DE102008039574A1

DE102008039574A1 - Verbindung von Drehmoment anfordernden Modulen in einer Abgestimmten Drehmomentarchitektur

Info

Publication number: DE102008039574A1
Application number: DE102008039574A
Authority: DE
Inventors: Robert C. Brighton Simon jun.; Leonard G. Ann Arbor Wozniak; Michael Ann Arbor Livshiz; Christopher E. Highland Whitney; Charles H. Troy Folkerts; Scott J. Davison Chynoweth; David J. Columbus Stroh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: CN101450629B; US8195370B2; US20090024263A1; DE102008039574B4; CN101450629A

Abstract

Ein Antriebsstrangsteuersystem für ein Fahrzeug umfasst mehrere Achsendrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Achsendrehmomentanforderungen, basierend auf jeweiligen Leistungskriterien eines Fahrzeugs, erzeugen, ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Achsendrehmomentanforderung, basierend auf den mehreren Achsendrehmomentanforderungen, erzeugt, mehrere Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Antriebsdrehmomentanforderungen, basierend auf jeweiligen Leistungskriterien einer Maschine des Fahrzeugs, erzeugen, ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Maschinendrehmomentanforderung, basierend auf der Netto-Achsendrehmomentanforderung und den mehreren Antriebsdrehmomentanforderungen, ermittelt, und ein Antriebsdrehmoment-Steuermodul, das mehrere Aktuatoren, basierend auf der Netto-Maschinendrehmomentanforderung, derart steuert, dass die Maschine ein Ausgangsdrehmoment gemäß der Netto-Maschinendrehmomentanforderung produziert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abstimmen von Drehmomentanforderungen zwischen mehreren Drehmoment anfordernden Modulen und mehreren Aktuatoren, die das Drehmoment in einem Fahrzeugantriebsstrang beeinflussen.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient zu dem Zweck, den Kontext der Offenbarung allgemein darzustellen. Sowohl die Arbeit der derzeit genannten Erfinder, in dem Maß, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, als auch Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht auf andere Weise zum Stand der Technik zählen, sind weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
Antriebsstrangsteuersysteme weisen mehrere Module auf, die einen bestimmten Betrag eines Brennkraftmaschinendrehmoments anfordern, um korrekt zu arbeiten. Beispielsweise kann ein Steuermodul eines Automatikgetriebes erfordern, dass das Drehmoment von der Brennkraftmaschine vorübergehend verringert wird, um die Getriebeübersetzung zu wechseln. Ein anderes Beispiel kann ein Steuermodul einer Klimaanlagenkupplung sein, das erfordert, dass das Maschinendrehmoment einen Moment vor dem Einrücken einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung erhöht wird. Die Erhöhung des Maschinendrehmoments hilft, eine konstante Maschinendrehzahl aufrechtzuerhalten, wenn die Kompressorkupplung einrückt, insbesondere wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet.
Gemäß dem Stand der Technik beeinflussen diese verschiedenen Module die Drehmomentaktuatoren direkt. Beispielsweise kann das Steuermodul des Automatikgetriebes eine Vorverstellung der Zündung für die Maschine zurückstellen, um das Maschinendrehmoment während des Schaltens zu verringern. Auf ähnliche Weise kann das Steuermodul der Klimaanlagenkupplung die Vorverstellung der Zündung erhöhen, um das Maschinendrehmoment während des Moments vor dem Einrücken der Kompressorkupplung zu erhöhen.
Da Fahrzeugantriebsstrangsysteme mehrere Module und mehrere Aktuatoren aufweisen, die das Drehmoment beeinflussen, wird die Architektur gemäß dem Stand der Technik mühsam bei der Wartung und unerwünscht schwierig bei der Fehlersuche. Als ein Beispiel für mehrere Aktuatoren weisen Hybridfahrzeuge eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor auf, die Drehmoment liefern. Ein Integrieren des Hybridfahrzeugantriebsstrangs mit bestehenden Drehmoment modifizierenden Modulen kann mit der bestehenden Antriebsstrangsteuerarchitektur unerwünscht mühsam sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Antriebsstrangsteuersystem für ein Fahrzeug umfasst mehrere Achsendrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Achsendrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien eines Fahr zeugs erzeugen, ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den mehreren Achsendrehmomentanforderungen erzeugt, mehrere Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien einer Maschine des Fahrzeugs erzeugen, ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Maschinendrehmomentanforderung basierend auf der Netto-Achsendrehmomentanforderung und den mehreren Antriebsdrehmomentanforderungen ermittelt, und ein Antriebsdrehmoment-Steuermodul, das mehrere Aktuatoren basierend auf der Netto-Maschinendrehmomentanforderung derart steuert, dass die Maschine ein Ausgangsdrehmoment gemäß der Netto-Maschinendrehmomentanforderung produziert.
Gemäß anderen Merkmalen wandelt ein Modul für die Umwandlung eines Achsendrehmoments in ein Antriebsdrehmoment die Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf einem Achsenübersetzungsverhältnis, einem Reifendurchmesser und/oder einem Getriebeübersetzungsverhältnis in eine Antriebsdrehmomentanforderung um. Die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Drehmomentanforderungsmodul für einen Tempomat, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer durch den Tempomat eingestellten Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt. Ein Drehmomentanforderungsmodul für einen adaptiven Tempomat kommuniziert eine Achsendrehmomentkorrektur basierend auf einer Umgebung des Fahrzeugs an das Anforderungsmodul für den Tempomat. Die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Steuermodul für Ziehen/Schleppen, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einem Schlupf zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche erzeugt. Die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Modul zum Schutz vor überhöhter Fahrzeuggeschwindig keit, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs erzeugt. Die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Bremsdrehmoment-Verwaltungsmodul, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einem Bremsdrehmoment erzeugt, das von Bremsen des Fahrzeugs geliefert wird.
Gemäß anderen Merkmalen umfassen die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Schutz vor Abwürgen, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einem minimalen Drehmoment erzeugt, das erforderlich ist, um die Maschine am Laufen zu halten. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Modul zum Anlassen und Stoppen der Maschine, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend darauf erzeugt, ob die Maschine neu montiert ist. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Modul zum Schutz des Leistungsvermögens der Maschine, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten Katalysatortemperaturgrenze erzeugt. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Getriebedrehmoment-Anforderungsmodul, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf Schaltungen der Getriebeübersetzung erzeugt. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Modul zum Schutz vor überhöhter Maschinendrehzahl, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten maximalen Maschinendrehzahl pro Minute (RPM) erzeugt. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen eine Steuerung einer Maschinenleerlaufdrehzahl, die eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer gewünschten Leerlaufdrehzahl für die Maschine erzeugt. Die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule umfassen Reservedrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige der Antriebs drehmomentanforderungen basierend auf einem Drehmoment erzeugen, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung an der Maschine zu kompensieren. Die Reservedrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Drehmomentkompensationsmodul für einen Klimaanlagenkompressor, das eine jeweilige der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einem Drehmoment erzeugt, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung aufgrund eines Einrückens und Ausrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung zu kompensieren. Die Reservedrehmoment-Anforderungsmodule umfassen ein Modul für ein Anspringen eines Katalysators, das eine jeweilige der Antriebsdrehmomentanforderungen erzeugt, um eine Abgastemperatur der Maschine zu ändern.
Gemäß anderen Merkmalen ist das Fahrzeug ein Benzin/Elektro-Hybridfahrzeug, und das Antriebsstrangsteuersystem umfasst ferner ein Hybridsteuermodul, das ermittelt, wie viel Drehmoment der Netto-Achsendrehmomentanforderung von einem Elektromotor geliefert werden soll.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangsteuersystems für ein Fahrzeug umfasst ein Erzeugen von Achsendrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien eines Fahrzeugs, ein Erzeugen einer Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den Achsendrehmomentanforderungen, ein Erzeugen von Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien einer Maschine des Fahrzeugs, ein Ermitteln einer Netto-Maschinendrehmomentanforderung basierend auf der Netto-Achsendrehmomentanforderung und den Antriebsdrehmomentanforderungen und ein Steuern von mehreren Aktuatoren basierend auf der Netto-Maschinendrehmomentanforderung, so dass eine Maschine ein Ausgangsdrehmoment gemäß der Netto-Maschinendrehmomentanforderung produziert.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ein Umwandeln der Netto-Achsendrehmomentanforderung in eine Antriebsdrehmomentanforderung basierend auf einem Achsenübersetzungsverhältnis, einem Reifendurchmesser und/oder einem Getriebeübersetzungsverhältnis. Eine der Achsendrehmomentanforderungen basiert auf einer durch einen Tempomat eingestellten Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ein Modifizieren der Achsendrehmomentanforderung basierend auf einer Umgebung des Fahrzeugs. Eine der Achsendrehmomentanforderungen basiert auf einem Radschlupf zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche. Eine der Achsendrehmomentanforderungen basiert auf einer vorbestimmten Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs. Eine der Achsendrehmomentanforderungen basiert auf einem Bremsdrehmoment, das von Bremsen des Fahrzeugs geliefert wird.
Gemäß anderen Merkmalen basiert eine der Antriebsdrehmomentanforderungen auf einem minimalen Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine am Laufen zu halten. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert darauf, ob die Maschine neu montiert ist. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einer vorbestimmten Katalysatortemperaturgrenze. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf Schaltungen der Getriebeübersetzung. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einer vorbestimmten maximalen Maschinendrehzahl pro Minute (RPM). Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einer gewünschten Leerlaufdrehzahl für die Maschine. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einem Drehmoment, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung an der Maschine zu kompensieren. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einem Drehmoment, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung an der Maschine aufgrund eines Einrückens und Ausrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung zu kompensieren. Eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basiert auf einem Erhöhen einer Abgastemperatur, um einen Katalysator auf eine Katalysator-Anspringtemperatur aufzuwärmen.
Gemäß anderen Merkmalen umfasst das Verfahren, dass ermittelt wird, wie viel Drehmoment der Netto-Achsendrehmomentanforderung von einem Elektromotor eines Hybridantriebsstrangs geliefert werden soll.
Gemäß noch anderen Merkmalen werden die oben beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm implementiert, das von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich auf einem computerlesbaren Medium befinden, wie z. B. einem Speicher, einem nicht flüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten zugreifbaren Speichermedien.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehend vorgesehenen ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung aufzeigen, nur zu Darstellungszwecken gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs ist; und
2A und 2B ein Funktionsblockdiagramm eines Steuersystems für ein abgestimmtes Drehmoment für den Fahrzeugantriebsstrang sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen einzuschränken. Zu Zwecken der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Phrase A, B und/oder C derart ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oders bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe) und einen Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis der Schaltungslogik und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 20 gezeigt. Der Antriebsstrang 20 weist eine Brennkraftmaschine 22 auf, die ein Drehmoment entwickelt. Der Betrag des Drehmoments wird durch einen oder mehrere Aktuatoren 24 festgelegt, die Kraftstoff, eine Zündung, ein Restabgas oder eine Abgasrückführung (AGR), eine Anzahl von zündenden Zylindern und/oder eine Luftströmung zu der Maschine 22 gemäß den Befehlen von einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 26 steuern. Man sollte einsehen, dass die Maschine 22 eine Dieselmaschine sein kann, in welchem Fall die Zündung und die Luftströmung nicht durch das PCM 26 gesteuert werden; allerdings könnten die Kraftstoffmenge, der Einspritzzeitpunkt, das Restabgas oder die AGR und der Turboladedruck gesteuert werden, um den Betrag des Drehmoments zu steuern. Beispielsweise steuern die AGR und der Ladedruck die Luftströmung indirekt, indem Luft in einer Zylinderladung von Abgas verdrängt wird. Ein Kurbelwellenpositionssensor 28 erzeugt ein Signal, das eine Drehzahl der Maschine 22 angibt. Das Abgas von der Maschine 22 strömt durch einen Katalysator 30. Das Drehmoment von der Maschine 22 kann verwendet werden, um Zubehörlasten anzutreiben. Ein Klimaanlagenkompressor 29 ist ein Beispiel für eine Zubehörlast. Das PCM 26 kann eine Kompressorkupplung 31 verwenden, um den Klimaanlagenkompressor 29 selektiv an das Maschinendrehmoment anzukoppeln und von diesem abzukoppeln. Andere Beispiele von Zubehörlasten umfassen eine Lichtmaschine, eine Pumpe für eine Servolenkung, eine Luftpumpe und dergleichen.
Der Antriebsstrang 20 kann auch einen Elektromotor 32 aufweisen, der ein Drehmoment gemäß einem Drehmomentbefehl 34 liefert. Das Drehmoment des Elektromotors 32 kann mit dem Drehmoment der Maschine 22 kombiniert werden, um Energie für den Antriebsstrang 20 zu liefern. Während der Elektromotor 32 als in Reihe mit dem Drehmomentausgang der Maschine 22 gekoppelt gezeigt ist, sollte man einsehen, dass auch in Erwägung gezogen wird, dass andere Ausbildungen in dem Umfang dieser Beschreibung liegen. Beispielsweise kann der Elektromotor 32 als einer oder mehrere Elektromotoren implementiert sein, die ein Drehmoment direkt an Räder 36 liefern, anstatt es durch ein Getriebe 38 zu leiten.
Das kombinierte Drehmoment der Maschine 22 und des Elektromotors 32 wird auf einen Eingang des Getriebes 38 ausgeübt. Das Getriebe 38 kann ein Automatikgetriebe sein, das Übersetzungen gemäß einem Übersetzungswechselbefehl 40 von dem PCM 26 schaltet. Eine Ausgangswelle des Getriebes 38 ist mit einem Eingang eines Differentials 42 gekoppelt. Das Differential 42 treibt Achsen und Räder 36 an. Raddrehzahlsensoren 44 erzeugen Signale, die eine Drehzahl ihrer jeweiligen Räder 36 angeben.
Das PCM 26 empfängt ein Gaspedalpositionssignal von einem Pedalpositionssensor 46. Das PCM 26 empfangt auch ein Signal einer eingestellten Geschwindigkeit von einem Schnittstellenmodul für einen Tempomat oder eine Geschwindigkeitssteuerung 48. Ein Sensor eines adaptiven Tempomats 50 detektiert Fahrzeuge oder andere Hindernisse, die sich auf einem Fahrtweg befinden, und erzeugt ein Signal, das die Entfernung zu den Hindernissen angibt. Das Signal kann verwendet werden, um eine eingestellte Geschwindigkeit nachzustellen, die mittels des Schnittstellenmoduls für die Geschwindigkeitssteuerung 48 geliefert wird.
Nun auf 2A und 2B Bezug nehmend, ist ein Funktionsblockdiagramm eines Steuersystems für ein abgestimmtes Drehmoment 100 gezeigt. Das Steuersystem für das abgestimmte Drehmoment 100 kann mit dem PCM 26 implementiert werden. 2A und 2B verbinden sich miteinander, um ein vollständiges Funktionsblockdiagramm darzustellen. Ein erstes Verbindungskennzeichen "A" von 2A überlagert ein zweites Verbindungskennzeichen "A" von 2B. Ein erstes Verbindungskennzeichen "B" von 2A überlagert ein zweites Verbindungskennzeichen "B" von 2B. 2A und 2B werden gemeinsam als 2 bezeichnet.
Das Steuersystem das abgestimmte Drehmoment 100 verwendet ein Drehmomentanforderungs-Backbonemodul 102, das eine Antriebsdrehmomentforderung ermittelt und die Antriebsdrehmomentforderung an ein Antriebsdrehmomentsteuermodul 104 kommuniziert. Das Drehmomentanforderungs-Backbonemodul 102 ermittelt die Antriebsdrehmomentforderung basierend auf Eingaben von mehreren Drehmoment anfordernden Modulen, die unten detaillierter beschrieben sind. Die Drehmoment anfordernden Module weisen Module auf, die einen oder mehrere der Aktuatoren 24 beeinflussen wollen, um das Maschinendrehmoment zu beeinflussen. Die Antriebsdrehmomentforderung repräsentiert das Drehmoment, das von der Maschine 22 benötigt wird, um die Erfordernisse der Drehmoment anfordernden Module zu befriedigen, so dass sie ihre jeweiligen Steuerstrategien ausführen können.
Das Antriebsdrehmoment-Steuermodul 104 steuert einen oder mehrere der Aktuatoren 24-1, ..., 24-M, d. h. Aktuatoren 24, basierend auf der Netto-Antriebsdrehmomentforderung. Die Aktuatoren 24 beeinflussen das Maschinendrehmoment. Beispiele der Aktuatoren 24 umfassen ein Zündungsmodul, das einen Zündfunken zu einem vorgegebenen Zündzeitpunkt an die Maschine liefert, ein Kraftstoffeinspritzmodul, das eine vorgegebene Kraftstoffmenge zu einer vorgegebenen Zeit an die Maschine liefert, ein elektronisches Drosselsteuermodul, das ein Drosselventil in eine vorgegebene Öffnung bewegt, und dergleichen.
Jedes Drehmoment anfordernde Modul wird entweder als ein Achsendrehmoment anforderndes Modul oder als ein Antriebsdrehmoment anforderndes Modul klassifiziert. Die Achsendrehmoment anfordernden Module steuern die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Fahrzeug-Zugkraft auf der Straßenoberfläche. Die Antriebsdrehmoment anfordernden Module steuern das Ausgangsdrehmoment der Maschine und des Elektromotors 32. Die Achsendrehmoment anfordernden Module sind in 2A gezeigt und werden nun detaillierter beschrieben.
Ein Pedalpositionssignal 108 repräsentiert eine Fahrzeugbeschleunigung, die von dem Fahrzeugbetreiber angefordert wird. Das Pedalpositionssignal 108 kann von einem Pedalpositionssensor 46 erzeugt werden. Ein Fahrer-Drehmomentanforderungsmodul 200 erzeugt eine Drehmomentanforderung des Fahrers basierend auf dem Pedalpositionssignal 108. Die Drehmomentanforderung des Fahrers repräsentiert das Achsendrehmoment, das erforderlich ist, um das Fahrzeug gemäß dem Pedalpositionssignal 108, dem Maschinendrehzahlsignal 28 und/oder dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 44 zu beschleunigen.
Ein Drehmomentanforderungsmodul für einen Tempomat 202 erzeugt eine Drehmomentanforderung des Tempomats. Die Drehmomentanforderung des Tempomats repräsentiert ein Achsendrehmoment, das erforderlich ist, um das Fahrzeug auf der eingestellten Geschwindigkeit zu halten, die mittels des Schnittstellenmoduls 48 angegeben wird. Ein Drehmomentanforderungsmodul für einen adaptiven Tempomat 204 kann mit dem Drehmomentanforderungsmodul für den Tempomat 202 kommunizieren, um die Drehmomentanforderung für den Tempomat basierend auf der Umgebung zu modifizieren, welche das Fahrzeug umgibt. Beispielsweise kann das Drehmomentanforderungsmodul für den adaptiven Tempomat 204 anfordern, dass das Achsendrehmoment derart verringert wird, dass das Fahrzeug verlangsamt und/oder mindestens eine minimale Nachfolgeentfernung hinter einem zweiten Fahrzeug aufrechterhält, während der Tempomat aktiv ist. Eine tatsächliche Nachfolgeentfernung kann durch ein Signal von einem Sensor des adaptiven Tempomats 50 angegeben werden.
Andere Achsendrehmoment anfordernde Module werden durch Achsendrehmoment anfordernde Module 300-1, ..., 300-J repräsentiert, allgemein bezeichnet als Achsendrehmoment-Anforderungsmodule 300. Ein erstes Beispiel eines Achsendrehmoment-Anforderungsmoduls 300 ist ein Steuermodul für ein Ziehen/Schleppen. Das Steuermodul für das Ziehen/Schleppen ermittelt Achsendrehmomentänderungen, die erforderlich sind, um einen positiven Radschlupf und einen negativen Radschlupf zu steuern. Ein positiver Radschlupf bezieht sich auf einen Schlupf zwischen einem Fahrzeugreifen und der Straßenoberfläche aufgrund eines übermäßigen Antriebsstrangdrehmoments während einer Beschleunigung. Ein negativer Radschlupf bezieht sich auf einen Schlupf zwischen dem Fahrzeugreifen und der Straßenoberfläche aufgrund eines Achsendrehmoments bei übermäßigem Bremsen während einer Verlangsamung. Der Schlupf kann basierend auf den Signalen von Raddrehzahlsensoren 44 detektiert werden.
Ein zweites Beispiel eines Achsendrehmoment-Anforderungsmoduls 300 ist ein Modul zum Schutz vor überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Modul zum Schutz vor überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt eine Grenze für ein maximales Achsendrehmoment, um die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Geschwindigkeitsbegrenzung zu halten.
Ein drittes Beispiel eines Achsendrehmoment-Anforderungsmoduls 300 ist ein Bremsdrehmoment-Verwaltungsmodul. Das Bremsdrehmoment-Verwaltungsmodul ermittelt ein maximales Achsendrehmoment, wenn die Fahrzeugbremsen betätigt werden. Das maximale Achsendrehmoment verhindert, dass das Achsendrehmoment das Bremsdrehmoment der Fahrzeugbremsen übersteigt.
Ein viertes Beispiel eines Achsendrehmoment-Anforderungsmoduls 300 ist ein Modul zur Stabilitätssteuerung. Das Modul zur Stabilitätssteuerung erzeugt Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer Gierrate des Fahrzeugs. Ein Modul zur Stabilitätssteuerung kann in einem elektronischen System zur Stabilitätssteuerung eingebunden sein, wie z. B. dem StabiliTrak-System, das von General Motors verkauft wird.
Das Backbonemodul zur Drehmomentsteuerung 102 umfasst ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302, das die verschiedenen Drehmomentanforderungen und/oder Begrenzungen von dem Fahrer-Drehmomentanforderungsmodul 200, dem Drehmomentanforderungsmodul für den Tempomat 202, den Achsendrehmoment-Anforderungsmodulen 300 und einem Steuermodul zur Drehmomentabschaltung 306 (gezeigt in 2B) empfängt. Das Steuermodul zur Drehmomentabschaltung 306 wird unten näher beschrieben. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302 erzeugt eine Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den Drehmomentanforderungen und/oder -begrenzungen und kommuniziert die Netto-Achsendrehmomentanforderung an ein Modul für die Umwandlung eines Achsendrehmoments in ein Antriebsdrehmoment 304. Das Modul für die Umwandlung eines Achsendrehmoments in ein Antriebsdrehmoment 304 wandelt die Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den Übersetzungsverhältnissen in dem Achsendifferential 42, dem Durchmesser der Räder 36, einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 38 und/oder einer Verstärkung eines Drehmomentwandlers in eine entsprechende Antriebsdrehmomentanforderung um. Das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302 kommuniziert die entsprechende Antriebsdrehmomentanforderung an ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308, das in dem Backbone zur Drehmomentsteuerung 102 eingebunden ist.
Die Diskussion wird sich nun den verschiedenen Antriebsdrehmoment anfordernden Modulen zuwenden, die in 2B gezeigt sind. Ein Modul zum Schutz vor Abwürgen 402 ermittelt ein minimales Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine 22 am Laufen zu halten. Das Modul zum Schutz vor Abwürgen 402 kann das minimale Drehmoment basierend auf einer Eingabe von einem Modul für ein Anlassen und Stoppen der Maschine 404 und/oder einem Modul zum Schutz des Leistungsvermögens der Maschine 406 erhöhen. Das Modul für das Anlassen und Stoppen der Maschine 404 erhöht die minimale Drehmomentanforderung basierend darauf, ob die Maschine eine neue oder frische Maschine ist. Eine frische erfordert eine größere Pulsweite der Kraftstoffeinspritzung, um Luft aus dem Kraftstoffsystem zu spülen, wenn das Fahrzeug zum ersten Mal montiert wird. Um die vergrößerte Pulsweite der Kraftstoffeinspritzung zu kompensieren, kann das Modul für das Anlassen und Stoppen der Maschine 404 auch mit dem Antriebsdrehmoment-Steuermodul 104 derart kommunizieren, dass es den Zündzeitpunkt nach spät verstellen und das Maschinendrehmoment trotz der vergrößerten Pulsweite der Kraftstoffeinspritzung konstant halten kann. Das Modul zum Schutz des Leistungsvermögens der Maschine 406 liefert eine Grenze für ein maximales Drehmoment für die Maschine 22 basierend auf mechanischen Beschränkungen des Antriebsstrangs 20. Beispiele der Beschränkungen umfassen eine Grenze für ein maximales Drehmoment des Getriebes 38, eine Maximaltemperaturgrenze des Katalysators 30 und dergleichen.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308 empfangt auch Antriebsdrehmomentanforderungen von einem oder mehreren anderen Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodulen 500-1, ..., 500-K, allgemein als Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule 500 bezeichnet. Ein Beispiel für ein Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodul 500 umfasst ein Getriebedrehmoment-Anforderungsmodul, das eine Drehmomentanforderung erzeugt, um das Maschinendrehmoment während Getriebeschaltungen zu verringern. Andere Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule 500 können ein Modul zum Schutz vor überhöhter Maschinendrehzahl und/oder ein Steuermodul für eine Maschinenleerlaufdrehzahl umfassen. Das Modul zum Schutz vor überhöhter Maschinendrehzahl ermittelt eine Antriebsdrehmomentgrenze, um zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl oder die RPM eine vorbestimmte Maschinendrehzahl übersteigen. Die Maschinendrehzahl kann basierend auf dem Signal von dem Kurbelwellenpositionssensor 28 ermittelt werden. Das Steuermodul für die Maschinenleerlaufdrehzahl ermittelt das Antriebsdrehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine 22 während eines Ausrollens oder im Leerlauf mit dem Getriebe 38 auf Fahren oder Neutral auf einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl zu halten.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308 empfangt auch Reservedrehmomentanforderungen von einem oder mehreren Reservedrehmoment-Anforderungsmodulen 502-1, ..., 502-N, allgemein als Reservedrehmoment-Anforderungsmodule 502 bezeichnet. Das Reservedrehmoment bezieht sich auf ein Drehmoment, das von der Maschine 22 in der Zukunft benötigt werden wird. Ein erstes Beispiel eines Reservedrehmoment-Anforderungsmoduls 502 ist ein Drehmomentkompensationsmodul für einen Klimaanlagenkompressor. Das Drehmomentkompensationsmodul für den Klimaanlagenkompressor fordert ein Reservedrehmoment an, so dass die Maschinendrehzahl nahezu konstant bleibt, wenn die Kompressorkupplung 31 einrückt und ausrückt.
Ein zweites Beispiel eines Reservedrehmoment-Anforderungsmoduls 502 ist ein Modul für ein Anspringen eines Katalysators. Wenn die Maschine kalt gestartet wird, fordert das Modul für das Anspringen des Katalysators an, dass der Maschinenzündfunken nach spät verstellt wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen und dadurch den Katalysator 30 auf seine Wandlungstemperatur aufzuheizen. Um den Drehmomentverlust zu kompensieren, der durch den nach spät verstellten Zündfunken verursacht wird, kann das Modul für ein Anspringen eines Katalysators auch anfordern, dass die Drosselöffnung vergrößert wird, während der Zündfunken nach spät verstellt ist.
Ein drittes Beispiel eines Reservedrehmoment-Anforderungsmoduls 502 ist ein Modul für eine eingreifende Diagnose. Eine eingreifende Diagnose, wie z. B. eine Leerlaufüberwachung für den Katalysator, benötigt eine Änderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses der Maschine, um ein Diagnosemodul auszuführen. Das Modul für die eingreifende Diagnose fordert daher ein Reservedrehmoment an, um den Drehmomenteffekt einer Diagnoseprozedur zu kompensieren, die im Begriff steht, ausgeführt zu werden.
In einigen Situationen ist es notwendig, dass das Antriebsdrehmoment minimiert wird, indem der Kraftstoff und/oder der Zündfunken für die Maschine vorübergehend ausgeschaltet werden. Das Modul zur Drehmomentabschaltung 306 erzeugt die Drehmomentanforderung für diese Situationen, die eine Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung oder eine Kraftstoffabschaltung wegen Verlangsamung umfassen können. Die Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung tritt auf, wenn das Fahrzeug mit einem Handschaltgetriebe ausgestattet ist und der Fahrzeugbetreiber die Kupplung ausrückt. Die Kraftstoffabschaltung wegen der Kupplung verhindert, dass die Maschinendrehzahl über eine vorbestimmte Drehzahl hinaus aufbraust, wenn die Kupplung ausrückt und eine Last von der Maschine entfernt. Die Kraftstoffabschaltung wegen Verlangsamung tritt auf, wenn das Fahrzeug oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit ausrollt. Die Kraftstoffabschaltung wegen Verlangsamung hilft, ein Ma schinenbremsen zu erhöhen. Die Kraftstoffabschaltungen wegen Verlangsamung werden auch an das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302 kommuniziert.
Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308 erzeugt ein angefordertes Gesamtantriebsdrehmoment basierend auf den Drehmomentanforderungen und/oder -begrenzungen von den verschiedenen Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodulen und dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul. Das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308 kommuniziert das angeforderte Gesamtantriebsdrehmoment an das Antriebsdrehmoment-Steuermodul 104.
Der Backbone zur Drehmomentsteuerung 102 kann auch zur Verwendung in einem Hybridelektrofahrzeug ausgebildet sein. Ein Hybridelektrofahrzeug weist eine Brennkraftmaschine 22 und einen Elektromotor 32 auf, die zusammenwirken, um das Fahrzeug anzutreiben. In einem Hybridelektrofahrzeug wird die Gesamtachsendrehmomentanforderung von dem Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302 an ein Hybridsteuermodul 700 kommuniziert. Das Hybridsteuermodul 700 ermittelt, wie viel Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor 32 geliefert wird und wie viel von der Maschine 22 geliefert wird. Das Hybridsteuermodul 700 kommuniziert den Anteil der Maschine an dem Antriebsdrehmoment an das Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul 308. Der Anteil des Elektromotors an dem Antriebsdrehmoment wird mittels eines Drehmomentbefehls 34 an den Elektromotor 32 kommuniziert. Das Modul für die Umwandlung eines Achsendrehmoments in ein Antriebsdrehmoment 304 kann mit dem Hybridsteuermodul 700 kombiniert werden. Ebenso kann das Modul zur Drehmomentabschaltung 306 Drehmomentanforderungen aufgrund der Kraftstoffabschaltung wegen Verlangsamung an das Hybridsteuermo dul 700 anstatt an das Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul 302 kommunizieren.
Fachleute können nun anhand der vorstehenden Beschreibung einsehen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Während die Offenbarung spezielle Beispiele aufweist, soll der wahre Umfang der Offenbarung daher nicht auf diese beschränkt sein, da andere Modifikationen für den erfahrenen Praktiker nach einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Claims

Antriebsstrangsteuersystem für ein Fahrzeug, umfassend: mehrere Achsendrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Achsendrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien eines Fahrzeugs erzeugen; ein Achsendrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den mehreren Achsendrehmomentanforderungen erzeugt; mehrere Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule, die jeweilige Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien einer Maschine des Fahrzeugs erzeugen; ein Antriebsdrehmoment-Vermittlungsmodul, das eine Netto-Maschinendrehmomentanforderung basierend auf der Netto-Achsendrehmomentanforderung und den mehreren Antriebsdrehmomentanforderungen ermittelt; und ein Antriebsdrehmoment-Steuermodul, das mehrere Aktuatoren basierend auf der Netto-Maschinendrehmomentanforderung derart steuert, dass die Maschine ein Ausgangsdrehmoment gemäß der Netto-Maschinendrehmomentanforderung produziert.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein Modul für die Umwandlung eines Achsendrehmoments in ein Antriebsdrehmoment umfasst, das die Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf einem Achsenübersetzungsverhältnis, einem Reifendurchmesser und/oder einem Getriebeübersetzungsverhältnis in eine Antriebsdrehmomentanforderung umwandelt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule ein Drehmomentanforderungsmodul für einen Tempomat umfassen, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer durch den Tempomat eingestellten Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 3, das ferner ein Drehmomentanforderungsmodul für einen adaptiven Tempomat umfasst, das eine Achsendrehmomentkorrektur basierend auf einer Umgebung des Fahrzeugs an das Anforderungsmodul für den Tempomat kommuniziert.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule ein Steuermodul für Ziehen/Schleppen umfassen, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einem Schlupf zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und einer Straßenoberfläche erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Schutz vor überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten Geschwindigkeitsbegrenzung des Fahrzeugs erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Achsendrehmoment-Anforderungsmodule ein Bremsdrehmoment-Verwaltungsmodul, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einem Bremsdrehmoment erzeugt, das von Bremsen des Fahrzeugs geliefert wird, und/oder ein Modul zur Stabilitäts steuerung umfasst, das eine der Achsendrehmomentanforderungen basierend auf einer Gierrate des Fahrzeugs erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Schutz vor Abwürgen umfassen, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einem minimalen Drehmoment erzeugt, das erforderlich ist, um die Maschine am Laufen zu halten.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Anlassen und Stoppen der Maschine umfassen, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend darauf erzeugt, ob die Maschine neu montiert ist.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Schutz des Leistungsvermögens der Maschine umfassen, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten Katalysatortemperaturgrenze erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Getriebedrehmoment-Anforderungsmodul umfassen, das eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf Schaltungen der Getriebeübersetzung erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul zum Schutz vor überhöhter Maschinendrehzahl umfassen, das eine der An triebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer vorbestimmten maximalen Maschinendrehzahl pro Minute erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule eine Steuerung der Maschinenleerlaufdrehzahl umfassen, die eine der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einer gewünschten Leerlaufdrehzahl für die Maschine erzeugt.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Antriebsdrehmoment-Anforderungsmodule Reservedrehmoment-Anforderungsmodule umfassen, die jeweilige der Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf einem Drehmoment erzeugen, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung an der Maschine zu kompensieren.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Reservedrehmoment-Anforderungsmodule ein Drehmomentkompensationsmodul für einen Klimaanlagenkompressor umfassen, das eine jeweilige der Antriebsstranganforderungen basierend auf einem Drehmoment erzeugt, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung aufgrund eines Einrückens und Ausrückens einer Klimaanlagen-Kompressorkupplung zu kompensieren.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Reservedrehmoment-Anforderungsmodule ein Modul für ein Anspringen eines Katalysators umfassen, das eine jeweilige der Antriebsdrehmomentanforderungen erzeugt, um eine Abgastemperatur der Maschine zu ändern.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Benzin/Elektro-Hybridfahrzeug ist und das Antriebsstrangsteuersystem ferner ein Hybridsteuermodul umfasst, das ermittelt, wie viel Drehmoment von der Netto-Achsendrehmomentanforderung durch einen Elektromotor geliefert werden soll.
Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangsteuersystems für ein Fahrzeug, umfassend: ein Erzeugen von Achsendrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien eines Fahrzeugs; ein Erzeugen einer Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf den Achsendrehmomentanforderungen; ein Erzeugen von Antriebsdrehmomentanforderungen basierend auf jeweiligen Leistungskriterien einer Maschine des Fahrzeugs; ein Ermitteln einer Netto-Maschinendrehmomentanforderung basierend auf der Netto-Achsendrehmomentanforderung und den Antriebsdrehmomentanforderungen; und ein Steuern von mehreren Aktuatoren basierend auf der Netto-Maschinendrehmomentanforderung, so dass eine Maschine ein Ausgangsdrehmoment gemäß der Netto-Maschinendrehmomentanforderung produziert.
Verfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst, dass die Netto-Achsendrehmomentanforderung basierend auf einem Achsenübersetzungsverhältnis, einem Reifendurchmesser, einem Getriebeübersetzungsverhältnis und/oder einer Verstärkung eines Drehmomentwandlers in ein Antriebsdrehmoment umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine der Antriebsdrehmomentanforderungen auf einer vorbestimmten Katalysatortemperaturgrenze basiert.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine der Antriebsdrehmomentanforderungen auf Schaltungen der Getriebeübersetzung basiert.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei eine der Antriebsdrehmomentanforderungen auf einer vorbestimmten maximalen Maschinendrehzahl pro Minute basiert.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei mindestens eine der Antriebsdrehmomentanforderungen auf einem Drehmoment basiert, das von der Maschine benötigt wird, um eine bevorstehende Laständerung an der Maschine zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend, dass ermittelt wird, wie viel Drehmoment von der Netto-Achsendrehmomentanforderung durch einen Elektromotor geliefert werden soll.