DE102008021428A1

DE102008021428A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Maschinenhalts für ein Hybridantriebsstrangsystem

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Publication number: DE102008021428A1
Application number: DE102008021428A
Authority: DE
Inventors: Bryan R. Waterford Snyder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: US7463968B2; CN101298250B; DE102008021428B4; CN101298250A; US20080275625A1

Abstract

Es wird ein Steuerschema zum Anhalten einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebsstrangs einschließlich während andauernden Fahrzeugbetriebs geschaffen. Das Verfahren, das vorzugsweise als Programmcode in einem Herstellungsartikel ausgeführt wird, umfasst in der dargelegten Reihenfolge die folgenden Schritte: Zunächst wird der Maschinenbetrieb zum Anhalten des Zündens der Maschine gesteuert. Eine Dämpferkupplung wird zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes gesteuert. Daraufhin werden wahlweise Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor gesteuert, um die Maschinendrehzahl zu verringern. Daraufhin werden wahlweise Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor gesteuert, um die Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer vorgegebenen Kurbelstellung anzuhalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuersysteme für Antriebsstrangsteuersysteme, die elektromechanische Getriebe nutzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hybridantriebsstrangarchitekturen umfassen Drehmomenterzeugungsvorrichtungen, die Brennkraftmaschinen und Elektromotoren enthalten, die ein Drehmoment über eine Getriebevorrichtung an einen Fahrzeugendantrieb übertragen. Eine Hybridantriebsstrangarchitektur verringert den Kraftstoffverbrauch durch die Maschine, indem sie die Maschine in günstigen Momenten während andauernden Fahrzeugbetriebs einschließlich Ereignissen wie etwa, wenn das Fahrzeug bei einer Ampel oder im Verkehr angehalten wird oder wenn das Fahrzeug auf einem abschüssigen Abschnitt einer Autobahn betrieben wird, abschaltet. Eine Antriebsstrangarchitektur enthält z. B. ein Maschinen- und Getriebesystem, das so gesteuert wird und mechanisiert ist, dass es die Maschine abschaltet und unter Verwendung eines Riementriebs über eine Lichtmaschine, häufig als eine riemengetriebene Startergeneratorvorrichtung (BAS-Vorrichtung) bezeichnet, neu startet. Weitere Antriebsstrangarchitekturen enthalten Maschinen- und Getriebesysteme, in denen einer oder mehrere Elektromotoren ein Bewegungsdrehmoment erzeugen, das direkt oder über das Getriebe an den Fahrzeugendantrieb übertragen wird.
Ein solches Getriebe enthält ein elektromechanisches Zweifachmoduskombiniert-leistungsverzweigtes Getriebe, das ein Antriebselement für den Empfang des Bewegungsdrehmoments von einer Antriebsmaschinen-Leistungsquelle, üblicherweise einer Brennkraftmaschine, und ein Abtriebselement zum Liefern eines Bewegungsdrehmoments von dem Getriebe an den Fahrzeugendantrieb nutzt. Elektromotoren, die funktional mit einer Elektroenergie-Speichervorrichtung verbunden sind, umfassen Motoren/Generatoren, die zum Erzeugen eines Bewegungsdrehmoments zur Eingabe in das Getriebe unabhängig von der Drehmomenteingabe von der Brennkraftmaschine betreibbar sind. Ferner sind die Elektromotoren zum Umwandeln kinetischer Fahrzeugenergie, die über den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in ein Elektroenergiepotential, das in der Elektroenergie-Speichervorrichtung speicherbar ist, betreibbar. Ein Steuersystem überwacht verschiedene Eingaben von dem Fahrzeug und von dem Betreiber und stellt eine Betriebssteuerung des Antriebsstrangssystems einschließlich des Steuerns der Getriebegangschaltung, des Steuerns der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen und des Regulierens des Austauschs elektrischer Leistung zwischen der Elektroenergie-Speichervorrichtung und den Elektromotoren bereit.
Die beispielhaften elektromechanischen Getriebe sind durch Betätigen der Drehmomentübertragungskupplungen, die üblicherweise einen Hydraulikkreis nutzen, um eine Kupplungsbetätigung, einschließlich in Festgang- und stufenloser Betriebsarten, zu bewirken, wahlweise in Festgangbetriebsarten und stufenlosen Betriebsarten betreibbar. Ingenieure, die Antriebsstrangsysteme mit elektromechanischen Getrieben realisieren, erhalten die Aufgabe, Steuerschemata zum Überwachen von Systemzuständen und zum Steuern des Betriebs verschiedener Systeme und Stellglieder zu realisieren, um den Antriebsstrangbetrieb wirksam zu steuern.
Der Betrieb des Antriebsstrangsystems enthält das wahlweise Starten und Anhalten des Betriebs der Brennkraftmaschine. Der Maschinenhalt kann durch den Betreiber ausgelöst werden, wobei der Fahrzeugbetreiber die Maschine mittels einer Schlüsselabschalt-Aktion anhält. Ferner umfasst der Maschinenhalt automatische Maschinenhaltereignisse während andauernden Fahrzeugbetriebs, in denen die Maschine durch das Steuersystem automatisch angehalten wird. Dies tritt üblicherweise in Ansprechen auf eine Steuersystembestimmung einer Gelegenheit zum Anhalten der Maschine auf und wird als stilles automatisches Haltereignis bezeichnet. Das Steuersystem hält den Betrieb der Brennkraftmaschine wahlweise zum Optimieren der Energieeffizienz und aus anderen Gründen an.
Während eines Maschinenhaltereignisses werden in ungezündeten Maschinenzylindern Kompressionsdrehmomentimpulse erzeugt und an einen Getriebedrehmomentdämpfer und an den Maschinenblock übertragen, was dazu führen kann, dass den Fahrzeugbetreiber störende Vibrationen, insbesondere bei Resonanzfrequenzen für den Antriebsstrang und für die verschiedenen Endantriebskomponenten, erreichen.
Es besteht ein Bedarf an einem Steuerschema, das einschließlich während andauernden Fahrzeugsbetriebs effektiv den Betrieb einer Brennkraftmaschine anhält und an Druckimpulse und Vibrationen anpasst. Ein solches System ist im Folgenden beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Steuerschema zum Anhalten einer Brennkraftmaschine eines Hybridantriebsstrangs einschließlich während andauernden Fahrzeugbetriebs geschaffen. Das Verfahren, das vorzugsweise als Programmcode in einem Herstellungsartikel ausgeführt wird, umfasst in der dargelegten Reihenfolge die folgenden Schritte. Zunächst wird der Maschinenbetrieb zum Anhalten des Zündens der Maschine gesteuert. Eine Dämpferkupplung wird zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes gesteuert. Daraufhin werden wahlweise Drehmomentabgaben von Elektromotoren gesteuert, um die Maschinendrehzahl zu verringern. Daraufhin werden wahlweise Drehmomentabgaben von den Elektromotoren gesteuert, um die Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer vorgegebenen Kurbelstellung anzuhalten.
Ein Aspekt der Erfindung enthält den Antriebsstrang, der die Brennkraftmaschine und den ersten und den zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise betreibbar ist, um ein Drehmoment dazwischen zu übertragen, umfasst.
Ein Aspekt der Erfindung enthält ein Maschinendrehmoment-Simulationsmodell zum genauen Bestimmen der Maschinenkompressionsdrücke in Echtzeit zum Anpassen an Änderungen der Maschinenbetriebsbedingungen auf der Grundlage voreingestellter Maschinenbetriebsbedingungen.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung gehen für den Fachmann auf dem Gebiet beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und in Bezug auf die Anordnung von Teilen eine physikalische Form annehmen, von der eine Ausfüh rungsform ausführlich beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, die einen Teil davon bilden und in denen:
1 eine Prinzipdarstellung eines beispielhaften Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist,
2 eine Prinzipdarstellung einer beispielhaften Architektur für ein Steuersystem und für einen Antriebsstrang in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist; und
3 und 4 graphische Darstellungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Es werden nun die Zeichnungen beschrieben, wobei die Darstellungen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und nicht zu deren Beschränkung dienen. Nunmehr anhand von 1 und 2 ist ein System zur Veranschaulichung der Erfindung gezeigt, das eine Maschine 14, ein Getriebe 10, ein Steuersystem und einen Endantrieb umfasst. Mechanische Aspekte des Getriebes 10 sind ausführlich in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 6,953,409 mit dem Titel "Two-Mode, Compound-Split, Hybrid Electro-Mechanical Transmission having Four Fixed Ratios" offenbart, das hier durch Bezugsnahme mit aufgenommen ist. Das Getriebe 10 enthält eine Antriebswelle 12 mit einer Antriebsdrehzahl N_I, die vorzugsweise durch eine Brennkraftmaschine 14 angetrieben wird. Die Maschine 14 weist eine Kurbelwelle auf, die über eine Welle 18 funktional mit einer verriegelbaren Drehmomentdämpfervorrichtung 20 verbunden ist, die zum Übertragen des Drehmoments an die Getriebeantriebswelle 12 dient. Die verriegelbare Drehmomentdämpfervorrichtung enthält eine Kupplung C5, die die Drehmomentdämpfervorrichtung 20 verriegelt und somit das Drehmoment direkt zwischen der Maschine und der Antriebswelle 12 des Getriebes überträgt. Die Maschine weist eine charakteristische Drehzahl N_E und ein Abtriebsdrehmoment T_E auf. Wenn die Dämpfervorrichtung 20 verriegelt ist, sind die Maschinendrehzahl N_E und das Abtriebsdrehmoment T_E effektiv gleich der Getriebeantriebsdrehzahl N_I und dem Antriebsdrehmoment T_I, wobei irgendwelche Differenzen eine Verdrehung der Komponenten dazwischen umfassen.
Das Getriebe 10 nutzt drei Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 und vier Drehmomentübertragungsvorrichtungen, d. h. Kupplungen, C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75. Die Kupplungen C2 und C4 umfassen vorzugsweise hydraulisch betätigte rotierende Reibungskupplungen. Die Kupplungen C1 und C3 umfassen vorzugsweise hydraulisch betätigte feststehende Vorrichtungen, die zu dem Getriebegehäuse 68 geerdet sind.
Es gibt einen ersten Elektromotor, der einen als MA bezeichneten Motor/Generator 56 umfasst, und einen zweiten Elektromotor, der einen als MB bezeichneten Motor/Generator 72 umfasst, die über die Planetenräder funktional mit dem Getriebe verbunden sind. Die Drehstellungen von MA und MB werden unter Verwendung von Drehmeldern 82 bzw. 84 gemessen, die bekannte elektrische Vorrichtungen sind, die jeweils einen Stator und einen Rotor umfassen, die dazu dienen, die Stellung der Elektromotoren zu messen. Die Getriebeabtriebswelle 64 ist funktional mit einem Fahrzeugendantrieb 90 verbunden, um an die Fahrzeugräder ein Bewegungsabtriebsdrehmoment T_O mit der Abtriebsdrehzahl N_O zu liefern.
Das Getriebe 10 empfängt im Ergebnis der Energieumwandlung von Kraftstoff oder von in einer Elektroenergie-Speichervorrichtung (ESD) 74 gespeichertem elektrischem Potential von den Drehmomenterzeugungsvorrichtungen, die die Maschine 14 und den MA 56 und den MB 72 enthalten und die in dieser Reihenfolge als 'T_I', 'T_A' und 'T_B' bezeichnet sind, ein Antriebsdrehmoment. Die ESD 74 ist über Gleichspannungsübertragungsleiter 27 mit dem Getriebeleistungswechselrichtermodul ('TPIM') 19 Hochspannungs-Gleichspannungs-gekoppelt. Das TPIM 19 ist ein Element des im Folgenden anhand von 2 beschriebenen Steuersystems. Das TPIM 19 überträgt über die Übertragungsleiter 29 Elektroenergie zum und vom MA 56 und das TPIM 19 überträgt ähnlich über die Übertragungsleiter 31 Elektroenergie zum und vom MB 72. In Übereinstimmung damit, ob die ESD 74 geladen oder entladen wird, wird elektrischer Strom zu und von der ESD 74 übertragen. Das TPIM 19 enthält das Paar Leistungswechselrichter und jeweiliger Motorsteuermodule, die zum Empfangen von Motorsteuerbefehlen und zum Steuern von Wechselrichterzuständen davon konfiguriert sind, um eine Motorantriebs- oder -rückgewinnungsfunktionalität bereitzustellen. Vorzugsweise sind der MA 56 und der MB 72 Dreiphasenwechselstrommotoren, die jeweils einen Rotor aufweisen, der betreibbar ist, um sich in einem Stator zu drehen, der in ein Gehäuse des Getriebes eingebaut ist. Die Wechselrichter umfassen bekannte komplementäre Dreiphasen-Leistungselektronikvorrichtungen.
Nunmehr anhand von 2 ist ein schematischer Blockschaltplan des Steuersystems gezeigt, das die verteilte Steuermodularchitektur umfasst. Die im Folgenden beschriebenen Elemente umfassen eine Teilmenge der Gesamtfahrzeugsteuerarchitektur und sind betreibbar, um eine koordinierte Systemsteuerung des hier beschriebenen Antriebsstrangssystems bereitzustellen. Das Steuersystem synthetisiert relevante Informationen und Eingaben und führt Algorithmen zum Steuern verschiedener Stellglieder zum Erreichen von Steuerzielen einschließlich solcher Parameter wie Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistung, Antriebsverhalten und Schutz der Hardware einschließlich der Batterien der ESD 74 und des MA und des MB 56, 72 aus. Die verteilte Steuermodularchitektur enthält ein Maschinensteuermodul ('ECM') 23, ein Getriebesteuermodul ('TCM') 17, ein Batteriepacksteuermodul ('BPCM') 21 und das TPIM 19. Ein Hybridsteuermodul ('HCP') 5 stellt eine allumfassende Steuerung und Koordinierung der oben erwähnten Steuermodule bereit. Es gibt eine Anwenderschnittstelle ('UI') 13, die funktional mit mehreren Vorrichtungen verbunden ist, über die ein Fahrzeugbetreiber üblicherweise den Betrieb des Antriebsstrangs einschließlich des Getriebes 10 durch eine Anforderung für eine Drehmomentabgabe steuert oder anweist. Beispielhafte Fahrzeugbetreibereingaben in die UI 13 enthalten ein Fahrpedal, ein Bremspedal, einen Getriebewählhebel und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung. Jedes der oben erwähnten Steuermodule kommuniziert über einen Bus 6 des lokalen Netzes ('LAN'-Bus 6) mit weiteren Steuermodulen, Sensoren und Stellgliedern. Der LAN-Bus 6 ermöglicht die strukturierte Kommunikation von Steuerparametern und -befehlen zwischen den verschiedenen Steuermodulen. Das spezifische genutzte Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Der LAN-Bus und geeignete Protokolle stellen zwischen den oben erwähnten Steuermodulen und weiteren Steuermodulen, die eine Funktionalität wie etwa Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität bereitstellen, eine robuste Mitteilungsübermittlung und Mehrsteuermodul-Schnittstellen bereit.
Das HCP 5 stellt eine allumfassende Steuerung des Hybridantriebsstrangsystems bereit, die zum Koordinieren des Betriebs des ECM 23, des TCM 17, des TPIM 19 und des BPCM 21 dient. Das HCP 5 erzeugt auf der Grundlage verschiedener Eingangssignale von der UI 13 und von dem Antriebsstrang einschließlich des Batteriepacks verschiedene Befehle, einschließlich: einer Betreiberdrehmomentanforderungs-Ausgabe ('T_{O_REQ}'-Ausgabe) an den Endantrieb 90, des von der Maschine ausgehenden Antriebsdrehmoments T_I, des Kupplungsdrehmoments ('T_{CL_N}') für die N verschiedenen Drehmomentübertragungskupplungen C1, C2, C3, C4 des Getriebes 10; und der Motordrehmomente T_A und T_B für MA und MB. Das TCM 17 ist funktional mit der Elektro-Hydraulik-Steuerschaltung 42 verbunden, die die Überwachung verschiedener Druckabfühlvorrichtungen (nicht gezeigt) und das Erzeugen und Ausführen von Steuersignalen für verschiedene Elektromagnete zum Steuern von Druckschaltern und zum Steuern darin enthaltener Ventile enthält.
Das ECM 23 ist funktional mit der Maschine 14 verbunden und wirkt so, dass es über mehrere diskrete Leitungen, die zusammen als Leitungsgruppe 35 gezeigt sind, Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfasst bzw. eine Vielzahl von Stellgliedern der Maschine 14 steuert. Das ECM 23 empfängt den Maschinendrehmomentbefehl von dem HCP 5 und erzeugt ein gewünschtes Achsdrehmoment und eine Angabe des tatsächlichen Antriebsdrehmoments T_I zu dem Getriebe, die an das HCP 5 übermittelt wird. Der Einfachheit halber ist das ECM 23 allgemein mit einer doppelt gerichteten Schnittstelle mit der Maschine 14 über die Leitungsgruppe 35 gezeigt. Verschiedene weitere Parameter, die durch das ECM 23 abgefühlt werden können, enthalten die Maschinenkühlmitteltemperatur, die Maschinenantriebsdrehzahl N_E zur Welle 12, die in die Getriebeantriebsdrehzahl N_I übersetzt wird, den Krümmerdruck, die Umgebungslufttemperatur und den Umgebungsdruck. Verschiedene Stellglieder, die durch das ECM 23 gesteuert werden können, enthalten Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündmodule und Drosselsteuermodule.
Das TCM 17 ist funktional mit dem Getriebe 10 verbunden und wirkt so, dass es Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfasst und Befehlssignale an das Getriebe liefert. Eingaben von dem TCM 17 in das HCP 5 enthalten geschätzte Kupplungsdrehmomente für jede der N Kupplungen, d. h. C1, C2, C3 und C4, und die Drehzahl N_O der Abtriebswelle 64. Um für Steuerzwecke zusätzliche Informationen von dem TCM an das HCP zu liefern, können weitere Stellglieder und Sensoren verwendet werden. Das TCM 17 überwacht Eingaben von Druckschaltern und betätigt wahlweise Drucksteuerelektromagnete und Schaltelektromagnete, um verschiedene Kupplungen zu betätigen, um verschiedene Getriebebetriebsarten zu erreichen, wie sie im Folgenden beschrieben sind.
Das BPCM 21 ist signalisierend mit einem oder mit mehreren Sensoren verbunden, der/die betreibbar ist/sind, um elektrische Strom- oder Spannungsparameter der ESD 74 zu überwachen, um Informationen über den Zustand der Batterien an das HCP 5 zu liefern. Diese Informationen enthalten den Batterieladezustand, die Batteriespannung und die verfügbare Batterieleistung, die als ein Bereich P_{BAT_MIN} bis P_{BAT_MAX} bezeichnet ist.
Jedes der oben erwähnten Steuermodule ist vorzugsweise ein Universaldigitalcomputer, der allgemein einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit, Speichermedien, die Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) umfassen, einen schnellen Taktgeber, eine Analog/Digital-(A/D-) und eine Digital/Analog-(D/A-)Schaltungsanordnung und eine Eingabe/Aus gabe-Schaltungsanordnung und Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und -pufferschaltungsanordnung umfasst. Jedes Steuermodul besitzt einen Satz von Steueralgorithmen, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die im ROM gespeichert sind und ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers bereitzustellen. Die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Computern wird vorzugsweise unter Verwendung des oben erwähnten LAN 6 ausgeführt.
Üblicherweise werden während voreingestellter Schleifenzyklen in jedem der Steuermodule Algorithmen für die Steuerung und Zustandsschätzung ausgeführt, sodass jeder Algorithmus in jedem Schleifenzyklus wenigstens einmal ausgeführt wird. Die in den nichtflüchtigen Speichervorrichtungen gespeicherten Algorithmen werden durch eine der Zentraleinheiten ausgeführt und sind zum Überwachen von Eingaben von den Abfühlvorrichtungen und zum Ausführen von Steuer- und Diagnoseroutinen mm Steuern des Betriebs der jeweiligen Vorrichtung unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen betreibbar. Die Schleifenzyklen werden während andauernden Maschinen- und Fahrzeugbetriebs üblicherweise in regelmäßigen Intervallen, z. B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden (ms), ausgeführt. Alternativ können die Algorithmen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.

Das beispielhafte Zweifachmodus-kombiniert-leistungsverzweigte elektromechanische Getriebe arbeitet in mehreren Festgang-Betriebsarten und in zwei stufenlosen Betriebsarten, die anhand von 1 und der folgenden Tabelle 1 beschrieben sind. Tabelle 1

Getriebebetriebsbereichszustand	Betätigte Kupplungen
Modus 1-Maschine aus (M1_Eng_Off)	C1
Modus 1-Maschine ein (M1_Eng_On)	C1
Festes Verhältnis 1 (GR1)	C1	C4
Festes Verhältnis 2 (GR2)	C1	C2
Modus 2-Maschine aus (M2_Eng_Off)	C2
Modus 2-Maschine ein (M2_Eng_On)	C2
Festes Verhältnis 3 (GR3)	C2	C4
Festes Verhältnis 4 (GR4)	C2	C3

Die verschiedenen in der Tabelle beschriebenen Getriebebetriebsbereichszustände geben an, welche der spezifischen Kupplungen C1, C2, C3 und C4 für jeden der Betriebsbereichszustände eingerückt oder betätigt sind. Ein erster Modus, d. h. Modus 1, ist ausgewählt, wenn die Kupplung C1 70 betätigt ist, um das Außenzahnradelement des dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu "erden". Die Maschine 14 kann entweder ein oder aus sein. Ein zweiter Modus, d. h. Modus 2, ist ausgewählt, wenn die Kupplung C1 70 ausgerückt ist und die Kupplung C2 62 gleichzeitig betätigt ist, um die Welle 60 mit dem Träger des dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu verbinden. Die Maschine 14 kann wieder entweder ein oder aus sein. Weitere Faktoren außerhalb des Umfangs der Erfindung beeinflussen, wann die Elektromotoren 56, 72 als Motoren und Generatoren arbeiten, und sind hier nicht diskutiert.
Die erste und die zweite stufenlose Betriebsart beziehen sich auf Umstände, unter denen die Getriebefunktionen durch eine Kupplung, d. h. entweder durch die Kupplung C1 62 oder durch die Kupplung C2 70, gesteuert werden und durch die Drehzahl und durch das Drehmoment der Elektromotoren 56 und 72 gesteuert werden. Bestimmte Betriebsbereiche umfassen Festgangverhältnisse, die durch Einrücken einer zusätzlichen Kupplung erreicht werden. Wie in der obigen Tabelle gezeigt ist, kann diese zusätzliche Kupplung die Kupplung C3 73 oder C4 75 sein. Wenn die zusätzliche Kupplung eingerückt ist, wird ein Betrieb mit festem Verhältnis von Antriebs- zu Abtriebsdrehzahl des Getriebes, d. h. N_I/N_O, erreicht. Die Drehungen der Maschinen MA und MB 56, 72, hängen von der internen Drehung des Mechanismus ab, wie er durch die Kupplungsbetätigung definiert ist, und sind proportional zu der bei der Welle 12 gemessenen Antriebsdrehzahl.
Das Überwachungs-HCP-Steuermodul 5 und eines oder mehrere der weiteren Steuermodule bestimmen in Ansprechen auf eine Betreiberaktion, wie sie durch die UI 13 erfasst wird, die Betreiberdrehmomentanforderung T_{O_REQ}, die bei der Welle 64 auszuführen ist. Die endgültige Fahrzeugbeschleunigung wird durch weitere Faktoren, einschließlich z. B. Norm-Fahrwiderstand, Straßenqualität und Fahrzeugmasse, beeinflusst. Für das beispielhafte Getriebe wird die Betriebsart auf der Grundlage einer Vielzahl von Betriebscharakteristiken des Antriebsstrangs bestimmt. Dies enthält eine Betreiberforderung für das Drehmoment, die wie zuvor beschrieben üblicherweise über Eingaben in die UI 13 übermittelt wird. Außerdem wird anhand externer Bedingungen, einschließlich z. B. Norm-Fahrwiderstand, Straßenoberflächenbedingungen oder Windlast, eine Anforderung für das Abtriebsdrehmoment vorhergesagt. Die Betriebsart kann anhand einer Antriebsstrang-Drehmomentanforderung vorhergesagt werden, die durch einen Steuermodulbefehl zum Betreiben der Elektromotoren in einer Elektroenergieerzeugungs-Betriebsart oder in einer Drehmomenterzeugungs-Betriebsart verursacht wird. Die Betriebsart kann durch einen Optimierungsalgorithmus oder durch eine Optimierungsroutine bestimmt werden, der/die auf der Grundlage der Betreiberanforderung für Leistung, des Batterieladezustands und der Energieeffizienzen der Maschine 14 und des MA und des MB 56, 72 die optimale Systemeffizienz bestimmt. Das Steuersystem managt auf der Grundlage eines Ergebnisses der ausgeführten Optimierungsroutine Drehmomenteingaben von der Maschine 14 und von dem MA und von dem MB 56, 72, wobei die Systemoptimierung zum Optimieren der Systemeffizienzen zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit und für das Management der Batterieladung stattfindet. Darüber hinaus kann der Betrieb auf der Grundlage eines Ausfalls in einer Komponente oder einem System bestimmt werden. Das HCP 5 überwacht wie im Folgenden beschrieben die Parameterzustände der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen und bestimmt die Abgabe des Getriebes, die erforderlich ist, um die gewünschte Drehmomentabgabe zu erreichen. Das Getriebe 10 arbeitet unter der Anweisung des HCP 5 über einen Bereich von Abtriebsdrehzahlen von langsam bis schnell, um die Betreiberforderung zu erfüllen.
Die beispielhafte Maschine 14 umfasst eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die wahlweise in mehreren Zuständen betreibbar ist, um ein Drehmoment über die Welle 12 an das Getriebe zu übertragen, und kann entweder eine Otto- oder eine Dieselmaschine sein. Die beispielhaften Maschinenzustände umfassen den normalen Maschinenbetrieb ('ALL_CYL'), den Maschinenbetrieb mit deaktivierten Zylindern ('DEACT'), die Maschinenkraftstoffabschaltung ('FCO'), die Maschinen-kraftstoffabschaltung mit Zylinderdeaktivierung ('FCO_DEACT') und die Maschinenabschaltung ('OFF'). Im normalen Maschinenbetrieb werden alle Maschinenzylinder mit Kraftstoff versorgt und gezündet. In dem Zylinderdeaktivierungzustand sind üblicherweise die Hälfte der Zylinder, z. B. eine Bank einer V-konfigurierten Maschine, deaktiviert. Üblicherweise wird eine Bank von Zylindern dadurch deaktiviert, dass die Kraftstoffzufuhr dazu unterbrochen wird und wahlweise Auslassventile offen gelassen werden, um die Maschinenpumpverluste zu verringern. In dem Maschinen-Kraftstoffabschaltungszustand ist die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern unterbrochen. In dem Zustand der Maschinenkraftstoffabschaltung mit Zylinderdeaktivierung ist die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern unterbrochen und ist eine Bank von Zylindern deaktiviert, um Pumpverluste zu verringern. Der Maschine-aus-Zustand ist dadurch definiert, dass die Maschinenantriebsdrehzahl N_E gleich null Umdrehungen pro Minute (min^–1) ist, d. h., dass sich die Maschinenkurbelwelle nicht dreht.
Nunmehr anhand von 3 wird nun das Steuerschema zum Anhalten der Drehung der Brennkraftmaschine während andauernden Fahrzeugbetriebs anhand des beispielhaften Hybridantriebsstrangsystems aus 1 und 2 beschrieben. Vor der Ausführung der Schritte zum Anhalten der Maschine während andauernden Betriebs wird das elektromechanische Getriebe in einer der stufenlosen Betriebsarten (d. h. Betriebsart 1, Be triebsart 2) gesteuert. Das Steuerschema wird in einem oder in mehreren der Steuermodule als maschinenausführbarer Code ausgeführt, der dazu dient, Elemente des Hybridantriebsstrangs zum Erzeugen einer Drehmomentabgabe von den Elektromaschinen zum Anhalten der Drehung der Maschine, die nicht gezündet wird, zu steuern. Das Programm umfasst sequentiell ausgeführte Schritte, wobei vorzugsweise jeder Schritt vor Ausführung eines nachfolgenden Schritts im Wesentlichen abgeschlossen wird. Der erste Schritt umfasst das Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine und kann das Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks enthalten. Nachfolgend wird eine Dämpferverriegelungs-Kupplungsvorrichtung betätigt. Nachfolgend werden die Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor wahlweise gesteuert, um die Maschinendrehzahl zu verringern, d. h., um die Rotationsverzögerung der Maschinendrehung zu steuern. Nachfolgend werden die Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Anhalten der Maschinendrehung im Wesentlichen bei oder nahe einer vorgegebenen Kurbelstellung gesteuert. Nach dem Anhalten der Drehung der Maschine wird die zuvor geschlossene Maschinendrosselklappe vorzugsweise wieder geöffnet. Vorzugsweise verriegelt die Dämpferkupplung die Drehung der Maschine mit dem elektromagnetischen Getriebe während der Zeitdauer, wenn die Maschine angehalten ist.
Das Maschinenanhaltereignis wird durch einen Befehl von dem HCP 5 ausgelöst, der sich aus Steuerschemata ergibt, die sich auf die Optimierung der Systemeffizienz konzentrieren und Entscheidungen auf der Grundlage des Überschreitens vom System auferlegter Grenzwerte enthalten. Die vom System auferlegten Grenzwerte umfassen Betriebsparameter der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Batterie-SOC, der Batterietemperatur, der Batterieleistungsfähigkeit, der Batteriespannungen, der Maschinenkühlmitteltemperatur, der thermischen Systemgrenzwerte und der Sys temdiagnose. Jeder dieser Betriebsparameter wird durch eines oder mehrere der Steuermodule überwacht, wobei eine Entscheidung zum Anhalten der Maschine darauf beruhen kann, dass einer der Parameter einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt oder dass eine Kombination der Parameter vorgegebene Schwellenwerte, die zusammenfallen, übersteigt. Eine Entscheidung zum Anhalten der Maschine kann während eines Fahrzeugauslaufereignisses oder während des stationären Betriebs auftreten. Jede Entscheidung zum Neustart der Maschine enthält eine Entprellanalyse von Maschinen-Start/Halt-Ereignissen, die zu jedem Startereignis effektiv eine Hysterese hinzufügt. Die Entprellanalyse enthält z. B. das Binden des Betreiberverhaltens an einen Maschinenhalt, der auf der Grundlage von Effizienzberechnungen ausgelöst wird. Somit werden Maschinenhalte, die für den Fahrzeugbetreiber unerwartet sind, vermieden, wobei die Maschine z. B. nicht angehalten wird, wenn der Betreiber das Fahrpedal niederdrückt.
Der erste Schritt umfasst das Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine. Wenn die Maschine eine Ottomaschine umfasst, umfasst das Anhalten der Maschinenzündung das Anhalten der Kraftstoffzufuhr und der Funkenenergie. Wenn die Maschine eine Dieselmaschine umfasst, umfasst das Anhalten der Maschinenzündung das Anhalten der Kraftstoffzufuhr. Das Anhalten der Zündung der Maschine kann das Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks (MAP) enthalten. Die Maschine minimiert den MAP durch Schließen der Drosselklappe(n) der Maschine bis auf eine minimale Öffnung, üblicherweise null Prozent offen, wobei die Maschine weiter mit Kraftstoff versorgt wird. Das Schließen der Drosselklappe kann durch Steuern der Stellung der elektronisch gesteuerten Einlassluftmanagementventile auf eine Drosselklappenöffnung null ausgeführt werden. Eine solche Aktion verringert wesentlich Kurbelwellendrehmomentoszillationen während des Maschinenhalts. Da durch, dass das Systemdrehmoment über die Elektromotoren MA, MB gesteuert wird, wird die Maschinenleerlaufdrehzahl aufrechterhalten. Wenn die Ottomaschine verwendet wird, wird die Verstellung der Zündung nach spät ansteigen gelassen, um während dieser Periode die Maschinendrehmomenterzeugung zu minimieren. Wenn die Dieselmaschine verwendet wird, wird die Zeitgebung der Maschinenkraftstoffeinspritzung so eingestellt, dass die Maschinendrehmomenterzeugung minimiert wird. Nachfolgend wird die Kraftstoffeinspritzung gemäß der Maschinenzylinder-Zündungsreihenfolge aufeinanderfolgend gesperrt, sodass jede Verbrennungskammer vor dem Anhalten der Maschine von irgendeiner Verbrennungsladung gespült wird. Wenn die Maschinenmechanisierung eine Vorrichtung mit variabler Nockenphasenlageneinstellung enthält, wird sie während dieser Periode vorzugsweise in eine geparkte Stellung gesteuert. Die Parkstellung der Vorrichtung mit variabler Nockenphasenlageneinstellung kann je nach Maschinenentwurf und -bedingungen eine Stellung mit vollständiger Verstellung nach spät oder eine Stellung mit vollständiger Verstellung nach früh sein.
Anschleißend dient die Dämpferkupplung der Vorrichtung 20 dazu, die Drehung der Maschine zu verriegeln, und wird über die Kupplung C5 das elektromechanische Getriebe betätigt. Die Kupplung C5 wird vorzugsweise als eine Stufeneingabe ohne Anstiegszeit betätigt. Da der Maschinen-MAP auf niedrigen Pegeln ist, werden Oszillationen nachfolgend verringert und Wirkungen auf die Systemdynamik minimiert.
Nachfolgend werden die Drehmomentausgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor wahlweise so gesteuert, dass die Maschinendrehzahl verringert wird, d. h., wird die Rotationsverzögerung der Maschinendrehung gesteuert. Während dieser Periode ist die Maschine in der Kraftstoff-Absperrungsbetriebsart und steuern die Elektromotoren die Ma schinendrehzahl. Eine bevorzugte Maschinendrehzahlverzögerungsrate umfasst eine maximale Drehzahländerung, die die Maschinen- und Systemdynamik minimiert. Es wird eine kleine Menge Trägheitsenergie wiedergewonnen und die Gesamtzeit bis zum Halt der Maschine minimal, was eine schnelle Ausführungszeit für ein nachfolgendes Neustartereignis zulässt. Außerdem dient dies zum Begrenzen der Menge an Frischluft (d. h. ein magerer Abgaszustrom), der durch das Abgasnachbehandlungssystem gespült wird, um irgendeine Wirkung auf die Auspuffrohremissionen zu begrenzen und eine Langzeitverschlechterung der Katalysatorvorrichtungen zu begrenzen. Das wahlweise Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Verringern der Motordrehzahl umfasst das Ausführen von Computercode, der eine Systemgleichung zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor umfasst.
Wenn das beispielhafte Getriebe in einer der stufenlosen Betriebsarten betrieben wird, ist die Drehzahlbeziehung zwischen MA, MB, N_I und N_O wie in der folgenden Gleichung 1 gezeigt definiert:
wobei N_I die Antriebsdrehzahl von der Maschine 14 umfasst, N_O die Getriebeabtriebsdrehzahl ist, N_A und N_B die Betriebsdrehzahlen für den MA 56 und den MB 72 sind und b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂ bekannte skalare Werte sind, die für die spezifische Anwendung in dem spezifischen Betriebsbereichszustand bestimmt sind. Somit sind die bestimmten skalaren Werte für b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂ spezifisch sowohl für die Betriebsart 1 als auch für die Betriebsart 2. Wenn in dieser Anwendung die Getriebeabtriebsdrehzahl, N_O und N_I bekannt sind, können die Motordrehzahlen N_A und N_B bestimmt werden.
Die Systemdrehmomentsteuerung und das Systemdrehmomentmanagement in einer der stufenlosen Betriebsarten werden vorzugsweise unter Verwendung der in der folgenden Gleichung 2 beschrieben Drehmomentbeziehung gesteuert:
wobei

T_A: das Drehmoment für MA ist; T_B das Drehmoment für MB ist;
T_I: das Antriebsdrehmoment zum Getriebe bei der Welle 12 ist, das auf dem Maschinendrehmoment beruht;
T_O: das Abtriebsdrehmoment von dem Getriebe bei der Welle 64 ist;
N_{I_DOT}: das Antriebsdrehzahlprofil der Antriebswelle 12 zu dem Getriebe ist;
N_{O_DOT}: das Abtriebsdrehzahlprofil der Abtriebswelle 64 des Getriebes ist, das auf die Fahrzeugbeschleunigung schließen lässt; und
kn: eine 2 × 4-Matrix von Parametern umfasst, die durch die Getriebehardware-Zahnradverbindungen und -Wellenverbindungen und durch geschätzte Hardware-Trägheiten, die auf den gegenwärtigen Dynamikbereich anwendbar sind, bestimmt sind.

Die Drehmomente T_A und T_B sind wie in 4 gezeigt durch Minimal- und Maximalgrenzwerte, T_{A_MAX}, T_{A_MIN}, T_{B_MAX}, T_{B_MIN}, beschränkt und umfassen Grenzwerte, die durch Beschränkungen an die Batterie auferlegt werden. Der Gehalt von Gleichung 1 wird vorzugsweise in einen Algorithmus umgesetzt, der in einem der Steuermodule liegt und während jedes 6,25-ms-Schleifenzyklus ausgeführt wird. Das Steuerschema be stimmt und realisiert wie beschrieben bevorzugte Parametersteuerwerte für die Motordrehmomente T_A, T_B.
Wieder anhand von 4 ist für den Betrieb des Systems im Betrieb des stufenlosen Modus 1 eine graphische Darstellung eines Betriebsbereichs für das beispielhafte System gezeigt. Ein erster Betriebsbereich ist durch einen auf der x-Achse dargestellten Drehmomentabgabebereich für den MA 56 (T_{A_MIN}, T_{A_MAX}) und durch einen auf der y-Achse dargestellten Drehmomentabgabebereich für den MB 72 (T_{B_MIN}, T_{B_MAX}) definiert. Die Drehmomentabgabebereiche sind durch einen zweiten Betriebsbereich begrenzt, der auf der Grundlage von Batterieleistungsbeschränkungen, d. h. P_{BAT_MIN} und P_{BAT_MAX}, definiert ist. Auf der Grundlage der anhand von Gleichung 1 und 2 beschriebenen Beziehung gibt es für ein gegebenes festes oder konstantes Abtriebsdrehmoment T_O und für das bevorzugte Antriebsdrehzahlprofil N_{I_DOT} einen zulässigen Bereich von Antriebsdrehmomenten T_{I_MIN} bis T_{I_MAX}, die erzeugt und an die Maschine übertragen werden können, um die Maschine rotieren zu lassen, damit sie das Antriebsdrehzahlprofil N_{I_DOT} in Erwartung des Anhaltens der Drehung der Maschine erfüllt. Das Antriebsdrehzahlprofil N_{I_DOT} kann aus einem vorgegebenen gesteuerten Maschinendrehzahl-Rotationsverzögerungsprofil und zum Steuern der Maschinenstellung beim Maschinenhalt in Übereinstimmung mit der in 4 gezeigten Maschinendrehzahl bestimmt werden, um Betreiberanforderungen und Maschinen- und Antriebsstrangbeschränkungen zu erfüllen. Das hier beschriebene Steuerschema kann die Elektromotoren MA und MB betreiben. Somit enthält das Anhalten der Maschine in der beschriebenen Ausführungsform das Erzeugen von Anfangsdrehmomentwerten für T_A und T_B auf der Grundlage bekannter und ausgewählter Werte für T_I, T_O, N_{I_DOT} und N_{O_DOT} unter Verwendung von Gleichung 1 und 2. Beim Auslösen des Maschinenhalts wird das Antriebsdrehzahlprofil N_{I_DOT} auf der Grundlage einer bevorzugten verstrichenen Zeit zum Anhalten der Drehung der Maschine innerhalb des Betriebsfensters des zulässigen Drehzahlprofils N_{I_DOT}, das in 4 unterscheidbar ist, bestimmt. Das Abtriebsdrehmoment T_O und das Abtriebsdrehzahlprofil N_{O_DOT} sind zuvor bestimmte Werte und T_I umfasst das Maschinendrehmoment. Die Elektromotoren MA und MB werden durch das TPIM zum Liefern der bestimmten Drehmomentwerte für T_A und T_B gesteuert, wobei der Prozess für jeden Zyklus des 6,25-ms-Schleifenzyklus wiederholt wird, während sich die Maschinendrehzahl gemäß dem bestimmten Maschinenantriebsdrehzahlprofil N_{I_DOT} verringert. Somit steuert das Steuersystem die Drehmomentabgaben T_A und T_B für MA und MB.
Nachfolgend werden die Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zur Rotationsverzögerung und zum Anhalten der Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer Zielkurbelwinkelstellung gesteuert. Wie oben beschrieben wurde, werden die Drehmomentabgaben auf der Grundlage des eingegebenen Drehzahlprofils N_{I_DOT} gesteuert, um einen Maschinenhalt bei oder in der Nähe des Zielkurbelwinkels zu erreichen. Die Maschinenrotationsverzögerung umfasst ein berechnetes Profil, das gleich einer vorgegebenen Anzahl von Drehgraden, z. B. 1000 Grad, ist, über die sich die Maschine zu drehen aufhört. Die Maschinenrotationsverzögerung wird beginnend bei einem Maschinenwinkelwert berechnet und die Maschinendrehzahl wird so geregelt, dass ein Endziel-Maschinenwinkelziel erreicht wird.
Nach dem Anhalten der Drehung der Maschine kann die zuvor geschlossene Maschinendrosselklappe wieder geöffnet werden. Elektronisch gesteuerte Einlassluftmanagementventile weisen üblicherweise eine 'Park'stellung auf, die eine Drosselstellung größer null ist, um einen Maschinenbetrieb im Fall eines Systemausfalls zuzulassen. Somit wird das Einlassluftmanagementventil aktiv zum Erreichen der Drosselklappenstellung null gesteuert, wobei es eine elektrische Last umfasst. Das Zulassen der Parkstellung verringert die elektrische Last.
Die Dämpferkupplung wird vorzugsweise zum Verriegeln der Drehung der Maschine mit dem elektromechanischen Getriebe während Perioden, wenn die Maschine angehalten ist, gesteuert. Die gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung Nr. 11/743,945 (Aktenzeichen des Anwalts Nr. GP-308341-PTH-CD) mit dem Titel METHOD AND APPARATUS TO DETERMINE ROTATIONAL POSITION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, bietet zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf die Verwendung der Drehmelder zum Bestimmen der Maschinenstellung, wobei ihr Inhalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Die Stellungsinformationen von den Drehmeldern liefern einen absoluten Messwert der Maschinenstellung und haben eine höhere Messauflösung als der Kurbelstellungssensor. Die Drehmelder dienen dazu, sofort nach Anlegen der elektrischen Leistung und ununterbrochen während andauernden Betriebs einen genauen Messwert des Wellenwinkels zu liefern, was eine verbesserte Steuerung und Genauigkeit bewirkt.
Die Aktion des Verriegelns der Dämpferkupplung C5 zum Sperren des Dämpfers 20 während des Maschinenhalts ermöglicht, dass das Steuersystem durch aktives Steuern der Drehmomentabgaben von den Elektromotoren bei kritischen Systemfrequenzen auftretende Oszillationen beseitigt. Kritische Frequenzen, bei denen es üblicherweise eine Resonanz gibt, enthalten das Fahrzeugschaukeln, das bei etwa 2 Hz (30 min^–1) auftritt, eine Endantriebsresonanz, die bei etwa 4 Hz (60 min^–1) auftritt, eine An triebsstrangträgerresonanz bei etwa 14 Hz (200 min^–1) und eine Dämpferresonanz im Bereich von 9–12 Hz (125 min^–1).
Das als T_I(Kurbel) bezeichnete Maschinenkurbeldrehmoment umfasst einen Messwert des Maschinenkurbeldrehmoments, wenn die Maschine nicht gezündet ist. Das Maschinenkurbeldrehmoment umfasst eine Summe der für jeden Zylinder berechneten Zylinderdrehmomente und wird vorzugsweise durch Ausführen eines Simulationsmodells in dem Steuersystem bestimmt. Das Simulationsmodell berechnet in Echtzeit für jeden Zylinder einen Zylinderdruck als Funktion des Maschinenkurbelwinkels. Der Zylinderdruck beruht auf Kompressionsimpulsen, die durch die Aktion der Kurbelwellendrehung erzeugt werden, wobei die in der Verbrennungskammer des Zylinders eingefangene Luft der Bewegung jedes Kolbens in jedem Maschinenzylinder einen Widerstand entgegensetzt, wobei der Widerstand durch die Stellungen des Einlass- und des Auslassventils der Maschine bestimmt ist. Jedes Zylinderdrehmoment wird durch Multiplizieren eines Drehmomentverhältnisses mit dem Zylinderdruck bestimmt. Das Drehmomentverhältnis wird für jeden Zylinder als eine Funktion des Kurbelwinkels bestimmt, was Änderungen der Zylindergeometrie und der Zylinderreibung einschließt. Das Drehmomentverhältnis ist vorzugsweise eine vorkalibrierte Anordnung von Werten, die im Speicher gespeichert sind und wie auf der Grundlage des Kurbelwinkels wiedergewonnen werden können. Ein beispielhaftes Verfahren zum Bestimmen des Maschinenkurbeldrehmoments unter Verwendung eines Simulationsmodells ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 11/669522 (Aktenzeichen des Anwalts Nr. GP-309392-PTH-CD) mit dem Titel METHOD UND APPARATUS TO DETERMINE PRESSURE IN AN UNFIRED COMBUSTION CHAMBER beschrieben, die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Das beispielhafte Simulationsmodell wird vorzugsweise in einem der Steuermodule ausgeführt und bestimmt während jeder 6,25-ms-Schleife einen Parameterwert für das Maschinenkurbeldrehmoment T_I(Kurbel). Das beispielhafte Simulationsmodell passt sich an sich ändernde Betriebs- und Umgebungsbedingungen an und bestimmt Parameterwerte für das Maschinenkurbeldrehmoment, wenn die Maschine nicht gezündet ist.
Spezifische alternative Ausführungsformen enthalten Hybridsysteme, die einen einzelnen Elektromotor nutzen, der wahlweise funktional mit der Maschine verbunden wird, um die Kurbeldrehung zu steuern, einschließlich z. B. eines Antriebsstrangs mit riemengetriebenem Startergenerator und eines elektromechanischen Getriebesystems, das für die Drehmoment- und Elektroenergieerzeugung einen einzelnen Elektromotor nutzt. Eine weitere alternative Ausführungsform umfasst die Verwendung einer Dieselmaschine, bei der die Maschinenstartfolge die Kraftstoffzufuhreinstellung und -menge verwendet, um den Start und die Drehmomentabgabe von der Maschine zu bewirken, was einem erfahrenen Praktiker bekannt ist.
Selbstverständlich sind Änderungen im Umfang der Erfindung zulässig. Die Erfindung ist mit spezifischem Bezug auf die Ausführungsformen und Änderungen daran beschrieben worden. Weitere Änderungen und Abwandlungen können Anderen beim Lesen und Verstehen der Beschreibung einfallen. Sofern sie im Umfang der Erfindung liegen, sollen alle solche Änderungen und Abwandlungen enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6953409 [0016]

Claims

Herstellungsartikel, der ein Speichermedium mit einem darin codierten maschinenausführbaren Code zum Steuern des Betriebs eines Antriebsstrangs zum Anhalten einer Brennkraftmaschine während andauernden Fahrzeugbetriebs umfasst, wobei der Antriebsstrang die Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen dient, umfasst, wobei das Programm in der dargelegten Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: zunächst Code zum Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine; danach Code zum Steuern einer Dämpferkupplung zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes; danach Code zum wahlweisen Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Verringern der Maschinendrehzahl; danach Code zum wahlweisen Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Anhalten der Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer vorgegebenen Kurbelstellung.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine ferner Code zum Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks umfasst.
Artikel nach Anspruch 2, der ferner Code zum Öffnen einer Maschinendrosselklappe nach dem Anhalten der Drehung der Maschine umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, der ferner Code zum Steuern der Dämpferkupplung zum Verriegeln der Drehung der Maschine mit dem elektromechanischen Getriebe während einer Periode, wenn die Maschine angehalten ist, umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine Code zum sequentiellen Sperren der Kraftstoffeinspritzung in die Maschine umfasst.
Artikel nach Anspruch 5, der ferner Code zum Steuern der Funkenzündung zum Minimieren des Maschinendrehmoments vor dem sequentiellen Sperren der Kraftstoffeinspritzung umfasst, wenn die Maschine eine Ottomaschine umfasst.
Artikel nach Anspruch 5, der ferner Code zum Steuern der Kraftstoffeinspritzungszeiteinstellung zum Minimieren des Maschinendrehmoments umfasst, wenn die Maschine eine Dieselmaschine umfasst.
Artikel nach Anspruch 5, der ferner Code zum wahlweisen Steuern einer Vorrichtung mit variabler Nockenphasenlageneinstellung in eine geparkte Stellung umfasst.
Artikel nach Anspruch 8, der ferner umfasst, dass die Vorrichtung mit variabler Nockenphasenlageneinstellung in eine vollständig nach spät verstellte Stellung gesteuert wird.
Artikel nach Anspruch 8, der ferner umfasst, dass die Vorrichtung mit variabler Nockenphasenlageneinstellung in eine vollständig nach früh verstellte Stellung gesteuert wird.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks Code zum im Wesentlichen vollständigen Schließen der Einlassluftmanagementventile der Maschine umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks Code zum Steuern einer Maschinendrosselklappe auf eine im Wesentlichen geschlossene Stellung umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum Steuern der Dämpferkupplung zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes ferner Code zum im Wesentlichen sofortigen Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, bei dem der Code zum wahlweisen Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Verringern der Maschinendrehzahl ausführbaren Code umfasst, der eine Systemgleichung zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage eines Antriebsdrehmo ments von der Maschine und einer Betreiberdrehmomentanforderung umfasst.
Artikel nach Anspruch 1, der Code zum wahlweisen Steuern des elektromechanischen Getriebes auf eine erste oder auf eine zweite stufenlose Betriebsart vor Ausführen des Codes zum Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine umfasst.
Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hybridantriebsstrangs zum Anhalten einer Brennkraftmaschine, wobei der Antriebsstrang die Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen dient, umfasst, wobei das Verfahren in der dargelegten Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: zunächst Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine und zum Minimieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks; danach Steuern einer Dämpferkupplung zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes; danach wahlweises Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Verringern der Maschinendrehzahl; und danach wahlweises Steuern der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Anhalten der Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer vorgegebenen Kurbelstellung.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Drehmomentabgabe von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage der Elektroenergiekapazität einer Elektroenergie-Speichervorrichtung, die zum Liefern von Elektroenergie dorthin dient, begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, das das wahlweise Steuern des elektromechanischen Getriebes auf eine erste oder auf eine zweite stufenlose Betriebsart vor Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine umfasst.
Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Hybridantriebsstrangs zum Anhalten einer Brennkraftmaschine, wobei der Antriebsstrang die Brennkraftmaschine und einen Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen dient, umfasst, wobei das Programm in der dargelegte Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: zunächst wahlweises Steuern des elektromechanischen Getriebes auf eine stufenlose Betriebsart; danach Steuern des Maschinenbetriebs zum Anhalten des Zündens der Maschine und zum Minieren des Einlasskrümmerabsolutdrucks; danach Steuern einer Dämpferkupplung zum Verriegeln der Drehung der Maschine und des elektromechanischen Getriebes; danach wahlweises Steuern der Drehmomentabgabe von dem Elektromotor zum Verringern der Maschinendrehzahl; und danach wahlweises Steuern der Drehmomentabgabe von dem Elektromotor zum Anhalten der Drehung der Maschine im Wesentlichen in der Nähe einer vorgegebenen Kurbelstellung.