DE102011078498A1 - Übergang zwischen elektrischem Antrieb und parallelem Antrieb in einem Hybrid-Elektrofahrzeug-Antriebsstrang - Google Patents

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Mark S. Yamazaki
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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs umfasst das Antreiben von ersten Rädern unter Verwendung eines Elektromotors, das Starten einer Maschine, das Verwenden eines zweiten Elektromotors, der durch die Maschine angetrieben wird, um eine synchrone Drehzahl an einem Eingang eines Getriebes mit einem gewünschten eingelegten Gang zu erzeugen, das Einrücken einer Kupplung, die den Eingang und die Maschine verbindet, und das Verwenden der Maschine und des Getriebes, um zweite Räder anzutreiben.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Antriebsstrang für ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV). Insbesondere betrifft sie die Steuerung von Übergängen zwischen dem Betrieb mit elektrischem Antrieb und parallelem Antrieb des Antriebsstrangs.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine der vielversprechenderen Technologien zum Verbessern der Fahrzeugkraftstoffeffizienz besteht darin, einen herkömmlichen Fahrzeugantriebsstrang mit einem elektrischen Antriebssystem zu hybridisieren, das aus einem oder mehreren Elektromotoren und einer Hochspannungsbatterie besteht. Die Kraftfahrzeugindustrie investiert Ressourcen bei der Entwicklung von solchen hybridisierten Antriebsstrangkonzepten und -konfigurationen, um die Fahrzeugelektrifizierung zu beschleunigen und sich schließlich in Richtung von Einsteck-Hybrid- oder Batterieelektrofahrzeugen zu bewegen. Diese Hybrid-Antriebsstrangkonfigurationen können in drei Typen kategorisiert werden, d. h. Reihenhybridsystem, Parallelhybridsystem und komplexe Hybridsysteme. Komplexe Hybridsysteme schaffen die Eigenschaften sowohl einer Reihen- als auch einer Parallelkonfiguration. Eine solche komplexe Hybrid konfiguration ist ein Hybridantriebsstrang mit dualem Antrieb.
  • Hybridelektrofahrzeug-Antriebsstränge (HEV-Antriebsstränge) sind wichtig für die Entwicklung von umweltfreundlichen und kraftstoffeffizienten Fahrzeugen. Ein Vollhybrid-Elektrofahrzeug mit ”dualem Antrieb” beseitigt einige Unzulänglichkeiten gegenüber existierenden Hybridantriebsstrangarchitekturen aufgrund ihrer kinematischen Anordnung der Maschine, der Motoren und der Kraftübertragungskomponenten. Dieser Hybridantriebsstrang, der aus herkömmlichen Antriebsstrangkomponenten als seine Basis mit einem Elektromotor an der Hinterachse und einem kurbelintegrierten Startergenerator, einer Maschine und einem Getriebe an der Vorderachse besteht, bildet eine komplexe Konfiguration, die eine Kraftstoffeinsparungsverbesserung gegenüber einem herkömmlichen Antriebsstrang schafft. Aufgrund dieser komplexen Konfiguration stellt jedoch der Übergang zwischen elektrischen und parallelen Hybridantriebsmodi eine einzigartige Antriebsstrangsteuerherausforderung dar und erfordert koordinierte Fahrzeug- und Untersystemsteuerungen.
  • Da das Dualantriebssystem eine unabhängige Vortriebsfähigkeit an jeder Antriebsachse bereitstellt, existiert ein Bedarf, die Drehmomentabgabe zwischen den Vorder- und Hinterachsen während Übergängen zwischen elektrischen Antriebs- und parallelen Antriebsmodi zu steuern, während eine reaktionsfähige Fahrzeugleistung und ein annehmbares Fahrverhalten geschaffen werden. Aufgrund der mehreren Freiheitsgrade beim Steuern des Antriebsstrangs unter verschiedenen Betriebsmodi existiert ferner ein Bedarf, ein Energiemanagement-Steuersystem zu entwickeln, um die Auswahl des Antriebsstrangbetriebsmodus und das Mischen von Drehmoment, Drehzahl und Leistung von mehreren Leistungsquellen durchzuführen, so dass der Vorteil von dieser Hybridisierung maximiert wird. Da der Dualantriebs-Hybridantriebsstrang ein Automatikgetriebe mit festem Stufenverhältnis verwendet, existiert außerdem ein Bedarf an der Koordination der Getriebesteuerung (d. h. Schaltvorgänge, Einrückung/Ausrückung usw.) während Maschinen-Start/Stopps, regenerativem Bremsen und Antriebsstrangbetriebsmodus-Übergängen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs umfasst das Antreiben von ersten Rädern unter Verwendung eines Elektromotors, das Starten einer Maschine unter Verwendung eines zweiten Elektromotors, der durch die Maschine angetrieben wird, um eine synchrone Drehzahl an einem Eingang eines Getriebes mit einem gewünschten eingelegten Gang zu erzeugen, das Einrücken einer Kupplung, die den Eingang und die Maschine verbindet, und das Verwenden der Maschine und des Getriebes, um zweite Räder anzutreiben.
  • Der Antriebsstrang mit dualem Antrieb verwendet einen herkömmlichen Antriebsstrang als seine Basis, wodurch existierende Antriebsstrangkomponenten und Fertigungsbestände zu Nutze gemacht werden und sie in mehreren Basisantriebssträngen angewendet werden, wodurch mehrere HEV-Antriebsstranganwendungen geschaffen werden.
  • Außerdem schafft der Hybridantriebsstrang mit dualem Antrieb die Fähigkeit, zwei unabhängige Fahrzeugachsen anzutreiben und einen Betrieb im Vorderradantrieb, Hinterradantrieb oder Allradantrieb zu erzeugen. Überdies macht ihn seine flexible und modulare Konstruktion leicht auf große und kleine Fahrzeuganwendungen skalierbar. Er bietet große Flexibilität zum Betreiben des Antriebsstrangs in verschiedenen Modi, wie z. B. Reihenantrieb und Parallelantrieb, um die Anforderungen des Fahrers zu erfüllen und eine verbesserte Kraftstoffeffizienz und andere Fahrzeugleistungswünsche zu erreichen.
  • Der Anwendungsbereich der bevorzugten Ausführungsform wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Selbstverständlich sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zur Erläuterung gegeben. Verschiedene Änderungen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen werden für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen leichter verstanden, in denen:
  • 1 ein schematisches Diagramm ist, das Komponenten eines elektrischen Hybridantriebsstrangs mit dualem Antrieb und zugehörige Steuereinheiten zeigt;
  • 2 eine Zusammenfassung der primären Betriebsmodi des Hybridantriebsstrangs mit dualem Antrieb ist;
  • 3 die PTOM-Funktion in Form eines Zustandsdiagramms hoher Ebene für das Hybridsystem mit dualem Antrieb von 1 zeigt;
  • 4 ein schematisches Diagramm ist, das den Fluss von elektrischer und mechanischer Energie während eines Übergangs zwischen elektrischem Antrieb und parallelem Antrieb im Antriebsstrang von 1 zeigt;
  • 5 ein schematisches Diagramm ist, das Steuerphasen für einen Übergang vom elektrischen Antrieb zum parallelen Antrieb zeigt; und
  • 6 ein Graph ist, der die Veränderung von verschiedenen Parametern des Antriebsstrangs von 1 während eines Übergangs vom elektrischen Antrieb zum parallelen Antrieb zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen ist nun in 1 ein Hybridantriebsstrang 10 mit dualem Antrieb dargestellt, der zwei Elektromotoren 12, 14; eine Brennkraftmaschine 16 wie z. B. eine Fünf-Zylinder-Reihendieselmaschine; und ein Automatikgetriebe wie z. B. ein Sechsgang-Automatikgetriebe mit Doppelnasskupplung (DCT) umfasst. Der erste Elektromotor 12, der Kurbelwellen-integrierter Starter/Generator (CISG) genannt wird, ist mechanisch zwischen die Maschine 16 und das Getriebe 18 integriert, die einen primären Vortriebsweg zu einer ersten Achse 20, vorzugsweise der Vorderachse, bilden. Der CISG 12 ist für den Maschinenstart/-stopp verantwortlich und kann in einem generatorischen Modus betrieben werden, um mechanische Energie von der Maschine in elektrische Energie umzuwandeln, die entweder zum Aufladen einer Hochspannungsbatterie 22 oder zum direkten Speisen des zweiten Elektromotors 14 während der Reihenantriebs- oder Parallelantriebsmodi verwendet wird. Der CISG 12 wirkt auch als zusätzliche Vortriebsquelle durch direktes Übertragen eines Drehmoments auf die Achse 20.
  • Der zweite Elektromotor 14, der elektrischer Hinterachsantrieb (ERAD) genannt wird, ist mit einer zweiten Achse 24, vorzugsweise der Hinterachse, verbunden, um eine zusätzliche Vortriebsfähigkeit in entweder einem elektrischen Antriebs- oder Hybridantriebsmodus zu schaffen, was zu zwei unabhängig angetriebenen Achsen 20, 24 führt. Da der ERAD 14 direkt mit den Hinterrädern 26, 27 gekoppelt ist, wird er auch zum regenerativen Bremsen verwendet.
  • Der CISG 12 und der ERAD 14 werden durch die Hochspannungsbatterie (HV-Batterie) 22 unter Verwendung von Invertern gespeist. Durch Einrücken oder Ausrücken des Getriebes 18 können außerdem die Maschine 16 und der CISG 12 mit der Vorderachse 20 verbunden oder davon getrennt werden, wodurch verfügbare Reihenantriebs-, elektrische Antriebs- und Parallelantriebsmodi geschaffen werden.
  • Die Steuerung des Getriebes kann auch verwendet werden, um die Maschine 16 und den CISG 12 von den Vorderrädern 28, 29 abzukoppeln, wenn die Maschine gestartet und gestoppt wird.
  • 1 zeigt auch Untersystemsteuereinheiten, die im Hybridantriebsstrang 10 mit dualem Antrieb verwendet werden. Diese Steuereinheiten umfassen eine Maschinensteuereinheit (ECU) 30, eine Getriebesteuereinheit (TCU) 32, eine Motorsteuereinheit (MCU) 34, eine Generatorsteuereinheit (GCU) 36, eine Hochspannungstraktionsbatterie-Steuereinheit (TBCM) 38 und ein System zum regenerativen Bremsen (BSCM) 40. Diese Steuereinheiten steuern die Maschine 16, das Getriebe 18, den ERAD 14, den CISG 12, die HV-Batterie 22 bzw. Untersysteme zum regenerativen Bremsen. Außerdem kommuniziert eine übergeordnete Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC) 42 mit den Untersystemsteuereinheiten zum Koordinieren der Steuerung zwischen der Maschine, dem Getriebe, dem CISG und dem ERAD, während des Betriebs und Übergangs zwischen den verschiedenen Antriebsstrangbetriebsmodi. Die VSC 42 managt und koordiniert die Antriebsaggregatfunktionen, um die Anforderung des Fahrers zu erfüllen und den Energiefluss zu und von den mehreren Leistungseinheiten auszugleichen. Die VSC 42 stellt auch sicher, dass die Einschränkungen der Hochspannungsbatterieleistung und die Spannungsgrenzen erfüllt werden.
  • Der Hybridantriebsstrang 11 mit dualem Antrieb schafft verschiedene Betriebsmodi in Abhängigkeit vom Zustand der Maschine, des Getriebes, des CISG und des ERAD. Wenn die Maschine 12 ausgeschaltet ist, entnimmt der ERAD 14 elektrische Leistung von der Batterie 22, um das Fahrzeug anzutreiben, was Betrieb mit elektrischem Antrieb genannt wird.
  • Wenn die Maschine 16 eingeschaltet ist und das Getriebe 18 ausgerückt ist, d. h. die Eingangskupplungen 44, 46 beide offen oder vollständig ausgerückt sind, kann die Maschine den CISG 12 antreiben, wodurch Elektrizität erzeugt wird, die vom ERAD 14 entnommen wird, um das Fahrzeug anzutreiben, was Reihenantriebsbetrieb genannt wird.
  • Wenn die Maschine 16 eingeschaltet ist und das Getriebe 18 eingerückt ist, können die Maschine und der ERAD 14 das Fahrzeug gleichzeitig jeweils durch beide Achsen 20, 24 antreiben, was Parallelantriebsbetrieb genannt wird.
  • Außerdem kann ein Teil der Maschinenausgangsleistung durch den CISG 12 zum ERAD 14 geleitet werden, der die Achse 24 antreibt, was Betrieb mit parallelem geteiltem Antrieb genannt wird. Eine kurze Zusammenfassung der primären Hybridantriebsstrang-Betriebsmodi mit dualem Antrieb ist in 2 gezeigt.
  • Eine Funktion innerhalb der Fahrzeugsystemsteuereinheit 42, die Antriebsstrangbetriebsmodus-Steuerung (PTOM-Steuerung) genannt wird, ist erforderlich, um zu bestimmen, in welchem Modus der Antriebsstrang 10 für eine gegebene Fahreranforderung, gegebene Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen arbeiten sollte, so dass die Anforderung des Fahrers erfüllt wird, während eine optimale Fahrzeugkraftstoffeffizienz erreicht wird. Nach dem Auswählen eines gewünschten Betriebsmodus erzeugt der PTOM Befehle, die die Untersysteme koordinieren, um vom aktuellen Betriebsmodus auf den gewünschten Betriebsmodus überzugehen. Diese Übergänge werden zwischen dem elektrischen Antrieb, dem Reihenantrieb und dem parallelen Antrieb durchgeführt.
  • Der PTOM funktioniert in Form eines Zustandsdiagramms hoher Ebene für das Hybridsystem mit dualem Antrieb. In dem Diagramm von 3 sind drei übergeordnete Zustände gezeigt: Initialisierungsmodus 50, Betriebsmodus 52 mit elektrischem Antrieb und Hybridbetriebsmodus 54, der aus Reihenantriebs- und Parallelantriebsmodus besteht.
  • 3 stellt auch dar, dass nach der Initialisierung die PTOM-Steuerung den Antriebsstrang 10 im elektrischen Antrieb betreibt, bis sie auf der Basis von Fahrereingaben, Fahrzeugbedingungen und Untersystembedingungen feststellt, dass die Maschine 16 eingeschaltet werden muss. Nachdem die Maschine 16 eingeschaltet ist, geht die PTOM-Steuerung vom elektrischen Antrieb entweder zum Reihenantrieb oder zum Parallelantrieb in Abhängigkeit von Übergangsbedingungen über, die auf der Basis der Systembetriebseffizienz vordefiniert sind.
  • Antriebsstrangübergänge vom elektrischen Antrieb zum parallelen Antrieb treten hauptsächlich auf, wenn der Fahrer angefordert hat, dass die Radleistung hoch ist, oder wenn die Maschinenleistungsanforderung hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Referenzgeschwindigkeit, z. B. 30 km/h übersteigt. Wie in 4 gezeigt, erfordert die Steuerung des Antriebsbetriebsübergangs vom elektrischen Antrieb zum parallelen Antrieb das Koordinieren der Änderung der Vortriebsdrehmomentabgabe vom Hinterradantrieb auf entweder Vorderradantrieb oder Allradantrieb.
  • Wie 4 darstellt, sind im elektrischen Antrieb beide Eingangskupplungen 44, 46 offen, wodurch das Getriebe 18 ausgerückt ist. Im parallelen Antrieb ist die Kupplung 44 geschlossen und die Kupplung 46 bleibt offen, wodurch ermöglicht wird, dass das Getriebe 18 Leistung in den ungeradzahligen Gängen auf die Räder 28, 29 überträgt; im parallelen Antrieb kann jedoch die Kupplung 44 offen sein und die Kupplung 46 geschlossen sein, was ermöglicht, dass das Getriebe Leistung in den geradzahligen Gängen auf die Räder 28, 29 überträgt.
  • Das Schlüssel-Steuersystem-Leistungsziel besteht darin, eine ununterbrochene Vortriebsdrehmomentabgabe während des Übergangs vom elektrischen Antrieb auf den parallelen Antrieb zu schaffen, während eine sanfte und reaktionsfähige Fahrzeugleistung bereitgestellt wird. Irgendwelche Verzögerungen, Rauheit oder Vortriebsdrehmomentstörungen während dieses Manövers führen zu einem unannehmbaren Fahrverhalten, NVH, verschlechterter Kraftstoffsparsamkeit und schlechter Fahrzeugleistungswahrnehmung durch den Fahrer. Zusätzliche Faktoren, die sich ferner auf das Fahrzeugfahrverhalten und die Fahrzeugleistung während dieser Übergänge auswirken, umfassen: Maschinenstartverzögerungen, Getriebeapparatur-Ansprechverzögerungen, Haften der Getriebebetätigungsfähigkeit vor dem Maschinenstart, gleichzeitige Getriebeschaltvorgänge während des Maschinenstarts, Fahreranforderungsänderungen während des Übergangs, Kurbelwellen-(Maschinen/CISG)Drehmoment- & Drehzahlstabilität und Kurbelwellen-(Maschinen/CISG)Drehzahlsynchronisation.
  • Um die Leistungsziele zu erreichen, wurde die Steuerung vom elektrischen Antrieb zum parallelen Antrieb in vier sequentielle Hauptsteuerphasen, wie in 5 und 6 gezeigt, gemäß einem VSC-Befehl zum Übergang in den parallelen Antrieb unterteilt.
  • ELEKTRISCHER ANTRIEB – Während der ersten Steuerphase fährt das Fahrzeug anfänglich mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit 60 von etwa 20 km/h im elektrischen Antrieb, wobei der ganze Fahrzeugvortrieb durch den ERAD 14 zu den Rädern 26, 27 über die Achse 24 geliefert wird. Das vom Fahrer angeforderte Raddrehmoment 62 ist relativ niedrig und wird allein unter Verwendung des ERAD-Drehmoments 64 erreicht, während die Maschinendrehzahl 66, das Maschinendrehmoment 68 und das CISG-Drehmoment 70 null sind. Wenn der Fahrer das Fahrpedal 48 herabtritt, fordert die VSC 42 einen Übergang auf den parallelen Antrieb an, um die Erhöhung des angeforderten Raddrehmoments 62 zu erfüllen und zu bewirken, dass die Maschine 16 startet. Das Steuersystem leitet dann die zweite Steuerphase ein, um einen rollenden Maschinenstart durchzuführen, während das Fahrzeug fährt.
  • ROLLENDER MASCHINENSTART – Während der zweiten Steuerphase, während die Maschine läuft, werden die Räder 26, 27 über die Achse 24 angetrieben und das ERAD-Drehmoment 64 nimmt gemäß der Erhöhung des vom Fahrer angeforderten Raddrehmoments, das durch das Fahrpedalherabtreten dargestellt wird, zu. Der CISG 12 wird in einem Drehzahlsteuermodus betrieben, um die Maschinendrehzahl 66 auf die Zielleerlaufdrehzahl 72 zu erhöhen, bevor die Maschinenverbrennung bei 74 beginnt. Wie in 6 gezeigt, nimmt das CISG-Drehmoment 70 anfänglich zu, wenn die Maschine auf das Leerlaufdrehzahlziel 72 beschleunigt, und nimmt auf ein Niveau ab, das erforderlich ist, um die Maschinenwelle am Drehen zu halten. Sobald die Maschinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl gesteuert ist, wird die Maschine gestartet, während weiterhin der CISG in der Drehzahlsteuerung betrieben wird. Dies stellt einen sanften und reaktionsfähigen Maschinenstart mit robuster Maschinendrehzahlsteuerung sicher. Während des Maschinenanlaufs und Maschinenstarts sind die Getriebekupplungen 44, 46 ausgerückt, um sicherzustellen, dass der CISG und die Maschine von der Achse 20 und den Antriebsrädern 28, 29 abgekoppelt sind. Dies verringert, dass Maschinenstartdrehmomentstörungen auf die Antriebsräder 26, 27 übertragen werden, und minimiert das Potential für einen Maschinenstillstand, der während des Maschinenstarts auftritt. Sobald die Maschine läuft, leitet das Steuersystem die dritte Steuerphase ein.
  • NACHREIHENANTRIEB – Während der dritten Steuerphase bereitet das Getriebe auf das Einlegen des gewünschten Gangs 76 vor, überträgt jedoch noch kein Getriebeausgangsdrehmoment 78 auf die Räder 28, 29. Die Maschine 16 läuft und das Fahrzeug wird durch den ERAD 14 unter Verwendung der durch die Maschine erzeugten Energie angetrieben. Der CISG 16 arbeitet in einem generatorischen Modus, um die mechanische Energie der Maschine in elektrische Energie umzuwandeln, um den ERAD 14 zu speisen. Die Hochspannungsbatterie 22 kann auch gleichzeitig aufgeladen werden, wenn sich ihr Ladungszustand ausreichend verringert hat. Während der dritten Steuerphase wird der CISG 12 auch verwendet, um die Maschinendrehzahl 66 auf die synchrone Getriebedrehzahl 80 zu steuern, die dem gewünschten Gang 76 des Fahrers entspricht, um eine sanfte Getriebeeinrückung sicherzustellen. Durch Erhöhen der Maschinendrehzahl 66 auf die synchrone Getriebedrehzahl 80 wird der Schlupf über der herankommenden Kupplung 44 auf eine Drehzahl von fast null verringert. Dies hilft, ein annehmbares Fahrverhalten zu erreichen, und stellt einen sanften Übergang auf den parallelen Antrieb sicher, sobald die Getriebeeinrückung stattfindet. Das Getriebe 14 bereitet auch auf ein Einrücken durch Füllen und Hubverlagerung der herankommenden Kupplung 44 vor. Da ein Getriebeherunterschalten am wahrscheinlichsten angefordert wird, wenn das vom Fahrer angeforderte Raddrehmoment zunimmt, kann der Getriebekasten auch auf den neuen gewünschten Gang herunterschalten müssen, bevor die herankommende Kupplung 44 eingerückt wird. Während die Maschine ausgeschaltet ist, verliert die Nasskupplung DCT 18 die Betätigungsfähigkeit aufgrund des Verlusts an Hydraulikleitungsdruck und kann nicht beginnen, auf das Einlegen des gewünschten Gangs vorzubereiten, bis die Maschine gestartet hat. Während irgendwelcher Getriebeherunterschalt- oder Einrückungsvorbereitungsverzögerungen wird der ERAD 14 verwendet, um ein ununterbrochenes Vortriebsdrehmoment für die Räder 26, 27 sicherzustellen. Sobald das Getriebe bereit ist, das Einrücken zu starten, leitet das Steuersystem die vierte Steuerphase ein.
  • ROLLENDE GETRIEBEEINRÜCKUNG (PARALLELER ANTRIEB) – Wenn die Getriebeeinrückung bei 82 startet, während das Fahrzeug fährt, nimmt die Drehmomentkapazität der herankommenden Kupplung 44 zu und das Getriebe beginnt, das kombinierte Maschinen- und CISG-Drehmoment 84 auf die Räder 28, 29 zu übertragen. Das Fahrzeug arbeitet im parallelen Antrieb, da die Achse 20 auch das Fahrzeug vortreibt. Wie in 6 gezeigt, nimmt das Getriebeausgangs- und Vorderachsdrehmoment 84 zu, wenn das Getriebe einrückt. Die Erhöhung des Getriebeausgangsdrehmoments 78 steht direkt mit der Drehmomentkapazität der herankommenden Kupplung 44 und dem Nettomaschinendrehmoment, das auf die Getriebeeingangswelle 49 übertragen wird, in Beziehung. Während der Getriebeeinrückung wird das ERAD-Drehmoment 64, das die Achse 24 antreibt, im Verhältnis zur Erhöhung des Getriebeausgangsdrehmoments 78, das die Vorderachse antreibt, verringert. Dies stellt eine kontinuierliche Drehmomentabgabe an die Räder sicher, wenn der Fahrzeugvortrieb vom Hinterrad- auf den Vorderradantrieb umstellt.
  • Sobald die Getriebeeinrückung bei 86 vollendet ist, wird das ganze Maschinen- und CISG-Drehmoment 84 auf die Räder 28, 29 übertragen. Die Hochspannungsbatterie 22 kann auch unter Verwendung des CISG 12 durch Erhöhen des Maschinendrehmoments gemäß einem erforderlichen Ladungsdrehmomentniveau aufgeladen werden. Nachdem die Getriebeeinrückung vollendet ist 86, kann alternativ aufgrund der Freiheitsgrade des Hybridantriebsstrangs 10 mit dualem Antrieb die VSC 42 immer noch das Fahrzeug in einem Allradantrieb unter Verwendung des ERAD 14, um einen Teil des vom Fahrer angeforderten Raddrehmoments 62 durch die Achse 24 bereitzustellen, und unter Verwendung der Maschine und des CISG, um den restlichen Teil durch die Achse 20 bereitzustellen, betreiben, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren. Das Mischen der Leistung und des Vortriebsdrehmoments von den mehreren Leistungsquellen ist eine Entscheidung des Dualantriebs-Energiemanagement-Steuersystems.
  • Gemäß den Bestimmungen der Patentstatuten, wurde die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die alternativen Ausführungsformen anders als speziell dargestellt und beschrieben ausgeführt werden können.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs, das Folgendes umfasst: (a) Antreiben von ersten Rädern unter Verwendung eines Elektromotors; (b) Verwenden eines zweiten Elektromotors, der durch eine Maschine angetrieben wird, um eine synchrone Drehzahl an einem Eingang eines Getriebes mit einem gewünschten eingelegten Gang zu erzeugen; (c) Einrücken einer Kupplung, die den Eingang und die Maschine verbindet; (d) Verwenden der Maschine und des Getriebes, um zweite Räder anzutreiben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner Folgendes umfasst: Einleiten eines Übergangs vom elektrischen Antrieb auf den parallelen Antrieb und Starten der Maschine als Antwort auf eine Erhöhung des angeforderten Raddrehmoments.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner Folgendes umfasst: Erhöhen des durch den Elektromotor erzeugten Drehmoments, wenn das vom Fahrer angeforderte Raddrehmoment zunimmt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner Folgendes umfasst: Halten des Eingangs von der Maschine gelöst; Halten des zweiten Motors und der Maschine von den zweiten Rädern gelöst; und Verwenden des Elektromotors, um die Maschinendrehzahl auf eine Zielleerlaufdrehzahl zu erhöhen, bevor die Maschinenverbrennung beginnt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner Folgendes umfasst: Verwenden des zweiten Elektromotors, der durch die Maschine angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, die verwendet wird, um den Elektromotor anzutreiben.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner Folgendes umfasst: Verwenden des zweiten Elektromotors, der durch die Maschine angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, die in einer Batterie gespeichert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner Folgendes umfasst: Füllen und Hubverlagerung der Kupplung vor dem Einrücken der Kupplung; und Erzeugen eines Herunterschaltens des Getriebes auf den gewünschten Gang, bevor die Kupplung eingerückt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Verwenden des Elektromotors, um eine Unterbrechung des Vortriebsdrehmoments an den ersten Rädern zu vermeiden, während die Maschine ausgeschaltet ist, und während einer Verzögerung aufgrund der Übertragung des Drehmoments durch das Getriebe.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (d) ferner Folgendes umfasst: weiterhin Antreiben der ersten Räder unter Verwendung des Elektromotors, während die Maschine und das Getriebe verwendet werden, um die zweiten Räder anzutreiben.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: nachdem die Kupplung eingerückt ist, Erhöhen eines Maschinendrehmoments und einer Drehmomentkapazität der Kupplung, während die Maschine und das Getriebe verwendet werden, um die zweiten Räder anzutreiben.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Verringern des durch den Elektromotor erzeugten Drehmoments, wenn das Getriebeausgangsdrehmoment zunimmt.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: nachdem die Kupplung eingerückt ist, Erhöhen des durch die Maschine erzeugten Drehmoments; Verwenden des Elektromotors, um elektrische Energie zu erzeugen; und Speichern der elektrischen Energie in einer Batterie.
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