DE102011111025B4 - Managing output torque in a vehicle having an electric powertrain - Google Patents
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Abstract
Verfahren (100) zum Verwalten eines Schwellenwerts für einen Anstieg bei einer Ausgabedrehmomentgrenze in einem Fahrzeug (10), wobei das Verfahren (100) umfasst, dass:der Schwellenwert für einen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentgrenze unter Verwendung eines Controllers (24) detektiert wird;eine Position eines Gaspedals (15) des Fahrzeugs (10) unter Verwendung eines Pedalsensors (26) gemessen wird;ein Intervall einer verstrichenen Zeit gemessen wird, in dem das Gaspedal (15) in einer im Wesentlichen konstanten Position gehalten worden ist;mit Hilfe des Controllers (24) eine Änderungsrate eines tatsächlichen Ausgabedrehmoments (28) aus einem Getriebe (14) des Fahrzeugs (10) automatisch begrenzt wird, wenn der Betrag der verstrichenen Zeit einen kalibrierten Zeitschwellenwert überschreitet;wobei das tatsächliche Ausgabedrehmoment (28) mit Hilfe eines Antriebsmotors (12) nur unter Verwendung von Batterieleistung aus einem Energiespeichersystem (22) bereitgestellt wird;wobei das Detektieren des Schwellenwerts für einen Anstieg umfasst, dass eine Differenz zwischen einem aktuellen Wert des tatsächlichen Ausgabedrehmoments (28) und einem Mittelwert einer kalibrierten Anzahl vorheriger Werte des tatsächlichen Ausgabedrehmoments (28) bewertet wird.A method (100) for managing a threshold for an increase in an output torque limit in a vehicle (10), the method (100) comprising: detecting the threshold for an increase in the output torque limit using a controller (24); Position of an accelerator pedal (15) of the vehicle (10) is measured using a pedal sensor (26); an interval of elapsed time is measured in which the accelerator pedal (15) has been held in a substantially constant position; using the controller (24) a rate of change of an actual output torque (28) from a transmission (14) of the vehicle (10) is automatically limited when the amount of the elapsed time exceeds a calibrated time threshold; the actual output torque (28) with the aid of a drive motor (12 ) is only provided using battery power from an energy storage system (22); wherein the detecting of the threshold value for an increase comprises evaluating a difference between a current value of the actual output torque (28) and an average value of a calibrated number of previous values of the actual output torque (28).
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Nummer 61/380,354, die am 07. September 2010 eingereicht wurde und die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.This application claims the priority and benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 380,354, filed Sep. 7, 2010, which is incorporated herein by reference in its entirety.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft das Verwalten eines Ausgabedrehmoments in einem Fahrzeug, das einen elektrischen Antriebsstrang aufweist.The present invention relates to managing output torque in a vehicle having an electric powertrain.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Batterieelektrofahrzeuge (BEV), Elektrofahrzeuge mit erhöhter Reichweite (EREV) und Hybridelektrofahrzeuge (HEV) können in mindestens einem rein elektrischen Antriebsmodus, d.h. einem Elektrofahrzeugmodus (EV-Modus) betrieben werden. Ein oder mehrere Hochspannungsantriebsmotoren liefern ein Motordrehmoment, das ausreicht, um das Fahrzeug in einem derartigen Modus zu betreiben. Jeder Antriebsmotor wird über eine Batterieleistung, die von einem Hochspannungsenergiespeichersystem (ESS) geliefert wird, mit Energie versorgt. Während eines Fahrzeugbetriebs kann das ESS nach Bedarf wieder aufgeladen werden, etwa bei einem regenerativen Bremsen. Das ESS kann auch wieder aufgeladen werden, wenn das Fahrzeug gerade nicht läuft, indem das ESS mit einer fahrzeugfremden Stromversorgung verbunden wird. Wenn sich bei einem EREV ein Ladezustand des ESS größtenteils erschöpft hat, kann eine kleine Brennkraftmaschine automatisch gestartet und verwendet werden, um einen elektrischen Generator mit Leistung zu versorgen. Die Leistungsausgabe vom Generator liefert die benötigte elektrische Energie, um den EV-Modus aufrecht zu erhalten.Battery electric vehicles (BEV), electric vehicles with increased range (EREV) and hybrid electric vehicles (HEV) can be operated in at least one purely electric drive mode, i.e. an electric vehicle mode (EV mode). One or more high voltage drive motors provide sufficient motor torque to operate the vehicle in such a mode. Each drive motor is powered by a battery that is supplied by a high-voltage energy storage system (ESS). While the vehicle is in operation, the ESS can be recharged as required, for example during regenerative braking. The ESS can also be recharged when the vehicle is not running by connecting the ESS to a non-vehicle power supply. If a charge state of the ESS has largely been exhausted during an EREV, a small internal combustion engine can be started automatically and used to supply an electrical generator with power. The power output from the generator provides the electrical energy needed to maintain EV mode.
Fahrzeugantriebsstränge enthalten ein Getriebe, das ein Motordrehmoment von einem angetriebenen Element des Antriebsmotors an ein Ausgabeelement des Getriebes überträgt. Das tatsächliche Ausgabedrehmoment, das am Ausgabeelement wirkt, versorgt letztlich einen Satz von Antriebsrädern mit Leistung, um das Fahrzeug voranzutreiben. Schaltzeitdauern in derartigen Getrieben können relativ lang sein. Außerdem kann die Ausgabedrehmomentgrenze oder -fähigkeit in einem Fahrzeug, das einen EV-Antriebsstrang aufweist, plötzlich und wahrnehmbar ansteigen, beispielsweise wenn die verfügbare Batterieleistung plötzlich ansteigt.Vehicle drivetrains include a transmission that transfers engine torque from a driven element of the drive motor to an output element of the transmission. The actual output torque acting on the output member ultimately provides power to a set of drive wheels to propel the vehicle. Shift times in such transmissions can be relatively long. Additionally, in a vehicle having an EV powertrain, the output torque limit or capability may increase suddenly and noticeably, such as when the available battery power suddenly increases.
In der Druckschrift
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Hybridfahrzeug einen plötzlich auftretenden Anstieg bei einer Ausgabedrehmomentgrenze so zu behandeln, dass ein Ausgabedrehmoment des Antriebsmotors möglichst für einen Fahrer des Hybridfahrzeugs nicht wahrnehmbar ist.The object of the invention is to treat a suddenly occurring increase in an output torque limit in a hybrid vehicle in such a way that an output torque of the drive motor is as imperceptible as possible to a driver of the hybrid vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved by the subjects of the independent claims.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Es wird hier ein Verfahren offenbart, um einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität in einem Fahrzeug zu verwalten, das einen Elektrofahrzeug-Antriebsstrang (EV-Antriebsstrang) aufweist. Die Ausführung des vorliegenden Verfahrens hilft bei der Sicherstellung, dass der plötzliche Anstieg bei der Drehmomentkapazität für einen Fahrer des Fahrzeugs nicht wahrnehmbar ist. Das Verfahren umfasst, dass eine Änderungsrate eines tatsächlichen Ausgabedrehmoments, das an das Ausgabeelement des Getriebes übertragen wird, verlangsamt wird, sobald eine erhöhte Drehmomentkapazität realisiert wird. Dies tritt während einer vorbestimmten Fahrzeugbedingung auf, z.B. während einer Zeitspanne mit einem im Wesentlichen konstanten angeforderten Ausgabedrehmoment, wie durch das Verarbeiten von Positionssignalen von einem Gaspedal ermittelt wird. Ein Absacken des Drehmoments wird effektiv beseitigt, während die Schaltzeitdauer verringert wird. Die erhöhte Batterieleistung kann verwendet werden, um ein schnelleres Schalten mit minimaler Störung des Ausgabedrehmoments zu bewerkstelligen.A method is disclosed herein for managing a sudden increase in output torque capacity in a vehicle having an electric vehicle (EV) powertrain. Implementation of the present method helps ensure that the sudden increase in torque capacity is imperceptible to a driver of the vehicle. The method includes where a rate of change of an actual output torque transmitted to the output element of the transmission is slowed once an increased torque capacity is realized. This occurs during a predetermined vehicle condition, e.g., a period of time with a substantially constant requested output torque, as determined by processing position signals from an accelerator pedal. Torque sag is effectively eliminated while the shift time is reduced. The increased battery power can be used to accomplish faster shifts with minimal disruption to the output torque.
Das vorliegende Verfahren kann als Algorithmus oder Code ausgeführt sein, auf einem computerlesbaren/nichttransistorischen Medium aufgezeichnet sein und durch zugehörige Hardwarekomponenten eines fahrzeugeigenen Controllers automatisch ausgeführt werden. Der Controller detektiert einen Schwellenwert für einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität. Dies kann das automatische Vergleichen der aktuellen Ausgabedrehmomentkapazität mit einem Mittelwert einer Anzahl vorheriger Abtastwerte zur Folge haben. Der Controller kann einen Merker setzen, der einen Schwellenwert für einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität anzeigt, wenn der aktuelle Wert den Mittelwert um einen kalibrierten Betrag überschreitet. Der Controller begrenzt die Änderungsrate beim tatsächlichen Ausgabedrehmoment automatisch, wenn der Anstieg detektiert wird, wobei er dies bei einer Ausführungsform als Funktion der Gaspedalposition durchführt.The present method can be implemented as an algorithm or code, recorded on a computer-readable / non-transistor medium and automatically by associated hardware components of an in-vehicle controller are executed. The controller detects a threshold for a sudden increase in output torque capacity. This may result in automatically comparing the current output torque capacity with an average of a number of previous samples. The controller may set a flag indicating a threshold value for a sudden increase in output torque capacity if the current value exceeds the mean value by a calibrated amount. The controller automatically limits the rate of change in actual output torque when the increase is detected, and in one embodiment does so as a function of accelerator pedal position.
Beispielsweise kann eine langsamere Ratenbegrenzung angewendet werden, wenn die Gaspedalposition über ein kalibriertes Intervall hinweg ziemlich konstant gehalten wird. Die Ratenbegrenzung kann in Verbindung mit einer ansteigenden Differenz zwischen der Ausgabedrehmomentkapazität und dem tatsächlichen Ausgabedrehmoment ansteigen. Bei einer Ausführungsform können Schaltzeitdauern verringert werden, indem während des Schaltereignisses ein Kraftmaschinendrehzahl-Zielwert mit Hilfe des Controllers automatisch abgesenkt wird, während gleichzeitig die Kurzzeit-Ratenbegrenzung erhöht wird.For example, a slower rate limit can be applied if the accelerator pedal position is held fairly constant over a calibrated interval. The rate limit may increase in conjunction with an increasing difference between the output torque capacity and the actual output torque. In one embodiment, shift durations can be reduced by automatically lowering an engine speed target value with the aid of the controller during the shift event, while at the same time increasing the short term rate limit.
Insbesondere wird ein Verfahren bereitgestellt, um einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität in einem Fahrzeug zu verwalten, das einen Controller, ein Getriebe und einen Antriebsmotor aufweist, der über Batterieleistung von einem Energiespeichersystem (ESS) betrieben wird. Das Verfahren umfasst, dass mit Hilfe des Controllers ein Schwellenwert für einen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität detektiert wird und die Änderungsrate eines tatsächlichen Ausgabedrehmoments aus dem Getriebe in Ansprechen auf den Schwellenwert für einen Anstieg automatisch begrenzt wird. Das tatsächliche Ausgabedrehmoment wird mit Hilfe des Antriebsmotors alleine unter Verwendung der Batterieleistung aus dem ESS bereitgestellt.In particular, a method is provided to manage a sudden increase in output torque capacity in a vehicle that includes a controller, transmission, and drive motor powered by battery power from an energy storage system (ESS). The method includes using the controller to detect a threshold value for an increase in the output torque capacity and automatically limit the rate of change of an actual output torque from the transmission in response to the threshold value for an increase. The actual output torque is provided with the aid of the drive motor alone using the battery power from the ESS.
Das Verfahren kann umfassen, dass eine Differenz zwischen dem Schwellenwert für einen Anstieg und dem tatsächlichen Ausgabedrehmoment berechnet wird und dass die Änderungsrate unter Verwendung einer Rate begrenzt wird, die proportional zu der Differenz ist. Das Detektieren des Schwellenwerts für einen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität kann umfassen, dass eine Differenz zwischen einer momentanen Ableitung des tatsächlichen Ausgabedrehmoments und eines Mittelwerts einer kalibrierten Anzahl vorheriger Ausgabedrehmomentableitungswerte ausgewertet wird.The method may include calculating a difference between the threshold for increase and the actual output torque and limiting the rate of change using a rate proportional to the difference. Detecting the threshold for an increase in output torque capacity may include evaluating a difference between a current derivative of the actual output torque and an average of a calibrated number of previous output torque derivative values.
Bei einer Ausführungsform misst der Controller eine Position eines Gaspedals des Fahrzeugs unter Verwendung eines Pedalsensors und das Verfahren umfasst, dass die Änderungsrate des tatsächlichen Ausgabedrehmoments als Funktion der Position des Gaspedals beschränkt wird. Das Verfahren kann auch umfassen, dass ein Intervall der verstrichenen Zeit gemessen wird, in der das Gaspedal in einer im Wesentlichen konstanten Position gehalten worden ist, und dass die Änderungsrate des tatsächlichen Ausgabedrehmoments automatisch beschränkt wird, wenn der Betrag an verstrichener Zeit einen kalibrierten Zeitschwellenwert überschreitet.In one embodiment, the controller measures a position of an accelerator pedal of the vehicle using a pedal sensor and the method includes limiting the rate of change in the actual output torque as a function of the position of the accelerator pedal. The method may also include measuring an interval of elapsed time that the accelerator pedal has been held in a substantially constant position and automatically limiting the rate of change in actual output torque when the amount of elapsed time exceeds a calibrated time threshold .
Ein Fahrzeug enthält ein ESS zum Liefern von Batterieleistung, einen Antriebsmotor, der durch die Batterieleistung von dem ESS angetrieben wird, ein Getriebe, das ein Ausgabeelement aufweist, und einen Controller. Das Ausgabeelement wird mit Hilfe des Antriebsmotors unter Verwendung von Batterieleistung vom ESS angetrieben. Der Controller ist ausgestaltet, um einen Schwellenwert für einen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität zu detektieren, und um die Änderungsrate eines tatsächlichen Ausgabedrehmoments aus dem Getriebe in Ansprechen auf den Schwellenwert für einen Anstieg automatisch zu begrenzen.A vehicle includes an ESS for supplying battery power, a drive motor that is driven by the battery power from the ESS, a transmission having an output member, and a controller. The output element is driven by the ESS with the aid of the drive motor using battery power. The controller is configured to detect a threshold for an increase in output torque capacity and to automatically limit the rate of change of actual output torque from the transmission in response to the threshold for an increase.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.The foregoing features and advantages and other features and advantages of the present invention will be readily apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the invention when read in conjunction with the accompanying drawings.
FigurenlisteFigure list
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1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das einen Elektrofahrzeug-Antriebsstrang (EV-Antriebsstrang) und einen Controller aufweist, der einen Schwellenwert für einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität verwaltet;1 Fig. 13 is a schematic representation of a vehicle having an electric vehicle (EV) powertrain and a controller that manages a threshold for a sudden increase in output torque capacity; -
2 ist eine zeitliche Aufzeichnung verschiedener Drehmomentmesswerte für das in1 gezeigte Fahrzeug; und2 is a time record of various torque readings for the in1 shown vehicle; and -
3 ist ein Flussablaufplan, der ein Verfahren zum Verwalten eines Schwellenwerts für einen plötzlichen Anstieg bei der Ausgabedrehmomentkapazität in dem in1 gezeigten Fahrzeug beschreibt.3 FIG. 13 is a flow chart illustrating a method of managing a threshold value for a sudden increase in output torque capacity in the in FIG1 describes the vehicle shown.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist ein Fahrzeug
Ein elektrischer Hochspannungsantriebsmotor
Der Controller
Der Controller
Immer noch mit Bezug auf
Der Antriebsmotor
Der Controller
Der in
Mit Bezug auf
Ein Erhöhen der verfügbaren Batterieleistung aus dem ESS
Eine zweite Phase der Drehmomentverwaltung erkennt außerdem, dass eine verringerte Schaltzeitdauer während Perioden mit relativ geringer Batterieleistung genutzt werden kann, sofern ein Kraftmaschinendrehzahlziel verringert wird und die Batterieleistungsgrenzen des ESS
Mit Bezug auf
Der Controller
Bei Schritt
Schritt
Wenn der Controller
Bei Schritt
Die in
Das Faktorisieren der Länge der Zeitdauer, in der das Gaspedal
Um zu ermitteln, wie lange das Gaspedal
Bei einer Ausführungsform kann eine zusätzliche Kalibrierung umfasst sein, welche die Heftigkeit der Veränderung bei der Pedalposition berücksichtigt. Es wird beispielsweise ein Szenario betrachtet, bei dem eine Schwellenwertkalibrierung auf 10 % einer maximalen Drehmomentkapazität eingestellt wird, d.h. eine Pedalpositionsveränderung größer als der 10 %-Pegel wird den Zeitgeber zurücksetzen und bewirken, dass die Ratenbegrenzung relativ schnell ist. Wenn der Fahrer das Gaspedal
Daher verringert die Zeitgeberkalibrierung die Zeitdauer, die an die Ratenbegrenzungstabelle
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US5629593A (en) * | 1995-12-14 | 1997-05-13 | General Motors Corporation | Output torque matching in a multi-speed electric vehicle |
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2011
- 2011-08-19 DE DE102011111025.2A patent/DE102011111025B4/en active Active
Patent Citations (2)
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