DE102008020373A1

DE102008020373A1 - Startsteuerung eines Hybrid-Elektrofahrzeuges

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Publication number: DE102008020373A1
Application number: DE102008020373A
Authority: DE
Inventors: Ihab S. Warren Soliman; Deepak Westland Aswani; Andrew John Royal Oak Silveri
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2008-04-23
Publication date: 2008-12-18
Also published as: US7628728B2; GB2449981B; US20080305924A1; CN101327730B; GB2449981A; GB0810170D0; CN101327730A

Abstract

System und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugstarts mittels eines Getriebes (16), das einen Antrieb (20), einen momentanen Gang, eine Antriebskupplung (40, 41), die einem Zielgang zugeordnet ist, und einen Abtrieb (32) aufweist, eines Motors (14) und einer elektrischen Maschine (18, 22) zum Antreiben des Antriebs (20), umfassend die Schritte von Bestimmen einer gewünschten Größe eines an dem Getriebeabtrieb (32) zu erzeugenden Drehmoments, Erzeugen einer vorbestimmten Größe einer Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41), Betreiben des Motors (14), derart, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist, Bestimmen eines Kurbelwellendrehzahlfehlers, Bestimmen einer gewünschten Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20), die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert, Einstellen einer Größe des von der ersten elektrischen Maschine (18) erzeugten Drehmoments, derart, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebsantrieb (20) ist, und Einrücken der Antriebskupplung (40, 41).

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Antriebsstrang für ein Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem Motor und einer oder mehreren elektrischen Maschinen, und im Besonderen eine Steuerung des Drehmoments, das an die Antriebsräder übertragen wird, wenn das Fahrzeug aus einem gestoppten oder annähernd gestoppten Zustand, der Fahrzeugstart genannt wird, beschleunigt wird.
Ein Lastschaltgetriebe ist ein Getriebemechanismus, der zwei Antriebskupplungen verwendet, die zur Erzeugung mehrerer Übersetzungsverhältnisse bei Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt benutzt werden. Es überträgt kontinuierlich Leistung mittels synchronisierter Kupplung-zu-Kupplung-Schaltungen.
Das Getriebe umfasst ein Räderwerk, das in der Konfiguration einer doppelten Vorgelegewelle zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb des Getriebes angeordnet ist. Die eine Antriebskupplung überträgt ein Drehmoment zwischen dem Antrieb und einer ersten Vorgelegewelle, die geraden Gängen zugeordnet ist, und die andere Antriebskupplung überträgt ein Drehmoment zwischen dem Antrieb und einer zweiten Vorgelegewelle, die ungeraden Gängen zugeordnet ist. Das Getriebe erzeugt Änderungen des Übersetzungsverhältnisses durch abwechselndes Einrücken der ersten Antriebskupplung und Fahren in einem momentanen Gang, Ausrücken der zweiten Antriebskupplung, Bereitstellen eines Antriebspfades in dem Getriebe für den Betrieb im Zielgang, Ausrücken der ersten Kupplung, Einrücken der zweiten Kupplung und Bereitstellen eines anderen Antriebspfades in dem Getriebe für den Betrieb im nächsten Gang.
In einem Startzustand eines herkömmlichen Fahrzeuges, dessen Antriebsstrang ein Lastschaltgetriebe aufweist, werden der Motor und das Getriebe in koordinierter Weise gleichzeitig gesteuert, um eine akzeptable Fahrzeugstartleistung bereitzustellen. Bei der Verwendung eines Lastschaltgetriebes in einem Fahrzeug kann die Bereitstellung einer beständigen und akzeptablen Fahrzeugstartleistung ein ziemlich schwieriges Steuerungsproblem infolge des Fehlens eines Drehmomentwandlers bilden. In einem Fahrzeugstartzustand bei dieser Art der Fahrzeuganwendung werden die Drehmomentkapazität der Getriebekupplung und der Schlupf an der Kupplung im Zusammenwirken mit dem Motordrehmoment sorgfältig gesteuert, um die gewünschte Fahrzeugreaktion zu schaffen. Einige Beispiele für Probleme, welche während dieser Ereignisse auftreten können, sind Motorabwürgen, übermäßiger Kupplungsschlupf, reduzierte Kupplungshaltbarkeit, verlorenes Pedalgefühl und widersprüchliche Reaktion.
Ein Lastschaltgetriebe kann bei einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) verwendet werden, bei welchem eine oder mehrere elektrische Maschinen, wie ein Motor oder ein integrierter Starter-Generator (ISG), in Reihe und parallel zu dem Motor angeordnet sind. Anders als bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit einem Lastschaltgetriebe gibt es bei einem Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem Lastschaltgetriebe mehrere Antriebspfade und mehrere Antriebsquellen, d. h. den Motor und die elektrischen Maschinen, welche in einem Fahrzeugstartzustand benutzt werden können. Daher wird ein anspruchsvolleres Fahrzeugstartsteuerungssystem für ein Lastschaltgetriebe benötigt, um den Komplexitäten und zusätzlichen Antriebsstrang-Betriebsmodi eines HEV in Reaktion auf eine Fahrzeugstartanforderung von dem Fahrzeugführer gerecht zu werden.
Das System und das Verfahren zur Fahrzeugstartsteuerung in einem HEV nutzt den Vorteil von zusätzlichen Antriebspfaden und Drehmomentstellern, um die Fahrzeugstartleistung zu verbessern und die Probleme und Mängel zu beseitigen, die bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit einem Lastschaltgetriebe vorliegen.
Diese Steuerungsstrategie unterstützt den Drehmomentausgleich, wenn mehrere Antriebspfade für den Antrieb während des Fahrzeugstarts verwendet werden, infolge einer verbesserten Steuerung des Lastschaltgetriebes. Die Steuerung verbessert die Kupplungshaltbarkeit und die Schlupfsteuerung infolge der Empfindlichkeit der elektrischen Maschine, wenn das Kurbelwellendrehmoment gesteuert wird. Darüber hinaus koordiniert die Steuerung die Kupplungsdrehmomentkapazitätssteuerung, wenn eine Antriebsunterstützung durch die zusätzlichen Drehmomentsteller vorgesehen ist, was die Kupplungshaltbarkeit verbessert, da die Kupplungsbelastung dementsprechend reduziert wird. Die Steuerung unterstützt mehrere HEV–Antriebsstrang-Betriebsmodi und Übergänge, betreibt diese automatisch wie ein herkömmliches Fahrzeug mit einem Lastschaltgetriebe, wenn die zusätzlichen Drehmomentsteller nicht benutzt werden, und ist bei irgendeiner HEV-Antriebsstrang-Bauweise anwendbar, die ein Lastschaltgetriebe mit einer Nass- oder Trockenkupplung verwendet.
Ein Antriebsstrang, bei welchem eine Fahrzeugstartsteuerung angewendet werden kann, weist ein Getriebe mit einem Antrieb, einem momentanen Gang, einer Antriebskupplung, die einem Zielgang zugeordnet ist, und einem Abtrieb, einen Motor und eine erste elektrische Maschine zum Antreiben des Antriebs auf. Ein Verfahren zur Steuerung des Antriebsstranges umfasst die Schritte von Bestimmen einer gewünschten Größe des an dem Getriebeabtrieb zu erzeugenden Drehmoments, Erzeugen einer vorbestimmten Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung für den Zielgang (im Falle, dass das Fahrzeug im Rückwärtsgang oder im zweiten Gang gestartet wird), Betreiben des Motors derart, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist, Bestimmen eines Kurbelwellendrehzahlfehlers basierend auf einem gewünschten Kupplungsschlupf, Bestimmen einer gewünschten Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert, Einstellen einer Größe des von der ersten elektrischen Maschine erzeugten Drehmoments derart, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebeantrieb ist, und Einrücken der Antriebskupplung.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangsystems, bei welchem die Steuerung angewendet werden kann;
2 eine schematische Darstellung zusätzlicher Details des Fahrzeugantriebsstrangsystems aus 1;
3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugstartsteuerungssystems;
4 ein Diagramm, das die Schritte des Fahrzeugstartsteuerungsverfahrens darstellt;
5A ein Diagramm, das die Variation der gewünschten Raddrehmomente über die Zeit während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt, die durch Ausführen des Steuerungsalgorithmus erzeugt werden;
5B ein Diagramm, das die Variation der gewünschten Drehmomentkapazität der betreffenden Antriebskupplung über die Zeit während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt;
5C ein Diagramm, das die Variation der Fahrzeuggeschwindigkeit über die Zeit während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt;
5D ein Diagramm, das die Variation der Motorkurbelwellendrehzahl, der gewünschten Motorkurbelwellendrehzahl und der Kupplungsabtriebsdrehzahl über die Zeit entsprechend den Raddrehmomenten während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt;
5E ein Diagramm, das die Variation des Motordrehmoments und des CISG-Drehmoments über die Zeit während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt;
5F ein Diagramm, das die Variation des Getriebeabtriebsdrehmoments und des ERAD-Drehmoments über die Zeit während des Fahrzeugstartbetriebs darstellt; und
6 eine schematische Darstellung von Details eines Lastschaltgetriebes.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Fahrzeugantriebsstrang 12 einen Motor 14, wie einen Diesel- oder Benzinmotor, ein Getriebe 16, wie ein Lastschaltgetriebe mit Doppelnasskupplung oder ein anderes Mehrganggetriebe ohne Drehmomentwandler, eine elektrische Maschine 18, wie einen CISG, der mit einem Getriebeantrieb 20 antriebsverbunden ist, und eine zusätzliche elektrische Maschine 22, wie einen Elektromotor. Die elektrische Maschine 18 stellt eine Starter-Generator-Fähigkeit bereit.
Die elektrische Maschine 22, die mitunter als elektrische Hinterachsantriebseinheit (ERAD) bezeichnet wird, ist mit dem Ausgleichsgetriebe einer Hinterachse 24 verbunden und stellt ein zusätzliches Antriebsvermögen in einem Elektro-Antriebsmodus oder einem Hybrid(Reihe/Parallel)-Antriebsmodus bereit. Bei einem vollständigen Vierradantrieb (FWD) könnte die elektrische Maschine 22 auch mit dem Ausgleichsgetriebe einer Vorderachse an dem Abtrieb des Getriebes verbunden sein und würde als elektrische Vorderachsantriebseinheit (EFAD) bezeichnet werden. Die von der elektrischen Maschine 22 abgegebene Leistung treibt Fahrzeugräder 26, 27 über ein ERAD-Getriebe 28 und eine Ausgleichsgetriebeeinheit 30 an, welche in der Form eines Zwischenraddifferentialmechanismus ausgebildet ist. Gleichermaßen ist der Getriebeabtrieb 32 über eine Ausgleichsgetriebeeinheit 36, welche einen Zwischenraddifferentialmechanismus aufweist, mit Fahrzeugrädern 34, 35 (mechanisch) antriebsverbunden.
Der Antriebsstrang 12 kann in folgenden Hauptmodi arbeiten: (1) Reihenhybridantrieb, bei welchem der Motor 14 läuft und Verbrennung erzeugt, der CISG 18 elektrische Energie erzeugt und die ERAD 22 abwechselnd läuft und elektrische Energie erzeugt; (2) Motorantrieb, bei welchem der CISG 18 und die ERAD 22 nicht arbeiten und der Motor 14 läuft, wie bei einem herkömmlichen Antriebsstrang; (3) Parallelhybridantrieb, bei welchem der Motor 14 läuft, der CISG 18 und/oder die ERAD 22 arbeiten; (4) Motorstarten, bei welchem der CISG 18 läuft, um den Motor durch Antreiben des Motorschwungrades zu starten; und (5) Motorstop, bei welchem der Motor 14 abgeschaltet ist. Während des Betriebs im Parallelhybridantriebsmodus kann der Antriebsstrang in folgenden verschiedenen Untermodi arbeiten: (3.1) Parallelhybridantrieb 1, bei welchem der CISG 18 abgeschaltet ist und die ERAD 22 läuft und elektrische Energie erzeugt; (3.2) Parallelhybridantrieb 2, bei welchem der CISG 18 läuft und die ERAD 22 abgeschaltet ist; (3.3) Parallelhybridantrieb 3, bei welchem der CISG 18 und die ERAD 22 laufen; und (3.4) Parallelhybridantrieb 4, bei welchem der CISG 18 elektrische Energie erzeugt und die ERAD 22 abwechselnd abschaltet, läuft und elektrische Energie erzeugt.
2 zeigt die Antriebskupplungen 40, 41, welche die Antriebswelle 20 des Getriebes 16 abwechselnd mit den geraden Gängen 42 und den ungeraden Gängen 43 wahlweise verbinden, ein elektronisches Getriebesteuerungsmodul (TCM) 44, welches die Antriebskupplungen und den Getriebezustand durch Befehlssignale an Stellantriebe steuert, welche die Antriebs kupplungen und die Getriebeschaltgabeln/Synchronisiereinrichtungen betätigen, ein elektronisches Motorsteuerungsmodul (ECM) 46, welches den Betrieb des Motors 14 steuert, und eine ISC 48, welche den Betrieb des CISG 18 und der ERAD 22 steuert. Ein Fahrzeugsteuerungssystem (VCS), welches nicht gezeigt ist, gibt Steuerungsbefehle an das TCM 44 und das ECM 46 aus. Das VCS, TCM und ECM weisen einen Mikroprozessor auf, der einem elektronischen Speicher zugänglich ist und im Computercode angegebene Steuerungsalgorithmen enthält, welche in häufigen Intervallen wiederholt ausgeführt werden.
Es gibt zwei Antriebspfade, nämlich einen mechanischen Pfad und einen elektrischen Pfad, welche benutzt werden, um die von dem Fahrzeugführer ausgelösten Antriebsanforderungen zu erfüllen. In dem mechanischen Antriebspfad können der Motor 14 und der CSIG 18 einen Fahrzeugantrieb durch Übertragen eines Drehmoments mittels des Getriebes 16 an die Räder 34, 35 bereitstellen, und in dem elektrischen Antriebspfad kann die ERAD 22 einen Fahrzeugantrieb direkt an die Räder 26, 27 bereitstellen.
Die Fahrzeugstartsteuerung benutzt ein drehmomentbezogenes Steuerungsschema, um die Drehmomentkapazität der Antriebskupplungen 40, 41 und das Motorkurbelwellendrehmoment in Reaktion auf eine von dem Fahrzeugführer ausgelöste wirksame Vorderachsantriebsanforderung in einem Startzustand zu steuern.
Die Schritte eines Algorithmus zur Steuerung des Fahrzeugstarts unter Verwendung des in den 1 und 2 dargestellten Antriebsstranges sind in dem Steuerungssystemdiagramm in 3 und dem Verfahrensschrittdiagramm in 4 gezeigt. Die Anforderung des Fahrzeugführers an das Raddrehmoment wird durch den Grad des Niederdrückens des Motorgaspedals 50 dargestellt, was üblicherweise als Gaspedalposition pps bezeichnet wird. Ein elektronisches Signal, das die von einem pps-Sensor erzeugte Gaspedalposition darstellt, und ein elektronisches Signal, das die von einem Wellendrehzahlsensor erzeugte momentane Fahrzeuggeschwindigkeit 52 darstellt, werden als Eingabe von einer Fahreranforderungsbestimmungsfunktion 54 aufgenommen, welche in einem elektronischen Speicher auf eine Funktion zugreift, die durch die beiden Eingabevariablen indiziert ist, um die Größe der momentan gewünschten Raddrehmomentanforderung T_{W_DES} zu erzeugen.
Bei 56 werden das gewünschte Vorderachsdrehmoment T_{W FA}, das an den Vorderrädern 34, 35 von dem Motor 14 und der CISG 18 des mechanischen Antriebspfades bereitzustellen ist, und das gewünschte Hinterachsdrehmoment T_{W RA}, das an den Hinterrädern 26, 27 von der ERAD 22 des elektrischen Antriebspfades bereitzustellen ist, in Bezug auf die gewünschte Größe des Vorderachsdrehmoments und des Hinterachsdrehmoments derart bestimmt, dass die Summe der verteilten Antriebsdrehmomente gleich dem gesamten vom Fahrer angeforderten Raddrehmoment T_{W DES} ist. Die Strategie zur Antriebsverteilung kann Bedingungen der Fahrzeugstabilität und Dynamik, Kriterien des Energiemanagements und der Effizienz, Drehmomentvermögen der verschiedenen Energiequellen usw. berücksichtigen.
Bei 58 wird das gewünschte ERAD-Drehmoment in Bezug auf den verteilten Antrieb und die Hinterachsantriebsdrehmomentanforderung T_{W RA} bestimmt, und bei 58A wird ein Befehl, der das gewünschte ERAD-Drehmoment T_{ERAD DES} darstellt, über einen Datenübertragungsbus 60 an eine Bedieneroberfläche der ISC 48 gesendet, was bewirkt, dass die ERAD 22 das gewünschte ERAD-Drehmoment erzeugt.
Gleichermaßen wird bei 59 das gewünschte Getriebeabtriebsdrehmoment T_{O FA} bestimmt, und ein das gewünschte Getriebeabtriebsdrehmoment darstellender Befehl, der in Bezug auf den verteilten Antrieb und die Vorderachsantriebsdrehmomentanforderung T_W
FA bestimmt wird, wird an 61, wo die Antriebskupplungsdrehmomentkapazität bestimmt wird, und an 64 gesendet, wo das Motorkurbelwellendrehmoment bestimmt wird. Details der bei 61 und 64 angewendeten Techniken sind unten beschrieben.
Die Steuerung geht dann zu einer Lastschaltmodus-Betriebssteuereinrichtung 66 über, die Eingabesignale empfängt, welche die Position der Getriebegangwähleinrichtung PRNDL, die tatsächliche Kurbelwellendrehzahl ω_CRK des Motors 14, die Fahrzeuggeschwindigkeit VS und den HEV-Antriebsstrang-Betriebsmodus darstellen. Die Steuereinrichtung 66 aktiviert eine Fahrzeugstartmodus-Steuereinrichtung 68, vorausgesetzt, dass das gewünschte Abtriebsdrehmoment T_{O FA} gleich oder größer als eine vorbestimmte Größe ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, um dadurch anzuzeigen, dass das Fahrzeug im Fahrzeugstartmodus arbeitet und der Antriebspfad, der das Getriebe 16 umfasst, während des Fahrzeugstarts benutzt wird.
Nachdem die Steuereinrichtung 66 einen Befehl 67 ausgibt, welcher die Startmodus-Steuereinrichtung 68 aktiviert, geht die Steuerung zu 61 über, wo ein offener Regelkreis die Größe der gewünschten Antriebskupplungsdrehmomentkapazität T_{CL CAP LCH} in Bezug auf den momentanen Getriebegang, dessen Übersetzungsverhältnis und das gewünschte Getriebeabtriebsdrehmoment T_{O FA} bestimmt. Während die Startmodus-Steuereinrichtung 68 von der Steuereinrichtung 66 aktiviert wird, wird die gewünschte Kupplungsdrehmomentkapazität während des Starts T_{CL CAP LCH} über den Datenübertragungsbus 60 an das TCM 44 als endgültiger Antriebskupplungsdrehmomentkapazitätsbefehl 92 T_{CL CAP DES} gesendet.
Die Fahrzeugstartmodus-Steuereinrichtung 68 bestimmt bei 70 den gewünschten Schlupf über der Antriebskupplung 40, 41 CL_SLIP
DES aus einer Funktion, die im Speicher gespeichert ist und von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit VS und Gaspedalposition indiziert wird. Die betreffende Antriebskupplung ist mit dem Zielgang, d. h. dem momentanen Getriebegang während des Starts verbunden.
Bei 72 wird die gewünschte Motorkurbelwellendrehzahl ω_{CRK DES} an dem Getriebeantrieb 20 bei der Summierstelle 74 in Bezug auf den gewünschten Kupplungsschlupf CL_{SLIP DES} und die momentane Kupplungsabtriebsdrehzahl, d. h. ω_CL am Getriebeantrieb 20 bestimmt. Die gewünschte Motorkurbelwellendrehzahl ω_{CRK DES} wird der Summierstelle 78 als Eingabe zugeführt. Ein Signal, das die momentane Kupplungsabtriebsdrehzahl ω_CL darstellt, wird von dem TCM 44 über den Datenübertragungsbus 60 an die Summierstelle 74 übertragen.
Die Steuerung geht dann zu 64 über, wo das Basisdrehmoment T_{CRK OL}, das von der Motorkurbelwelle und dem Getriebeantrieb 20 übertragen wird, ohne Rückkopplung in Bezug auf das gewünschte Getriebeabtriebsdrehmoment T_{O FA}, den momentanen Getriebegang, das momentane Übersetzungsverhältnis und die erwarteten Anfangsdrehmomentverluste bestimmt wird, die mit der Änderungsrate der Motorkurbelwellendrehzahl und den kombinierten Massenträgheiten des Motors und des CISG, d. h. dem Drehmomentverlust infolge der Beschleunigung des Motors und des CISG während des Fahrzeugstarts verbunden sind.
Bei 76 wird ein Befehl T_{ENG DES} ausgegeben und über den Datenübertragungsbus 60 an das ECM 46 übertragen, wodurch das Motordrehmoment eingestellt wird, um das Basiskurbelwellendrehmoment zu erzielen.
Bei der Summierstelle 78 wird die Größe des Motorkurbelwellendrehzahlfehlers ω_{CRK ERR}, d. h. die Differenz zwischen der gewünschten Motorkurbelwellendrehzahl ω_{CRK DES} am Getriebeantrieb 20 und der momentanen Kurbelwellendrehzahl ω_CRK bestimmt und als Eingabe an eine PID-Steuereinrichtung 80 oder eine ähnliche Regeleinrichtung zugeführt. Ein Signal, das die momentane Kurbelwellendrehzahl ω_CRK darstellt, wird von dem ECM 46 über den Datenübertragungsbus 60 an die Summierstelle 78 übertragen.
Um den Schlupf über der betreffenden Antriebskupplung 40, 41 während des Fahrzeugstarts zu steuern, bestimmt die Steuereinrichtung 80 eine gewünschte Kurbelwellendrehmomentdifferenz ΔT_{CRK CL}, die den Motorkurbelwellendrehzahlfehler ω_{CRK ERR} minimiert. Die gewünschte Kurbelwellendrehmomentdifferenz ΔT_{CRK CL} wird an 82 zum Befehlen des CISG gesendet.
Bei 82 wird ein Befehl T_{CISG DES}, der das Drehmoment darstellt, das von dem CISG 18 nach Bedarf entsprechend der Einstellung auf die gewünschte Kurbelwellendrehmomentdifferenz ΔT_{CRK CL} zu erzeugen ist, ausgegeben und über den Datenübertragungsbus 60 an die CISG-Untersystemsteuerungen der ISC 48 übertragen. Das Motorkurbelwellendrehmoment wird bei 76 weiter eingestellt, um einen Bereich der Kurbelwellendrehmomentdifferenz ΔT_{CRK CL} zu erzielen, der den CISG 18 nicht auslösen kann.
Die Steuerung kehrt dann zu 66 zurück, um zu bestimmen, ob die Fahrzeugstartmodus-Steuereinrichtung 68 basierend auf den momentanen Bedingungen deaktiviert werden soll. Wenn der momentane Kupplungsschlupf CL_SLIP minimal ist, die Kurbelwellendrehzahl ω_CRK über der Kupplungsabtriebsdrehzahl ω_CL liegt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit VS über einer Grenzfahrzeuggeschwindigkeit liegt, wird dann auf die Ausgabe von Befehlssignalen 67 und 86 durch die Steuereinrichtung 66 die Steuerung der Fahrzeugstartmodus-Steuereinrichtung 68 beendet.
Nachdem bei 88 die betreffende Antriebskupplung 40, 41 ohne Kupplungsschlupf sanft eingerückt ist, aktiviert die Steuereinrichtung 66 bei 90 einen Verriegelungsmodus, und ein Befehl T_{CL CAP LOCKED} wird ausgegeben und über den Datenübertragungsbus 60 als endgültiger Antriebskupplungsdrehmomentkapazitätsbefehl 92 T_{CL CAP DES} an das TCM 44 übertragen. Nachdem die betreffende Antriebskupplung 40, 41 vollständig eingerückt ist, bewirkt der von 90 ausgegebene Befehl T_{CL
CAP LOCKED}, dass die betreffende Antriebskupplung vollständig eingerückt oder bei einer Kupplungsdrehmomentkapazität leicht über der Größe des momentanen Kurbelwellendrehmoments verriegelt wird, wodurch sichergestellt ist, dass das Getriebe keinen Schlupf hat.
Nachdem die betreffende Antriebskupplung 40, 41 ohne Schlupf sanft eingerückt ist, wird bei 90 ein Befehl T_{CL CAP LOCKED} ausgegeben und über den Datenübertragungsbus 60 an das TCM 44 übertragen. Nachdem die betreffende Antriebskupplung 40, 41 vollständig eingerückt ist, gibt das TCM 44 einen Befehl 92 T_{CL
CAP DES} aus, der bewirkt, dass die betreffende Antriebskupplung vollständig eingerückt oder bei einer Kupplungsdrehmomentkapazität leicht über der Größe des momentanen Kurbelwellendrehmoments verriegelt wird, wodurch sichergestellt ist, dass das Getriebe keinen Schlupf hat.
Wenn irgendeine der zum Beenden der Fahrzeugstartsteuerung erforderlichen Bedingungen nicht erfüllt ist, kehrt die Steuerung zu 59 zurück, wo die nachfolgenden Schritte der Steuerungsstrategie wiederholt werden.
4 zeigt die Schritte der Fahrzeugstartsteuerung und verwendet dieselben Bezugszeichen, wie sie in der Reihenfolge der mit Bezug auf 3 beschriebenen Schritte verwendet sind.
Die Diagramme in den 5A–5F zeigen die Variation von Variablen und Parametern des Antriebsstranges, die durch Ausführen des Steuerungsalgorithmus verwendet oder erzeugt werden, über die Zeit. Zum Beispiel bezieht sich 5A auf Raddrehmomente. Bei 100 tritt der Fahrzeugführer während des Neutralmodus, wenn keine Antriebskupplung 40, 41 eingerückt ist, auf das Gaspedal, wodurch ein Fahrzeugstartzustand eingeleitet wird, welcher bei 102 beginnt. Das gewünschte Raddrehmoment 104 T_{W DES} und das gewünschte Vorderachsdrehmoment 106 T_{W FA} unterscheiden sich in der Größe durch die Größe des gewünschten Hinterachsdrehmoments 108 T_{W RA}. Bei 110 wird das Hinterachsdrehmoment ausgeglichen, so dass nur das Vorderachsdrehmoment bleibt, um das Fahrzeug während des Fahrzeugstartmodus anzutreiben.
5B zeigt die Variation der gewünschten Drehmomentkapazität der betreffenden Antriebskupplung. Bei 102 wird die prozessparallele Kupplungsdrehmomentkapazität 112 (das Bezugszeichen 112 kann auch in 5A verwendet werden) T_{CL CAP DES} während des Fahrzeugstartmodus basierend auf dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment T_{O FA} befohlen. Am Ende des Startmodus wird die Kupplungsdrehmomentkapazität bei 114 hochgefahren, um die Kupplung sanft einzurücken. Sobald die Kupplung am Ende des Startmodus eingerückt ist, wird die Drehmomentkapazität der betreffenden Antriebskupplung hochgestuft und bei 116 gehalten, um die Kupplung vollständig zu verriegeln und sicherzustellen, dass die Antriebskupplung keinen Schlupf hat.
Die in 5C dargestellte Fahrzeuggeschwindigkeit 118 ist im Neutralmodus gleich Null und steigt während des ganzen Startmodus an.
Die Variation der tatsächlichen Motorkurbelwellendrehzahl 120, der gewünschten Motorkurbelwellendrehzahl 122 und der Kupplungsabtriebsdrehzahl 124 ist in 5D dargestellt. Der gewünschte Schlupf über der betreffenden Antriebskupplung wird durch die Differenz 126 zwischen der gewünschten Kurbelwellendrehzahl 122 und der Kupplungsabtriebsdrehzahl 124 dargestellt. Die Steuerung bewirkt, dass sich der tatsächliche Kupplungsschlupf an den gewünschten Kupplungsschlupf annähert, wenn die tatsächliche Kurbelwellendrehzahl 120 auf die gewünschte Kurbelwellendrehzahl 122 gesteuert wird. Wenn die gewünschte Kurbelwellendrehzahl und die tatsächliche Kurbelwellendrehzahl gleich sind, wird der gewünschte Kupplungsschlupf erreicht, jedoch kann die Kupplung rutschen. Die Stellen, wo die tatsächliche Kurbelwellendrehzahl die gewünschte Kurbelwellendrehzahl durchläuft, sind durch gestrichelte vertikale Linien dargestellt, wie in den 5D und 5E gezeigt ist. Das Motordrehmoment, welches bei 64 auf das gewünschte prozessparallele Kurbelwellendrehmoment 128 gesteuert wird, und das CISG-Drehmoment 130, welches bei 80 auf die Kurbelwellendrehmomentdifferenz gesteuert wird, um den Kupplungsschlupf zu minimieren, sind in 5E dargestellt.
Das Motordrehmoment, welches bei 64 auf ein gewünschtes prozessparalleles Kurbelwellendrehmoment 128 gesteuert wird, und das CISG-Drehmoment 130, welches bei 82 befohlen und bei 80 auf die Kurbelwellendrehmomentdifferenz gesteuert wird, um den Kurbelwellendrehzahlfehler zu minimieren, sind in 5E dargestellt.
5F zeigt die Variation des Getriebeabtriebsdrehmoments 132 T_{TRANS OUT} und des ERAD-Drehmoments 134 T_ERAD. Die Erhöhung 136 des Getriebeabtriebsdrehmoments tritt infolge der erhöhten Kupplungsdrehmomentkapazität 112 auf, die in 5B gezeigt ist.
Die wirksame Antriebsanforderung für den Getriebeantriebspfad ist das gewünschte Getriebeabtriebsdrehmoment während eines Fahrzeugstartzustands, nachdem die Antriebsverteilung zwischen den mechanischen und elektrischen Pfaden bestimmt wurde. Diese Methode kompensiert irgendeine Fahrzeugantriebshilfe, die von der ERAD während eines Fahrzeugstartzustands bereitgestellt wird, da die gesamte Fahrzeugantriebsanforderung sowohl durch den mechanischen Antriebspfad als auch den elektrischen Antriebspfad erfüllt werden kann. Zusätzlich zur Unterstützung des verteilten Antriebs, d. h. dem Ausgleich des von den Energiequellen erzeugten Drehmoments wird der CISG auch dazu verwendet, den Kupplungsschlupf im Zusammenwirken mit einer Kupplungsdrehmomentkapazitätssteuerung während des Startvorgangs zu regeln. Diese Methode nutzt den Vorteil der Ansprechcharakteristika der elektrischen Maschine und schafft eine genaue Schlupfsteuerung.
6 zeigt Details eines Lastschaltgetriebes 16 mit einer ersten Antriebskupplung 40, welche den Antrieb 20 des Getriebes 16 abwechselnd mit den einer ersten Vorgelegewelle 244 zugeordneten geraden Gängen 42 wahlweise verbindet, und einer zweiten Antriebskupplung 41, welche den Antrieb 20 abwechselnd mit den einer zweiten Vorgelegewelle 249 zugeordneten ungeraden Gängen 43 wahlweise verbindet.
Die Vorgelegewelle 244 trägt Ritzel 260, 262, 264, welche an der Welle 244 gelagert sind, und Kuppler 266, 268, welche an der Welle 244 befestigt sind. Die Ritzel 260, 262, 264 sind dem zweiten, vierten bzw. sechsten Gang zugeordnet. Der Kuppler 266 weist eine Muffe 270 auf, welche nach links bewegt werden kann, um das Ritzel 260 zu kuppeln und mit der Welle 244 in Antriebsverbindung zu bringen. Der Kuppler 268 weist eine Muffe 272 auf, welche nach links bewegt werden kann, um das Ritzel 262 zu kuppeln und mit der Welle 244 in Antriebsverbindung zu bringen, und welche nach rechts bewegt werden kann, um das Ritzel 264 zu kuppeln und mit der Welle 244 in Antriebsverbindung zu bringen.
Die Vorgelegewelle 249 trägt Ritzel 274, 276, 278, welche an der Welle 249 gelagert sind, und Kuppler 280, 282, welche an der Welle 249 befestigt sind. Die Ritzel 274, 276, 278 sind dem ersten, dritten bzw. fünften Gang zugeordnet. Der Kuppler 280 weist eine Muffe 284 auf, welche nach links bewegt werden kann, um das Ritzel 274 zu kuppeln und mit der Welle 249 in Antriebsverbindung zu bringen. Der Kuppler 282 weist eine Muffe 286 auf, welche nach links bewegt werden kann, um das Ritzel 276 zu kuppeln und mit der Welle 249 in Antriebsverbindung zu bringen, und welche nach rechts bewegt werden kann, um das Ritzel 278 zu kuppeln und mit der Welle 249 in Antriebsverbindung zu bringen.
Der Getriebeabtrieb 32 trägt Zahnräder 288, 290, 292, welche an der Welle 32 befestigt sind. Das Zahnrad 288 steht mit den Ritzeln 260 und 274 in Eingriff. Das Zahnrad 290 steht mit den Ritzeln 262 und 276 in Eingriff. Das Zahnrad 292 steht mit den Ritzeln 264 und 278 in Eingriff.
Die Kuppler 266, 268, 280 und 282 können Synchronisiereinrichtungen, Klauenkupplungen oder eine Kombination aus diesen sein.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein Lastschaltgetriebe beschrieben wurde, ist die Erfindung bei irgendeinem herkömmlichen Handschaltgetriebe, einem automatisierten Handschaltgetriebe oder einem Automatikgetriebe anwendbar, das keinen Drehmomentwandler hat, der sich in einem Antriebspfad zwischen dem Motor und dem Getriebeantrieb befindet.

Claims

System zur Steuerung eines Fahrzeugstartzustands, aufweisend: einen Motor (14); eine erste elektrische Maschine (18); eine zweite elektrische Maschine (22); ein Getriebe (16), das einen Antrieb (20) und einen Abtrieb (32) aufweist und geeignet ist, in einem momentanen Gang und einem Zielgang zu arbeiten; eine Antriebskupplung (40, 41) zum abwechselnden Verbinden und Trennen einer Antriebsverbindung zwischen dem Motor (14) und dem Getriebeantrieb (20) und zwischen der ersten Maschine (18) und dem Getriebeantrieb (20); und eine Steuereinrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie eine gewünschte Größe eines an dem Getriebeabtrieb (32) zu erzeugenden Drehmoments bestimmt, eine vorbestimmte Größe einer Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) erzeugt, den Motor (14) derart betreibt, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist, einen Kurbelwellendrehzahlfehler bestimmt, eine gewünschte Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) bestimmt, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert, eine Größe des von der ersten elektrischen Maschine (18) erzeugten Drehmoments derart einstellt, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist, und die Antriebskupplung (40, 41) einrückt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie: die Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) entlang einer Rampe auf eine Drehmomentkapazität erhöht, die gleich dem Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und die Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) weiter auf eine Drehmomentkapazität erhöht, die größer als das Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie die gewünschte Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) und ein Übersetzungsverhältnis des momentanen Ganges verwendet, um die Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie ein momentanes Getriebeübersetzungsverhältnis und eine Änderungsrate der Motordrehzahl verwendet, um die Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) zu bestimmen, die im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie: einen gewünschten Schlupf über der Antriebskupplung (40, 41) und eine Drehzahl des Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) verwendet, um die gewünschte Kurbelwellendrehzahl zu bestimmen; und eine Differenz zwischen der gewünschten Kurbelwellendrehzahl und einer Drehzahl der Kurbelwelle verwendet, um den Kurbelwellendrehzahlfehler zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie eine PID-Steuereinrichtung (80) aufweist und die PID-Steuereinrichtung (80) und den Kurbelwellendrehzahlfehler verwendet, um die gewünschte Drehmomentänderung an dem Getriebeantrieb (20) zu bestimmen, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert.
System zur Steuerung eines Fahrzeugstartzustands, aufweisend: einen Motor (14); eine erste elektrische Maschine (18); eine zweite elektrische Maschine (22); ein Getriebe (16), das einen Antrieb (20) und einen Abtrieb (32) aufweist und geeignet ist, in einem momentanen Gang und einem Zielgang zu arbeiten; eine Antriebskupplung (40, 41) zum abwechselnden Verbinden und Trennen einer Antriebsverbindung zwischen dem Motor (14) und dem Getriebeantrieb (20) und zwischen der ersten Maschine (18) und dem Getriebeantrieb (20); und eine Steuereinrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie eine Forderung des Fahrers nach einem gewünschten Raddrehmoment verwendet, um ein gewünschtes Raddrehmoment an dem ersten Radsatz und ein gewünschtes Raddrehmoment an dem zweiten Radsatz zu bestimmen, den Motor (14), die erste elektrische Maschine (18) und das Getriebe (16) derart betreibt, dass sie die gewünschte Größe des Drehmoments an dem ersten Radsatz erzeugen, und die zweite elektrische Maschine (22) derart betreibt, dass sie die gewünschte Größe des Drehmoments an dem zweiten Radsatz erzeugt, eine gewünschte Größe des an dem Getriebeabtrieb (32) zu erzeugenden Drehmoments bestimmt, eine vorbestimmte Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) erzeugt, den Motor (14) derart betreibt, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist, einen Motordrehzahlfehler bestimmt, eine gewünschte Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) bestimmt, die den Motordrehzahlfehler reduziert, eine Größe des von der ersten elektrischen Maschine (18) erzeugten Drehmoments derart einstellt, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist, und die Antriebskupplung (40, 41) einrückt.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie: die Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) entlang einer Rampe auf eine Drehmomentkapazität erhöht, die gleich dem Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und die Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) weiter auf eine Drehmomentkapazität erhöht, die größer als das Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie die gewünschte Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) und ein Übersetzungsverhältnis des momentanen Ganges verwendet, um die Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) zu bestimmen.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie ein momentanes Getriebeübersetzungsverhältnis und eine Änderungsrate der Motordrehzahl verwendet, um die Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) zu bestimmen, die im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie: einen gewünschten Schlupf über der Antriebskupplung (40, 41) bestimmt; den gewünschten Schlupf über der Antriebskupplung (40, 41) und eine Drehzahl des Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) verwendet, um die gewünschte Kurbelwellendrehzahl zu bestimmen; und eine Differenz zwischen der gewünschten Kurbelwellendrehzahl und einer Drehzahl der Kurbelwelle verwendet, um den Kurbelwellendrehzahlfehler zu bestimmen.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung ferner derart konfiguriert ist, dass sie eine PID-Steuereinrichtung (80) aufweist und die PID-Steuereinrichtung (80) und den Kurbelwellendrehzahlfehler verwendet, um die gewünschte Drehmomentänderung an dem Getriebeantrieb (20) zu bestimmen, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert.
Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugstarts eines Fahrzeuges mit einem Antriebsstrang (12), der ein Getriebe (16) mit einem Antrieb (20), einem momentanen Gang, einer Antriebskupplung (40, 41), die einem Zielgang zugeordnet ist, und einem Abtrieb (32), einen Motor (14) und eine erste elektrische Maschine (18) zum Antreiben des Antriebs (20) aufweist, umfassend die Schritte: (a) Bestimmen einer gewünschten Größe eines an dem Getriebeabtrieb (32) zu erzeugenden Drehmoments; (b) Erzeugen einer vorbestimmten Größe einer Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41); (c) Betreiben des Motors (14) derart, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist; (d) Bestimmen einer gewünschten Kurbelwellendrehzahl und eines Kurbelwellendrehzahlfehlers; (e) Bestimmen einer gewünschten Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20), die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert; (f) Einstellen einer Größe des von der ersten elektrischen Maschine (18) erzeugten Drehmoments derart, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und (g) Einrücken der Antriebskupplung (40, 41) derart, dass kein Schlupf zwischen der Kurbelwellendrehzahl und der Kupplungsdrehzahl auftritt.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend den Schritt: Verwenden einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einer Position eines Gaspedals (50) derart, dass eine Fahrzeugantriebsanforderung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (g) ferner die Schritte umfasst: Erhöhen der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) entlang einer Rampe auf eine Drehmomentkapazität, die gleich dem Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und weiteres Erhöhen der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) auf eine Drehmomentkapazität, die größer als das Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend den Schritt: Betreiben einer zweiten elektrischen Maschine (22) derart, dass eine gewünschte Größe des Drehmoments zum Antreiben des Fahrzeuges erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (b) ferner den Schritt umfasst: Verwenden der gewünschten Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) und eines Übersetzungsverhältnisses des momentanen Ganges derart, dass die Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (c) ferner den Schritt umfasst: Verwenden eines momentanen Getriebeübersetzungsverhältnisses und einer Änderungsrate der Motordrehzahl, um den Motor (14) derart zu betreiben, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (d) ferner die Schritte umfasst: Bestimmen eines gewünschten Schlupfes über der Antriebskupplung (40, 41); Verwenden des gewünschten Schlupfes über der Antriebskupplung (40, 41) und einer Drehzahl des Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) derart, dass die gewünschte Kurbelwellendrehzahl bestimmt wird; und Verwenden einer Differenz zwischen der gewünschten Kurbelwellendrehzahl und einer Drehzahl der Kurbelwelle derart, dass der Kurbelwellendrehzahlfehler bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt: Verwenden einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gaspedalposition derart, dass der gewünschte Schlupf über der Antriebskupplung (40, 41) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend den Schritt: Verwenden des gewünschten Schlupfes der Antriebskupplung (40, 41) und einer Drehzahl eines Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) derart, dass die gewünschte Kurbelwellendrehzahl bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (e) ferner die Schritte umfasst: Verwenden einer PID-Steuereinrichtung (80) und des Kurbelwellendrehzahlfehlers derart, dass die gewünschte Drehmomentänderung an dem Getriebeantrieb (20) bestimmt wird, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend die Schritte: Bestimmen, ob der Schlupf der Antriebskupplung (40, 41) im Wesentlichen gleich Null ist; Bestimmen, ob die Motordrehzahl größer als die Drehzahl des Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) ist; Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist; und diskontinuierliches Durchführen des Fahrzeugstartsteuerungsverfahrens, wenn all diese Bedingungen vorliegen.
Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstranges (12), der ein Getriebe (16) mit einem Antrieb (20), einem momentanen Gang, einer Antriebskupplung (40, 41), die einem Zielgang zugeordnet ist, und einem Abtrieb (32), einen Motor (14), eine erste elektrische Maschine (18) zum Antreiben des Antriebs (20) und eines ersten Satzes von Fahrzeugrädern (34, 35), und eine zweite elektrische Maschine (22) zum Antreiben eines zweiten Satzes von Fahrzeugrädern (26, 27) aufweist, umfassend die Schritte: (A) Verwenden einer Forderung des Fahrers nach einem gewünschten Raddrehmoment derart, dass ein gewünschtes Raddrehmoment an dem ersten Radsatz und ein gewünschtes Raddrehmoment an dem zweiten Radsatz bestimmt werden; (B) Betreiben des Motors (14), der ersten elektrischen Maschine (18) und des Getriebes (16) derart, dass die gewünschte Größe des Drehmoments an dem ersten Radsatz erzeugt wird, und Betreiben der zweiten elektrischen Maschine (22) derart, dass die gewünschte Größe des Drehmoments an dem zweiten Radsatz erzeugt wird; (C) Erzeugen einer vorbestimmten Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41); (D) Betreiben des Motors (14) derart, dass eine Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist; (E) Bestimmen eines Kurbelwellendrehzahlfehlers; (F) Bestimmen einer gewünschten Änderung des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20), die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert; (G) Einstellen einer Größe des von der ersten elektrischen Maschine (18) erzeugten Drehmoments derart, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeantrieb (20) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und (H) Einrücken der Antriebskupplung (40, 41).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt (H) ferner die Schritte umfasst: Erhöhen der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) entlang einer Rampe auf eine Drehmomentkapazität, die gleich dem Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist; und weiteres Erhöhen der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) auf eine Drehmomentkapazität, die größer als das Drehmoment an dem Getriebeantrieb (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt (C) ferner den Schritt umfasst: Verwenden der gewünschten Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) und eines Übersetzungsverhältnisses des momentanen Ganges derart, dass die Größe der Drehmomentkapazität der Antriebskupplung (40, 41) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt (D) ferner den Schritt umfasst: Verwenden eines momentanen Getriebeübersetzungsverhältnisses und einer Änderungsrate der Motordrehzahl derart, dass die Größe des Drehmoments an dem Getriebeabtrieb (32) im Wesentlichen gleich dem gewünschten Getriebeabtriebsdrehmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt (E) ferner die Schritte umfasst: Bestimmen eines gewünschten Schlupfes über der Antriebskupplung (40, 41); Verwenden des gewünschten Schlupfes über der Antriebskupplung (40, 41) und einer Drehzahl des Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) derart, dass die gewünschte Kurbelwellendrehzahl bestimmt wird; und Verwenden einer Differenz zwischen der gewünschten Kurbelwellendrehzahl und einer Drehzahl der Kurbelwelle derart, dass der Kurbelwellendrehzahlfehler bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend den Schritt: Verwenden einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gaspedalposition derart, dass der gewünschte Schlupf über der Antriebskupplung (40, 41) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner umfassend den Schritt: Verwenden des gewünschten Schlupfes der Antriebskupplung (40, 41) und einer Drehzahl eines Abtriebs der Antriebskupplung (40, 41) derart, dass die gewünschte Kurbelwellendrehzahl bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt (F) ferner die Schritte umfasst: Verwenden einer PID-Steuereinrichtung (80) und des Kurbelwellendrehzahlfehlers derart, dass die gewünschte Drehmomentänderung an dem Getriebeantrieb (20) bestimmt wird, die den Kurbelwellendrehzahlfehler reduziert.