DE102011113785B4

DE102011113785B4 - Verfahren zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in Getrieben bzw. Hybrid- und Elektroantriebssträngen

Info

Publication number: DE102011113785B4
Application number: DE102011113785.1A
Authority: DE
Inventors: Sean W. Mcgrogan; Anthony H. Heap
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: US20120078536A1; CN102416949B; CN102416949A; DE102011113785A1; US8346489B2

Abstract

Verfahren (400) zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in einem Getriebe (114), das einen ersten Knoten (156), einen zweiten Knoten (158) und einen dritten Knoten (130, 132, 134) aufweist, wovon jeder eine Drehzahl und eine Beschleunigung aufweist, wobei das Verfahren (400) umfasst:Steuern der Drehzahl (Ni) des ersten Knotens (156);Berechnen einer realen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (unverarbeiteten maximalen LT) als eine Funktion wenigstens der Beschleunigung (Ni_dot, No_dot) und der Drehzahl (Ni, No) des ersten Knotens (156) und des zweiten Knotens (158);Berechnen einer trägheitslosen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (trägheitslosen maximalen LT), wobei die trägheitslose maximale LT die Drehmomentfähigkeit wegen der Beschleunigung (Ni dot) des ersten Knotens (156) ignoriert, sonst aber gleich der unverarbeiteten maximalen LT ist (418); undVergleichen der unverarbeiteten maximalen LT mit der trägheitslosen maximalen LT, und:falls die unverarbeitete maximale LT höher als die trägheitslose maximale LT ist, Setzen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten des Getriebes (114) gleich der trägheitslosen maximalen LT, undfalls die unverarbeitete maximale LT nicht höher als die trägheitslose maximale LT ist, Setzen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten des Getriebes (114) gleich der unverarbeiteten maximalen LT (420).

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zum Bestimmen, Berechnen und Steuern der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in Antriebssträngen von Fahrzeugen für alternative Energien wie etwa Hybrid- und Elektrofahrzeugen.
Kraftfahrzeuge enthalten einen Antriebsstrang, der betreibbar ist, um das Fahrzeug vorzutreiben und die Bordfahrzeugelektronik mit Leistung zu versorgen. Der Antriebsstrang oder Triebstrang enthält allgemein eine Kraftmaschine, die das Endantriebssystem über eine Mehrgang-Kraftübertragung mit Leistung versorgt. Viele Fahrzeuge werden durch eine Brennkraftmaschine (ICE) vom Typ mit hin- und hergehenden Kolben mit Leistung versorgt.
Hybridfahrzeuge nutzen mehrere alternative Leistungsquellen, um das Fahrzeug vorzutreiben, was den Zugriff auf die Kraftmaschine für die Leistung minimiert. Zum Beispiel enthält ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) sowohl elektrische Energie als auch chemische Energie und wandelt diese in mechanische Leistung um, um das Fahrzeug vorzutreiben und die Fahrzeugsysteme mit Leistung zu versorgen. Das HEV nutzt allgemein eine oder mehrere Elektromaschinen (Motoren/Generatoren), die einzeln oder zusammen mit der Brennkraftmaschine arbeiten, um das Fahrzeug vorzutreiben. Außerdem enthalten Elektrofahrzeuge eine oder mehrere Elektromaschinen und Energiespeichervorrichtungen, die zum Vortreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Elektromaschinen wandeln kinetische Energie in elektrische Energie um, die in einer Energiespeichervorrichtung gespeichert werden kann. Die elektrische Energie von der Energiespeichervorrichtung kann für den Vortrieb des Fahrzeugs in kinetische Energie zurück umgewandelt werden oder kann für die Leistungsversorgung von elektronischen Vorrichtungen und Zusatzvorrichtungen oder -komponenten verwendet werden.
Aus der WO 2009/ 073 128 A2 ist ein Drehmomentverteilungssystem mit einer Maschine bekannt, umfassend: einen Motor, der während des Betriebs der Maschine ein Motordrehmoment bereitstellt, eine erste Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Teil des Motordrehmoments während des Betriebs der Maschine zu nutzen und eine Maschinenfunktion bereitzustellen, eine elektronische Steuerung, die dazu ausgebildet ist, ein Motorsignal zu empfangen, das einen Betriebsparameter des Motors angibt, ein Drehmomentabgabevermögen des Motors auf der Basis des Motorbetriebsparameters zu bestimmen, eine Drehmomentanforderung von der ersten Vorrichtung zu empfangen, die Drehmomentanforderung mit dem Drehmomentabgabevermögen zu vergleichen und den Teil des Motordrehmoments der ersten Vorrichtung auf der Basis der Drehmomentanforderung und dem Drehmomentabgabevermögen zuzuweisen. Die elektronische Steuerung umfasst ein Motordrehmomentlaststeuerungsmodul, das dazu ausgebildet ist, das Drehmomentabgabevermögen des Motors durch Bereitstellen eines Kompensationsterms für einen stationären Fehler und eines Kompensationsterms für einen vorübergehenden Fehler, die auf den Motorbetriebsparameter angewandt werden, zu berechnen, wobei der Motorbetriebsparameter das verfügbare Motordrehmoment ist, das eine Differenz zwischen einer Drehmomentabgabe des Motors unter den gerade vorliegenden Bedingungen und einer maximalen Drehmomentabgabe angibt.
Die DE 10 2005 021 869 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug-Kraftübertragungsstrangsystems, das einen Elektromotor und ein Getriebe umfasst, wobei der Elektromotor funktional und wahlweise mit dem Getriebe gekoppelt ist und so beschaffen ist, dass er ihm einen Ausgangsdrehmomentbeitrag zuführt. Der Elektromotor besitzt ein vorgegebenes maximales Elektromotor-Ausgangsdrehmoment und ein vorgegebenes minimales Elektromotor-Ausgangsdrehmoment, die verwendet werden, um einen Bereich zugelassener Steuerpunkte für wenigstens einen Getriebesteuerparameter zu bestimmen. Das Verfahren umfasst das Bilden einer Elektromotor-Drehmomentreserve durch Ausführen einer Verringerung des vorgegebenen maximalen Elektromotor-Ausgangsdrehmoments auf ein maximales reserviertes Elektromotor-Ausgangsdrehmoment und/oder einer Erhöhung des minimalen Elektromotor-Ausgangsdrehmoments auf ein minimales reserviertes Elektromotor-Ausgangsdrehmoment, wobei das maximale reservierte Elektromotor-Ausgangsdrehmoment und das minimale reservierte Elektromotor-Ausgangsdrehmoment anstelle des vorgegebenen maximalen Elektromotor-Ausgangsdrehmoments bzw. des vorgegebenen minimalen Elektromotor-Ausgangsdrehmoments verwendet werden, um den Bereich zugelassener Steuerpunkte für den wenigstens einen Getriebesteuerparameter zu bestimmen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in einem Getriebe zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine schematische Hebeldiagrammdarstellung eines beispielhaften Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs, der zwei Elektromaschinen und einen Planetenradsatz aufweist;
2 ist eine veranschaulichende graphische Darstellung einer Fahreranforderung höher als das maximale Langzeitausgangsdrehmoment;
3 ist eine veranschaulichende graphische Darstellung einer Fahreranforderung niedriger als das minimale Langzeitausgangsdrehmoment; und
4 ist ein schematischer Ablaufplan eines Verfahrens oder Algorithmus zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, ist in 1 eine Hebeldiagrammdarstellung eines allgemein als 110 bezeichneten beispielhaften Fahrzeugantriebsstrangsystems gezeigt. Der Antriebsstrang 110 enthält eine Brennkraftmaschine 112, die wahlweise antreibend mit einem Getriebe 114 verbunden ist. Das Getriebe 114 kann ein elektrisch variables Mehrmodusgetriebe sein und steht in Leistungsflussverbindung mit dem Achsantrieb 116.
Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Vorrichtung wie etwa eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel repräsentiert einen Planetenradsatz, dessen drei mechanische Grundkomponenten durch einen Knoten dargestellt sind. Somit enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenradglied, einen für das Planetenträgerglied und einen für das Hohlradglied. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann verwendet werden, um das Hohlrad-zu-Sonnenrad-Verhältnis jedes jeweiligen Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum verwendet, um die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu ändern, um geeignete Verhältnisse und einen geeigneten Verhältnisfortschritt zu erzielen.
Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze und anderen Komponenten des Getriebes (wie etwa Motoren/Generatoren) sind durch dünne horizontale Linien dargestellt. Drehmomentübertragungsmechanismen oder Drehmomentübertragungsvorrichtungen wie etwa Kupplungen und Bremsen sind als verschachtelte Finger dargestellt. Falls der Mechanismus eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger auf Masse festgelegt.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich in Bezug auf Kraftfahrzeuganwendungen beschrieben wird, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet die breitere Anwendbarkeit der Erfindung. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass Begriffe wie etwa „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“ usw. zur Beschreibung der Figuren verwendet sind und keine Beschränkung des wie durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfangs der Erfindung repräsentieren.
Das Getriebe 114 ist zum wahlweisen Empfangen eines Teils seiner Antriebsleistung von der Kraftmaschine 112 über ein Eingangsglied 118 ausgelegt. Das Getriebeeingangsglied 118 kann eine Kraftmaschinenausgangswelle (auch als Kurbelwelle bezeichnet) sein. Das Eingangsglied 118 überträgt Leistung an das Getriebe 114, das Ausgangsleistung und Ausgangsdrehmoment über eine Ausgangswelle 120 an den Achsantrieb 116 verteilt, um das Fahrzeug (nicht gezeigt) vorzutreiben. Das Ausgangsdrehmoment und die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten können auch als Achsdrehmoment bezeichnet werden. Eine Batterie 122 wirkt als eine Energiespeichervorrichtung für den Antriebsstrang 110 und kann eine chemische Batterie, eine Batteriegruppe oder eine andere vom Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennbare Energiespeichervorrichtung sein.
In der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsform, in der der Antriebsstrang 110 als ein Bodenkraftfahrzeug verwendet ist, ist die Ausgangswelle 120 mit dem Achsantrieb 116 (oder Endantrieb) funktional verbunden. Der Achsantrieb 116 kann ein vorderes oder ein hinteres Differential oder einen anderen Drehmomentübertragungsmechanismus enthalten, der einem oder mehreren Rädern über jeweilige Fahrzeugachsen oder -halbwellen (nicht gezeigt) eine Drehmomentabgabe zuführt. Die Räder können entweder Vorder- oder Hinterräder des Fahrzeugs sein, an dem sie genutzt werden, oder können ein Antriebszahnrad eines Zugfahrzeugs sein. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt, dass der Achsantrieb 116 irgendeine bekannte Konfiguration einschließlich eines Vorderradantriebs (FWD), eines Hinterradantriebs (RWD), eines Vierradantriebs (4WD) oder eines Allradantriebs (AWD) enthalten kann, ohne den Umfang der beanspruchten Erfindung zu ändern.
Der Antriebsstrang 110 nutzt wenigstens eine Differentialzahnradanordnung wie etwa einen Epizyklenplanetenradsatz, einen ersten Planetenradsatz 124 (der als P1 bezeichnet werden kann). Der erste Planetenradsatz 124 weist drei Zahnradglieder auf: ein erstes Zahnradglied 130, ein zweites Zahnradglied 132 und ein drittes Zahnradglied 134. Das erste, das zweite und das dritte Zahnradglied 130, 132 und 134 des ersten Planetenradsatzes 124 können in den Zeichnungen (z. B. von oben nach unten, von unten nach oben) in dieser Reihenfolge als „erstes“ bis „drittes“ identifiziert sein und können in irgendeiner Reihenfolge in Abhängigkeit von der Konfiguration des Getriebes 114 das Sonnenradglied, das Planetenträgerglied oder das Hohlradglied sein.
Der erste Planetenradsatz 124 kann entweder ein einfacher Planetenradsatz oder ein kombinierter Planetenradsatz sein. Darüber hinaus kann der erste Planetenradsatz 124 entweder eine Einritzel-Trägeranordnung (einfache Trägeranordnung) oder eine Doppelritzel-Trägeranordnung (kombinierte Trägeranordnung) sein. Ausführungsformen mit langen Ritzeln sind ebenfalls möglich.
Ein erster Motor/Generator oder eine erste Elektromaschine 140 ist zwischen der Kraftmaschine 112 und dem ersten Zahnradglied 130 des ersten Planetenradsatzes 124 angeordnet. Die erste Elektromaschine 140 (die hier als Motor A bezeichnet werden kann) ist eine Elektromaschine, die kinetische Energie in elektrische Energie umwandeln kann und elektrische Energie in kinetische Energie umwandeln kann. Das dritte Zahnradglied 134 des ersten Planetenradsatzes 124 ist mit einem zweiten Motor-Generator oder mit einer zweiten Elektromaschine 142 (die hier austauschbar als Motor B bezeichnet werden kann) ununterbrochen verbunden.
Das Getriebe 114 enthält sowohl die Kraftmaschine 112 als auch eine oder mehrere Elektromaschinen (wie etwa die erste Elektromaschine 140 und die zweite Elektromaschine 142) und kann somit als ein Hybridgetriebe bezeichnet werden. Ähnlich kann der Antriebsstrang 110 als ein Hybridantriebsstrang bezeichnet werden. Allerdings können mit den hier beschriebenen Algorithmen und Verfahren ebenfalls rein elektrische Antriebsstränge und Getriebe verwendet werden, wobei sie wegen der Verwendung alternativer Kraftstoffquellen ebenfalls als „Hybrid“ bezeichnet werden können. Zum Beispiel kann die Kraftmaschine 112 von dem Antriebsstrang 110 entfernt sein und in Verbindung mit dem Antriebsstrang 110 eine Brennstoffzelle (nicht gezeigt) oder ein Eingang für einen Elektrostecker (nicht gezeigt) angeordnet sein.
Das Getriebe 114 enthält drei Drehmomentübertragungsmechanismen. In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind die Drehmomentübertragungsmechanismen Reibkupplungen. Allerdings können andere Kupplungskonfigurationen wie etwa Klauenkupplungen, Kipphebelkupplungen und andere zur Verwendung innerhalb des Getriebes 114 geeignete genutzt werden. Die Drehmomentübertragungsmechanismen können hydraulisch betätigt werden, wobei sie Druckhydraulikfluid von einer Pumpe (nicht gezeigt) empfangen. Drehmomentübertragungsmechanismen, die als Bremsen wirken, können wahlweise mit einem feststehenden Element des Antriebsstrangs 110 wie etwa mit einem Getriebegehäuse 144 des Getriebes 114 verbunden werden.
Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus 146 - der austauschbar als Kupplung C1 bezeichnet werden kann - verbindet das erste Zahnradglied 130 wahlweise mit einem in 1 durch das Getriebegehäuse 144 dargestellten feststehenden Glied. Außerdem kann das erste Zahnradglied 130 durch Eingriff eines zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus 148 - der austauschbar als Kupplung C2 bezeichnet werden kann - mit der ersten Elektromaschine 140 verbunden werden. Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 150 - der austauschbar als Kupplung C3 bezeichnet werden kann - verbindet wahlweise die erste Elektromaschine 140 mit der Kraftmaschine 112.
Ein Controller 154 steht in Kommunikation mit einigen oder allen Elementen des Antriebsstrangs 110 und bewirkt eine Steuerung des Antriebsstrangs 110. Der Controller 154 weist eine verteilte Controllerarchitektur auf, die eine mikroprozessorgestützte elektronische Steuereinheit (ECU) sein kann. Der Controller 154 enthält ein Speichermedium mit einer geeigneten Menge programmierbarem Arbeitsspeicher und kann eines oder mehrere Verfahren zum Bewirken einer Steuerung des Antriebsstrangs 110 speichern und ausführen.
Der Controller 154 kann mehrere Steuermodule oder -komponenten in Kommunikation miteinander und mit dem Antriebsstrang 110 enthalten. Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann der Controller 154 sowohl einen Hybridsteuerprozessor (HCP) als auch ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) repräsentieren. Der Controller 154 kann zum Ausführen anderer als der hier beschriebenen Verfahren oder Aufgaben konfiguriert sein. Der Controller 154 kann nur ein Teil der Steuerarchitektur des Fahrzeugs oder des Antriebsstrangs 110 sein.
Die Kraftmaschine 112, die erste Elektromaschine 140 und die zweite Elektromaschine 142 können einzeln oder zusammen mit dem ersten Planetenradsatz 124 und mit den wahlweise einrückbaren Drehmomentübertragungsmechanismen, den Kupplungen C1-C3, arbeiten, um die Ausgangswelle 120 zu drehen. Der Controller 154 steht in Kommunikation mit den Antriebsmaschinen - mit der Kraftmaschine 112, mit der ersten Elektromaschine 140 und mit der zweiten Elektromaschine 142 - des Antriebsstrangs 110 und steuert sie.
Zusätzlich zu den Knoten des ersten bis dritten Zahnradglieds 130, 132, 134 können während des Betriebs des Fahrzeugs, in das der Antriebsstrang 110 integriert ist, andere Knoten des Antriebsstrangs 110 identifiziert und nachgeführt werden. In 1 sind die verschiedenen Knoten durch schwarze Kreise oder Punkte dargestellt und veranschaulichen den Ort des Knotens, brauchen aber nicht die tatsächliche Struktur zu repräsentieren. Ein Eingangsknoten 156 befindet sich bei dem Eingang in das Getriebe 114. Der Controller 154 misst eine Eingangsdrehzahl Ni und eine Eingangsbeschleunigung Ni_dot bei dem Eingangsknoten 156. In Abhängigkeit von der als positiv gewählten Drehrichtung kann die Eingangsdrehzahl entweder positiv oder negativ sein.
Wenn der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 150 eingerückt ist, dreht sich der Eingangsknoten 156 mit der Kraftmaschine 112. Der Eingangsknoten 156 ist mit der ersten Elektromaschine 140 verriegelt, so dass eine Drehzahl und eine Beschleunigung der ersten Elektromaschine 140 gleich der Eingangsdrehzahl und der Eingangsbeschleunigung sind. Es wird angemerkt, dass sich die Beschleunigung, wie sie hier verwendet ist, sowohl auf eine positive Beschleunigung als auch auf eine negative Beschleunigung (Verzögerung) bezieht.
Ein Ausgangsknoten 158 befindet sich an der Ausgangswelle 120 des Getriebes 114. Der Controller 154 misst außerdem eine Ausgangsdrehzahl No und eine Ausgangsbeschleunigung No_dot bei dem Ausgangsknoten 158. Die Ausgangsdrehzahl kann ebenfalls positiv oder negativ sein, wobei sich eine positive Ausgangsdrehzahl allgemein auf die Drehrichtung bezieht, die das Fahrzeug vorwärts vortreibt. Der Ausgangsknoten 158 und der Knoten für das zweite Zahnradglied 132 sind miteinander verriegelt. Der Knoten für das dritte Zahnradglied 134 ist mit der zweiten Elektromaschine 142 verriegelt und repräsentiert somit eine Motordrehzahl Nb und eine Motorbeschleunigung Nb dot der zweiten Elektromaschine 142. Der Eingangsknoten 156, der Ausgangsknoten 158 und die zweite Elektromaschine 142 können als ein erster Knoten, als ein zweiter Knoten und als ein dritter Knoten bezeichnet werden. Allerdings können die jeweiligen Knoten durch irgendeine Zahl bezeichnet werden und sind die gegebenen Beispiele nicht einschränkend.
Die Steuerung einiger oder aller der Kraftmaschine 112, des Eingangsknotens 156 und der zweiten Elektromaschine 142 ermöglicht, dass der Antriebsstrang 110 die Drehzahl, die Beschleunigung und das Ausgangsdrehmoment des Achsantriebs 116, wie bei dem Ausgangsknoten 158 gemessen oder geschätzt, steuert. Der Antriebsstrang 110 kann zusätzlich Knoten, die durch den Controller 154 nachgeführt und gesteuert werden, wie etwa Knoten, die sich auf den ersten, auf den zweiten und auf den dritten Drehmomentübertragungsmechanismus 146, 148 und 150 beziehen, enthalten.
Der erste, der zweite und der dritte Drehmomentübertragungsmechanismus 146, 148 und 150 sind wahlweise einrückbar, um die Zahnradelemente wahlweise zu aktivieren, um zwischen dem Eingangsknoten 156 und dem Ausgangsknoten 158 des Getriebes 114 verschiedene Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahlverhältnisse und -modi festzusetzen. In Ansprechen auf Fahrzeugbedingungen und Betreiberanforderungen (Fahreranforderungen) kann ein Schaltvorgang von einem Drehzahlverhältnis oder Modus zu einem anderen erfolgen. Das Drehzahlverhältnis ist allgemein als die Eingangsdrehzahl, dividiert durch die Ausgangsdrehzahl definiert. Somit weist ein niedriger Fahrbereich ein hohes Drehzahlverhältnis auf und weist ein hoher Fahrbereich ein verhältnismäßig niedrigeres Drehzahlverhältnis auf.
Da das Getriebe 114 ein elektrisch variables Getriebe (EVT) ist, ist es nicht auf Ein-Drehzahl-Übersetzungsverhältnisse beschränkt, wobei die verschiedenen Betriebzustände als Fahrbereiche oder Modi bezeichnet werden können. Die Fahrbereichs- oder Modusänderung kann durch einen Mehrkupplungssynchronisations- und Mehrkupplungsfreigabeprozess gesteuert werden.
EVTs stellen durch Kombinieren von Merkmalen sowohl von Reihen- als auch von Parallel-Hybridantriebsstrangarchitekturen und außerdem von Elementen herkömmlicher Nichthybridgetriebe kontinuierlich variable Drehzahlverhältnisse bereit. EVTs können so ausgelegt sein, dass sie sowohl in Festgangmodi (FG-Modi) als auch in EVT-Modi arbeiten. Wenn das Getriebe 114 in einem Festgangmodus arbeitet, ist die Drehzahl des Ausgangsknotens 158 ein festes Verhältnis der Drehzahl des Eingangsknotens 156, das von der gewählten Anordnung der Differentialzahnradanordnungs-Teilsätze abhängt. EVTs sind ebenfalls für den Kraftmaschinenbetrieb, der mechanisch von dem Achsantrieb unabhängig ist, konfiguriert, und ermöglichen dadurch kontinuierlich variable Drehzahlverhältnisse mit hohem Drehmoment, elektrisch dominierte Anfahrten, regenerative Bremsung, Leerlauf bei abgeschalteter Kraftmaschine und Zweimodusbetrieb. Andere Betriebsmodi wie etwa Modi eines elektrischen Drehmomentwandlers sind ebenfalls möglich.
Das Getriebe 114 kann die erste und die zweite Elektromaschine 140 und 142 mit der Differentialzahnradanordnung des ersten Planetenradsatzes 124 kombinieren, um kontinuierlich variable Drehzahl- und Drehmomentverhältnisse zwischen dem Eingangsknoten 156 und dem Ausgangsknoten 158 zu erzielen. Das Getriebe 114 kann die Differentialzahnradanordnung nutzen, um einen Bruchteil seiner übertragenen Leistung über die erste und die zweite Elektromaschine 140 und 142 und den Rest seiner Leistung über einen anderen, parallelen Weg, der mechanisch ist, zu schicken. Eine Form der verwendeten Differentialzahnradanordnung ist die Epizyklenplanetenradanordnung. Allerdings ist es, z. B. unter Verwendung von Kegelrädern oder einer anderen Differentialzahnradanordnung, möglich, ein leistungsverzweigtes Getriebe ohne Planetenräder zu konstruieren.
Während der Fahrer des Fahrzeugs ein Drehmoment von dem Antriebsstrang 110 anfordert, bestimmt der Controller 154, wie die Anforderung des Fahrers am besten zu erfüllen ist. Allerdings bestimmt der Controller 154 ebenfalls, ob der Antriebsstrang 110 die Anforderung erfüllen kann. Die vom Fahrer angeforderten Fahrbedingungen können durch den Controller 154 oder durch andere Teile der Steuerarchitektur für das Fahrzeug in eine Drehmomentanforderung umgesetzt werden.
Um zu bestimmen, ob die Drehmomentanforderung erfüllt werden kann, berechnet oder bestimmt der Controller 154 die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten für den Antriebsstrang 110. Der Controller bestimmt wenigstens die folgenden absoluten Fähigkeiten oder unverarbeiteten Fähigkeiten (die Abkürzungen für jede sind ebenfalls gegeben): eine unverarbeitete maximale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (unverarbeitete maximale LT), eine unverarbeitete minimale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (unverarbeitete minimale LT), eine unverarbeitete maximale Kurzzeit-Drehmomentfähigkeit (unverarbeitete maximale ST) und eine unverarbeitete minimale Kurzzeitfähigkeit (unverarbeitete minimale ST).
Die Einzelkomponenten innerhalb des Antriebsstrangs 110 weisen Betriebsbeschränkungen oder -grenzwerte auf, jenseits denen die Komponente, insbesondere für längere Zeitabschnitte (länger als Übergangszeitabschnitte), beschädigungsanfällig, störanfällig oder anfällig für übermäßigen Verschleiß werden kann. Jeder der Einzelkomponenten-Grenzwerte enthält einen minimalen und einen maximalen Einzelgrenzwert wegen der jeweiligen Komponente, so dass die Einzelkomponenten-Grenzwerte - solange das Maximum und das Minimum nicht gleich sind - Bereiche sind. Die durch den Controller 154 berechneten Ausgangsdrehmomentfähigkeiten sind eine Vereinigung jedes der Einzelkomponenten-Grenzwerte.
Während sich die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und des Antriebsstrangs 110 ändern, ändern sich die Einzelkomponenten-Grenzwerte ebenfalls. Um die Komponenten zu schützen, überwacht der Controller 154 die Betriebsbedingungen des Antriebsstrangs 110 und der Einzelkomponenten und bestimmt die resultierenden Ausgangsdrehmomentfähigkeiten für den Antriebsstrang 110, die alle Einzelkomponenten am besten schützen können.
Wo einer oder mehrere der Drehmomentübertragungsmechanismen 130, 132 oder 134 eine Hydraulikkupplung oder -bremse sind, sind die Einzelkomponentenbeschränkungen für diese Drehmomentübertragung nicht nur physikalische Grenzwerte, die auf den Reibmaterialien der Kupplung beruhen, sondern auch Grenzwerte, die auf dem Hydraulikdruck beruhen, der die Kupplungsscheiben einrückt. Im Allgemeinen werden Einzelgrenzwerte für die Drehmomentübertragungsmechanismen 130, 132 oder 134 nur berechnet, wenn die Kupplung, im Gegensatz dazu, dass sie vollständig ausgerückt ist (offen ist und kein Drehmoment übermittelt oder überträgt), eingerückt oder teilweise eingerückt (schleifend) ist. Dies wird als eine „verriegelte“ Kupplung bezeichnet. Eine vollständig offene, nicht verriegelte, kein Drehmoment übermittelnde Kupplung kann in der Weise modelliert werden, dass sie unendlich große Grenzwerte aufweist (die nicht immer den Betrieb des Antriebsstrangs 110 begrenzen würden). Um die verriegelten Kupplungen zu schützen, können Einzelgrenzwerte oder -beschränkungen als Minimal- und Maximalbetrag des Drehmoments berechnet werden, das über einzelne verriegelte Kupplungen übertragen werden kann. Die Erfüllung dieser Einzelgrenzwerte führt zum Schutz der verriegelten Kupplungen.
Außer Grenzwerten für die Drehmomentübertragungsmechanismen 130, 132 oder 134 können weitere Hardwaregrenzwerte oder Komponentenbeschränkungen implementiert werden, um die erste Elektromaschine 140 und die zweite Elektromaschine 142 zu schützen. Außerdem weisen die erste Elektromaschine 140 und die zweite Elektromaschine 142 die Drehmomentfähigkeiten TA bzw. TB auf. Die Fähigkeiten, sowohl positiv als auch negativ, tragen zu den durch den Controller 154 berechneten Ausgangsdrehmomentfähigkeiten für den Antriebsstrang 110 bei.
Die Batterie 122 kann außerdem Einzelkomponenten-Grenzwerte aufweisen, die sich auf die Gesamt-Ausgangsdrehmomentfähigkeiten für den Antriebsstrang 110 auswirken können. Die Einzelkomponenten-Grenzwerte für die Batterie 122 können bestimmt sein durch die Eigenschaften der Batterie 122 und durch Zustandsinformationen, die enthalten, aber nicht beschränkt sind auf: die Batterietemperatur, den Ladezustand (SOC), die Ziellebensdauer (in Jahren oder Arbeitszyklen), die besondere Zellenchemie der Batteriegruppe, die Anzahl der Zellen innerhalb der Batteriegruppe und andere Zustandsinformationen, die der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennen kann.
Die Bestimmung der Hardwaregrenzwerte oder der Einzelkomponentenbeschränkungen kann innerhalb des Controllers 154 stattfinden oder kann an einer anderen Stelle in der Steuerarchitektur für das Fahrzeug oder für den Antriebsstrang 110 bestimmt werden. Falls die Einzelkomponentenbeschränkungen an einer anderen Stelle bestimmt werden, kann sie der Controller 154 innerhalb der Gleichungen als Eingaben oder gegebene Werte behandeln. Der Controller 154 überwacht die Einzelkomponenten-Grenzwerte und faktorisiert diese Grenzwerte wie hier beschrieben zu einer Bestimmung der maximalen und der minimalen Gesamt-Ausgangsdrehmomentfähigkeit für den Antriebsstrang 110.
Aus den Einzelkomponenten-Grenzwerten und -Eigenschaften kann der Controller 154 die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten mit einer Ausgangsdrehmoment-Grundgleichung berechnen, die die Folgende sein kann:

To = k11 . Ta + k12 · Tb + k14 · No + k15 · No_dot + k16 · Ni + k17 · Ni_dot ... + weitere Terme. Jeder der k-Terme ist eine Konstante für den benachbarten Komponententerm oder Betriebszustand. Abgesehen von der Verwendung anderer Konstantenterme können die Kurzzeit- und Langzeitausgangsdrehmoment-Grundgleichungen gleich sein.

Die obige Ausgangsdrehmoment-Grundgleichung kann zusätzliche Terme enthalten, wobei die Liste von Termen hier nicht beschränkend ist. Bei der Berechnung der unverarbeiteten Drehmomentfähigkeiten sind alle relevanten Komponenten in der Berechnung enthalten. Darüber hinaus kann die Ausgangsdrehmoment-Grundgleichung geändert werden, um durch Eingeben der maximalen und der minimalen Werte einzelner Bereichsgrenzwerte entweder die maximale oder die minimale Drehmomentabgabefähigkeit zu bestimmen.
Im Allgemeinen kann der lange Term gegenüber dem kurzen Term dadurch unterschieden werden, dass die maximalen Kurzzeit-Drehmomentfähigkeiten akzeptable, vorübergehende Abweichungen von den maximalen Langzeit-Drehmomentfähigkeiten repräsentieren. Die Langzeitfähigkeiten sind auf der Grundlage von Pegeln konfiguriert, die die Haltbarkeit und Leistung der Komponenten über ihre jeweiligen Lebenszyklen nicht verschlechtern. Somit können die maximalen Langzeit-Drehmomentfähigkeiten für kurze Zeitabschnitte verletzt werden, ohne dass sich das negativ auf die Langzeithaltbarkeit der Komponenten des Getriebes 114 auswirkt, solange die maximalen Kurzzeit-Drehmomentfähigkeiten nicht verletzt werden. Für Veranschaulichungszwecke konzentriert sich die vorliegende Beschreibung auf die Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeiten.
Die endgültigen Abgabefähigkeiten - die durch die nachfolgenden Verfahren, Algorithmen oder Arbitrierung bestimmt werden können, die der vorliegenden Beschreibung folgen - wirken als Grenzwerte oder Beschränkungen an den Betrieb des Antriebsstrangs 110. Somit lässt die Steuerarchitektur nicht zu, dass die Anforderung durch den Antriebsstrang 110 erfüllt wird, wenn der Fahrer (oder z. B. das Tempomatmodul) ein Drehmoment anfordert, das außerhalb der Drehmomentfähigkeiten (über der maximalen Fähigkeit oder unter der minimalen) liegt.
Alle verfügbaren relevanten Eingaben in die Drehmomentgrundgleichung gemeinsam können als der unverarbeitete Eingabesatz bezeichnet werden. Wenn der unverarbeitete Eingabesatz in der Ausgangsdrehmoment-Grundgleichung zum Berechnen der Langzeitfähigkeiten verwendet wird, ist das Ergebnis entweder die unverarbeitete maximale LT oder die unverarbeitete minimale LT. Wie es hier beschrieben ist, kann der Controller 154 andere Drehmomentabgabefähigkeiten berechnen.
Nun in 2 und weiter in 1 sind einige Eigenschaften des Antriebsstrangs 110 während eines veranschaulichenden Fahrzeitabschnitts 200 gezeigt. Der Fahrzeitabschnitt 200 kann z. B. auftreten, wenn der Fahrer eine starke Beschleunigung des Fahrzeugs anfordert, was veranlasst, dass das Fahrzeug herunterschaltet, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Der Fahrzeitabschnitt 200 ist nur zur Veranschaulichung in ein erstes Ereignis 202, in ein zweites Ereignis 204 und in ein drittes Ereignis 206 unterteilt. Sowohl das erste, als auch das zweite und das dritte Ereignis 202, 204 und 206 können tatsächlich als getrennte Ereignisse auftreten, die ohne Bezug zueinander sind.
Eine Fahreranforderung 210 zeigt den Pegel des Ausgangsdrehmoments, das durch den Fahrer angefordert wird, wie es häufig durch ein Fahrpedal (nicht gezeigt) oder durch ein Tempomatmodul signalisiert wird. Eine Linie 212 veranschaulicht die unverarbeitete maximale LT während des Fahrzeitabschnitts 200 und ist als eine durchgezogene Linie gezeigt. Eine Linie 214 veranschaulicht eine effektive maximale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (effektive maximale LT) während des Fahrzeitabschnitts 200 und ist als eine dicke Strichlinie gezeigt. Die effektive maximale LT kann das Ergebnis der hier beschriebenen Verfahren und Verfahren sein. Eine Linie 216 veranschaulicht eine trägheitslose maximale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (trägheitslose maximale LT) während der Fahrperiode 200 und ist als dünne lange Striche gezeigt. Die trägheitslose maximale LT ist das Ergebnis einer Berechnung unter Verwendung eines anderen Eingabesatzes in der Drehmomentgrundgleichung wie hier beschrieben. Die Linien 212 und 216 überschneiden sich häufig und fallen mit der Linie 214, der effektiven maximalen LT, zusammen.
Während einiger Betriebsmodi und Übergangsphasen des Getriebes 114 gibt es zwei Drehzahlfreiheitsgrade. Zum Beispiel haben während des Festgangbetriebs die Eingangsdrehzahl (Ni, bei dem Eingangsknoten 156) und die Ausgangsdrehzahl (No, bei dem Ausgangsknoten 158) eine feste Proportionalbeziehung - das Übersetzungsverhältnis. Somit kann der Betrieb des Getriebes 114 durch Steuerung entweder der Eingangsdrehzahl oder der Ausgangsdrehzahl, aber nicht beider, bewirkt werden. Da der Ausgangsknoten 158 direkt mit dem Achsantrieb 116 verbunden ist, wird die Ausgangsdrehzahl allgemein durch das Fahrzeug selbst gesteuert, wobei der Controller 154 die Eingangsdrehzahl ändert, um den Antriebsstrang 110 zu steuern. Andere Übersetzungs- oder Modusverhältnisse führen ebenfalls zu zwei Drehzahlfreiheitsgraden und können ebenfalls dazu führen, dass der Eingangsknoten 156 der gesteuerte Knoten ist.
Wenn der Eingangsknoten 156 der gesteuerte Knoten ist, insbesondere während Schaltvorgängen zwischen verschiedenen Betriebsmodi für das Getriebe 114, können Änderungen der Drehzahl des Eingangsknotens 156 Schwankungen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten (der unverarbeiteten maximalen LT) des Antriebsstrangs 110 veranlassen. Nur beispielhaft kann eine Verzögerung des Eingangsknotens 156 zum Verzögern der ersten Elektromaschine 140, wie in der Linie 212 während des ersten Ereignisses 202 gezeigt ist, eine Zunahme des unverarbeiteten maximalen LT veranlassen. Diese vorübergehende Zunahme der Ausgangsdrehmomentfähigkeit ist eine Folge der in dem sich drehenden Eingangsknoten 156 (der direkt mit der ersten Elektromaschine 140 verbunden ist) gespeicherten Trägheit. Wie Trägheit hier verwendet ist, bezieht sie sich allgemein auf die Tendenz eines sich drehenden Körpers, sich einer Beschleunigung zu widersetzen; auf die Tendenz eines Körpers in Ruhe, in Ruhe zu bleiben, oder eines Körpers in Bewegung, in Bewegung zu bleiben, sofern nicht durch ein äußeres Drehmoment auf ihn eingewirkt wird.
Allerdings ist dieser Drehmomentausreißer eine vorübergehende Zunahme - wahrscheinlich weniger als eine Sekunde -, wobei die unverarbeitete maximale LT schnell auf den früheren Pegel zurückkehrt, während die Trägheitseffekte aufhören, die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten zu erhöhen, was auftreten kann, während sich die Beschleunigung des Eingangsknotens 156 (Ni_dot) null annähert, oder was auftreten kann, während die Trägheitseffekte zum Beschleunigen anderer Komponenten wie etwa der zweiten Elektromaschine 142 verwendet werden. Der Eingangsknoten 156 kann auf die Eingangsdrehzahl (Ni) null oder auf eine von null verschiedene Eingangsdrehzahl beschleunigen oder verzögern.
Wie in 2 gezeigt ist, kann die Fahreranforderung 210 nicht während des gesamten dargestellten Fahrzeitabschnitts 200 erfüllt werden. Somit wird die tatsächliche Drehmomentabgabe des Fahrzeugs durch die durch den Controller 154 berechneten Ausgangsdrehmomentfähigkeiten begrenzt. Falls der Controller 154 einfach die unverarbeitete maximale LT zum Steuern des Antriebsstrangs 110 verwenden würde, würde die vorübergehende Drehmomentzunahme während des ersten Ereignisses 202 zu dem Ausgangsknoten 158 geschickt und würde dem Fahrzeug eine schnelle Beschleunigung mit einem höheren Ausgangsdrehmoment, fast unmittelbar gefolgt von der Entfernung dieses zusätzlichen Ausgangsdrehmoments, erteilt. Für den Fahrer kann sich das erste Ereignis 202 wie eine plötzliche Erhöhung der Beschleunigung, gefolgt von einer plötzlichen Entfernung dieser zusätzlichen Beschleunigung anfühlen. Somit berechnet der Controller 154 ebenfalls die trägheitslose maximale LT.
Die trägheitslose maximale LT wird aus der Drehmomentgrundgleichung berechnet. Während die unverarbeitete maximale LT aus dem unverarbeiteten Eingabesatz berechnet wird, der Drehmomentgrenzwerte von allen relevanten Komponenten enthält, wird die trägheitslose maximale LT dagegen aus einem trägheitslosen Eingabesatz berechnet, der der unverarbeitete Eingabesatz abzüglich der durch Steuern des Eingangsknotens 156 verursachten Terme ist. Wie in dem Drehmomentausreißer der Linie 212 während des ersten Ereignisses 202 gezeigt ist, veranlasst die Trägheit des Eingangsknotens 156 jedes Mal, wenn die erste Elektromaschine 140 beschleunigt oder verzögert wird, so dass Ni_dot von null verschieden ist, Schwankungen der unverarbeiteten maximalen LT.
Durch Entfernen des Terms Ni_dot aus der Drehmomentgrundgleichung oder dadurch, dass die zugeordnete Konstante (k15 in der hier gezeigten veranschaulichenden Gleichung) gleich null gesetzt wird, berechnet der Controller 154 die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten ohne die Wirkungen der Verzögerung oder Beschleunigung des Eingangsknotens 156 (des gesteuerten Knotens). Der Term Ni_dot kann entweder ein gemessener Term sein (der von Beschleunigungsmessern oder anderen Sensoren entnommen wird) oder kann ein angewiesener Term sein, so dass ihn der Controller 154 anweist, um spezifische Änderungen der Beschleunigung des Eingangsknotens 156 zu erzeugen und außerdem um die angewiesenen Werte aus der Gleichung der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten zu entfernen, um die trägheitslose maximale LT zu berechnen.
Während des ersten Ereignisses 202 bleibt die trägheitslose maximale LT im Wesentlichen flach (fallen die Linie 216 und die Linie 214 zusammen) und folgt sie nicht der in der Linie 212 gezeigten zunehmenden (und daraufhin abnehmenden) unverarbeiteten maximalen LT. Nach Berechnen sowohl der unverarbeiteten maximalen LT (Linie 212) als auch der trägheitslosen maximalen LT (Linie 216) kann der Controller 154 dann entscheiden, welche Ausgangsdrehmomentfähigkeit als die effektive maximale LT verwendet wird. Der Prozess des Auswählens zwischen den Optionen der unverarbeiteten maximalen LT und der trägheitslosen maximalen LT zum Bestimmen oder Berechnen der effektiven maximalen LT kann als Arbitrierung bezeichnet werden und kann mathematisch oder logisch (oder als Mischung beider) erfolgen.
Wenn die maximalen Drehmomentfähigkeiten (entweder die unverarbeitete maximale LT oder die trägheitslose maximale LT) zunehmen, wird dies so angesehen, dass sich die Fähigkeiten erweitern. Ähnlich wird, wenn die minimalen Drehmomentfähigkeiten (entweder die unverarbeitete minimale LT oder die trägheitslose minimale LT) abnehmen, dies so angesehen, dass sich die Fähigkeiten erweitern. Wenn sich die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten erweitern, weist der Antriebsstrang 110 höhere Maxima und/oder niedrigere Minima auf. Umgekehrt weist der Antriebsstrang 110 niedrigere Maxima und/oder höhere Minima auf und arbeitet innerhalb eines verhältnismäßig engeren Bands, wenn sich die Ausgangsdrehmomentfähigkeiten verengen. Darüber hinaus können sich die maximale und die minimale Fähigkeit in derselben Richtung (wie in 2 gezeigt beide positiv oder nach oben) bewegen, so dass eine Fähigkeit zunimmt und die andere abnimmt, wobei aber der Gesamtbetriebsbereich oder das Gesamtbetriebsband verhältnismäßig ungeändert ist.
Die effektive maximale LT ist diejenige Ausgangsdrehmomentfähigkeit, von der der Controller 154 bestimmt, dass sie während der spezifischen Fahrbedingungen am besten ist. Wenn sich die Fähigkeiten, wie während des ersten Ereignisses 202 gezeigt ist, verbessern oder verbreitern, kann der Controller 154 bestimmen, stattdessen die trägheitslose maximale LT zu verwenden, so dass die effektive maximale LT (die Linie 214) dem durch die Beschleunigung oder Verzögerung des Eingangsknotens 156 verursachten Drehmomentausreißer nicht folgt. Die Bestimmung erfolgt unter Verwendung eines Verfahrens 400, das in 4 gezeigt und hier beschrieben ist und das im ausführbaren Speicher in dem Controller 154 oder in einer anderen Steuerarchitektur gespeichert sein kann.
Während des ersten Ereignisses 202 ist das zusätzliche Drehmoment, das von der unverarbeiteten maximalen LT verfügbar ist (der Ausreißer, in dem die Linie 212 vorübergehend über die Linie 214 ansteigt), zur Verwendung in einer anderen Weise verfügbar. Da der Controller 154 entschieden hat, dieses Drehmoment nicht an den Ausgangsknoten 158 zu schicken, um das Fahrzeug anzutreiben, kann der Controller 154 die erste Elektromaschine 140 oder die zweite Elektromaschine 142 (oder beide) anweisen, diese Drehmomentdifferenz zwischen der unverarbeiteten maximalen LT und der effektiven maximalen LT durch Erzeugen elektrischer Energie zu erfassen. Diese elektrische Energie kann daraufhin in der Batterie 122 gespeichert werden. Alternativ braucht weniger Energie entladen zu werden, falls die Batterie 122 entladen wird.
Die Ausgangsleistung des Antriebsstrangs 110 ist gleich dem mit der Eingangsdrehzahl (No) multiplizierten Ausgangsdrehmoment (To), die beide bei dem Ausgangsknoten 158 gemessen oder bestimmt werden. Wenn das Getriebe 114 bei der effektiven maximalen LT anstatt bei dem höheren Pegel der unverarbeiteten maximalen LT betrieben wird und die Ausgangsdrehzahl positiv ist (Vorwärtsbewegung), gibt es eine negative Änderung der Leistungsabgabe. Diese negative Änderung der Leistungsabgabe ist überschüssige Leistung, die an einer anderen Stelle, wie etwa durch die Batterie 122 oder zum Ausgleichen der Leistung, die von der Batterie 122 benötigt worden wäre, verwendet werden kann.
Somit wird diese Trägheitsleistung (die über die Ausgangsdrehzahl mit dem Drehmoment zusammenhängt) in elektrische Energie umgewandelt, anstatt das Fahrzeug mit dem während des ersten Ereignisses 202 verfügbaren zusätzlichen Drehmoment vorzutreiben. Je nachdem, ob die Batterie 122 gegenwärtig lädt oder entlädt, kann die überschüssige Leistung entweder zur späteren Verwendung gespeichert werden oder zum Ausgleichen von Energie verwendet werden, die durch die Batterie 122 an den Antriebsstrang 110 (oder möglicherweise an Fahrzeugzubehör) geliefert (entladen) wird. Die zur Erfassung durch die erste Elektromaschine 140 und durch die zweite Elektromaschine 142 verfügbare Leistung hängt mit der Differenz zwischen der unverarbeiteten maximalen LT und der trägheitslosen maximalen LT (dem überschüssigen Drehmoment) zusammen und hängt von der Ausgangsdrehzahl (No) ab. Unabhängig von der Größe (positiv oder negativ) der Leistungsdifferenz, die durch Ändern der Ausgangsdrehmomentfähigkeit von der unverarbeiteten maximalen LT erzeugt wird, und unabhängig von den Verwendungen dieser Leistungsdifferenz ist die Bestimmung der effektiven maximalen LT ungeändert.
Der Fahrer kann außerdem das Fehlen des Drehmomentausreißers als eine Verbesserung des Antriebsverhaltens im Vergleich zum Erfahren des Drehmomentausreißers wahrnehmen. Durch Ignorieren der Wirkungen des Terms Ni_dot (des Trägheitsterms) während des Berechnens der trägheitslosen maximalen LT und durch Einstellen der effektiven maximalen LT auf den Wert der trägheitslosen maximalen LT während des Drehmomentausreißers während des ersten Ereignisses 202 weist der Controller 154 ein verbessertes Antriebsverhalten auf und hat das überschüssige Drehmoment zur späteren Verwendung durch das Fahrzeug oder durch den Antriebsstrang 110 erfasst.
2 ist in Bezug auf den Eingangsknoten 156 beschrieben, der der gesteuerte Knoten ist. Allerdings wird angemerkt, dass unter anderen Übergangsbedingungen (wie etwa anderen Schaltvorgängen zwischen Betriebsmodi) andere Knoten des Getriebes 114 der gesteuerte Knoten sein können. Zum Beispiel und ohne Beschränkung können einige Schaltvorgänge einen Schlupfeingriff des zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus 148 erfordern. In dieser Situation ist der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 148 der gesteuerte Knoten. Während des Einrückens des zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus 148 kann es eine ähnliche vorübergehende Zunahme der Ausgangsdrehmomentfähigkeit geben, während der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 148 wegen des Schlupfeingriffs beschleunigt oder verzögert, wobei dieses zusätzliche Drehmoment aber entfernt werden kann, wenn der zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 148 synchronisiert und die Schlupfdrehzahl gegen null geht. Die vorübergehende Zunahme der Ausgangsdrehmomentfähigkeit kann eine ähnliche Form wie der während des ersten Ereignisses 202 aus 2 gezeigte Drehmomentausreißer zeigen und kann ähnlich durch Ignorieren der Trägheitswirkungen des Beschleunigens oder Verzögerns des zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus 148 beim Berechnen der trägheitslosen maximalen LT behandelt werden. Außerdem wird angemerkt, dass die in 2 beschriebenen Situationen anders sein können, falls die Ausgangsdrehzahl (No) negativ ist.
Das zweite Ereignis 204 und das dritte Ereignis 206 veranschaulichen zwei andere Situationen, in denen die unverarbeitete maximale LT eine vorübergehende Änderung, in diesem Fall einen Abwärtsausreißer, aufweist. Während des zweiten Ereignisses 204 wird der Eingangsknoten 156 beschleunigt und folgt die unverarbeitete maximale LT im Vergleich zum ersten Ereignis 202 einem umgekehrten Weg. Da die unverarbeitete maximale LT während des zweiten Ereignisses 204 eine einengende Fähigkeit (ein Verringern des Maximums) ist, respektiert der Controller aber die unverarbeitete maximale LT und lässt die effektive maximale LT anstelle der trägheitslosen maximalen LT (der Linie 216) die unverarbeitete maximale LT weiter nachführen (wobei die Linie 212 mit der Linie 214 zusammenfällt). Da die Weiterverarbeitung oder Glättung der effektiven maximalen LT stattfinden kann - wie etwa Ratenbegrenzung der Drehmomentfähigkeit jedes Mal, wenn sie sich verengen -, kann der Abwärtsausreißer vom Fahrer negativ gefühlt werden oder nicht.
Während des dritten Ereignisses 206 folgt die unverarbeitete maximale LT einem Abwärtsweg, ähnlich dem zweiten Ereignis 204. Allerdings bewegt sich die trägheitslose maximale LT während des dritten Ereignisses 206 wie in Linie 216 gezeigt ebenfalls nach unten. Da die unverarbeitete maximale LT die Fähigkeit während des Abwärtsabschnitts des dritten Ereignisses 206 wieder verengt, respektiert der Controller 154 die unverarbeitete maximale LT und lässt die effektive maximale LT anstelle der trägheitslosen maximalen LT (der Linie 216) die unverarbeitete maximale LT weiter nachführen (wobei die Linie 212 durch die Linie 214 verborgen ist). Da sowohl die unverarbeitete maximale LT als auch die trägheitslose maximale LT zuzunehmen beginnt, beginnen sich allerdings die Fähigkeiten einzuengen, wobei der Controller 154 die effektive maximale LT von der unverarbeiteten maximalen LT entfernt und die effektive maximale LT zu der trägheitslosen maximalen LT bewegt. Die Differenz des zwischen der unverarbeiteten maximalen LT und der effektiven maximalen LT verfügbaren Drehmoments kann verwendet werden, um mit der ersten Elektromaschine 140 und/oder mit der zweiten Elektromaschine 142 elektrische Energie zu erzeugen.
Um plötzliche Änderungen des Ausgangsdrehmoments zu vermeiden, während sich die effektive maximale LT in Richtung der trägheitslosen maximalen LT bewegt, ratenbegrenzt der Controller 154 die Änderung der Drehmomentfähigkeit. Falls der Controller 154 die Änderung der trägheitslosen maximalen LT nicht ratenbegrenzen würde, würde die effektive maximale LT, gleich nachdem sich die unverarbeitete maximale LT nach oben zu bewegen beginnt, vertikal auf die trägheitslose maximale LT fallen. Der gezeigte Ratenbegrenzungsweg ist nicht einschränkend, und andere Verfahren zur Ratenbegrenzung, Filterung oder Formung des Übergangs zu der trägheitslosen maximalen LT einschließlich des Zulassens, dass sich die effektive maximale LT in der Weise nach unten bewegt, dass die Linie 214 zwischen der unverarbeiteten maximalen LT (Linie 212) und der trägheitslosen maximalen LT (der Linie 216) nach unten angewinkelt ist, können verwendet werden.
Nun in 3 und weiter in 1 und 2 sind einige Eigenschaften des Antriebsstrangs 110 während eines anderen veranschaulichenden Antriebszeitabschnitts 300 gezeigt. Der Antriebszeitabschnitt 300 kann z. B. auftreten, wenn der Fahrer eine starke Verzögerung des Fahrzeugs anfordert, was veranlasst, dass das Fahrzeug eine erhebliche regenerative Bremsung beginnt, um das Fahrzeug negativ zu beschleunigen. Alternativ kann der Antriebsabschnitt 300 auftreten, wenn der Gangwahlhebel (nicht gezeigt, wobei er häufig zwischen PRNDL wählt) auf Rückwärts steht, so dass die Ausgangsdrehzahl (No) negativ ist und der Fahrer das Fahrpedal auf eine hohe Pedalstellung niederdrückt, wobei er die hohe Rückwärtsfahrzeugbeschleunigung anfordert. Der Fahrzeitabschnitt 300 ist, wieder nur zur Veranschaulichung, in ein erstes Ereignis 302, in ein zweites Ereignis 304 und in ein drittes Ereignis 306 unterteilt. Jedes des ersten bis dritten Ereignisses 302, 304 und 306 kann tatsächlich als getrennte Ereignisse auftreten, die nicht miteinander in Beziehung stehen.
Eine Fahreranforderung 310 zeigt den Pegel des Ausgangsdrehmoments, das durch den Fahrer angefordert wird. Während des Fahrzeitabschnitts 300 ist die Fahreranforderung, wie häufig durch ein Bremspedal (nicht gezeigt), durch ein Tempomatmodul oder durch andere Fahrzeugdynamiksteuereinrichtungen signalisiert wird, sehr niedrig (wobei dies in dem Bereich negativen Drehmoments häufig auftritt). Eine Linie 312 stellt die unverarbeitete minimale LT während des Fahrzeitabschnitts 300 dar und ist als eine durchgezogene Linie gezeigt. Eine Linie 314 veranschaulicht eine effektive minimale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (effektive minimale LT) während des Fahrzeitabschnitts 300 und ist als eine dicke Strichlinie gezeigt. Die effektive minimale LT kann das Ergebnis der hier beschriebenen Verfahren und Verfahren sein. Eine Linie 316 veranschaulicht eine trägheitslose minimale Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (trägheitslose minimale LT) während des Fahrzeitabschnitts 300 und ist als dünne lange Striche gezeigt. Die trägheitslose minimale LT ist das Ergebnis einer Berechnung unter Verwendung eines anderen Eingabesatzes in der Drehmomentgrundgleichung wie hier beschrieben. Die Linien 312 und 316 können sich häufig mit der Linie 314, der effektiven minimalen LT, überschneiden und mit ihr zusammenfallen.
Da der Eingangsknoten 156 während des Fahrzeitabschnitts 300 gesteuert wird, können Beschleunigungsänderungen der Drehzahl des Eingangsknotens 156 wieder Schwankungen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten (der unverarbeiteten minimalen LT) des Antriebsstrangs 110 verursachen. Zum Beispiel kann eine Beschleunigung des Eingangsknotens 156 zum Beschleunigen der ersten Elektromaschine 140 eine Verringerung der unverarbeiteten minimalen LT veranlassen, wie sie in der Linie 312 während des ersten Ereignisses 302 gezeigt ist. Allerdings ist dieser Abwärtsdrehmomentausreißer nur ein vorübergehendes Ereignis - wahrscheinlich weniger als eine Sekunde - und kehrt die unverarbeitete minimale LT schnell wieder auf den früheren Pegel zurück, während der Eingangsknoten 156 zu beschleunigen aufhört.
Wie in 3 gezeigt ist, kann die Fahreranforderung 310 nicht während des gesamten dargestellten Fahrzeitabschnitts 300 erfüllt werden. Somit wird die tatsächliche Drehmomentabgabe des Fahrzeugs durch die durch den Controller 154 berechneten Ausgangsdrehmomentfähigkeiten begrenzt. Falls der Controller 154 zum Steuern des Antriebsstrangs 110 einfach die unverarbeitete minimale LT verwendet hätte, hätte die vorübergehende Drehmomentverringerung während des ersten Ereignisses 302 eine zusätzliche regenerative Bremsung zugelassen, die dem Fahrzeug ein schnelles Aufflackern eines negativen Ausgangsdrehmoments, fast unmittelbar gefolgt vom Entfernen dieses zusätzlichen regenerativen Drehmoments, geben würde. Für den Fahrer kann sich das erste Ereignis 302 wie eine plötzliche Zunahme der Bremsung, gefolgt von einer plötzlichen Entfernung dieser zusätzlichen Bremsung, anfühlen. Somit berechnet der Controller 154 außerdem die trägheitslose minimale LT.
Während des ersten Ereignisses 302 bleibt die trägheitslose minimale LT im Wesentlichen flach (wobei die Linie 316 und die Linie 314 zusammenfallen) und folgt nicht der in der Linie 312 gezeigten zunehmenden (und daraufhin abnehmenden) unverarbeiteten minimalen LT. Nach Berechnung sowohl der unverarbeiteten minimalen LT (der Linie 312) als auch der trägheitslosen minimalen LT (der Linie 316) kann der Controller 154 dann arbitrieren, um zu entscheiden, welche der zwei Ausgangsdrehmomentfähigkeiten als die effektive minimale LT verwendet wird.
Die effektive minimale LT ist die Ausgangsdrehmomentfähigkeit, von der der Controller 154 bestimmt, dass sie während der spezifischen Fahrbedingungen am besten ist. Wenn sich die Fähigkeiten, wie während des ersten Ereignisses 302 gezeigt ist, verbessern oder verbreitern (niedrigere Minima zulassen), kann der Controller 154 bestimmen, stattdessen die trägheitslose minimale LT zu verwenden, so dass die effektive minimale LT (die Linie 314) nicht dem durch Verzögerung des Eingangsknotens 156 verursachten nach unten gerichteten Drehmomentausreißer folgt. Die Bestimmung erfolgt wieder unter Verwendung des in 4 gezeigten Verfahrens 400.
Während des ersten Ereignisses 302 ist das zusätzliche regenerative Drehmoment, das von der unverarbeiteten minimalen LT verfügbar ist (der Ausreißer, in dem die Linie 312 vorübergehend unter die Linie 314 fällt), zur Verwendung auf eine andere Weise verfügbar. Da der Controller 154 entschieden hat, dieses Drehmoment nicht mit der ersten Elektromaschine 140 oder mit der zweiten Elektromaschine 142 (oder mit beiden) zu erfassen, kann der Controller 154 dieses Drehmoment an den Ausgangsknoten 158 schicken, um das Fahrzeug durch Verringern der verfügbaren regenerativen Bremsung vorzutreiben.
Anders als bei dem in 2 gezeigten ersten Ereignis 202 ermöglicht der Controller 154 während des ersten Ereignisses 302, dass das Fahrzeug selbst zusätzliche Energie behält (das Fahrzeug weiter verzögert), anstatt mehr elektrische Energie in der Batterie 122 zu speichern oder weniger Energie aus der Batterie 122 zu entladen. Die Differenz zwischen der effektiven minimalen LT und der unverarbeiteten minimalen LT, multipliziert mit der Ausgangsdrehzahl (No), ist gleich der Änderung der Leistung. Wenn diese Änderung der Ausgangsleistung (entweder von negativer Drehmomentänderung oder von negativer Ausgangsdrehzahl) negativ ist, wird der Leistungsfluss von der Batterie 122 in das Getriebe 114 verringert. Außerdem kann der Fahrer das Fehlen des Drehmomentausreißers (zusätzliche regenerative Bremsung) als eine Verbesserung des Antriebsverhaltens im Vergleich zum Erfahren des Drehmomentausreißers wahrnehmen. Durch Ignorieren der Wirkungen des Terms Ni_dot (des Trägheitsterms) während des Berechnens der trägheitslosen minimalen LT und durch Einstellen der effektiven minimalen LT auf den Wert der trägheitslosen minimalen LT während des Drehmomentausreißers des ersten Ereignisses 302 hat der Controller 154 das Antriebsverhalten verbessert und die kinetische Energie des Fahrzeugs erhalten, die später in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Das zweite Ereignis 304 und das dritte Ereignis 306 veranschaulichen analoge Situationen zu dem zweiten und zu dem dritten Ereignis 204 und 206, die in 2 gezeigt sind, und veranschaulichen zwei andere Situationen, in denen die unverarbeitete minimale LT eine vorübergehende Änderung aufweist. Während des zweiten Ereignisses 304 wird der Eingangsknoten 156 üblicherweise verzögert und folgt die unverarbeitete minimale LT im Vergleich zu dem ersten Ereignis 302 üblicherweise einem umgekehrten Weg. Da die unverarbeitete minimale LT während des zweiten Ereignisses 304 eine verengende Fähigkeit (zunehmender minimaler Grenzwert) ist, respektiert der Controller die unverarbeitete minimale LT und lässt die effektive minimale LT, anstatt die trägheitslose minimale LT (Linie 316) nachzuführen, die unverarbeitete minimale LT weiter nachführen (wobei die Linie 312 mit der Linie 314 zusammenfällt). Um Auswirkungen auf das Fahrverhalten des zusätzlichen Drehmomentausreißers zu minimieren, kann eine Weiterverarbeitung oder Glättung des effektiven minimalen LT stattfinden.
Während des dritten Ereignisses 306 folgt die unverarbeitete minimale LT ähnlich dem zweiten Ereignis 304 einem Aufwärtsweg. Allerdings bewegt sich die trägheitslose minimale LT während des dritten Ereignisses 306, wie auf Linie 316 gezeigt ist, ebenfalls nach oben. Da die unverarbeitete minimale LT die Fähigkeit während des Anfangsabschnitts des dritten Ereignisses 306 wieder einengt, respektiert der Controller 154 die unverarbeitete minimale LT und lässt die effektive minimale LT anstelle der trägheitslosen minimalen LT (der Linie 316) die unverarbeitete minimale LT weiter nachführen (wobei die Linie 312 und die Linie 314 zusammenfallen). Da sowohl die unverarbeitete minimale LT als auch die trägheitslose minimale LT abzunehmen beginnen, beginnen sich die Fähigkeiten aber einzuengen, wobei der Controller 154 die effektive minimale LT von der unverarbeiteten minimalen LT abbringt und die effektive minimale LT in Richtung der trägheitslosen minimalen LT bewegt. Die Ratenbegrenzung wird verwendet, um den Übergang der effektiven minimalen LT von der unverarbeiteten minimalen LT zu der trägheitslosen minimalen LT zu glätten.
Nun in 4 und weiter in 1-3 ist ein Verfahren 400 gezeigt, das zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in einem Getriebe (wie etwa in dem Getriebe 114 des Antriebsstrangs 114) verwendbar ist. Das Verfahren 400 ist als ein schematischer Ablaufplan gezeigt.
Zur Veranschaulichung kann das Verfahren 400 anhand der in 1 gezeigten und beschriebenen Elemente und Komponenten und mit Bezug auf die in 2 und 3 dargestellten Situationen und Ereignisse beschrieben werden. Allerdings können andere Komponenten verwendet werden, um das Verfahren 400 und die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung zu verwirklichen. Das Verfahren 400 kann in dem Controller 154 oder in einer anderen Steuerarchitektur einschließlich mehrerer unabhängig arbeitender Steuermodule oder Controller gespeichert sein und von ihm bzw. ihr bzw. ihnen ausgeführt werden.
Die genaue Reihenfolge der Schritte des in 4 gezeigten Algorithmus oder Verfahrens 400 ist nicht erforderlich. Schritte können umgestellt werden, Schritte können weggelassen werden und zusätzliche Schritte können aufgenommen werden.
Schritt 410: Start
Das Verfahren 400 beginnt bei einem Start- oder Initiierungsschritt 410, wobei das Verfahren 400 während dieser Zeit die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs überwacht. Die Initiierung kann in Ansprechen darauf, dass der Fahrzeugbetreiber den Zündschlüssel einführt, oder in Ansprechen darauf, dass das Fahrzeug entriegelt wird, stattfinden, oder das Verfahren 400 kann ständig ausgeführt werden oder die Schleife jedes Mal durchlaufen, wenn das Fahrzeug verwendet wird. Alternativ kann das Verfahren 400 jedes Mal initiiert werden, wenn der Controller 154 die Drehzahl des ersten Knotens (des Eingangsknotens 156) zu steuern beginnt. Wenn das Getriebe 114 mit nur zwei Drehzahlfreiheitsgraden arbeitet, steuert der Controller 154 nur den Eingangsknoten 156 und kann er nicht sowohl den Eingangsknoten 156 als auch den Ausgangsknoten 158 gleichzeitig steuern.
Das Verfahren 400 kann ein Unterprogramm der größeren Steuerarchitektur sein und nur ausgeführt werden, wenn spezifische Bedingungen auftreten. Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann das Verfahren 400 während spezifischer Schaltereignisse initiiert werden. Das Verfahren 400 kann in dem Controller 154 gespeichert sein und von ihm ausgeführt werden oder andere Teile des Verfahrens 400 können über die gesamten verschiedenen Controller verteilt sein.
Schritt 412: Berechne die Kurzzeitfähigkeiten.
Das Verfahren 400 enthält das Berechnen der Kurzzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeiten. Dies kann das Berechnen sowohl der maximalen als auch der minimalen Ausgangsdrehmomentfähigkeit wie etwa des unverarbeiteten maximalen ST und des unverarbeiteten minimalen ST enthalten. Alternativ kann das Verfahren 400 für die maximale und für die minimale Ausgangsdrehmomentfähigkeit getrennt ausgeführt werden.
Schritt 414: Berechne die unverarbeiteten Langzeitfähigkeiten.
Das Verfahren 400 enthält das Berechnen der unverarbeiteten maximalen LT und der unverarbeiteten minimalen LT als eine Funktion wenigstens der Beschleunigung und der Drehzahl des ersten Knotens und des zweiten Knotens, die der Eingangsknoten 156 bzw. der Ausgangsknoten 158 sein können. Das Verfahren 400 berechnet die unverarbeitete maximale LT und die unverarbeitete minimale LT durch Eingeben des unverarbeiteten Eingabesatzes in die Drehmomentgrundgleichung. Zusätzlich zu anderen relevanten Eingaben, die die maximale oder die minimale Ausgangsdrehmomentfähigkeit beeinflussen, enthält der unverarbeitete Eingabesatz außerdem Terme wegen des Drehmoments von der ersten Elektromaschine 140, von der zweiten Elektromaschine 142 und von der Kraftmaschine 112.
Schritt 416: Entferne Wirkungen des gesteuerten Knotens.
Das Verfahren 400 enthält das Bestimmen, welcher der Knoten der gesteuerte Knoten ist, und das Entfernen der Wirkungen dieses Knotens auf die Berechnung der Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeiten. Dies kann durch Entfernen des Beschleunigungsterms für den gesteuerten Knoten und seiner zugeordneten Konstante aus der Drehmomentgrundgleichung ausgeführt werden. Alternativ kann der konstante Term für den gesteuerten Knoten null gesetzt werden. Für die hier gezeigte veranschaulichende Drehmomentgrundgleichung kann k15 null gesetzt werden, was veranlasst, dass die Berechnung die Wirkungen von Ni_dot ignoriert.
Schritt 418: Berechne trägheitslose Langzeitfähigkeiten.
Das Verfahren 400 enthält das Berechnen der trägheitslosen maximalen LT aus dem trägheitslosen Eingabesatz. Abgesehen davon, dass die trägheitslose maximale LT die Drehmomentfähigkeit wegen der Beschleunigung des ersten Knotens 156 ignoriert, ist die trägheitslose maximale LT gleich der unverarbeiteten maximalen LT.
Schritt 420: Arbitriere, um effektive Langzeitfähigkeiten zu bestimmen.
Daraufhin bestimmt der Controller 154 durch Arbitrieren der bereits berechneten verschiedenen Drehmomentfähigkeiten die effektive maximale LT und die effektive minimale LT. In Schritt 420 enthält das Verfahren 400 das Berechnen einer neuen effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (neuen effektiven maximalen LT) als eine Funktion der unverarbeiteten maximalen LT und der trägheitslosen maximalen LT. Außerdem enthält das Verfahren 400 das Berechnen einer neuen effektiven minimalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (neuen effektiven minimalen LT). Die neue effektive maximale LT und die neue effektive minimale LT sind das Endergebnis der Arbitrierung in Schritt 420.
Das Berechnen der neuen effektiven maximalen LT enthält das Lesen einer vorhergehenden effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (vorhergehenden effektiven maximalen LT), die in einer vorhergehenden Iteration des Verfahrens mit derselben Funktion berechnet wurde, die beim Berechnen der neuen effektiven maximalen LT verwendet wurde. Die vorhergehende effektive maximale LT wird in den Controller 154 rückgekoppelt und mit der unverarbeiteten maximalen LT und mit der trägheitslosen maximalen LT arbitriert.
Die Arbitrierung kann sehr grundlegend sein. Zum Beispiel: Falls die unverarbeitete maximale LT höher als die trägheitslose maximale LT ist, wird die neue effektive maximale LT auf die trägheitslose maximale LT eingestellt, und falls die unverarbeitete maximale LT nicht höher als die trägheitslose maximale LT ist, wird das Getriebe 114 bei der unverarbeiteten maximalen LT betrieben.
Allerdings kann die Arbitrierung ebenfalls die neue effektive maximale LT mit Bezug auf die vorhergehende effektive maximale LT bestimmen. Falls die unverarbeitete maximale LT kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist, wird die neue effektive maximale LT gleich der unverarbeiteten maximalen LT gesetzt. Diese Situation ist in dem zweiten Ereignis 204 aus 2 gezeigt. Dagegen wird die neue effektive maximale LT gleich der trägheitslosen maximalen LT gesetzt, falls die unverarbeitete maximale LT nicht kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist. Diese Situation ist in dem ersten Ereignis 202 aus 2 gezeigt.
Wenn die neue effektive maximale LT gleich der trägheitslosen maximalen LT gesetzt wird, kann der Schritt 422 das Ratenbegrenzen der trägheitslosen maximalen LT enthalten. Wenn die Ratenbegrenzung verwendet wird, wird verhindert, dass der Übergang von der unverarbeiteten maximalen LT zu der trägheitslosen maximalen LT plötzliche Änderungen des Ausgangsdrehmoments verursacht, wie sie in dem dritten Ereignis 206 aus 2 gezeigt sind.
Außerdem berechnet das Verfahren 400 die neue effektive LT, was das Lesen einer vorhergehenden effektiven minimalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (vorhergehenden effektiven minimalen LT) enthält. Die Arbitrierung für die neue effektive minimale LT ist ähnlich der Arbitrierung für die neue effektive maximale LT. Wie in dem zweiten Ereignis 304 und in dem ersten Abschnitt des dritten Ereignisses 306 aus 3 gezeigt ist, wird die neue effektive minimale LT gleich der unverarbeiteten minimalen LT gesetzt, falls die unverarbeitete minimale LT höher als die vorhergehende effektive minimale LT ist. Falls dagegen die unverarbeitete minimale LT nicht höher als die vorhergehende effektive minimale LT ist, wird die neue effektive minimale LT gleich der trägheitslosen minimalen LT gesetzt, wie sie in dem ersten Ereignis 302 aus 3 gezeigt ist.
Schritt 422: Protokolliere effektive Langzeitfähigkeiten.
Nach Bestimmen der neuen effektiven maximalen LT und der neuen effektiven minimalen LT protokolliert das Verfahren 400 diese Werte in Schritt 422. Die neue effektive maximale LT und die neue effektive minimale LT werden zu dem Arbitrierungsschritt 420 zurückgeschleift und werden zu der vorhergehenden effektiven maximalen LT und zu der vorhergehenden effektiven minimalen LT für die nächste Iteration des Verfahrens 400.
Schritt 424: Ende; zusätzliche Verarbeitung.
Die neue effektive maximale LT und die neue effektive minimale LT werden zu weiteren Verfahren für zusätzliche Verarbeitung wie etwa Arbitrierung mit zusätzlichen Drehmomentbetrachtungen gebracht. Wenn die neue effektive maximale LT kleiner als die unverarbeitete maximale LT ist, enthält das Verfahren 400 das Erfassen der Differenz zwischen der unverarbeiteten maximalen LT und der neuen effektiven maximalen LT, was die Leistung der Batterie 122 in Abhängigkeit von der Ausgangsdrehzahl (No) ändert.

Claims

Verfahren (400) zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in einem Getriebe (114), das einen ersten Knoten (156), einen zweiten Knoten (158) und einen dritten Knoten (130, 132, 134) aufweist, wovon jeder eine Drehzahl und eine Beschleunigung aufweist, wobei das Verfahren (400) umfasst: Steuern der Drehzahl (Ni) des ersten Knotens (156); Berechnen einer realen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (unverarbeiteten maximalen LT) als eine Funktion wenigstens der Beschleunigung (Ni_dot, No_dot) und der Drehzahl (Ni, No) des ersten Knotens (156) und des zweiten Knotens (158); Berechnen einer trägheitslosen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (trägheitslosen maximalen LT), wobei die trägheitslose maximale LT die Drehmomentfähigkeit wegen der Beschleunigung (Ni dot) des ersten Knotens (156) ignoriert, sonst aber gleich der unverarbeiteten maximalen LT ist (418); und Vergleichen der unverarbeiteten maximalen LT mit der trägheitslosen maximalen LT, und: falls die unverarbeitete maximale LT höher als die trägheitslose maximale LT ist, Setzen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten des Getriebes (114) gleich der trägheitslosen maximalen LT, und falls die unverarbeitete maximale LT nicht höher als die trägheitslose maximale LT ist, Setzen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten des Getriebes (114) gleich der unverarbeiteten maximalen LT (420).
Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei das Getriebe (114) eine Elektromaschine (140) enthält; wobei der erste Knoten (156) ein Eingangsknoten für das Getriebe (114) ist und der zweite Knoten (158) ein Ausgangsknoten für das Getriebe (114) ist; wobei das Getriebe (114) einen ersten Drehzahlfreiheitsgrad und einen zweiten Drehzahlfreiheitsgrad enthält und wobei nur der erste Drehzahlfreiheitsgrad oder der zweite Drehzahlfreiheitsgrad gleichzeitig gesteuert werden kann; und wobei das Setzen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten des Getriebes (114) gleich der unverarbeiteten maximalen LT oder der trägheitslosen maximalen LT das Steuern des Eingangsknotens (156) als der erste Drehzahlfreiheitsgrad enthält und nicht das Steuern des Ausgangsknotens (158) als der zweite Drehzahlfreiheitsgrad enthält.
Verfahren (400) nach Anspruch 2, das ferner das Berechnen einer neuen effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (neuen effektiven maximalen LT) als eine Funktion der unverarbeiteten maximalen LT und der trägheitslosen maximalen LT umfasst, wobei das Berechnen der neuen effektiven maximalen LT enthält: Lesen einer vorhergehenden effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (vorhergehenden effektiven maximalen LT), wobei die vorhergehende effektive maximale LT in einer vorhergehenden Iteration des Verfahrens mit derselben Funktion berechnet wurde, die beim Berechnen der neuen effektiven maximalen LT berechnet wurde; falls die unverarbeitete maximale LT kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist, Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der unverarbeiteten maximalen LT; und falls die unverarbeitete maximale LT nicht kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist, Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der trägheitslosen maximalen LT.
Verfahren (400) nach Anspruch 3, wobei das Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der trägheitslosen maximalen LT ein Ratenbegrenzen der trägheitslosen maximalen LT enthält (422).
Verfahren (400) zum Bestimmen der Ausgangsdrehmomentfähigkeiten in einem Getriebe (114), das einen ersten Knoten (156), einen zweiten Knoten (156) und einen dritten Knoten (130, 132, 134) aufweist, wovon jeder eine Drehzahl und eine Beschleunigung aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Steuern der Drehzahl (Ni) des ersten Knotens (156); Berechnen einer realen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (unverarbeiteten maximalen LT) als eine Funktion wenigstens der Beschleunigung (Ni_dot, No_dot) und der Drehzahl (Ni, No) des ersten Knotens (156) und des zweiten Knotens (158); Berechnen einer trägheitslosen maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (trägheitslosen maximalen LT), wobei die trägheitslose maximale LT die Drehmomentfähigkeit wegen der Beschleunigung des ersten Knotens (156) ignoriert, sonst aber gleich der unverarbeiteten maximalen LT ist (418); und Berechnen einer neuen effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (neuen effektiven maximalen LT) als eine Funktion der unverarbeiteten maximalen LT und der trägheitslosen maximalen LT (420), wobei das Berechnen der neuen effektiven maximalen LT enthält: Lesen einer vorhergehenden effektiven maximalen Langzeit-Ausgangsdrehmomentfähigkeit (vorhergehenden effektiven maximalen LT), wobei die vorhergehende maximale LT in einer vorhergehenden Iteration des Verfahrens mit derselben Funktion berechnet wurde, die beim Berechnen der neuen effektiven maximalen LT verwendet wurde, falls die unverarbeitete maximale LT kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist, Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der unverarbeiteten maximalen LT, und falls die unverarbeitete maximale LT nicht kleiner als die vorhergehende effektive maximale LT ist, Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der trägheitslosen maximalen LT.
Verfahren (400) nach Anspruch 5, wobei das Setzen der neuen effektiven maximalen LT gleich der trägheitslosen maximalen LT ein Ratenbegrenzen des Übergangs von der vorhergehenden effektiven maximalen LT zu der trägheitslosen maximalen LT enthält (422).
Verfahren (400) nach Anspruch 6, wobei das Getriebe (114) eine Elektromaschine (140) enthält; wobei der erste Knoten (156) ein Eingangsknoten für das Getriebe (114) ist und der zweite Knoten (158) ein Ausgangsknoten für das Getriebe (114) ist; wobei das Getriebe (114) einen ersten Drehzahlfreiheitsgrad und einen zweiten Drehzahlfreiheitsgrad enthält und wobei nur der erste Drehzahlfreiheitsgrad oder der zweite Drehzahlfreiheitsgrad gleichzeitig gesteuert werden kann; und wobei das Berechnen der neuen effektiven maximalen LT das Steuern des Eingangsknotens (156) als der erste Drehzahlfreiheitsgrad enthält und nicht das Steuern des Ausgangsknotens (158) als der zweite Drehzahlfreiheitsgrad enthält.