DE102010026982B4 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems in Verbindung mit hörbaren Geräuschen für ein Hybridantriebsstrangsystem - Google Patents

Abstract

Verfahren (400', 400") zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems (200), das eine Drehmomentmaschine (230) enthält, die zum Übertragen von Drehmoment an ein Ausgabeelement (64) ausgestaltet ist, wobei das Verfahren (400', 400") umfasst, dass:eine Motordrehmomentausgabe (T) von der Drehmomentmaschine (230) und die Motordrehzahl (N) der Drehmomentmaschine (230) überwacht werden (420); unddie Motordrehmomentausgabe (T) von der Drehmomentmaschine (230) auf ein maximal zulässiges Motordrehmoment (T) begrenzt wird (450), das mit einem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl (N) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb eines Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dasseine verstrichene Zeitspanne (t) vorhergesagt wird (438), in der die Drehmomentmaschine (230) in dem Motordrehzahlbereich arbeitet, der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist; undwobei das Begrenzen (450) der Motordrehmomentausgabe (T) von der Drehmomentmaschine (230) auf das maximal zulässige Motordrehmoment (T), das mit dem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl (N) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist, bewirkt wird, wenn die vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t) einen Schwellenwert (t) überschreitet (443).

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Diese Offenbarung betrifft Steuerungssysteme zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems.
• HINTERGRUND
• Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und bilden möglicherweise nicht den Stand der Technik.
• Bekannte Hybridantriebsstrangarchitekturen enthalten drehmomenterzeugende Einrichtungen, die Brennkraftmaschinen und Drehmomentmaschinen umfassen, welche mit einer Getriebeeinrichtung mechanisch gekoppelt sein können, um ein Drehmoment an ein Ausgabeelement zu übertragen. Bekannte Drehmomentmaschinen formen gespeicherte Energie in Leistung um, um ein Drehmoment zu erzeugen. Bekannte Steuerungsstrategien zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems umfassen das Ausführen von Leistungsverwaltungsschemata, um bevorzugte Ziele zu erreichen, die mit einem Kraftstoffverbrauch, Emissionen und einer Verwendung gespeicherter Energie verbunden sind, während Bedieneranforderungen nach einem Ausgabedrehmoment erfüllt werden.
• Bekannte Leistungsverwaltungsschemata zum Steuern eines Betriebs von Hybridantriebsstrangsystemen überwachen gegenwärtige Bedingungen und erzeugen unmittelbare Steuerungssignale, um Aktoren des Antriebsstrangsystems zu steuern.
• Ein bekanntes Hybridantriebsstrangsystem enthält eine Brennkraftmaschine, die mit einem Eingabeelement eines verbundverzweigten elektromechanischen Getriebes mit zwei Modi gekoppelt ist, das ein Ausgabeelement aufweist, welches mit einem Endantrieb eines Kraftfahrzeugs funktional gekoppelt ist, um ein Antriebsdrehmoment dorthin zu übertragen. Drehmomentmaschinen, die elektrische Maschinen enthalten, arbeiten als Motoren oder Generatoren und können ein Eingabedrehmoment an das Getriebe unabhängig von einer Drehmomenteingabe von der Brennkraftmaschine erzeugen und übertragen. Die elektrischen Maschinen können kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in elektrische Energie umformen, die in einer elektrischen Energiespeichereinrichtung speicherbar ist. Ein Steuerungssystem überwacht verschiedene Eingänge vom Fahrzeug und vom Bediener und stellt eine Betriebssteuerung des Hybridantriebsstrangs bereit, die ein Steuern eines Getriebebereichszustands und eines Schaltens von Gängen, ein Steuern der drehmomenterzeugenden Einrichtungen und ein Regeln des elektrischen Leistungsaustauschs zwischen der elektrischen Energiespeichereinrichtung und den elektrischen Maschinen umfasst, um Ausgaben des Getriebes zu verwalten, welche ein Drehmoment und eine Drehzahl umfassen.
• Bekannte Drehmomentmaschinen, die elektrische Maschinen umfassen, können im Betrieb hörbare Geräusche erzeugen. Ein von einer elektrischen Maschine erzeugtes hörbares Geräusch wird als ein Pfeifgeräusch beschrieben. Das hörbare Geräusch kann über Betriebsbedingungen der Drehzahl- und Drehmomentausgabe der Drehmomentmaschinen variieren. Das hörbare Geräusch kann einen Bediener stören. Bekannte Verfahren zum Verwalten und Dämpfen der Geräusche elektrischer Maschinen können umfassen, dass geräuschdämpfende Materialien hinzugefügt werden und die Maschine umkonstruiert wird, was umfasst, dass Magnetstrukturen verändert werden und Lagerentwürfe verändert werden. Die hörbaren Geräusche können bei Drehmomentmaschinen wahrgenommen werden, die zum Erzeugen von Antriebs- oder Vortriebsdrehmoment verwendet werden, da diese verwendet werden, um maximale Drehmomentausgaben über einen Bereich von Maschinendrehzahlen zu erzeugen.
• Die Druckschrift DE 10 2007 055 727 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems, das eine Drehmomentmaschine aufweist, die zum Übertragen von Drehmoment an ein Ausgabeelement ausgestaltet ist, umfasst, dass ein Motordrehmoment, das von der Drehmomentmaschine ausgegeben wird, und die Motordrehzahl der Drehmomentmaschine überwacht werden und dass das Motordrehmoment, das von der Drehmomentmaschine ausgegeben wird, auf ein maximal zulässiges Motordrehmoment begrenzt wird, das mit einem annehmbaren hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl der Drehmomentmaschine in einem Motordrehzahlbereich liegt, der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist.
• Figurenliste
• Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• 1 eine schematische Zeichnung eines beispielhaften Hybridantriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
• 2A, 2B und 2C Steuerungsschemata für ein Steuerungssystem des beispielhaften Hybridantriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung auf schematische Weise zeigen; und
• 3 eine graphische Darstellung des Ausgabedrehmoments und der Drehzahl für eine beispielhafte Drehmomentmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
• GENAUE BESCHREIBUNG
• Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zur Veranschaulichung einiger beispielhafter Ausführungsformen und nicht zur Beschränkung derselben gedacht ist, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das ein Steuerungssystem 100, ein Hybridantriebsstrangsystem 200 und einen Endantrieb 300 enthält, auf schematische Weise. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Elemente in der Beschreibung.
• Der Endantrieb 300 kann eine Differentialgetriebeeinrichtung 310 enthalten, die mit einer Achse 320 oder einer Halbwelle mechanisch gekoppelt ist, welche bei einer Ausführungsform mit einem Rad 330 gekoppelt ist. Die Differentialgetriebeeinrichtung 310 ist mit einem Ausgabeelement 64 des Hybridantriebsstrangsystems 200 gekoppelt. Der Endantrieb 300 überträgt Antriebsleistung zwischen dem Hybridgetriebe 250 und der Straßenoberfläche.
• Das Hybridantriebsstrangsystem 200 enthält eine Energiespeichereinrichtung (ESD) 210, die potentielle Energie speichert und mit einer oder mehreren Drehmomentmaschinen 230 gekoppelt ist, um Leistung dazwischen zu übertragen. Wenn die ESD 210 eine elektrische Speichereinrichtung umfasst und die Drehmomentmaschine(n) 230 einen oder mehrere Elektromotoren/Generatoren umfasst bzw. umfassen, können dazwischen steuerbare Gleichrichter/Wechselrichter platziert sein und zum Umformen von elektrischer Leistung verwendet werden. Die Drehmomentmaschine(n) 230 wandeln gespeicherte Energie in mechanische Leistung um und sie wandeln mechanische Leistung in Energie um, die in der ESD 210 gespeichert werden kann. Die Brennkraftmaschine 240 wandelt in einem Kraftstofftank 220 gespeicherten Kraftstoff in mechanische Leistung um. Mechanische Leistung von der Brennkraftmaschine 240 kann an das Hybridgetriebe 250 und die Drehmomentmaschine(n) 230 übertragen werden. Mechanische Leistung von der/den Drehmomentmaschine(n) 230 kann an das Hybridgetriebe 250 und die Brennkraftmaschine 240 übertragen werden. Mechanische Leistung vom Hybridgetriebe 250 kann an die Brennkraftmaschine 240, die Drehmomentmaschine(n) 230 und den Endantrieb 300 über das Ausgabeelement 64 übertragen werden. Die Brennkraftmaschine 240 kann vorzugsweise selektiv in einer Vielzahl von Zuständen betrieben werden, die einen Zustand mit eingeschalteter Maschine oder einen Zustand mit ausgeschalteter Maschine, einen Zustand mit allen Zylindern oder einen Zustand mit Zylinderabschaltung, und einen Zustand mit Kraftstoffzufuhr oder einen Zustand mit abgesperrtem Kraftstoff umfassen. Das Hybridgetriebe 250 ist vorzugsweise selektiv in einem einer Vielzahl von Bereichszuständen betreibbar, welche Zustände mit starrer Übersetzung und Zustände mit einem kontinuierlich variablen Bereich umfassen. Die Drehmomentmaschine(n) 230, die Brennkraftmaschine 240 und das Hybridgetriebe 250 enthalten jeweils eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen, um die Arbeitsweise derselben zu überwachen, welche Drehpositionssensoren, z.B. Drehgeber, zum Überwachen einer Drehposition und Drehzahl jeder Drehmomentmaschine 230 umfassen. Die Drehmomentmaschine(n) 230, die Brennkraftmaschine 240 und das Hybridgetriebe 250 enthalten eine Vielzahl von Aktoren, um deren Betrieb zu steuern. Alternativ kann bzw. können die Drehmomentmaschine(n) in der Form von Radmotoren mit einzelnen Rädern des Fahrzeugs direkt verbunden sein.
• Das Steuerungssystem 100 enthält ein Steuerungsmodul 120, das mit einer Bedienerschnittstelle 130 signaltechnisch verbunden ist und mit einem GPS/Kommunikationssystem 110 signaltechnisch verbunden ist. Das GPS/Kommunikationssystem 110 enthält vorzugsweise eine Fähigkeit zur Kommunikation außerhalb des Fahrzeugs und ein digitales Landkartensystem eines dreidimensionalen geographischen Informationssystems (GIS-Systems). Die Bedienerschnittstelle 130 enthält eine Vielzahl von Mensch/Maschinen-Schnittstelleneinrichtungen, durch welche der Fahrzeugbediener den Betrieb des Fahrzeugs 10 befiehlt, welche ein Gaspedal, ein Bremspedal und einen Getriebebereichswahlhebel (PRNDL) enthalten.
• Der Fahrzeugbediener übermittelt einen Ausgabedrehmomentbefehl, der eine Bedienerdrehmomentanforderung, eine Richtung des Fahrzeugwegs, d.h. vorwärts oder rückwärts, und einen bevorzugten Bereichszustand für das Hybridgetriebe 250 enthält, durch das Gaspedal, das Bremspedal, und den Getriebebereichswahlhebel. Die Bedienerschnittstelle 130 kann ferner eine Schnittstelle zu einem fahrzeugeigenen Navigationssystem enthalten, welches mit dem GPS/Kommunikationssystem 110 interagiert.
• Das Steuerungsmodul 120 ist mit den Erfassungseinrichtungen jeder Drehmomentmaschine 230, der Brennkraftmaschine 240, des Hybridgetriebes 250 und der ESD 210 signaltechnisch verbunden, um den Betrieb zu überwachen und parametrische Zustände derselben zu bestimmen. Überwachte Zustände der ESD 210 umfassen vorzugsweise einen momentanen Stromfluss und eine momentane Temperatur, wenn die ESD 210 eine elektrische Energiespeichereinrichtung umfasst. Das Steuerungsmodul 120 berechnet einen parametrischen Zustand der ESD 210, der die Kapazität der ESD 210 zum Übertragen von Leistung an die Drehmomentmaschine(n) 230 anzeigt. Der parametrische Zustand der ESD 210 enthält einen Ladezustand (SOC), wenn die ESD 210 eine elektrische Energiespeichereinrichtung ist. Überwachte Zustände der Brennkraftmaschine 240 umfassen vorzugsweise eine Maschinendrehzahl (N_E), ein Maschinendrehmoment (T_E) oder eine Maschinenlast und eine Temperatur. Überwachte Zustände des Hybridgetriebes 250 umfassen vorzugsweise eine Drehzahl, und einen Hydraulikdruck an mehreren Stellen, aus welchen parametrische Zustände bestimmt werden können, die ein Anwenden spezifischer Drehmomentübertragungskupplungen enthalten. Überwachte Zustände der Drehmomentmaschine(n) 230 umfassen vorzugsweise Drehzahlen (N_M) und Leistungsflüsse, z.B. einen elektrischen Stromfluss, aus welchem ein parametrischer Zustand für Motordrehmomente (T_M), die von der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 ausgegeben werden, bestimmt werden kann.
• Das Steuerungsmodul 120 ist mit den Aktoren jeder Drehmomentmaschine 230, der Brennkraftmaschine 240 und des Hybridgetriebes 250 funktional verbunden, um die Arbeitsweise derselben gemäß ausgeführter Steuerungsschemata zu steuern, welche in der Form von Algorithmen und Kalibrierungen gespeichert sind. Die mit der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 verbundenen Aktoren umfassen vorzugsweise Gleichrichter/Wechselrichter-Module. Die mit der Brennkraftmaschine 240 verbundenen Aktoren umfassen vorzugsweise z.B. Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Luftströmungscontroller, Funkenzündungssysteme und andere bekannte Einrichtungen, die mit dem Steuern eines Maschinenbetriebs verbunden sind, was ein Steuern von Maschinenzuständen umfasst. Die mit dem Hybridgetriebe 250 verbundenen Aktoren enthalten Solenoideinrichtungen, um Drehmomentübertragungskupplungen zu betätigen, um eine Arbeitsweise in spezifischen Bereichszuständen zu bewirken.
• Das Steuerungsmodul 120 enthält vorzugsweise einen oder mehrere digitale Universalcomputer, von denen jeder einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speichermedien, die Festwertspeicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM) enthalten, einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen) und Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen) und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und Einrichtungen (I/O) und geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen enthält Das Steuerungsmodul 120 weist einen Satz von Steuerungsalgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen enthalten, die in einem der Speichermedien gespeichert sind und ausgeführt werden, um gewünschte Funktionen bereitzustellen. Eine Informationsübertragung an das und von dem Steuerungsmodul 120 kann mit Hilfe einer Direktverbindung, eines lokalen Netzwerkbusses und eines seriellen peripheren Schnittstellenbusses bewerkstelligt werden. Die Algorithmen der Steuerungsschemata werden während voreingestellter Schleifenzyklen derart ausgeführt, dass jeder Algorithmus bei jedem Schleifenzyklus mindestens einmal ausgeführt wird. In den nichtflüchtigen Speichereinrichtungen gespeicherte Algorithmen werden von der zentralen Verarbeitungseinheit unter Verwendung von Kalibrierungen ausgeführt, um Eingänge von den Erfassungseinrichtungen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen zur Steuerung der Arbeitsweise von Stellgliedern auszuführen, die mit Elementen des Hybridantriebsstrangsystems 200 verbunden sind. Schleifenzyklen werden in regelmäßigen Intervallen ausgeführt, z.B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines fortlaufenden Betriebs des Hybridantriebsstrangs. Alternativ können Algorithmen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
• Ein Steuerungsschema zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems, das eine Drehmomentmaschine enthält, z.B. eine Drehmomentmaschine, die zum Übertragen von Drehmoment an ein Ausgabeelement wie hier vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, umfasst das Überwachen einer Drehmomentausgabe und einer Drehzahl der Drehmomentmaschine. Die Motordrehmomentausgabe von der Drehmomentmaschine wird auf eine zulässige Motordrehmomentausgabe begrenzt, die mit einem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl der Drehmomentmaschine in einem Motordrehzahlbereich liegt, der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist.
• Das Steuerungsschema wird mit Bezug auf 2A, 2B, 2C und 3 beschrieben. 2A zeigt ein nicht beanspruchtes erstes Steuerungsschema 400 zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems, z.B. des Hybridantriebsstrangsystems 200, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Das erste Steuerungsschema wird während eines der voreingestellten Schleifenzyklen periodisch ausgeführt, um den Betrieb des Hybridantriebsstrangsystems 200 während eines fortlaufenden Betriebs des Fahrzeugs 10 zu steuern. Während eines fortlaufenden Betriebs wird eine Bedienerdrehmomentanforderung zum Erzeugen von Antriebsleistung am Endantrieb 300 überwacht, vorzugsweise durch die Bedienerschnittstelle 130 (410). Das Steuerungsmodul 120 erzeugt in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung Befehle zur Leistungsausgabe von der Brennkraftmaschine 240 und der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 zum Transfer an das Hybridgetriebe 250 zur Übertragung an den Endantriebsstrang 300 (415). Die Brennkraftmaschinenleistung wird mit Hilfe eines Maschinendrehmoments T_E und einer Maschinendrehzahl N_E beschrieben. Die Leistungsausgabe(n) von der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 wird bzw. werden mit Hilfe eines Motordrehmoments T_M und einer Motordrehzahl N_M beschrieben. Als Beispiel kann das Steuerungsmodul 120 der Brennkraftmaschine 240 und der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 befehlen, maximal erreichbare Drehmomente in Ansprechen darauf zu erzeugen, wenn der Bediener über ein Gaspedal einen Betrieb mit hoher Drehzahl/hoher Last anfordert, was als ein WOT-Ereignis (Ereignis mit weit geöffneter Drossel) bezeichnet wird. Bei einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs, die eine Brennkraftmaschine und zwei Drehmomentmaschinen in einer Hybridantriebsstranganordnung mit Verbundverzweigung und zwei Modi verwendet, sind leitende Gleichungen zur Bestimmung des Ausgabedrehmoments T_O und der Ausgabedrehzahl No wie folgt. $${\text{T}}_{\text{O}}={\text{a*T}}_{\text{A}}+{\text{b*T}}_{\text{B}}+{\text{c*T}}_{\text{E}}$$

  

  $${\text{N}}_{\text{O}}=\text{f}\left({\text{N}}_{\text{A}},{\text{ N}}_{\text{B}},{\text{ N}}_{\text{E}}\right)$$

  

  wobei T_A und T_B Motordrehmomente darstellen, d.h. T_M = a*T_A + b*T_B und N_A und N_B die Motordrehzahlen darstellen, d.h. N_M, die von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 230 an das Getriebe 250 eingegeben werden, und a, b und c skalare Werte sind. Wenn ein Bediener beispielsweise ein WOT-Ereignis befiehlt, befiehlt das Steuerungsschema 400 ein bzw. mehrere maximal erreichbare Motordrehmomente T_M von mindestens einer der Drehmomentmaschinen 230 und ein maximales Brennkraftmaschinendrehmoment T_E.
• 3 stellt ein maximal erreichbares Motordrehmoment (T_M-Max) über einen Bereich von Motordrehzahlen (N_M) für eine beispielhafte Drehmomentmaschine dar. 3 stellt ferner einen Drehzahlbereich mit hörbaren Geräuschen dar, der durch eine minimale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min) und eine maximale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_{M- Max}) definiert ist. Es gibt eine maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD), die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, die der Motordrehzahl im Drehzahlbereich mit hörbaren Geräuschen entspricht. Die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD), die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, ist mit einem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche, die für den Bediener akzeptabel sind, für die Drehmomentmaschine 230 verbunden.
• Das erreichte Motordrehmoment T_M und die erreichte Motordrehzahl N_M werden für die Drehmomentmaschine(n) 230 überwacht (420). Das Überwachen des erreichten Motordrehmoments T_M kann umfassen, dass ein elektrischer Stromfluss an die Drehmomentmaschine(n) 230 überwacht wird, und das Überwachen der Motordrehzahl N_M kann umfassen, dass eine Signalausgabe von Sensoren überwacht wird, welche zum Überwachen einer Drehposition und einer Drehzahl der Drehmomentmaschine(n) 230 ausgelegt sind.
• Wenn die Motordrehzahl N_M einer der Drehmomentmaschinen 230 während eines Betriebs des Antriebsstrangsystems im Drehzahlbereich mit hörbaren Geräuschen liegt (425), wird die Motordrehmomentausgabe von der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230 auf die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD) begrenzt, die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, welche der gegenwärtigen Motordrehzahl N_M entspricht (450). Das Motordrehmoment wird auf die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD) begrenzt, die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, indem ein elektrischer Leistungsfluss an die Drehmomentmaschine(n) 230 gesteuert wird, wenn die Drehmomentmaschine(n) 230 eine elektrische Maschine enthalten. Andernfalls wird das Motordrehmoment auf das befohlene Motordrehmoment T_M begrenzt, das durch das maximal erreichbare Motordrehmoment T_M-Max begrenzt ist (460).
• Die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD), die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, enthält ein Motordrehmoment, das einem bevorzugten hörbaren Geräuschpegel entspricht, der mit einem Betrieb einer beispielhaften Drehmomentmaschine 230 verbunden ist. Der hörbare Geräuschpegel ist als ein Geräuschpegel definiert, der von einem Fahrzeugbediener während eines Fahrzeugbetriebs hörbar wahrnehmbar ist, vorzugsweise gekennzeichnet unter Verwendung einer Geräuschintensitätsmetrik, die in Dezibel gemessen wird. Ein störender hörbarer Geräuschpegel ist als ein hörbarer Geräuschpegel definiert, der den Fahrzeugbediener stört, und kann als ein hörbarer Geräuschpegel über einem Schwellenwert gekennzeichnet sein, der unter Verwendung einer Geräuschintensitätsmetrik bestimmt wird, die in Dezibel gemessen wird. Ein akzeptabler hörbarer Geräuschpegel ist als ein hörbarer Geräuschpegel definiert, der von dem Fahrzeugbediener wahrgenommen werden kann, diesen aber nicht stört, und ist als ein hörbarer Geräuschpegel bei oder unter dem Schwellenwert gekennzeichnet, der unter Verwendung der Geräuschintensitätsmessung, die in Dezibel gemessen wird, bestimmt wird. Der Drehzahlbereich mit hörbaren Geräuschen, der die minimale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min) und die maximale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Max) umfasst, und die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD), die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, und der störende hörbare Geräuschpegel für eine beispielhafte Drehmomentmaschine 230 und einen zugehörigen Antriebsstrang, einen zugehörigen Endantrieb und eine zugehörige Fahrzeuganwendung sind anwendungsspezifisch und können während einer Fahrzeugentwicklung experimentell bestimmt werden. Die zulässige Motordrehmomentausgabe bezieht sich auf hörbare Geräusche, die von der beispielhaften Drehmomentmaschine 230 erzeugt werden, verrechnet mit einer Dämpfung hörbarer Geräusche, die bei einer Anwendung mit Faktoren des Antriebsstrangs, des Endantriebs und des Fahrzeugs verbunden ist. Die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD), die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für einen Bediener akzeptabel sind, entspricht der Motordrehzahl N_M. Bei Motordrehzahlen, die größer oder kleiner als der Drehzahlbereich mit hörbaren Geräuschen ist, werden die hörbaren Geräusche, die von der Drehmomentmaschine 230 ausgegeben werden, als nicht störend für den Fahrzeugbediener angesehen.
• Die Toleranz für hörbare Geräusche kann zeitabhängig sein, z.B. kann ein kurzzeitiges Auftreten eines hörbaren Geräuschpegels nicht störend sein, wohingegen ein Auftreten des hörbaren Geräuschpegels für lange Zeit störend sein kann. Daher zeigt 2B ein zweites nicht beanspruchtes Steuerungsschema 400' zum Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems 200. Während eines fortlaufenden Betriebs wird die Bedienerdrehmomentanforderung zum Erzeugen von Antriebsleistung am Endantrieb 300 überwacht, vorzugsweise durch die Bedienerschnittstelle 130 (410). Das Steuerungsmodul 120 erzeugt Befehle für eine Brennkraftmaschinenleistung in der Form eines Drehmoments und einer Drehzahl T_E und N_E von der Brennkraftmaschine 240 und eines Drehmoments und einer Drehzahl T_M und N_M von der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230, die in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung über das Hybridgetriebe 250 an den Endantrieb 300 übertragen werden (415). Das erreichte Motordrehmoment T_M und die erreichte Motordrehzahl N_M werden überwacht (420). Während eines Betriebs des Antriebsstrangsystems wird, wenn sich die Motordrehzahl N_M innerhalb des Drehzahlbereichs mit hörbaren Geräuschen befindet (425), ein Zustand eines Parameters für hörbare Geräusche N_AUD (T_M,N_M) bestimmt, der dem Motordrehmoment T_M und der Motordrehzahl N_M entspricht (430). Der Zustand des Parameters für hörbare Geräusche N_AUD (T_M,N_M) entspricht vorzugsweise einer Geräuschintensitätsmetrik, die in Dezibel gemessen wird, und kann experimentell vorbestimmt sein. Der Zustand des Parameters für hörbare Geräusche N_AUD (T_M,N_M) wird über die verstrichene Zeit integriert, um einen über die Zeit integrierten Zustand hörbarer Geräusche zu bestimmen (435), der wie folgt berechnet wird. $${\displaystyle \int \text{N}\left({\text{T}}_{\text{M}},{\text{ N}}_{\text{M}}\right)*\text{dt dB}-\text{sec}}$$

  
• Der Zustand des Parameters für hörbare Geräusche N_AUD (T_M,N_M) wird mit einem Schwellenwert für über Zeit integrierte hörbare Geräusche (einem Integrationsschwellenwert) verglichen, der in Dezibel-Sekunden gemessen wird (440). Wenn der Zustand der über die Zeit integrierten hörbaren Geräusche den Schwellenwert überschreitet, wird das Motordrehmoment T_M auf die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD) begrenzt, die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, welche der gegenwärtigen Motordrehzahl N_M entspricht (450). Andernfalls wird das Motordrehmoment auf das befohlene Motordrehmoment T_M begrenzt, welches durch das maximal erreichbare Motordrehmoment T_M-Max begrenzt ist (460). Vorzugsweise wird der Zustand des Parameters für hörbare Geräusche N_AUD (T_M,N_M) über die verstrichene Zeit während eines fortlaufenden ununterbrochenen Betriebs der Drehmomentmaschine(n) 230 innerhalb des Drehzahlbereichs mit hörbaren Geräuschen integriert. Wenn die Motordrehzahl N_M folglich außerhalb des Drehzahlbereichs mit hörbaren Geräuschen fällt, d.h. kleiner als die minimale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min) oder größer als die maximale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Max) ist, wird der über die Zeit integrierte Zustand hörbarer Geräusche auf Null zurückgesetzt. Das zweite Steuerungsschema 400' kann eine Hysterese enthalten, um einen Betrieb der betreffenden Drehmomentmaschine(n) 230 bei Motordrehzahlen in der Nähe der minimalen Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min) und der maximalen Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Max) zu berücksichtigen.
• 2C zeigt ein erfindungsgemäßes drittes Steuerungsschema 400" zum Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems 200. Während eines fortlaufenden Betriebs wird die Bedienerdrehmomentanforderung zum Erzeugen von Antriebsleistung am Endantrieb 300 überwacht, vorzugsweise durch die Bedienerschnittstelle 130 (410). Das Steuerungsmodul 120 erzeugt Befehle für eine Brennkraftmaschinenleistung in der Form von Maschinendrehmoment T_E von der Brennkraftmaschine 240 und eines Drehmoments T_M von der bzw. den Drehmomentmaschine(n) 230, welche in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung über das Hybridgetriebe 250 an den Endantrieb 300 übertragen werden (415'). Die erreichte Motordrehzahl N_M wird überwacht (420'). Wenn die Motordrehzahl N_M die minimale Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min) erreicht und/oder überschreitet (428), wird eine zeitliche Veränderung (N_M-DOT) bei der Motordrehzahl N_M berechnet (433). Eine vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t_NB) wird berechnet (438), während welcher die Drehmomentmaschine(n) 230 innerhalb des Drehzahlbereichs mit hörbaren Geräuschen arbeiten wird bzw. werden, die mit der minimalen Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Min), der maximalen Drehzahl mit hörbaren Geräuschen (N_M-Max) und der zeitlichen Veränderung bei der Motordrehzahl N_M (N_M-DOT) verbunden ist. Die vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t_NB) wird mit einer Schwellenwertzeitspanne (Zeitschwellenwert) (t_THD) verglichen (443). Wenn die vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t_NB) kleiner als die Schwellenwertzeitspanne (t_THD) ist, wird das Motordrehmoment auf das befohlene Motordrehmoment T_M gesteuert, welches durch das maximal erreichbare Motordrehmoment T_M-Max begrenzt ist (460). Wenn die vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t_NB) die Schwellenwertzeitspanne (t_THD) überschreitet, wird das Motordrehmoment T_M auf die maximal zulässige Motordrehmomentausgabe (T_M-AUD) gesteuert, die mit dem maximalen oder Schwellenwertpegel für hörbare Geräusche verbunden ist, die für den Bediener akzeptabel sind, die der gegenwärtigen Motordrehzahl N_M entspricht (450). Die Schwellenwertzeitspanne (t_THD) ist vorzugsweise eine vorkalibrierte Zeitspanne, die auf einem kumulierten Unwohlsein wegen der hörbaren Geräusche über die verstrichene Zeit basiert.
• Jedes der Steuerungsschemata 400, 400' und 400" enthält vorzugsweise einen oder mehrere Algorithmen, die während eines der voreingestellten Schleifenzyklen periodisch ausgeführt werden, um einen Betrieb des Hybridantriebsstrangsystems 200 zu steuern. Obwohl die Elemente der Steuerungsschemata 400, 400' und 400" in 2A, 2B und 2C als diskrete Elemente gezeigt sind, dient eine derartige Veranschaulichung der Erleichterung der Beschreibung und es ist festzustellen, dass die von diesen Elementen ausgeführten Funktionen unter Verwendung von Algorithmen, Hardware und/oder anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) kombiniert und implementiert werden können.
• Es versteht sich, dass Modifikationen innerhalb des Umfangs der Offenbarung zulässig sind. Die Offenbarung wurde mit spezieller Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen der Beschreibung können andere weitere Modifikationen und Veränderungen bemerken. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen und Veränderungen umfasst sind, sofern sie im Umfang der Offenbarung liegen.

Claims (2)

1. Verfahren (400', 400") zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems (200), das eine Drehmomentmaschine (230) enthält, die zum Übertragen von Drehmoment an ein Ausgabeelement (64) ausgestaltet ist, wobei das Verfahren (400', 400") umfasst, dass: eine Motordrehmomentausgabe (T_M) von der Drehmomentmaschine (230) und die Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) überwacht werden (420); und die Motordrehmomentausgabe (T_M) von der Drehmomentmaschine (230) auf ein maximal zulässiges Motordrehmoment (T_M-AUD) begrenzt wird (450), das mit einem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb eines Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine verstrichene Zeitspanne (t_NB) vorhergesagt wird (438), in der die Drehmomentmaschine (230) in dem Motordrehzahlbereich arbeitet, der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist; und wobei das Begrenzen (450) der Motordrehmomentausgabe (T_M) von der Drehmomentmaschine (230) auf das maximal zulässige Motordrehmoment (T_M-AUD), das mit dem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist, bewirkt wird, wenn die vorhergesagte verstrichene Zeitspanne (t_NB) einen Schwellenwert (t_THD) überschreitet (443).
2. Verfahren (400', 400") nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Zustand eines Parameters (N_AUD (T_M,N_M)) für hörbare Geräusche, der der Motordrehmomentausgabe (T_M) von der Drehmomentmaschine (230) und der Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) entspricht, bestimmt wird (430); der Zustand des Parameters (N_AUD (T_M,N_M)) für hörbare Geräusche über die Zeit integriert wird (435), wenn die Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist; und wobei das Begrenzen (450) der Motordrehmomentausgabe (T_M) von der Drehmomentmaschine (230) auf das maximal zulässige Motordrehmoment (T_M-AUD), das mit dem akzeptablen hörbaren Geräuschpegel verbunden ist, wenn die Motordrehzahl (N_M) der Drehmomentmaschine (230) innerhalb des Motordrehzahlbereichs liegt (425), der mit störenden hörbaren Geräuschen verbunden ist, bewirkt wird, wenn der über die Zeit integrierte Parameter (N_AUD (T_M,N_M)) für hörbare Geräusche einen Schwellenwert überschreitet.

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