DE102011114230B4 - Method and system for controlling a flying machine start for a hybrid system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang (5), der einen Elektromotor (20), der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle (52) bereitstellt, eine Brennkraftmaschine (10) und eine Maschinentrennkupplung (54) umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (10) und dem Motor (20) vorsieht, wobei das Verfahren umfasst, dass:eine Soll-Eingangsdrehzahl überwacht wird;eine Synchronisationsdrehzahl auf der Basis der Soll-Eingangsdrehzahl ermittelt wird;eine Ausgangsdrehmomentanforderung überwacht wird;ein Vortriebsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle (52) auf der Basis der Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt wird;ein Kompensationsdrehmoment, das an der Maschinentrennkupplung (54) für den fliegenden Maschinenstart bereitgestellt werden soll, auf der Basis eines Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils ermittelt wird, das auf der Basis der Synchronisationsdrehzahl ermittelt wird;der Motor (20) gesteuert wird, um ein Motordrehmoment auf der Basis einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment und dem Kompensationsdrehmoment bereitzustellen;wobei das Ermitteln des Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils umfasst, dass:während einer ersten Stufe das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) aus einem gestoppten Zustand auf eine Maschinenzünddrehzahl beschleunigt;während einer zweiten Stufe die Maschine Drehmoment zum Beschleunigen der Maschine (10) liefert;während einer dritte Stufe im Anschluss an die zweite Stufe nur das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) auf die Synchronisationsdrehzahl steuert, wobei während der dritten Stufe das Maschinendrehmoment wieder auf Null abnimmt; undwährend einer vierte Stufe die Maschinentrennkupplung gesperrt wird.A method for controlling a flying machine start in a drive train (5), which comprises an electric motor (20), which provides a propulsion torque on a transmission input shaft (52), an internal combustion engine (10) and an engine separation clutch (54) which selectively transmits torque between the Machine (10) and the engine (20), the method comprising: a desired input speed is monitored; a synchronization speed is determined based on the desired input speed; an output torque request is monitored; a propulsion torque on the transmission input shaft (52 ) is determined on the basis of the output torque request; a compensation torque, which is to be provided at the engine separation clutch (54) for the on-the-fly engine start, is determined on the basis of an engine activation speed profile, which is determined on the basis of the synchronization speed; the motor (20) is controlled is to a mot to provide order torque based on a sum of the propulsion torque and the compensation torque; wherein determining the engine activation speed profile comprises: during a first stage the compensation torque accelerates the engine (10) from a stopped state to an engine ignition speed; during a second stage the engine torque for accelerating the machine (10); during a third stage following the second stage, only the compensation torque controls the machine (10) to the synchronization speed, the machine torque decreasing again to zero during the third stage; andduring a fourth stage, the machine disconnect clutch is locked.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang, der einen Elektromotor, der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle bereitstellt, eine Brennkraftmaschine und eine Maschinentrennkupplung umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Motor vorsieht.This invention relates to a method of controlling a flying machine start in a drive train that includes an electric motor providing propulsion torque to a transmission input shaft, an internal combustion engine, and an engine disconnect clutch that selectively provides torque transfer between the engine and the engine.
Solch ein Verfahren geht der Art nach beispielweise aus der
HINTERGRUNDBACKGROUND
Es sind Hybridaggregat-Antriebsstränge bekannt, die mehrere Drehmoment erzeugende Einrichtungen umfassen. Zum Beispiel kann ein Antriebsstrang eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfassen, und die Maschine und der Motor können gesteuert werden, um einen Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs zu erhöhen, indem zum Beispiel der Motor in einem Betrieb benutzt wird, der für den Motor effizient ist, die Maschine in einem Betrieb benutzt wird, der für die Maschine effizient ist, beide Einrichtungen benutzt werden, um zusammenwirkend Drehmoment bereitzustellen, wenn ein derartiger Betrieb effizient ist, und der Motor benutzt wird, um Energie in einer Energiespeichereinrichtung, zum Beispiel während eines Bremsens des Fahrzeugs oder durch Ziehen von Drehmoment von der Maschine, zurückzugewinnen.Hybrid unit drive trains are known which comprise several torque-generating devices. For example, a powertrain can include an internal combustion engine and an electric motor, and the engine and motor can be controlled to increase overall vehicle efficiency, for example by using the motor in an operation that is efficient for the motor, the machine is used in an operation that is efficient for the engine, both devices are used to cooperatively provide torque, if such operation is efficient, and the motor is used to store energy in an energy storage device, for example during braking of the vehicle or by pulling torque from the machine.
In einer beispielhaften Ausgestaltung liefern die Maschine und der Motor jeweils Drehmoment an den Antriebsstrang. In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung führt die Maschine dem Motor ein Drehmoment zu, und der Motor wiederum führt dem Rest des Antriebsstrangs ein Drehmoment zu.In an exemplary embodiment, the machine and the motor each provide torque to the drive train. In another exemplary embodiment, the machine is delivering torque to the engine and the engine, in turn, is delivering torque to the remainder of the drive train.
Es sind Verfahren bekannt, um die Maschine abzuschalten, wenn sie nicht verwendet wird, um den Kraftstoff zu sparen, der verbraucht werden würde, indem die Maschine ansonsten bei niedriger Drehzahl leer laufen gelassen oder gefahren werden würde. Wenn die Maschine abgeschaltet ist, wird eine Welle, die von der Maschine zu dem Antriebsstrang führt, entweder aufhören, zu drehen, was es erfordert, dass der Rest des Antriebsstrangs sich auf die nicht bewegende Welle einstellt, oder der Rest des Antriebsstrangs muss ein Drehmoment zuführen, um die abgeschaltete Maschine zu drehen, wobei das Drehmoment (aufgrund von Reibung, Zylinderpumpkräften usw.), das erforderlich ist, um die Maschine zu drehen, überwunden wird. Eine Kupplungseinrichtung kann zwischen der Maschine und dem Rest des Antriebsstrangs angewandt werden, um zuzulassen, dass die Maschine abgeschaltet und gestoppt bleiben kann, während der Rest des Antriebsstrangs weiterhin funktioniert.Methods are known for shutting down the engine when it is not in use to save the fuel that would be consumed by otherwise idling or driving the engine at low speed. When the machine is shut down, a shaft leading from the machine to the drive train will either stop rotating, which will require the rest of the drive train to align with the non-moving shaft, or the rest of the drive train will need torque to rotate the shutdown machine, overcoming the torque (due to friction, cylinder pumping forces, etc.) required to rotate the machine. A clutch device can be applied between the machine and the rest of the drive train to allow the machine to remain off and stopped while the rest of the drive train continues to operate.
Kupplungseinrichtungen oder Kupplungen werden verwendet, um Wellen, die in der Lage sind, Drehmoment zu übertragen, selektiv zu verbinden oder zu trennen. Kupplungen können gemäß einer Zahl von in der Technik bekannten Weisen betrieben werden. Zum Beispiel kann Hydraulikdruck benutzt werden, um eine Kupplung zu betätigen. Ein beispielhaftes Schalten zwischen Zuständen, das durch ein Paar Kupplungen gesteuert wird, erfordert, dass eine Kupplung entlastet wird, wobei zugelassen wird, dass zwei Wellen, die zuvor gekoppelt waren, frei voneinander umlaufen, und dass anschließend eine andere Kupplung belastet wird, wobei zwei Wellen, die zuvor entkoppelt oder frei waren, relativ zueinander umzulaufen. Hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtungen umfassen häufig Kupplungsplatten, die in eine entkoppelte Ausgangsstellung federvorbelastet sind, wobei Hydraulikdruck, der auf einen Kolben aufgebracht wird, Druck aufbringt, der die Vorspannung der Feder überwindet, um die Platten in eine gekoppelte Stellung zu bringen.Coupling devices or clutches are used to selectively connect or disconnect shafts that are capable of transmitting torque. Clutches can be operated in a number of manners known in the art. For example, hydraulic pressure can be used to operate a clutch. An exemplary switching between states controlled by a pair of clutches requires that one clutch be unloaded, allowing two shafts that were previously coupled to rotate freely from one another and then loading another clutch, two Waves that were previously decoupled or free to revolve relative to each other. Hydraulically operated clutch devices often include clutch plates that are spring loaded to an initial decoupled position, where hydraulic pressure applied to a piston applies pressure that overcomes the bias of the spring to bring the plates into a coupled position.
Maschinen können einen dedizierten Startermotor umfassen, der der Maschine ein Drehmoment zuführt, um zuzulassen, dass der normale Verbrennungszyklus der Maschine übernimmt. Drehmoment, um die Maschine zu starten, kann von dem Antriebsstrang oder dem zugehörigen Motor des Antriebsstrangs gezogen werden. Ein Hybridaggregat-Antriebsstrang kann mehrere Motoren umfassen, wobei ein Motor verwendet werden kann, um ein Drehmoment an den Rest des Antriebsstrangs zu liefern und somit ein Fahrzeug voranzutreiben, während der andere Motor verwendet werden kann, um die Maschine zu starten.Machines may include a dedicated starter motor that supplies torque to the machine to allow the normal combustion cycle of the machine to take over. Torque to start the machine can be drawn from the drive train or the associated motor of the drive train. A hybrid power plant powertrain can include multiple motors, where one motor can be used to provide torque to the remainder of the powertrain to propel a vehicle, while the other motor can be used to start the engine.
Hybridaggregat-Antriebsstränge können einen Planetenradsatz umfassen, um die Übertragung von Drehmoment durch den Antriebsstrang zu verwalten. Planetenradsätze sind in der Technik bekannte Mechanismen, die drei Zahnräder oder Gruppen von Zahnrädern umfassen. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung ist ein Sonnenrad in der Mitte des Planetenradsatzes gelegen, ein Hohlrad ist konzentrisch mit dem Sonnenrad gelegen und Planetenräder rotieren zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad, wobei Zähne von jedem der Planetenräder in konstantem Kontakt mit Zähnen des Sonnenrads und des Hohlrads stehen. Drei Planetenräder sind eine beispielhafte Zahl von Planetenrädern. Die Planetenräder können durch einen Planetenradträger verbunden sein, der zulässt, dass alle Planetenräder einzeln umlaufen, aber da die Planetenräder um die Achse des Planetenradsatzes angetrieben werden, treiben sie den Planetenradträger an, wodurch einer Welle, die mit dem Planetenradträger verbunden ist, ein Drehmoment zugeführt wird. Das gleiche gilt im Rückwärtsbetrieb, dass ein Drehmoment auf den Planetenradträger aufgebracht werden kann, wodurch eines oder beide von den anderen Zahnrädern des Planetenradsatzes angetrieben werden. Drehmoment, das auf ein Zahnrad oder Satz Zahnräder aufgebracht wird, wird auf die übrigen Zahnräder übertragen. Drehmoment kann auf zwei Zahnräder oder einen Satz Zahnräder aufgebracht werden, um das dritte Zahnrad oder den dritten Satz Zahnräder anzutreiben.Hybrid powertrains may include a planetary gear set to manage the transfer of torque through the powertrain. Planetary gear sets are mechanisms known in the art that include three gears or groups of gears. According to an exemplary In the embodiment, a sun gear is located in the center of the planetary gear set, a ring gear is located concentrically with the sun gear, and planet gears rotate between the sun gear and the ring gear, with teeth of each of the planet gears in constant contact with teeth of the sun gear and the ring gear. Three planet gears are an exemplary number of planet gears. The planetary gears can be connected by a planetary gear carrier that allows all planetary gears to rotate individually, but since the planetary gears are driven around the axis of the planetary gear set, they drive the planetary gear carrier, thereby applying torque to a shaft connected to the planetary gear carrier becomes. The same applies in reverse operation that a torque can be applied to the planetary gear carrier, whereby one or both of the other gears of the planetary gear set are driven. Torque applied to one gear or set of gears is transferred to the remaining gears. Torque can be applied to two gears or a set of gears to drive the third gear or set of gears.
Der Erfindung liegt ausgehend von der
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a method having the features of claim 1.
Ein Antriebsstrang umfasst einen Elektromotor, der Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle bereitstellt, eine Brennkraftmaschine und eine Maschinentrennkupplung, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Motor vorsieht. Ein Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in dem Antriebsstrang umfasst, dass eine Ausgangsdrehmomentanforderung überwacht wird, ein Vortriebsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle auf der Basis der Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt wird, ein Kompensationsdrehmoment, das an der Maschinentrennkupplung für den fliegenden Maschinenstart bereitgestellt werden soll, ermittelt wird, und der Motor gesteuert wird, um ein Motordrehmoment auf der Basis einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment und dem Kompensationsdrehmoment bereitzustellen.A powertrain includes an electric motor that provides propulsive torque to a transmission input shaft, an internal combustion engine, and an engine disconnect clutch that selectively provides torque transmission between the engine and the engine. A method for controlling an on-the-fly engine start in the drive train comprises that an output torque request is monitored, a propulsion torque on the transmission input shaft is determined on the basis of the output torque request, a compensation torque that is to be provided at the engine separation clutch for the on-the-fly engine start is determined, and the engine is controlled to provide engine torque based on a sum of the propulsion torque and the compensation torque.
FigurenlisteFigure list
Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 einen beispielhaften Hybridaggregat-Antriebsstrang gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
2 ein beispielhaftes Steuermodul zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
3 vier Stufen eines beispielhaften EDC-Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
4 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, einschließlich zugehörige Drehzahlen und Drehmomente inklusive gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
5 die Steuerung des Kupplungsdrucks auf der Basis eines Kupplungsdruckbefehls gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
6 eine beispielhafte EDC-Druck-zu-Drehmoment-Optimalwertkompensation gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
7 einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
8 einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst, die innerhalb eines Getriebes benutzt wird, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
9 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart einschließlich eines Modulationsdrucks für eine Getriebeausgangskupplung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
10 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart einschließlich eines Verbrennungsunterstützungsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; -
11 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, der die Nutzung von Drehmoment von der Maschine umfasst, um eine Synchronisationsdrehzahl zu erreichen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und -
12 einen beispielhaften Prozess zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
-
1 illustrates an exemplary hybrid powertrain according to the present disclosure; -
2 illustrates an exemplary control module for performing an engine flying start in accordance with the present disclosure; -
3 illustrates four stages of an exemplary EDC control method in accordance with the present disclosure; -
4th illustrates an exemplary engine on-the-fly, including associated speeds and torques, in accordance with the present disclosure; -
5 illustrates control of clutch pressure based on a clutch pressure command in accordance with the present disclosure; -
6th illustrates an exemplary EDC pressure-to-torque feed forward compensation in accordance with the present disclosure; -
7th illustrates an exemplary powertrain including a transmission output clutch in accordance with the present disclosure; -
8th illustrates an exemplary powertrain including a transmission output clutch used within a transmission in accordance with the present disclosure; -
9 illustrates an exemplary engine on-the-fly including modulation pressure for a transmission output clutch in accordance with the present disclosure; -
10 illustrates an exemplary engine on-the-fly including a combustion assist method in accordance with the present disclosure; -
11 illustrates an exemplary engine on-the-fly start including utilizing torque from the engine to achieve a synchronization speed in accordance with the present disclosure; and -
12th Illustrates an exemplary process for performing an engine on the fly in accordance with the present disclosure.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dienen, veranschaulicht
Ein fliegender Maschinenstart umfasst eine Maschine, die anfänglich steht und deaktiviert ist, wobei sie Drehmoment von dem Rest des Antriebsstrangs aufnimmt, um die Maschine zu beschleunigen, und die Maschine nachfolgend in Betrieb geht. Im Verlaufe eines fliegenden Maschinenstarts wird eine zuvor getrennte Maschine von einer Anfangsdrehzahl von Null auf eine Drehzahl, die synchron mit einer Drehzahl einer anderen Welle ist, oder auf eine Synchrondrehzahl (Ne_synch) beschleunigt, so dass eine Kupplung, die die Maschine mit der anderen Welle verbindet, gesperrt werden kann und die Maschine Drehmoment an den Rest des Antriebsstrangs liefern kann. In einer Ausführungsform, bei der die Kupplung eine Maschinendrehzahl an eine Eingangsdrehzahl anpasst, ist der Ne_synch-Wert, den die Maschine anpassen muss, die Eingangsdrehzahl. Wenn die Drehzahl, die angepasst werden muss, ein dynamisches Profil ist, zum Beispiel eine beschleunigende Eingangsdrehzahl, dann muss Ne_synch auf der Basis von Faktoren ermittelt werden, die den Betrieb des Antriebsstrangs beeinflussen. Ein Beispielfaktor ist eine Fähigkeit der Maschine, von einem Stopp auf eine gegebene Drehzahl mit annehmbaren Parametern zu beschleunigen. Für ein gegebenes Eingangsdrehzahlprofil und eine Maschine mit bekannten Eigenschaften kann Ne_synch durch Kalibrierung, Berechnung, Modellierung oder irgendein Verfahren ermittelt werden, das ausreicht, um den Betrieb der Maschine, der Kupplung und des Rests des Antriebsstrangs genau vorherzusagen, und eine Zahl von Kalibrierungskurven oder Vorhersagemodifikatoren kann für unterschiedliche Bedingungen und Betriebsbereiche benutzt werden. Ne_synch liefert eine Drehzahl, die die Maschine erreichen muss, um den fliegenden Maschinenstart abzuschließen. Wenn die angepasste Wellendrehzahl stetig ist, dann kann die Maschine Flexibilität beim Erreichen von Ne_synch haben. Wenn die angepasste Wellendrehzahl dynamisch ist, dann wird es erforderlich sein, dass die Maschine Ne_synch zu einem besonderen Zeitpunkt erreicht, um Fahrbarkeitsprobleme beim Abschluss des fliegenden Maschinenstarts zu vermeiden. Ne_synch kann verwendet werden, um einen Zeitpunkt, zu dem die Maschine gestartet werden muss, und eine Beschleunigung zu ermitteln, die die Maschine erreichen muss, damit die Maschine Ne_synch zu einem richtigen Zeitpunkt erreicht. Ein derartiger Startzeitpunkt für die Maschine und die erforderliche Beschleunigung der Maschine können als ein Soll-Maschinenaktivierungsdrehzahlprofil ausgeführt sein.An engine on-the-fly includes an engine that is initially stationary and deactivated, taking torque from the remainder of the powertrain to accelerate the engine, and then starting the engine. In the course of a flying machine start, a previously separated machine is accelerated from an initial speed of zero to a speed that is synchronous with a speed of another shaft, or to a synchronous speed ( Ne_synch ), so that one clutch connects the machine to the other Shaft connects, can be locked and the machine can deliver torque to the rest of the drive train. In one embodiment in which the clutch adapts a machine speed to an input speed , the Ne_synch value that the machine must adapt is the input speed . If the speed that needs to be adjusted is a dynamic profile, for example an accelerating input speed, then Ne_synch needs to be determined based on factors that affect the operation of the powertrain. An example factor is an ability of the machine to accelerate from a stop to a given speed with acceptable parameters. For a given input speed profile and machine with known properties, N e_synch can be determined by calibration, computation, modeling, or any method sufficient to accurately predict the operation of the machine, clutch and the rest of the drive train, and a number of calibration curves or Prediction modifiers can be used for different conditions and operating ranges. N e_synch supplies a speed that the machine must reach in order to complete the machine start on the fly. If the adjusted shaft speed is steady, then the machine can have flexibility in reaching N e_synch . If the adapted shaft speed is dynamic, then it will be necessary for the machine to reach Ne_synch at a particular point in time in order to avoid drivability problems when the machine starts on the fly. N e_synch can be used to indicate a time at which the machine started must be, and to determine an acceleration that the machine must achieve so that the machine reaches N e_synch at a correct point in time. Such a start time for the machine and the required acceleration of the machine can be implemented as a target machine activation speed profile.
Es kann eine Zahl von Verfahren benutzt werden, um die Maschine
Steuermodule können den Betrieb der Maschine
Die Fahrbarkeit kann nachteilig beeinflusst werden, indem eine EDC abrupt mit einem Motor in Eingriff gebracht wird, der bereits Drehmoment an ein Getriebe liefert. Der Motor zieht auf der Basis eines Motordrehmomentbefehls einen Leistungsbetrag von einer zugehörigen Energiespeichereinrichtung auf der Basis des Drehmoments, das der Motor erwartungsgemäß an das Getriebe liefert, ab. Das Einrücken der EDC während der Motor fortfährt, den gleichen Leistungsbetrag zu ziehen, führt zu der gleichen Drehmomentabgabe von dem Motor, die zwischen dem Getriebe und der Maschine aufgeteilt wird. Ein gewünschtes Maschinenaktivierungsdrehzahlprofil kann für einen besonderen fliegenden Maschinenstart ermittelt werden, so dass der erwartete Betrieb der Maschine durch den Maschinenstart hindurch ermittelt werden kann. Das Steuern eines Antriebsstrangs durch einen fliegenden Maschinenstart hindurch umfasst, dass ein Motordrehmoment ermittelt wird, das erforderlich ist, um ein Soll-Drehmoment an dem Getriebe bereitzustellen, ein Motordrehmoment ermittelt wird, das von der EDC erforderlich sein wird, welches das notwendige Andreh-Drehmoment an der Maschine bereitstellt, um den fliegenden Maschinenstart auszuführen, und der Motor gesteuert wird, indem das Motordrehmoment, das von der EDC erforderlich sein wird, welches das notwendige Drehmoment an der Maschine bereitstellt, und das Motordrehmoment, das erforderlich ist, um das Soll-Drehmoment an dem Getriebe bereitzustellen, summiert werden.Driveability can be adversely affected by abruptly engaging an EDC with an engine that is already supplying torque to a transmission. The motor, based on a motor torque command, draws an amount of power from an associated energy storage device based on the torque that the motor is expected to deliver to the transmission. Engaging the EDC while the engine continues to draw the same amount of power results in the same torque output from the engine that is shared between the transmission and the engine. A desired engine activation speed profile can be determined for a particular flying engine start, so that the expected operation of the machine can be determined through the engine start. Controlling a drive train through an on-the-fly engine start includes determining an engine torque that is required to provide a target torque to the transmission, determining an engine torque that will be required by the EDC, which provides the necessary cranking torque on the engine to perform the engine on-the-fly start and the engine is controlled by the engine torque that will be required by the EDC, which provides the necessary torque to the engine, and the engine torque that is required to achieve the target Provide torque to the transmission, are summed.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein fliegender Maschinenstart das Aufbringen von Drehmoment auf eine Maschine durch eine EDC umfassen, was eine Regelung der EDC zum Beispiel auf der Basis eines Vergleichs einer Ist-Maschinendrehzahl mit einem Maschinendrehzahlprofil für den fliegenden Maschinenstart, um eine Steuerbarkeit der Kupplung sicherzustellen, und eine Steuerung der EDC einschließt, und zwar mit einer P-I-Kurvenanpassung auf der Basis eines Solenoidstroms und einer Kupplungsdruckrückführung im stationären Zustand. Ein Testen, Schätzen oder Modellieren des EDC-Kupplungsdrucks durch einen fliegenden Maschinenstart hindurch kann verwendet werden, um ein erforderliches Motordrehmoment, das notwendig ist, um Maschinenlast auf die EDC zu kompensieren, oder ein Motorkompensationsdrehmoment zu ermitteln, während die Maschine umlaufen gelassen wird. In einer Ausführungsform kann Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine zum Beispiel durch den fliegenden Maschinenstart hindurch umlaufen zu lassen, wie es durch Testen, Schätzen oder Modellieren ermittelt wird, verwendet werden, um ein Kompensationsdrehmoment zu ermitteln oder abzuschätzen, das erforderlich ist, um das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine umlaufen zu lassen, zuzuführen. Das Ermitteln des Kompensationsdrehmoments kann umfassen, dass ein Kupplungsdruck-Drehmomentmodell verwendet wird, um ein Reaktionsdrehmoment in der EDC zu schätzen. Darüber hinaus kann ein Druck-Drehmoment-Kompensationsmodell verwendet werden, um Nichtlinearität, Zeitverzögerung und Temperatureffekte, die in einer Hydraulikdruckmessung vorhanden sind, zu kompensieren. In einer Ausführungsform kann ein gesteuertes EDC-Drehmoment auf der Basis einer Optimalwertberechnung von Maschinenträgheitsmoment, Reibung und Kompressionsdrehmoment gesteuert werden. Maschinenträgheitsmoment kann auf der Basis eines kalibrierten Maschinenbeschleunigungsprofils berechnet werden. In einer Ausführungsform kann ferner Vortriebsdrehmoment unter Verwendung eines modulierten Drucks an einer Getriebeausgangskupplung gesteuert oder geglättet werden. Schlupfenlassen der Getriebeausgangskupplung trennt den unterstromigen Endantrieb von Schwingungen, die aufgrund einer nicht perfekt kompensierten Störung während des fliegenden Maschinenstartereignisses auftreten, was Schlupf zulässt, wenn Drehmoment, das auf die Getriebeausgangskupplung aufgebracht wird, über einen ausgewählten Wert hinausgeht.According to one embodiment, an on-the-fly engine start can include the application of torque to a machine by an EDC, which allows the EDC to be controlled, for example on the basis of a comparison of an actual engine speed with a machine speed profile for the on-the-fly engine start, in order to ensure controllability of the clutch and includes controlling the EDC with PI curve fitting based on solenoid current and steady state clutch pressure feedback. A testing, estimating, or modeling of the EDC clutch pressure by an on-the-fly Engine start through can be used to determine a required engine torque necessary to compensate engine load on the EDC, or an engine compensation torque while the engine is being rotated. In one embodiment, torque required to rotate the engine through, for example, engine on-the-fly, as determined by testing, estimating, or modeling, can be used to determine or estimate a compensation torque that is required to supply the torque required to rotate the machine. Determining the compensation torque may include using a clutch pressure torque model to estimate a reaction torque in the EDC. In addition, a pressure-torque compensation model can be used to compensate for non-linearity, time lag, and temperature effects present in a hydraulic pressure measurement. In one embodiment, a controlled EDC torque may be controlled based on a feedforward calculation of machine inertia, friction, and compression torque. Machine inertia can be calculated based on a calibrated machine acceleration profile. In one embodiment, propulsion torque can also be controlled or smoothed using a modulated pressure on a transmission output clutch. Slipping the transmission output clutch isolates the downstream driveline from vibrations that occur due to an imperfectly compensated disturbance during the on-the-fly engine start event, which allows slippage when torque applied to the transmission output clutch exceeds a selected value.
Das veranschaulichte Steuermodul
Hydraulikdruck zu der EDC oder anderen Kupplungen kann eine Funktion des Steuerns einer Haupthydraulikpumpe, die häufig der Eingangsdrehzahl des Getriebes zugeordnet ist, und einer Hilfspumpe sein. Die Steuerung der Haupt- und Hilfspumpen und des Hydraulikdrucks, der an das System abgegeben wird, das die Kupplungen steuert, kann umfassen, dass Austragsdrücke von der einen oder der anderen Pumpe überwacht werden und der Druck an dem System entsprechend reguliert wird. Kupplungen umfassen Kupplungsfüllereignisse, wobei in der Technik bekannte Steuerverfahren benutzt werden, um eine nicht gefüllte Kupplung auf einen Punkt, an dem sie bereit ist, Druck auf die zugehörigen Kupplungsbeläge aufzubringen, oder den Berührpunkt der Kupplung, zu bringen. Ein derartiger Punkt kann als der Punkt einsetzenden Drehmoments in der Kupplung bezeichnet werden.Hydraulic pressure to the EDC or other clutches may be a function of controlling a main hydraulic pump, often associated with the input speed of the transmission, and an auxiliary pump. Controlling the main and auxiliary pumps and the hydraulic pressure delivered to the system that controls the clutches may include monitoring discharge pressures from one or the other pump and regulating the pressure on the system accordingly. Clutches include clutch fill events using control methods known in the art to bring an unfilled clutch to a point where it is ready to apply pressure to the associated clutch facings, or the point of contact of the clutch. Such a point may be referred to as the point of onset torque in the clutch.
Während des gesamten Prozesses des fliegenden Maschinenstarts unter Nutzung einer Rutschkupplung wird die EDC-Drehmomentkapazität derart angewiesen, dass sie das Trägheitsmoment überwindet, das dem Soll-Maschinenbeschleunigungsprofil zugeordnet ist, sowie das Gasverdichtungsdrehmoment während der Maschinenandrehstufe, und das Motordrehmoment muss auf die EDC-Last kompensiert werden, während das befohlene Vortriebsdrehmoment für das Fahrzeug bereitgestellt wird. In Stufe A, vor dem Sperren der EDC, können das Kupplungsdrehmoment Tedc, das Motordrehmoment Tm_cmd und das Maschinendrehmoment Te_cmd wie folgt ermittelt werden:
Tgas das Gasverdichtungsdrehmoment ist,
Iinertia das Trägheitsmoment für die Maschine ist,
αeng profile eine Winkelbeschleunigung ist, die für die Maschine erforderlich ist.Throughout the process of flying machine start using a slip clutch, the EDC torque capacity is commanded to overcome the moment of inertia associated with the target machine acceleration profile and the gas compression torque during the machine cranking stage, and the engine torque must be compensated for the EDC load while the commanded propulsion torque is provided to the vehicle. In Step A, before locking of the EDC, the clutch torque T EDC, the engine torque T m_cmd and the engine torque T may e_cmd be determined as follows:
T gas is the gas compression torque,
I inertia is the moment of inertia for the machine,
α tight profile is an angular acceleration required by the machine.
Gleichung 1 kann zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen. Ein Regelungsabschnitt des Kupplungsdrehmoments Tedc_cl kann wie folgt ausgedrückt werden:
Sobald Tedc_ol und Tedc_cl ermittelt sind, kann Tedc wie folgt ermittelt werden.
Wie es in Verbindung mit
In einer Ausführungsform kann Tm_comp als ein überwachtes Drehmoment ausgedrückt werden, das durch die EDC übertragen wird, Tedc_actual. Während Stufe A beginnt die Maschine bei einer Maschinendrehzahl von Null und ist nicht betriebsbereit. An einem Punkt bei oder nahe bei dem Übergang von Stufe A zu Stufe B erreicht die Maschine eine Drehzahl, bei der die Maschine betriebsbereit werden kann, eine Ladung verbrennen kann und ein Maschinendrehmoment liefern kann. Während Stufe B kann die EDC teilweise oder vollständig ausgerückt werden, um zu vermeiden, dass Maschinendrehmoment das Gesamtdrehmoment, das auf den Endantrieb übertragen wird, beeinflusst, wenn die EDC sperrt. Das Maschinendrehmoment wird befohlen, wie es in Gleichung 5 gezeigt ist, so dass das Maschinendrehmoment kleiner oder gleich dem Drehmoment ist, das notwendig ist, damit die Maschinendrehzahl dem befohlenen Maschinenprofil folgt. Dies wird durchgeführt, um zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl über das Soll-Drehzahlprofil hinausschießt. Ähnlich wie Gleichung 1 kann Gleichung 5 zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen.
Der Effekt unterschiedlicher Maschinenstartpositionen kann benutzt werden, um Tedc und Tm_cmd bei Einleitung von Stufe A zu steuern. Der Kupplungsdrehmoment-Controller muss die Kupplungsdrehmoment-Kapazität auf ein Niveau erhöhen, das ausreicht, um das Widerstandsdrehmoment aufgrund von Luft, die in dem Zylinder eingefangen ist, der den ersten Verdichtungshub vornimmt, Widerstand entgegenzubringen. Der Betrag dieses Drehmoments hängt von der anfänglichen Maschinenstartposition ab, da die komprimierte Luftmenge davon abhängen wird, wie nahe dieser Zylinder bei OT ist, wenn das Maschinenandrehereignis gestartet wird. Dies verkompliziert daher die Ermittlung der minimalen Kupplungskapazität. Eine beispielhafte Kalibrierung kann eine Maschine auf mehrere Kurbelwellenanfangspositionen untersuchen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können kalibrierte Daten von zwei Maschinenumdrehungen bei 45 Grad Kurbelwinkelintervallen benutzt werden, um Effekte der Maschinenstartposition abzuschätzen. Andere Intervalle oder andere Verfahren zum Ermitteln der Effekte der Maschinenstartposition können benutzt werden. Unterschiede der Kupplungsdrehmomentkapazität und der Maschinendrehzahl können verwendet werden, um den Maschinenbetrieb aufgrund einer variablen Maschinenstartposition vorherzusagen. Die Endantriebsstörung kann ungefähr gleich sein, wenn ausreichend Motordrehmomentreserve vorhanden ist, um die Kupplungslast zu kompensieren, während das Fahrzeug vorangetrieben wird, und kann durch die Änderung der Motordrehzahl in der oberen Graphik gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ ist ein Verfahren offenbart, um einige oder alle Ventile der Maschine während der Andrehstufe oder während Stufe A oder eines Teils von Stufe A in eine offene Position zu verstellen, um das Drehmoment zu reduzieren, das erforderlich ist, um die Maschine zu drehen.The effect of different machine start positions can be used to control T edc and T m_cmd when stage A is initiated. The clutch torque controller must increase the clutch torque capacity to a level sufficient to withstand the drag torque due to air trapped in the cylinder taking the first compression stroke. The amount of this torque depends on the initial engine starting position since the amount of compressed air will depend on how close that cylinder is to TDC when the engine starting event is started. This therefore complicates the determination of the minimum clutch capacity. An exemplary calibration can examine a machine for several crankshaft starting positions. According to a In the exemplary embodiment, calibrated data from two engine revolutions at 45 degree crank angle intervals can be used to estimate effects of engine starting position. Other intervals or other methods of determining the effects of engine starting position can be used. Differences in clutch torque capacity and engine speed can be used to predict engine operation based on a variable engine starting position. The driveline disturbance can be roughly the same if there is sufficient reserve engine torque to compensate for the clutch load while the vehicle is propelled and can be measured by the change in engine speed in the graph above. Additionally or alternatively, a method is disclosed for moving some or all of the valves of the machine to an open position during the cranking stage or during stage A or part of stage A in order to reduce the torque required to rotate the machine .
Während Stufe B kann die Maschinendrehzahl in einer Steuerung durch Te_cmd gesteuert werden. Eine Schlupfsteuerung, die die EDC-Drehzahldifferenz steuert, kann durch eine Regelung (PI) der Kupplung bewerkstelligt werden. Tedc kann dennoch als eine Summe aus Tedc_ol und Tedc_cl ermittelt werden. In einer Ausführungsform kann Tedc_ol auf einen niedrigen Grenzwert Tedc_low in einem beispielhaften Bereich von 20 bis 50 Nm begrenzt werden. Te_cmd kann dann gleich dem Folgenden festgelegt werden.
Das Drehzahlprofil für die Maschine kann eine Zieldrehzahl nahe bei Te_synch umfassen. Tm_cmd kann ausgedrückt werden als
Während Stufe B kann die Maschine in Betrieb genommen werden oder kann in einem nicht betriebsbereiten Zustand gehalten werden, aufgrund dessen, ob Ne_synch ein hoher Wert ist, der eine schnelle Beschleunigung der Maschine erfordert, die durch den Betrieb der Maschine unterstützt werden kann, und einem Wunsch, ein Überschießen der Maschinendrehzahl zu verhindern, das aus einem Betrieb der Maschine resultieren kann.During stage B, the machine can be started up or can be kept in an inoperative state based on whether Ne_synch is a high value that requires a rapid acceleration of the machine that can be supported by the operation of the machine, and a desire to prevent engine speed overshoot that can result from operation of the engine.
Während Stufe C kann Te_cmd auf irgendeinen niedrigen Pegel oder Null verringert werden, da das Drehmoment von dem Motor verwendet wird, um die Maschine zu einem synchronen Betrieb mit dem Motor zu bringen. Die EDC-Drehzahldifferenz kann in einer Regelung (z.B. PID-Regelung) durch Tedc gesteuert werden.
Ähnlich wie Gleichung 1 kann Gleichung 9 zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen. Ein Betrieb, wie er in der Stufe C offenbart ist, kann ein Überschießen über die Maschinendrehzahl hinaus verhindern, das aus einem vorübergehenden Betrieb der Maschine resultieren kann.Similar to Equation 1, Equation 9 may additionally include a friction torque term. Operation as disclosed in stage C can prevent overshoot beyond the engine speed that may result from transient operation of the engine.
Während Stufe D ist die Maschinendrehzahl mit der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl synchronisiert worden, und die EDC-Drehzahldifferenz beträgt im Wesentlichen Null. Die EDC kann dann vollständig eingerückt werden. Te_cmd kann auf ein Soll-Niveau auf der Basis des Soll-Betriebs des Antriebsstrangs erhöht werden, z.B. auf der Basis einer Ausgangsdrehmomentanforderung TO_REQ. Tm_cmd kann auf ein Soll-Niveau auf der Basis eines Soll-Betriebs des Antriebsstrangs und verfügbarem Drehmoment von der Maschine moduliert werden.During stage D, the engine speed has been synchronized with the engine speed and the input speed and the EDC speed difference is essentially zero. The EDC can then be fully indented. T e_cmd can be increased to a target level on the basis of the target operation of the drive train, for example on the basis of an output torque request T O_REQ . T m_cmd can be modulated to a desired level based on a desired operation of the drive train and available torque from the machine.
Hierin offenbarte Verfahren ziehen Nutzen aus einer genauen Steuerung der Kupplungsdrehmomente durch Steuerung von Kupplungsdrücken. Wie es in Verbindung mit
Offenbarte Verfahren umfassen ein Füllen einer EDC gemäß einem Maschinendrehzahlprofil. Jedoch erfordert das Einrücken einer zuvor ausgerückten Kupplung nicht nur das Komprimieren der Elemente der Kupplung, sondern erfordert auch das Füllen des zu der Kupplung gehörenden Kolbens. Es ist ein Verfahren bekannt, um einen Prozess zum Einrücken einer Kupplung zu beginnen, indem ein kalibrierter Füllimpuls bei einem hohen Druck benutzt wird, um die Kupplungseinrückung zu beginnen und jegliche Zeitverzögerung zu reduzieren, die zu dem Füllen des Kolbens gehört. Die Benutzung eines Füllimpulses ermöglicht ein Verfahren, das auf minimaler Drehmomentsteuerung der Kupplung beruht. Um die Bandbreitenanforderungen der hydraulischen Betätigung zu begrenzen, kann ein Schrittbefehl für den anfänglichen Kupplungsdrehmomentbefehl nach der Kupplungsfüllung ausgegeben werden. Unter Verwendung dieses Verfahrens kann die Kupplung ein relativ konstantes Drehmoment übertragen, was eine Diskrepanz zwischen dem befohlenen Kupplungsdrehmoment und dem geschätzten Kupplungsdrehmoment verringert, was für eine bessere Kompensation des EDC-Drehmoments durch den Motor sorgt. Während die EDC schlupft, werden keinerlei Schwankungen des Maschinendrehmoments durch die Kupplung auf den Endantrieb übertragen und beeinflussen nur die Beschleunigung der Maschine. Gemäß einer Ausführungsform kann die hydraulisch betätigte Kupplung mit niedriger Bandbreite als der Grobaktuator verwendet werden, wobei z.B. eine Drehmomentkapazität benutzt wird, um einen konstanten Drehmomentübertragungswert zu steuern, und der Motor mit viel höherer Bandbreite kann anschließend als der Feinaktuator in einer Grob-Fein-Steuerungskonfiguration verwendet werden.Disclosed methods include filling an EDC according to an engine speed profile. However, engaging a previously disengaged clutch not only requires compressing the elements of the clutch, but also requires filling the piston associated with the clutch. A method is known for initiating a process of engaging a clutch by using a calibrated fill pulse at a high pressure to begin clutch engagement and reduce any time lag associated with filling the piston. The use of a fill pulse enables a method that relies on minimal torque control of the clutch. To limit the bandwidth requirements of hydraulic actuation, a step command may be issued for the initial clutch torque command after clutch fill. Using this method, the clutch can transmit a relatively constant torque, which reduces a discrepancy between the commanded clutch torque and the estimated clutch torque, which provides better compensation for the EDC torque by the engine. While the EDC is slipping, no fluctuations in the machine torque are transmitted through the clutch to the final drive and only affect the acceleration of the machine. According to one embodiment the hydraulically operated low bandwidth clutch can be used as the coarse actuator, e.g. torque capacity is used to control a constant torque transfer rate, and the much higher bandwidth motor can then be used as the fine actuator in a coarse-fine control configuration.
Der Motor kann gesteuert werden, um Drehmoment auf der Basis des Lieferns eines Ausgangsdrehmoments an den Endantrieb und Drehmoment, um einen fliegenden Maschinenstart zu unterstützen, wie es offenbart ist, gesteuert werden. Jedoch kann das Steuersystem nicht perfekte Ermittlungen und Steuerungsverzögerungszeiten umfassen, was zu gewissen Schwankungen an dem Motordrehmoment führt, die auf den Endantrieb übertragen werden. Diese Schwankungen an dem Motordrehmoment können weiter unter Verwendung modulierten Drucks an einer Getriebeausgangskupplung verringert werden.
Prozess
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