anstelle von Batterien andere elektrische Speichervorrichtungen verwendet werden, die elektrische Leistung speichern und abgeben können. Das BPM 21 ist eine Hochspannungs-Gleichspannung, die über Gleichspannungsleitungen 27 mit einem Zweileistungs-Wechselrichtermodul (DPIM) 19 gekoppelt ist. In Übereinstimmung damit, ob das BPM 21 geladen oder entladen wird, kann Strom zu oder von dem BPM 21 übertragen werden. Das DPIM 19 enthält ein Paar Leistungswechselrichter sowie jeweilige Elektromotorsteuereinheiten, die so konfiguriert sind, dass sie Elektromotorsteuerbefehle empfangen und davon Wechselrichterzustände steuern, um eine Elektromotorantriebs- oder Rückgewinnungsfunktionalität zu erzeugen. Die Elektromotorsteuereinheiten sind mikroprozessorgestützte Steuereinheiten, die solche üblichen Elemente wie einen Mikroprozessor, einen Nur-Lese-Speicher ROM, einen Schreib-Lese-Speicher RAM, einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher EPROM, einen schnellen Takterzeuger, eine Analog/Digital-Schaltungsanordnung (A/D) und eine Digital/Analog-Schaltungsanordnung (D/A) und eine Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung sowie Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungsanordnung umfassen. Bei der Elektromotorsteuerung empfangen die jeweiligen Wechselrichter Strom von den Gleichstromleitungen und liefern über die Hochspannungs-Phasenleitungen 29 und 31 Wechselstrom an den jeweiligen Elektromotor. Bei der Rückgewinnungssteuerung empfängt der jeweilige Wechselrichter über die Hochspannungs-Phasenleitungen 29 und 31 Wechselstrom von dem Elektromotor und liefert Strom an die Gleichspannungsleitungen 27. Der Gesamtgleichstrom, der an die Wechselrichter oder von ihnen geliefert wird, bestimmt die Lade- oder Entladebetriebsart des BPM 21. Vorzugsweise sind der MA und der MB Dreiphasen-Wechselstrommaschinen, wobei die Wechselrichter eine komplementäre Dreiphasen-Leistungselektronik enthalten. Die einzelnen Elektromotor-Drehzahlsignale Na und Nb für MA bzw. MB werden ebenfalls durch das DPIM 19 aus den Elektromotor-Phaseninformationen oder über herkömmliche Rotationssensoren abgeleitet. Diese Elektromotoren, Elektronik, Steuerungen und Größen sind dem Fachmann auf dem Gebiet allgemein gut bekannt, so dass ihre weitere ausführliche Erläuterung hier nicht erforderlich ist.
Die Systemsteuereinheit 43 ist eine mikroprozessorgestützte Steuereinheit, die solche üblichen Elemente wie einen Mikroprozessor, einen Nur-Lese-Speicher ROM, einen Schreib-Lese-Speicher RAM, einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher EPROM, einen schnellen Takterzeuger, eine Analog/Digital-Schaltungsanordnung (A/D) und eine Digital/Analog-Schaltungsanordnung (D/A), einen digitalen Signalprozessor (DSP) und eine Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung sowie Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungsanordnung umfasst. In der beispielhaften Ausführungsform umfasst die Systemsteuereinheit 43 ein Paar mikroprozessorgestützter Steuereinheiten, die als Fahrzeugsteuermodul (VCM) 15 und als Getriebesteuermodul (TCM) 17 konstruiert sind. Das VCM und das TCM können z. B. eine Vielzahl von Steuer- und Diagnosefunktionen in Bezug auf das EVT und auf das Fahrzeugfahrgestell einschließlich z. B. Motordrehmomentbefehlen, Eingangsdrehzahlsteuerung und Ausgangsdrehzahlsteuerung zusammen mit Rückgewinnungsbremsung, Blockierschutzbremsung und Zugsteuerung bereitstellen. Insbesondere arbeitet die Systemsteuereinheit 43 in Bezug auf die Funktionalität des EVT so, dass sie über mehrere diskrete Leitungen direkt Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfasst bzw. direkt eine Vielzahl von Stellgliedern des EVT steuert. Der Einfachheit halber ist die Systemsteuereinheit 43 allgemein mit einer doppelt gerichteten Schnittstelle über die Leitungsgruppe 33 mit dem EVT gezeigt. Insbesondere wird angemerkt, dass die Systemsteuereinheit 43 Frequenzsignale von Rotationssensoren empfängt, um sie zur Verwendung bei der Steuerung des EVT 10 zur Drehzahl Ni des Eingangselements 12 und zur Drehzahl No des Ausgangselements 64 zu verarbeiten. Außerdem kann die Systemsteuereinheit 43 Drucksignale von (nicht getrennt gezeigten) Druckschaltern empfangen und verarbeiten, um die Einrückkammerdrücke der Kupplungen C1 und C2 zu überwachen. Alternativ kann für einen weiten Bereich eine Drucküberwachung mittels Druckwandler verwendet werden. Durch die Systemsteuereinheit werden PWM-Steuersignale und/oder binäre Steuersignale an das EVT 10 geliefert, um das Füllen und Leeren der Kupplungen C1 und C2 zu steuern, so dass diese eingerückt und ausgerückt werden. Außerdem kann die Systemsteuereinheit 43 Temperaturdaten der Getriebefluidwanne 37 wie etwa von einer (nicht getrennt gezeigten) herkömmlichen Thermoelementeingabe empfangen, um die Fluidwannentemperatur Ts abzuleiten und ein PWM-Signal zu liefern, das aus der Eingangsdrehzahl Ni und aus der Fluidwannentemperatur Ts abgeleitet werden kann, um über den Regler 39 den Leitungsdruck zu steuern. Das Füllen und Leeren der Kupplungen C1 und C2 wird mittels durch Elektromagnet gesteuerten Schieberventilen bewirkt, die auf die oben erwähnten PWM-Steuersignale und binären Steuersignale reagieren. Um eine genaue Anordnung des Schiebers in dem Ventilkörper und eine dementsprechend genaue Steuerung des Kupplungsdrucks während des Einrückens zu erreichen, werden vorzugsweise Stellventile verwendet, die variabel durchlassende Elektromagnete verwenden. Ähnlich kann der Leitungsdruckregler 39 von einer durch Elektromagnet gesteuerten Sorte sein, um in Übereinstimmung mit dem beschriebenen PWM-Signal einen geregelten Leitungsdruck aufzubauen. Diese Leitungsdrucksteuerungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet allgemein gut bekannt. Die Kupplungsschlupfdrehzahlen über die Kupplungen C1 und C2 werden aus der Ausgangsdrehzahl No, aus der MA-Drehzahl Na und aus der MB-Drehzahl Nb abgeleitet; genauer ist der Schlupf von C1 eine Funktion von No und Nb, während der Schlupf von C2 eine Funktion von No, Na und Nb ist. Außerdem ist ein Nutzerschnittstellenblock (UI-Block) 13 gezeigt, der u. a. solche Eingaben in die Systemsteuereinheit 43 wie die Fahrzeuggashebelstellung, den Druckknopf-Automatik-Schalthebel (PBSS) für die Wahl des verfügbaren Antriebsbereichs (z. B. Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt usw.), die Bremskraft und schnelle Leerlaufanforderungen umfasst. Die Bremskraft kann z. B. in pneumatischen und hydraulischen Bremssystemen von herkömmlichen Druckwandlern (nicht gezeigt) bereitgestellt werden. Die Gaspedalstellung kann z. B. durch herkömmliche Versatzsensoren zur Wandlung der Pedalbewegung bereitgestellt werden.
Die Systemsteuereinheit 43 bestimmt ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment To_des zur Verwendung bei der Steuerung des Kraftübertragungsstrangs. Die Bestimmung von To_des erfolgt anhand von Eingabefaktoren des Fahrers wie etwa Fahrpedalstellung und Bremspedalstellung sowie anhand von Fahrzeugdynamikbedingungen wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit. Weitere Eingabefaktoren des Fahrers wie etwa Stellung des Automatik-Schalthebels und Nebenantriebsanforderungen, Fahrzeugdynamikbedingungen wie etwa Beschleunigungs- und Verzögerungsrate sowie Betriebsbedingungen des EVT wie etwa Temperaturen, Spannungen, Ströme und Drehzahlen können die Bestimmung des Ausgangsdrehmoments ebenfalls beeinflussen. Außerdem bestimmt die Systemsteuereinheit 43 die Zusammensetzung des Ausgangsdrehmoments hinsichtlich Motor- und Elektromaschinenbeiträgen und Motor- und Elektromaschinenaufteilungen. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Bestimmung der verschiedenen Drehmomentbeiträge für das EVT einschließlich des Ausgangsdrehmoments, des Motordrehmoments und der Drehmomente der Elektromotoren MA und MB sind ausführlich in der US 7 219 000 B2 offenbart, die hier durch Literaturhinweis eingefügt ist.
Die verschiedenen beschriebenen Module (d. h. die Systemsteuereinheit 43, das DPIM 19, das BPM 21, das ECM 23) kommunizieren über einen Controller-Area-Network-Bus (CAN-Bus) 25. Der CAN-Bus 25 ermöglicht die Übermittlung von Steuerparametern und -befehlen zwischen den verschiedenen Modulen. Das spezifische genutzte Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Zum Beispiel ist das bevorzugte Protokoll für Hochleistungsanwendungen die Norm der Society of Automotive Engineers J1939. Der CAN-Bus und die geeigneten Protokolle schaffen eine robuste Nachrichtenübermittlung und Mehrsteuereinheits-Schnittstelle zwischen der Systemsteuereinheit, dem ECM, dem DPIM, dem BPIM sowie weiteren Steuereinheiten wie etwa der Blockierschutzbremse und den Zugsteuereinheiten.
In 3 ist für das EVT 10 eine graphische Darstellung der Ausgangsdrehzahl No auf der horizontalen Achse gegenüber der Eingangsdrehzahl Ni auf der vertikalen Achse veranschaulicht. Durch die Linie 91 ist der Synchronbetrieb dargestellt, d. h. diejenigen Beziehungen zwischen Eingangsdrehzahl und Ausgangsdrehzahl, bei denen die beiden Kupplungen C1 und C2 gleichzeitig im Wesentlichen mit der Schlupfdrehzahl null über sie arbeiten. Somit repräsentiert sie diejenigen Beziehungen zwischen Eingangs- und Ausgangsdrehzahl, bei denen im Wesentlichen ein synchrones Schalten zwischen den Betriebsarten stattfinden kann oder bei denen durch gleichzeitiges Einrücken beider Kupplungen C1 und C2, auch als feste Übersetzung bekannt, eine direkte mechanische Kopplung vom Eingang zum Ausgang bewirkt werden kann. Eine besondere Sammelgetriebebeziehung, die den durch die Gerade 91 in 3 gezeigten synchronen Betrieb erzeugen kann, ist wie folgt: Das äußere Zahnradelement 30 besitzt 91 Zähne, das innere Zahnradelement 32 besitzt 49 Zähne, die Planetenradelemente 34 besitzen 21 Zähne; das äußere Zahn radelement 38 besitzt 91 Zähne, das innere Zahnradelement 40 besitzt 49 Zähne, die Planetenradelemente 42 besitzen 21 Zähne; das äußere Zahnradelement 46 besitzt 89 Zähne, das innere Zahnradelement 48 besitzt 31 Zähne, die Planetenradelemente 50 besitzen 29 Zähne. Gelegentlich wird die Gerade 91 hier auch als Synchrongerade, Übersetzungsverhältnisgerade oder Festübersetzungsgerade bezeichnet.
Links von der Übersetzungsverhältnisgerade 91 befindet sich ein bevorzugtes Betriebsgebiet 93 für die erste Betriebsart, in der C1 eingerückt und C2 ausgerückt ist. Rechts von der Übersetzungsverhältnisgeraden 91 befindet sich ein bevorzugtes Betriebsgebiet 95 für die zweite Betriebsart, in der C1 ausgerückt und C2 eingerückt ist. Der Begriff "eingerückt" gibt hier in Bezug auf die Kupplungen C1 und C2 eine wesentliche Drehmomentübertragungsfähigkeit über die jeweilige Kupplung an, während der Begriff "ausgerückt" eine unwesentliche Drehmomentübertragungsfähigkeit über die jeweilige Kupplung angibt. Da allgemein vorzugsweise veranlasst wird, dass Schaltungen aus einer Betriebsart in die andere synchron stattfinden, wird veranlasst, dass Drehmomentübertragungen von einer Betriebsart in die andere über eine Zweikupplungs-Einrück-Festübersetzung stattfinden, bei der während einer endlichen Zeitdauer vor dem Ausrücken der derzeit eingerückten Kupplung die derzeit ausgerückte Kupplung eingerückt wird. Die Betriebsartänderung ist abgeschlossen, wenn durch ständiges Einrücken der Kupplung, die der Betriebsart zugeordnet ist, in die eingetreten wird, und Ausrücken der Kupplung, die der Betriebsart zugeordnet ist, die verlassen wird, die feste Übersetzung verlassen worden ist. Obgleich der Betriebsbereich 93 für den Betrieb des EVT in der BETRIEBSART 1 allgemein bevorzugt ist, soll das nicht bedeuten, dass der Betrieb in der BETRIEBSART 2 des EVT nicht stattfinden darf oder nicht stattfindet. Da die BETRIEBSART 1 vorzugsweise Sammelgetriebe und Motoranlagen verwendet, die für die hohen Startdrehmomente im Bereich 93 in verschiedener Hinsicht (z. B. Masse, Größe, Kosten, Trägheit usw.) besonders gut geeignet sind, wird allgemein aber bevorzugt, im Gebiet 93 in der BETRIEBSART 1 zu arbeiten. Obgleich der Betriebsbereich 95 für den Betrieb des EVT in der BETRIEBSART 2 allgemein bevorzugt ist, heißt das ähnlich nicht, dass der Betrieb in der BETRIEBSART 1 des EVT nicht stattfinden darf oder nicht stattfindet. Da die BETRIEBSART 2 vorzugsweise Sammelgetriebe und Motoranlagen verwendet, die in verschiedener Hinsicht (z. B. Masse, Größe, Kosten, Trägheit usw.) für die hohen Drehzahlen des Bereichs 93 besonders gut geeignet sind, wird aber allgemein bevorzugt, im Gebiet 95 in der BETRIEBSART 2 zu arbeiten. Das Gebiet 93, in dem der Betrieb in der BETRIEBSART 1 allgemein bevorzugt ist, kann als Gebiet langsamer Drehzahlen betrachtet werden, während das Gebiet 95, in dem der Betrieb in der BETRIEBSART 2 allgemein bevorzugt ist, als Gebiet hoher Drehzahlen betrachtet werden kann. Ein Schalten in die BETRIEBSART 1 wird als Herunterschalten betrachtet, wobei ihr in Übereinstimmung mit der Beziehung von Ni/No ein höheres Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist. Gleichfalls wird ein Schalten in die BETRIEBSART 2 als Hochschalten betrachtet, wobei ihr in Übereinstimmung mit der Beziehung von Ni/No ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist.
Das allgemeine Ziel der Auflösung des Drehmomentwunschs des Fahrers und der Bereitstellung eines genauen und angenehmen Antriebsverhaltens in Übereinstimung damit wird in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgeführt, die im Folgenden in einer beispielhaften Ausführungsform in Verbindung mit den 4–6 beschrieben wird. Zunächst anhand von 4 empfängt die Steuerung 100 Gasanforderungssignale TH_req und Bremsanforderungssignale BR_req. Die Gas- und Bremsanforderungen werden vom Gaspedalstellungssensor und vom Bremssystemdrucksensor als vorverarbeitete, gefilterte und aufbereitete Signale bereitgestellt.
Vorzugsweise sind die Anforderungssignale skaliert und in einem normierten Bereich von 0 bis 100, was den Prozentsatz einer vollen Anforderung repräsentiert, verfügbar. Zum Beispiel führt ein vollständig niedergedrücktes Fahrpedal zu einem Gasanforderungssignal, das 100 gleichwertig ist, während die Tatsache, dass ein Fahrer den Fuß vollständig vom Fahrpedal nimmt, zu einem Gasanforderungssignal führt, das 0 gleichwertig ist. Die Bremsanforderung ist ähnlich skaliert, wobei in Übereinstimmung mit den Systemkalibrierungen keine Betriebsbremspedalanwendung zu einem Bremsanforderungssignal von 0 führt, während eine starke Betriebsbremspedalanwendung zu einem Bremsanforderungssignal von 100 führt. Die Gasanforderungssignale werden am Knoten 101 addiert, wobei das Anforderungssignal von der Skalenendwert-Signalgröße, z. B. 100, subtrahiert wird. Das resultierende Signal wird auf der Leitung 113 ausgegeben und schwankt zwischen 0 und 100; wobei die Skale allerdings in Bezug auf das Gasanforderungssignal invertiert ist. Daraufhin wird das Signal auf der Leitung 113 durch Multiplizieren mit einem Gewichtungsfaktor von 0,01 am Knoten 103 in einen Bruchteil umgesetzt und als Ausgangssignal auf der Leitung 115 bereitstellt. Allgemein ist das Signal auf der Leitung 115 umso kleiner, je größer das Gasanforderungssignal am Eingang ist. Nachfolgend wird das Signal auf der Leitung 115 am Knoten 105 mit dem Signal auf der Leitung 121 multipliziert. Das Signal auf der Leitung 121 ist ein negativer Faktor, der als eine Funktion des Bremsanforderungssignals abgeleitet wird. Allgemein führen größere Bremsanforderungssignale am Eingang zu einem größeren negativen Signal auf der Leitung 121. Bei der Bereitstellung des Signals auf der Leitung 121 wird das Bremsanforderungssignal am Knoten 109 mit einem Faktor K1 multipliziert. K1 ist eine negative Kalibrierungskonstante und besitzt vorzugsweise einen Wert von im Wesentlichen –0,01. Es können andere Größen der Kalibrierungskonstante bereitgestellt werden, deren Wirkungen im Folgenden diskutiert werden. Das Ausgangssignal vom Knoten 105 auf der Leitung 117 ist eine negative Zahl und liegt im vorliegenden Beispiel zwischen 0 und –1,0. Das Signal auf der Leitung 117 wird am Knoten 107 mit einem Einheitsfaktor von 1 addiert. Das Ausgangssignal vom Knoten 107 wird auf der Leitung 119 bereitgestellt. Nachfolgend wird das Signal auf der Leitung 119 in den Min/Max-Block 111 eingegeben, um das Signal in Übereinstimmung mit einer oberen und unteren Einstellung, im vorliegenden Beispiel z. B. 0 und 1, zu begrenzen. Das Ausgangssignal vom Min/Max-Block 111 ist das Gaswegnahmeverhältnis TPOR zwischen 0 und 1. Im vorliegenden Beispiel ist TPOR gleich 1, wenn die Gasanforderung 100 oder die Bremsanforderung 0 ist. Andernfalls liegt das TPOR zwischen 0 und 1, wobei es in Übereinstimmung mit der beispielhaften Steuerung 100 bei kleineren Gasanforderungen allgemein vergrößert und bei größeren Gasanforderungen allgemein verkleinert wird.
In 5 sind beispielhafte mit 123, 125 und 127 bezeichnete TPOR-Bremsanforderungsgeraden veranschaulicht, die jeweils 100%, 50% und 0% Gas entsprechen. Die Veranschaulichung erfolgt in Bezug auf die spezifischen beispielhaften Werte und die spezifische Realisierung, die in Bezug auf die Steuerung 100 aus 4 beschrieben wurden. Der Trendpfeil 130 gibt lediglich den allgemeinen Lagetrend für zusätzliche Geraden in Übereinstimmung mit dem Kontinuum zunehmender Gasanforderungen von 0% bis 100% an. Nochmals mit Bezug auf die Kalibrierungskonstante K1 wird die Wirkung des für sie gewählten Wertes am Einfachsten anhand von 5 und der Lage der TPOR-Geraden darin klar. Zum Beispiel führen größere negative Werte für K1 für das gleiche Gas- und Bremsanforderungssignal zu kleineren Werten von TPOR. Somit ist der allgemeine Trend der TPOR-Geraden eine Drehung nach unten, wobei der Drehpunkt bei einem TPOR von 1,0 bei einer Bremsanforderung von 0% bleibt. Im Wesentlichen haben die TPOR-Geraden eine stärker negative Neigung, wobei das Gesamtergebnis auf das Feld der TPOR-Werte ist, dass TPOR bei gleichwertigen Bremsanforderungen in Bezug auf den beispielhaften Wert von K1 (z. B. –0,01) allgemein kleiner ist. Es folgt dann, dass kleinere negative Werte für K1 für das gleiche Bremsanforderungssignal zu größeren TPOR-Werten führen. Somit ist der allgemeine Trend der TPOR-Geraden in diesem Fall eine Aufwärtsdrehung, wobei der Drehpunkt bei einer Bremsanforderung von 0% bei einem TPOR von 1,0 bleibt. Im Wesentlichen haben die TPOR-Geraden eine weniger negative Neigung, wobei das Gesamtergebnis auf das Feld der TPOR-Werte ist, dass TPOR bei gleichwertigen Bremsanforderungen in Bezug auf den beispielhaften Wert von K1 (z. B. –0,01) allgemein größer ist.
Nunmehr übergehend zu 6 ist eine beispielhafte Realisierung des TPOR veranschaulicht, das in Übereinstimmung mit der beispielhaften Steuerung 100 aus 4 bestimmt wird. Allgemein ist es das Ziel der Steuerung 150, ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment Todes zur Verwendung bei der Steuerung des hier zuvor beschriebenen Kraftübertragungsstrangs festzusetzen. In der Steuerung 150 aus 6 sind beispielhaft die Drehmomentbeiträge in Übereinstimmung mit Brems- und Gasanforderungen erläutert. Am Knoten 143 werden die Brems- und Gasdrehmomentbeiträge addiert, um ein resultierendes gewünschtes Ausgangsdrehmoment Todes bereitzustellen. Am Knoten 143 können zusätzliche Drehmomentbeiträge auf gleichwertige Weise addiert werden. Zum Beispiel kann auf ähnliche Weise in Übereinstimmung mit einer Einstellung oder Anforderung des Fahrers ein Nebenantrieb-Drehmomentterm bereitgestellt werden. Der Bremsdrehmomentbeitrag wird durch das Bremsdrehmomentsignal TQ_br auf der Leitung 137 bereitgestellt. Er wird z. B. mittels einer Nachschlagetabelle 131 bereitgestellt. Als das bereits oben diskutierte Bremsanforderungssignal BR_req und als die hier als No dargestellte Fahrzeuggeschwindigkeit oder Ausgangsdrehzahl sind hier beispielhafte Tabellenreferenzgrößen gezeigt. Der Gasdrehmomentbeitrag wird durch das Gasdrehmomentsignal TQ_th auf der Leitung 141 bereitgestellt. TQ_th wird durch den Block 135 in Übereinstimmung mit dem Gasdrehmomentsignal auf der Leitung 139 und mit dem TPOR-Signal von der Steuerung 100 bereitgestellt. Das Gasdrehmomentsignal auf der Leitung 139 wird z. B. mittels einer Nachschlagetabelle 133 bereitgestellt. Als das bereits oben diskutierte Gasanforderungssignal TH_req und als die hier als No dargestellte Fahrzeuggeschwindigkeit oder Ausgangsdrehzahl sind beispielhafte Tabellenreferenzgrößen gezeigt. In der beispielhaften Realisierung mit dem EVT können die Ergebnisse aus der Nachschlagetabelle 133 im Vorwärtsfahrtbereich negativ sein, wie es der Fall ist, wo die Rückgewinnungsbremsung erwünscht ist.
TPOR wird wie beschrieben von der Steuerung 100 für den Block 135 bereitgestellt. Die weiteren Eingaben in den Block 135 sind wie beschrieben das Gasdrehmomentsignal von der Leitung 139 und der EVT-Bereich, z. B. Vorwärtsfahrt (D) oder Rückwärtsfahrt (R). Der Block 135 stellt eine beispielhafte Logik für die Anwendung des TPOR auf das Gasdrehmoment-Anforderungssignal auf der Leitung 139 bereit. Die Gasdrehmomentsignale TQ_th, die Rückgewinnungsbremsungs-Drehmomente angeben, werden direkt ungeändert an die Leitung 141 übergeben. Falls der gewählte Bereich Vorwärtsfahrt und das Gasdrehmoment kleiner als eine Kalibrierungskonstante K2 ist, wird das Gasdrehmoment, wie im Block 135 zu sehen ist, durch die Gewichtung von TPOR nicht reduziert. Ähnlich wird das Gasdrehmoment durch die Gewichtung von TPOR nicht reduziert, falls der gewählte Bereich Rückwärtsfahrt ist und das Gasdrehmoment größer als eine Kalibrierungskonstante K3 ist. Die bevorzugten Kalibrierungskonstanten K2 und K3 sind sowohl im Fall des Vorwärtsfahrtbereichs als auch im Fall des Rückwärtsfahrtbereichs gleichwertig 0. Negative Werte für das Gasdrehmoment bei Vorwärtsfahrt und positive Werte für das Gasdrehmoment bei Rückwärtsfahrt entsprechen jeweils Rückgewinnungsbremsungsbedingungen im jeweiligen Bereich. Wenn der Bereich und der eben beschriebene Rückgewinnungsdrehmoment-Test nicht positiv sind, wird das Gasdrehmoment jeweils durch das Gaswegnahmeverhältnis TPOR gewichtet. Wie wieder am Besten anhand der in 5 veranschaulichten TPOR-Trendgeraden zu sehen ist, werden dann allgemein als Funktion der Bremsanforderungen verhältnismäßig große Gasanforderungen weniger energisch als verhältnismäßig kleine Gasanforderungen reduziert.
Vorzugsweise werden die hier beschriebenen und anhand der Steuerungs-Prinzipschaltbilder der 4 und 6 veranschaulichten Steuerungen als Teil des ausführbaren Computercodes und der Datenstrukturen der Systemsteuereinheit 43 realisiert.
Die Erfindung ist in Bezug auf eine bevorzugte Realisierung in Verbindung mit einem Komplement aus einer elektrisch variablen Getriebe und einer Brennkraftmaschine mit elektronisch gesteuertem Gas beschrieben worden. Allerdings können in Verbindung mit der Erfindung herkömmliche Komplemente eines elektrohydraulischen Mehrganggetriebes und einer Brennkraftmaschine mit einem herkömmlich verbundenen Gas oder mit einem elektronisch gesteuerten Gas verwendet werden. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass die Gaswegnahme in Systemen, die ein herkömmliches mechanisch verbundenes Gas verwenden, mit Motordrehzahl-Verringerungstechniken wie etwa Kraftstoff-, Zündungs- und Ventilsteuerung einschließlich Phase, Hub- und Deaktivierung sowie weiteren gut bekannten Motorausgangsdrehmoment-Steuerungen ausgeführt werden kann.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung einen Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang, der ein Ausgangsdrehmoment besitzt, das in Übereinstim mung mit verschiedenen Drehmomentbeiträgen einschließlich Gas- und Drehmomenten festgesetzt wird. Der Gasdrehmomentbeitrag wird proportional zur Größe des angeforderten Bremsdrehmoments verringert. Außerdem werden diese Drehmomentverringerungen mit zunehmenden angeforderten Gasdrehmomenten weniger energisch angewendet.

Claims

Verfahren zum Festsetzen eines Steuerungsterms des Ausgangsdrehmoments bei der Steuerung eines Kraftübertragungsstrangs (11), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment, der einem eine Gasdrehmomentanforderung enthaltenden ersten Drehmomentanforderungssignal entspricht, Verringern des ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment in Übereinstimmung mit einem im Voraus bestimmten Faktor; und Kombinieren des verringerten ersten Beitragsterms zum Ausgangsdrehmoment mit wenigstens einem weiteren Beitragsterm zum Ausgangsdrehmoment, der einem zweiten Drehmomentanforderungssignal entspricht, zu einem resultierenden Steuerungsterm des Ausgangsdrehmoments, wobei der im Voraus bestimmte Faktor eine Funktion des ersten und des zweiten Drehmomentanforderungssignals ist.
Verfahren zum Festsetzen eines Steuerungsterms des Ausgangsdrehmoments nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Beitragsterm zum Ausgangsdrehmoment einer Bremsdrehmomentanforderung entspricht.
Verfahren zum Festsetzen eines Steuerungsterms des Ausgangsdrehmoments nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Voraus bestimmte Faktor eine Funktion der Gasdrehmomentanforderung und der Bremsdrehmomentanforderung ist.
Verfahren zum Festsetzen eines Steuerungsterms des Ausgangsdrehmoments nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Voraus bestimmte Faktor allgemein a) in eine Richtung tendiert, während die Gasanforderung dazu tendiert, größer zu werden, und b) in eine entgegengesetzte Richtung tendiert, während die Bremsanforderung dazu tendiert, größer zu werden.
Verfahren zum Bestimmen des Ausgangsdrehmoments eines Kraftübertragungsstrangs (11), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Bremsdrehmomentbeitrags; Bereitstellen eines Gasdrehmomentbeitrags; Reduzieren des Gasdrehmomentbeitrags in Abhängigkeit von einer Gasdrehmomentanforderung und einer Bremsdrehmomentanforderung; und Kombinieren des Bremsdrehmomentbeitrags und des reduzierten angeforderten Gasdrehmomentbeitrags, um das Ausgangsdrehmoment des Kraftübertragungsstrangs (11) festzusetzen.
Verfahren zum Bestimmen des Ausgangsdrehmoments eines Kraftübertragungsstrangs (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduzieren des Gasdrehmomentbeitrags das Anwenden einer variablen Verstärkung darauf umfasst, die allgemein a) in eine Richtung tendiert, während die Gasanforderung dazu tendiert, größer zu werden, und b) in eine entgegengesetzte Richtung tendiert, während die Bremsanforderung dazu tendiert, größer zu werden.
Verfahren zum Bestimmen des Ausgangsdrehmoments eines Kraftübertragungsstrangs (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bremsdrehmomentbeiträge in Reaktion auf eine Bremsanforderung des Fahrers bereitgestellt werden, Gasdrehmomentbeiträge in Reaktion auf eine Gasanforderung des Fahrers bereitgestellt werden und die Gasdrehmomentbeiträge durch Anwenden einer variablen Verstärkung darauf reduziert werden, wobei die Verstärkung allgemein a) in eine Richtung tendiert, während die Gasanforderungen des Fahrers dazu tendieren, größer zu werden, und b) in eine entgegengesetzte Richtung tendiert, während die Bremsanforderungen des Fahrers dazu tendieren, größer zu werden.
Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang (11), der umfasst: eine Antriebsmaschine (14), die mit einem Eingang eines Getriebes (10) gekoppelt ist, das einen Ausgang (64) enthält; und eine computergestützte Steuereinheit (43), die ein Speichermedium mit einem darin codierten Computerprogramm besitzt, um das Drehmoment am Ausgang des Getriebes (10) in Übereinstimmung mit mehreren Drehmomentbeiträgen festzusetzen, wobei das Computerprogramm enthält: Code zum Reduzieren eines ersten der mehreren Drehmomentbeiträge, der einer Gasdrehmomentanforderung entspricht, wobei das Reduzieren von der Gasdrehmomentanforderung und mindestens einer weiteren Drehmomentanforderung abhängt, Code zum Kombinieren des reduzierten ersten der mehreren Drehmomentbeiträge mit den anderen der mehreren Drehmomentbeiträge zu einem gewünschten Ausgangsdrehmoment, und Code zum Festsetzen des Drehmoments am Ausgang des Getriebes (10) in Übereinstimmung mit dem gewünschten Ausgangsdrehmoment.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste der mehreren Drehmomentbeiträge einen Gasdrehmomentbeitrag enthält, ein zweiter der mehreren Drehmomentbeiträge einen Bremsdrehmomentbeitrag enthält und der Code zum Reduzieren Code enthält, der den ersten der mehreren Drehmomentbeiträge proportional zu einem angeforderten Bremsdrehmoment verringert.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Code zum Reduzieren ferner Code enthält, der den ersten der mehreren Drehmomentbeiträge umgekehrt proportional zu einem angeforderten Gasdrehmoment verringert.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste der mehreren Drehmomentbeiträge einen Gasdrehmomentbeitrag enthält, ein zweiter der mehreren Drehmomentbeiträge einen Bremsdrehmomentbeitrag enthält und der Code zum Reduzieren Code enthält, der auf den ersten der mehreren Drehmomentbeiträge eine variable Verstärkung anwendet, die allgemein a) in eine Richtung tendiert, während die Gasanforderung des Fah rers dazu tendiert, größer zu werden, und b) in eine entgegengesetzte Richtung tendiert, während die Bremsanforderung des Fahrers dazu tendiert, größer zu werden.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) ein elektrohydraulisch gesteuertes Getriebe ist.
Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) ein elektrisch variables Getriebe ist.