DE102012215175A1

DE102012215175A1 - Steuersystem für ein Hybridantriebsstrangsystem

Info

Publication number: DE102012215175A1
Application number: DE102012215175A
Authority: DE
Inventors: Ali K. Naqvi; Besim Demirovic; Pinaki Gupta; Lawrence A. Kaminsky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-02-28
Also published as: US8827865B2; US20130053212A1; CN102963352A; CN102963352B

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einer Kraftmaschine, einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine und einem Hybridgetriebe. Ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs umfasst Betreiben der Kraftmaschine in einem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand, Lösen einer weggehenden Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Hybridgetriebes in einem ersten stufenlosen Modus bewirkt, und Anlegen eines Reibbremsdrehmoments an ein Rad des Fahrzeugs, um eine Zunahme in einem Ausgangsdrehmoment des Hybridgetriebes zu kompensieren, die aus dem Lösen der weggehenden Kupplung resultiert. Im Anschluss an das Lösen der weggehenden Kupplung, wird eine herankommende Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, den Betrieb des Hybridgetriebes in einem zweiten stufenlosen Modus bewirkt, synchronisiert. Im Anschluss an die Synchronisation der herankommenden Kupplung wird die herankommende Kupplung eingerückt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Steuersysteme für Hybridantriebsstrangsysteme.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
Bekannte Hybridantriebsstrangarchitekturen wenden Brennkraftmaschinen und Nicht-Verbrennungs-Drehmomentmaschinen, z. B. Elektromaschinen, an, um Drehmoment zu erzeugen, das durch eine Getriebeeinrichtung auf ein Ausgangselement übertragen wird. Ein Hybridantriebsstrang umfasst ein elektromechanisches Two-Mode-Getriebe mit kombinierter Leistungsverzweigung, das mit einem Endantrieb eines Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, um Traktionsdrehmoment darauf zu übertragen. Die Drehmomentmaschinen können als Motoren oder Generatoren betrieben werden, die Drehmoment erzeugen, das auf ein Getriebe unabhängig von Drehmoment von der Brennkraftmaschine übertragen wird. Die Drehmomentmaschinen können kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in Energie umwandeln, die in einer Energiespeichereinrichtung speicherbar ist. Ein Steuersystem überwacht verschiedene Eingänge von dem Fahrzeug und dem Bediener und sorgt für eine Steuerung des Betriebes der verschiedenen Elemente des Hybridantriebsstrangs, was Steuern des Getriebebetriebszustandes und des Gangschaltens, Steuern der Kraftmaschine und der Drehmomentmaschinen und Regeln des Leistungsaustauschs zwischen der Energiespeichereinrichtung und den Drehmomentmaschinen einschließt, um Ausgänge des Getriebes, die Drehmoment und Drehzahl einschließen, zu verwalten.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einer Kraftmaschine, einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine und einem Hybridgetriebe. Ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs umfasst das Betreiben der Kraftmaschine in einem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand, Lösen einer weggehenden Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Hybridgetriebes in einem ersten stufenlosen Modus bewirkt, und Anlegen eines Reibbremsdrehmoments an ein Rad des Fahrzeugs, um eine Zunahme in einem Ausgangsdrehmoment des Hybridgetriebes zu kompensieren, die aus dem Lösen der weggehenden Kupplung resultiert. Im Anschluss an das Lösen der weggehenden Kupplung wird eine herankommende Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Hybridgetriebes in einem zweiten stufenlosen Modus bewirkt, synchronisiert. Im Anschluss an die Synchronisation der herankommenden Kupplung wird die herankommende Kupplung eingerückt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 einen Hybridantriebsstrang, der ausgestaltet ist, um in zumindest zwei stufenlosen Betriebsmodi zu arbeiten, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ein verteiltes Controller-System, das ausgestaltet ist, um den Hybridantriebsstrang von 1 zu steuern, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
3 die Getriebeeingangsdrehzahl, die in Relation zu der Getriebeausgangsdrehzahl aufgetragen ist, einschließlich Daten, die die Getriebebetriebsbereichszustände für den in 1 gezeigten Hybridantriebsstrang darstellen, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
4 Zeit-Koinzidenzparameter, die mit dem Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems während der Ausführung eines Modus-Neutral-Modus-Schaltens in Beziehung stehen, gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und
5 ein Steuerschema zum Bewerten von Kriterien, die dem Entscheiden zugeordnet sind, ob ein Modus-Neutral-Modus-Schalten anzuweisen ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zu dem Zweck, selbige einzuschränken, dienen, veranschaulicht 1 einen elektromechanischen Hybridantriebsstrang 100. Der elektromechanische Hybridantriebsstrang 100 umfasst ein elektromechanisches Two-Mode-Hybridgetriebe mit kombinierter Leistungsverzweigung 10, das eine erste und zweite Elektromaschine 56 bzw. 72 und eine Brennkraftmaschine 14 umfasst. Der veranschaulichte elektromechanische Hybridantriebsstrang 100 ist eine nicht einschränkende Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangsystems, das ausgestaltet ist, um in zumindest zwei stufenlosen Betriebsmodi zu arbeiten.
Die Kraftmaschine 14 und die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 erzeugen jeweils Leistung in der Form von Drehmoment, das auf das Getriebe 10 übertragen wird. Die Leistungsübertragung von der Kraftmaschine 14 und der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 wird im Hinblick auf Eingangsdrehmoment, Motor-A-Drehmoment bzw. Motor-B-Drehmoment, und Eingangsdrehzahl, Motor-A-Drehzahl bzw. Motor-B-Drehzahl, beschrieben. Erzeugtes Drehmoment kann in der Form von Traktionsdrehmoment oder Reaktionsdrehmoment vorliegen. Traktionsdrehmoment ist positives Drehmoment, das erzeugt wird, um ein Ausgangselement 64 des Getriebes 10 zu beschleunigen und somit ein Fahrzeug zu beschleunigen. Reaktionsdrehmoment ist negatives Drehmoment, das erzeugt wird, um das Ausgangselement 64 des Getriebes 10 zu verzögern und somit das Fahrzeug zu verzögern.
Die Maschine 14 umfasst eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die selektiv in verschiedenen Zuständen betreibbar ist, um Drehmoment über ein Eingangselement 12 auf das Getriebe 10 zu übertragen, und kann entweder eine Fremdzündungsmaschine oder eine Kompressionszündungsmaschine sein. Die Kraftmaschine 14 umfasst eine Kurbelwelle, die mit dem Eingangselement 12 des Getriebes 10 gekoppelt ist. Ein Drehzahlsensor 11 überwacht die Drehzahl des Eingangselements 12. Die Ausgangsleistung von der Kraftmaschine 14, die die Drehzahl und das Kraftmaschinen-Drehmoment umfasst, kann sich von der Eingangsdrehzahl und dem Eingangsdrehmoment in das Getriebe 10 aufgrund der Platzierung der Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 12 zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Getriebe 10, z. B. einer Hydraulikpumpe und/oder einer Drehmomentmanagementeinrichtung, unterscheiden.
Das Getriebe 10 umfasst in einer Ausführungsform drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 und vier selektiv einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtungen, d. h. Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75. Wie es hierin verwendet wird, beziehen sich Kupplungen auf jeden Typ von Reibungsdrehmomentübertragungseinrichtung, die zum Beispiel einzelne oder zusammengesetzte Scheibenkupplungen oder -pakete, Bandkupplungen und Bremsen einschließen. Ein hydraulischer Steuerkreis 42, der bevorzugt durch ein Getriebesteuermodul (TCM) 17 gesteuert wird, dient dazu, Kupplungszustände zu steuern. Kupplungen C2 62 und C4 75 umfassen bevorzugt hydraulisch angelegte rotierende Reibkupplungen. Kupplungen C1 70 und C3 73 umfassen bevorzugt hydraulisch gesteuerte feststehende Einrichtungen, die selektiv an einem Getriebekasten 68 festgelegt werden können. Jede der Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75 wird bevorzugt hydraulisch angelegt, wobei sie selektiv Hydraulikdruckfluid über den hydraulischen Steuerkreis 42 aufnimmt.
Die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 können Drei-Phasen-Wechselstromarbeitsmaschinen umfassen, die jeweils einen Stator und einen Rotor und jeweilige Resolver 80 und 82 aufweisen. Der Motorstator für jede Maschine ist an einem äußeren Abschnitt des Getriebekastens 68 festgelegt und umfasst einen Statorkern mit sich von dort erstreckenden gewendelten elektrischen Wicklungen. Der Rotor für die erste Elektromaschine 56 ist an einem Nabenplattenzahnrad abgestützt, das funktional an der Welle 60 über den zweiten Planetenradsatz 26 angebracht ist. der Rotor für die zweite Elektromaschine 72 ist fest an einer Hohlwellennabe 66 angebracht.
Jeder der Resolver 80 und 82 umfasst bevorzugt eine Einrichtung mit variablem magnetischen Widerstand, die einen Resolverstator und einen Resolverrotor umfasst. Die Resolver 80 und 82 sind an entsprechenden der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 geeignet angeordnet und montiert. Jeder der Resolver 80 und 82 erfasst und überwacht die Drehstellung des Resolverrotors relativ zu dem Resolverstator, wodurch die Drehstellung einer entsprechenden von der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 überwacht wird. Zusätzlich werden die Signale, die von den Resolvern 80 und 82 ausgegeben werden, interpretiert, um die Drehzahlen für die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 bereitzustellen.
Das Getriebe 10 umfasst das Ausgangselement 64, z. B. eine Welle, die mit einem Endantrieb 90 für ein Fahrzeug gekoppelt ist, um Ausgangsleistung bereitzustellen, die auf die Fahrzeugräder 93 übertragen wird, von denen eines in 1 gezeigt ist. Die Ausgangsleistung an dem Ausgangselement 64 wird im Hinblick auf eine Ausgangsdrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment charakterisiert. Ein Getriebeausgangs-Drehzahlsensor 84 überwacht die Drehzahl und Drehrichtung des Ausgangselements 64. Jedes der Fahrzeugräder 93 ist bevorzugt mit einem Sensor 94 ausgestattet, der ausgebildet ist, um die Raddrehzahl zu überwachen, dessen Ausgang durch ein Steuermodul des verteilten Controller-Systems überwacht wird, das unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und absolute und relative Raddrehzahlen zur Bremsensteuerung, Traktionssteuerung und zum Fahrzeugbeschleunigungsmanagement zu ermitteln. Jedes der Fahrzeugräder 93 ist mit einer Reibbremse 95 zum Aufbringen von Reibbremsdrehmoment ausgestattet.
Das Eingangsdrehmoment, Motor-A-Drehmoment und Motor-B-Drehmoment werden infolge einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in einer elektrischen Energiespeichereinrichtung (ESD 74) gespeichert ist, erzeugt. Die ESD 74 ist mit einem Stromrichtermodul (TPIM) 19 über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 hochspannungsgleichstromgekoppelt. Das TPIM 19 wendet Übertragungsleiter 29 an um elektrische Leistung zu und von der ersten Elektromaschine 56 zu übertragen, und das TPIM 19 wendet ähnlich Übertragungsleiter 31 an, um elektrische Leistung zu und von der zweiten Elektromaschine 72 in Ansprechen auf Befehle für das Motor-A-Drehmoment und das Motor-B-Drehmoment zu übertragen. Elektrischer Strom wird zu und von der ESD 74 dementsprechend übertragen, ob die ESD 74 aufgeladen oder entladen wird. Das TPIM 19 umfasst Leistungs-Stromrichter und jeweilige Motorsteuermodule, die ausgestaltet sind, um Drehmomentbefehle zu empfangen und Stromrichterzustände in Ansprechen auf die Befehle für Motor-A-Drehmoment und Motor-B-Drehmoment zu empfangen. Die Leistungs-Stromrichter umfassen bekannte komplementäre Dreiphasen-Leistungselektronikeinrichtungen, und jeder umfasst mehrere Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate zum Umwandeln von DC-Leistung von der ESD 74 in AC-Leistung zur Beaufschlagung einer entsprechenden der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 durch Umschalten mit hohen Frequenzen.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines verteilten Controller-Systems, das ausgestaltet ist, um den Hybridantriebsstrang 100 von 1 zu steuern. Die hierin nachstehend beschriebenen Elemente umfassen einen Teilsatz einer gesamten Fahrzeugsteuerungsarchitektur, und bieten eine koordiniertes Steuersystem für den in 1 beschrieben Hybridantriebsstrang 100. Das verteilte Steuermodulsystem synthetisiert sachdienliche Informationen und Eingänge und führt Algorithmen aus, um verschiedene Aktoren zu steuern und somit Steuerungsziele zu erreichen, die Ziele einschließen, die mit der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, dem Leistungsvermögen, der Fahrbarkeit und dem Schutz von Bauteilen, die Batterien der ESD 74 und die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 einschließen, in Verbindung stehen. Das verteilte Steuermodulsystem umfasst ein Kraftmaschinen-Steuermodul (ECM) 23, das TCM 17, ein Batteriepaket-Steuermodul (BPCM) 21 und das TPIM 19. Ein Hybridsteuermodul (HCP) 5 bietet eine überwachende Steuerung und Koordination des ECM 23, des TCM 17, des BPCM 21 und des TPIM 19. Eine Benutzerschnittstelle (UI) 13 ist funktional mit mehreren Bedienereingabeeinrichtungen verbunden, durch die ein Fahrzeugbediener eine Ausgangsdrehmomentanforderung zum Steuern und Anweisen des Betriebs des Hybridantriebsstrangs 100 erzeugt. Die Bedienereingabeeinrichtungen können ein Gaspedal 113, ein Bedienerbremspedal 112, eine Getriebegangauswahleinrichtung 114, z. B. eine PRNDL-Auswahleinrichtung, eine Fahrzeug-Fahrtregelung oder andere geeignete Einrichtungen zum Ermitteln der Ausgangsdrehmomentanforderung umfassen. Die Getriebegangauswahleinrichtung 114 kann eine diskrete Zahl von durch einen Bediener auswählbaren Positionen aufweisen, die die Drehrichtung des Ausgangselements 64 umfassen, um eine Vorwärts- und ein Rückwärtsrichtung der Fahrzeugbewegung zu ermöglichen.
Die vorstehend erwähnten Steuermodule kommunizieren mit anderen Steuermodulen, Sensoren und Aktoren über einen Bus 6 eines lokalen Netzes (LAN-Bus). Der LAN-Bus 6 sorgt für eine strukturierte Übermittlung von Zuständen von Betriebsparametern und Aktorbefehlssignalen zwischen den verschiedenen Steuermodulen. Das benutzte spezifische Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Der LAN-Bus 6 und geeignete Protokolle sorgen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Multi-Steuermodul-Schnittstellenbildung zwischen den vorstehend erwähnten Steuermodulen und anderen Steuermodulen, die eine Funktionalität, wie z. B. Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität, bereitstellen. Mehrere Kommunikationsbusse können verwendet werden, um die Kommunikationsgeschwindigkeit zu verbessern und einen gewissen Grad an Signalredundanz und -integrität bereitzustellen. Die Kommunikation zwischen einzelnen Steuermodulen kann auch unter Verwendung einer direkten Verbindung, z. B. mit einem Bus einer seriellen peripheren Schnittstelle (SPI) bewirkt werden.
Das HCP 5 stellt eine übergreifende Steuerung des Hybrid-Antriebsstrangs 100 bereit, das dazu dient, einen Betrieb des ECM 23, des TCM 17, des TPIM 19 und des BPCM 21 zu koordinieren. Auf der Basis verschiedener Eingangssignale von der Benutzerschnittstelle 13 und dem Hybridantriebsstrang 100, der die ESD 74 umfasst, ermittelt das HCP 5 eine Ausgangsdrehmomentanforderung, einen Ausgangsdrehmomentbefehl, einen Maschineneingangsdrehmomentbefehl, Kupplungsdrehmoment(e) für die angewandten Drehmomentübertragungskupplungen C1 70, C2 62, C3 73, C4 75 des Getriebes 10 und Motor-A-Drehmoment- und Motor-B-Drehmomentbefehle für die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72.
Das ECM 23 ist mit der Kraftmaschine 14 verbunden, um Daten von Sensoren zu beschaffen und Aktoren der Kraftmaschine 14 über mehrere diskrete Leitungen zu steuern. Das ECM 23 empfängt den Kraftmaschinen-Einganigsdrehmomentbefehl von dem HCP 5. Das ECM 23 ermittelt das Ist-Kraftmaschinen-Eingangsdrehmoment, das an das Getriebe 10 zu diesem Zeitpunkt geliefert wird, auf der Basis der überwachten Kraftmaschinendrehzahl und -last, welches an das HCP 5 übermittelt wird. Das ECM 23 überwacht den Eingang von dem Drehzahlsensor 11, um die Kraftmaschinen-Eingangsdrehzahl zu der Eingangswelle 12 zu ermitteln, die sich in die Getriebeeingangsdrehzahl übersetzt. Das ECM 23 überwacht Eingänge von Sensoren, um Zustände anderer Maschinenbetriebsparameter zu ermitteln, die z. B. einen Krümmerluftdruck, Maschinenkühlmitteltemperatur, Umgebungslufttemperatur und Umgebungsdruck umfassen. Die Maschinenlast kann zum Beispiel aus dem Krümmerluftdruck, oder alternativ, aus dem Überwachen einer Bedienereingabe in das Gaspedal 113 ermittelt werden. Das ECM 23 erzeugt und übermittelt Befehlssignale zum Steuern von Kraftmaschinenaktoren, die z. B. Kraftstoffeinspritzventile, Zündungsmodule und Drosselklappen-Steuermodule einschließen, von denen keiner gezeigt ist.
Das TCM 17 ist funktional mit dem Getriebe 10 verbunden und überwacht Eingänge von Sensoren, um Zustände von Getriebebetriebsparametern zu ermitteln. Das TCM 17 erzeugt und übermittelt Befehlssignale, um das Getriebe 10 zu steuern, was das Steuern des hydraulischen Steuerkreises 42 einschließt. Eingänge von dem TCM 17 in das HCP 5 umfassen geschätzte Kupplungsdrehmomente für jede der Kupplungen d. h. C1 70, C2 C62, C3 73 und C4 75 und eine Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements 64. Andere Aktoren und Sensoren können verwendet werden, um zusätzliche Informationen von dem TCM 17 an das HCP 5 zu Steuerzwecken zu liefern. Das TCM 17 überwacht Eingänge von Druckschaltern und betätigt selektiv Druck-Steuermagnetventile und Schaltmagnetventile des Hydraulikkreises 42, um die verschiedenen Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75 selektiv zu betätigen und somit verschiedene Getriebebetriebsbereichszustände zu erreichen, wie es nachstehend beschrieben wird.
Das BPCM 21 ist signaltechnisch mit Sensoren verbunden, um die ESD 74 zu überwachen, was Zustande von elektrischen Strom- und Spannungsparametern einschließt, um Informationen, die die parametrischen Zustande der Batterien der ESD 74 angeben, an das HCP 5 zu liefern. Die parametrischen Zustande der Batterien umfassen bevorzugt Batterieladezustand, Batteriespannung, Batterietemperatur und verfügbare Batterieleistung.
Ein Bremsensteuermodul (BrCM) 22 ist funktional mit den Reibbremsen 95 an jedem der Fahrzeugräder 93 verbunden. Das BrCM 22 überwacht die Bedienereingabe in das Bremspedal 112 und erzeugt Steuersignale, um die Reibbremsen 95 zu steuern und sendet ein Steuersignal an das HCP 5, um die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 auf der Basis davon zu betreiben, wie etwa zur Energierekuperation durch regenerativen Bremsenbetrieb. Dies umfasst ein gemischtes Bremsdrehmoment, das eine Kombination aus dem Reibbremsdrehmoment, das durch die Räder 93 erzeugt wird, und dem Ausgangsdrehmoment ist, das an dem Ausgangselement 64 erzeugt wird, das mit dem Endantrieb 90 reagiert, um das Fahrzeug in Ansprechen auf die Bedienereingabe in das Bremspedal 112 zu verzögern.
Steuermodul, Modul, Steuereinrichtung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis/anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten, (bevorzugt ein Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablageeinrichtung (Nurlese, programmierbar Nurlese, Direktzugriff, Festplatte usw.), der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung/Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendwelche von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul weist einen Satz Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen vorzusehen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Antwort auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.

Der Hybridantriebsstrang 100 arbeitet selektiv in einem von mehreren Zuständen, die im Hinblick auf Kraftmaschinenzustände, die einen umfassen von einem Zustand einer eingeschalteten Kraftmaschine (EIN) und einem Zustand einer ausgeschalteten Kraftmaschine (AUS) einschließen, und Getriebebetriebsbereichszustände beschrieben werden können, die mehrere Festgang- und stufenlose Betriebsmodi einschließen, die anhand von Tabelle 1 unten beschrieben werden. Tabelle 1

Getriebebetriebsbereichszustand	Kraftmaschinenzustand	Angelegte Kupplungen
EVT-Modus 1 G1 G2 EVT-Modus 2	EIN oder AUS EIN EIN EIN oder AUS	C1 70 C1 70 C4 75 C1 70 C2 62 C2 62

G3 G4 Neutral	EIN EIN EIN oder AUS	C2 62 C4 75 C2 62 C3 73 Keine

Tabelle 1 gibt an, welche der Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75 für jeden der Getriebebetriebsbereichszustände für die hierin beschriebene Ausführungsform angelegt ist. Die Getriebebetriebsbereichszustände umfassen stufenlose Modi und Festgangmodi. Die stufenlosen Modi umfassen einen ersten elektrisch verstellbaren Getriebe-(EVT-)Modus (EVT-Modus 1) und einen zweiten EVT-Modus (EVT-Modus 2). Ein Festgangmodus umfasst einen Betrieb mit festem Verhältnis von Eingangsdrehzahl zu Ausgangsdrehzahl des Getriebes 10. Die Festgangmodi im ersten (G1), zweiten (G2), dritten (G3) und vierten (G4) Gang weisen fortschreitend abnehmende Übersetzungsverhältnisse auf, um entsprechend erhöhte Ausgangsdrehzahlen in Relation zu Eingangsdrehzahlen zu erreichen. Die Kraftmaschinenzustände umfassen einen Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine (EIN) und einen Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine (AUS). Man sagt, dass die Kraftmaschine in einem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand arbeitet, wenn sie AUS ist. Der Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine umfasst einen Kraftstoffabschaltungsmodus (FCO), wobei die Kraftmaschine 14 umläuft, aber nicht in einem mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand betrieben wird, und einen mit Kraftstoff beaufschlagten Modus, wobei die Kraftmaschine umläuft und in einem mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand betrieben wird. Zu Zwecken dieser Beschreibung ist die Kraftmaschinen-Eingangsdrehzahl gleich null Umdrehungen pro Minute (U/min), wenn der Kraftmaschinenzustand AUS ist, d. h. die Kraftmaschinen-Kurbelwelle nicht umläuft. In EVT-Modus 1 und EVT-Modus 2 kann der Kraftmaschinenzustand entweder EIN oder AUS sein.
In Ansprechen auf Bedienereingaben über das Gaspedal 113 und das Bremspedal 112, wie sie durch die Benutzerschnittstelle 13 erfasst werden, ermitteln das HCP 5 und ein oder mehrere der anderen Steuermodule Drehmomentbefehle zum Steuern der Drehmomentaktoren, die die Kraftmaschine 14 und die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 einschließen, um der Ausgangsdrehmomentanforderung an dem Ausgangselement 64 nachzukommen, die auf den Endantrieb 90 übertragen wird. In Ansprechen auf Eingangssignale von der Benutzerschnittstelle 13 ermittelt das HCP 5 die Ausgangsdrehmomentanforderung und erzeugt Befehle zum Betreiben von Elementen des Hybridantriebsstranges. Befehle zum Betreiben von Elementen des Hybridantriebsstrangs 100 umfassen einen Ausgangsdrehmomentbefehl von dem Getriebe 10 zu dem Endantrieb 90 in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung, ein Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 14, Kupplungsdrehmomente für die Drehmomentübertragungskupplungen C1 70, C2 62, C3 73, C4 75 des Getriebes 10 und die Motor-A-Drehmoment- und Motor-B-Drehmomentbefehle für die erste bzw. zweite Elektromaschine 56 bzw. 72. Eine abschließende Fahrzeugbeschleunigung kann durch andere Faktoren beeinflusst werden, die z. B. Straßenlast, Straßensteigung und Fahrzeugmasse einschließen. Der Kraftmaschinenzustand und der Getriebebetriebsbereichszustand werden auf der Basis von Betriebsparametern des Hybridantriebsstrangs 100 ermittelt. Diese umfassen die Ausgangsdrehmomentanforderung, die durch das Gaspedal 113 und das Bremspedal 112 an die Benutzerschnittstelle 13 übermittelt wird, wie es zuvor beschrieben wurde. Die Auswahl eines bevorzugten Getriebebetriebsbereichszustandes und eines bevorzugten Kraftmaschinenzustandes kann anhand einer Drehmomentanforderung bewertet werden, die von einem Bediener bewirkt wird, um die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 in einem Elektroenergieerzeugungsmodus oder in einem Drehmomenterzeugungsmodus zu betreiben. Die Auswahl des bevorzugten Getriebebetriebsbereichszustandes und des bevorzugten Kraftmaschinenzustandes kann sich auf einer Optimierungsroutine gründen, die den optimalen Systemwirkungsgrad auf der Basis einer Bedieneranforderung für Leistung, dem Batterieladezustand und Energiewirkungsgraden der Kraftmaschine 14 und der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 ermittelt. Das Steuersystem steuert das Eingangsdrehmoment, das Motor-A-Drehmoment und das Motor-B-Drehmoment in Ansprechen auf das Ergebnis der ausgeführten Optimierungsroutine, und es werden dadurch Systemwirkungsgrade optimiert, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und das Batterieladen in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung zu verwalten. Darüber hinaus kann der Betrieb auf der Basis einer Störung in einer Komponente oder einem System ermittelt werden. Das HCP 5 überwacht die Drehmomentaktoren und ermittelt die Leistungsabgabe von dem Getriebe 10 an dem Ausgangselement 64, die erforderlich ist, um die Ausgangsdrehmomentanforderung zu erreichen, während anderen Antriebsstrangbetriebsanforderungen nachgekommen wird, z. B. dem Laden der ESD 74. Wie es aus der obigen Beschreibung deutlich sein sollte, sind das ESD 74 und die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 elektrisch funktional zum Leistungsfluss dazwischen gekoppelt. Darüber hinaus sind die Kraftmaschine 14 und die erste und zweite Elektromaschine 56 und 72 und das elektromechanische Getriebe 10 mechanisch funktional zur Übertragung von Leistung dazwischen gekoppelt, um einen Leistungsfluss zu dem Ausgangselement 64 zu erzeugen.
3 zeigt graphisch die Getriebeeingangsdrehzahl (RPM) 310, die in Relation zu der Getriebeausgangsdrehzahl (RPM) 320 aufgetragen ist, wobei Daten, die Beziehungen zwischen der Eingangsdrehzahl 310 und der Ausgangsdrehzahl 320 für die in Tabelle 1 beschriebenen Getriebebetriebsbereichszustände für das in den 1 und 2 gezeigte Hybridantriebsstrangsystem 100 einschließen. Die Festgang-Betriebsmodi von G1 312, G2 314, G3 316 und G4 318 sind als einzelne Linien dargestellt. Die stufenlosen Betriebsmodi von EVT Modus 1 313 und EVT Modus 2 315 sind als Betriebsbereiche gezeigt.
Der elektromechanische Hybridantriebsstrang 100 kann ein Schalten zwischen einem ersten der stufenlosen Betriebsmodi und einem zweiten der stufenlosen Betriebsmodi befehlen. Ein Betrieb im EVT Modus 1 wird bewirkt, indem nur Kupplung C1 70 angelegt wird, und ein Betrieb im EVT Modus 2 wird bewirkt, indem nur Kupplung C2 62 angelegt wird. Ein Verfahren zum Ausführen eines Schaltens zwischen einem ersten der stufenlosen Betriebsmodi und einem zweiten der stufenlosen Betriebsmodi umfasst ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten, das einen Zwischenbetrieb in einem der Festgang-Betriebsmodi, z. B. G2, umfasst. Ein synchrones Schalten zeichnet sich durch Anlegen einer herankommenden Kupplung aus, wenn die Drehzahl über die Kupplung hinweg im Wesentlichen null beträgt (d. h. synchron oder synchronisiert). Ein Betrieb in dem G2-Festgang-Betriebsmodus umfasst ein simultanes Anlegen sowohl der Kupplung C1 70 als auch der Kupplung C2 62. Wie es festzustellen ist, kann ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten, das den festen Gang G2 einschließt, eine Änderung der Eingangsdrehzahl erfordern, die erreicht wird, indem die Kraftmaschinendrehzahl eingestellt wird. Ein Einstellen der Kraftmaschinendrehzahl, um einen Zwischenbetrieb in einem festen Gang G2 zu bewirken, kann zu unannehmbarem Geräusch, Vibration und Härte (NVH) führen, was z. B. eine befohlene Zunahme in der Kraftmaschinendrehzahl einschließt, die von einem Fahrzeugbediener bemerkbar und unerwartet ist. Die Einstellungen der Kraftmaschinendrehzahl umfasst das Erhöhen der Kraftmaschinendrehzahl während eines Herunterschaltens und das Verringern der Kraftmaschinendrehzahl während eines Hochschaltens. Ein bevorzugter Getriebebetriebsbereichszustand wird in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung und die Fähigkeit des Hybridantriebsstrangs 100, dieser Ausgangsdrehmomentanforderung nachzukommen, ausgewählt.
Das HCP 5 oder ein anderes der Steuermodule kann die Ausführung eines Modus-Neutral-Modus-Schaltens befehlen, um ein Schalten zwischen einem ersten der stufenlosen Betriebsmodi und einem zweiten der stufenlosen Betriebsmodi zu bewirken. Das Modus-Neutral-Modus-Schalten ist ein Getriebeschaltbetrieb zwischen einem ersten der stufenlosen Betriebsmodi und einem zweiten der stufenlosen Betriebsmodi, das einen Zwischenschritt eines Betreibens des Getriebes in dem neutralen Betriebsbereichszustand umfasst. Das Modus-Neutral-Modus-Schalten wird ohne einen Zwischenschritt, der einen Betrieb in einem Festgang-Betriebsmodus, z. B. Gang G2, in dem hierin beschriebenen Hybridantriebsstrangsystem 100 umfasst, ausgeführt. Vorzugsweise werden Kupplungsdeaktivierungen und -aktivierungen während des Modus-Neutral-Modus-Schaltens synchron ausgeführt. Die Ausführung eines Modus-Neutral-Modus-Schaltens wird als ein Herunterschaltereignis von EVT Modus 2 zu EVT Modus 1 in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung bezeichnet, die entweder ein Ausrollereignis ist, d. h. ein Bediener hat keine Eingabe in entweder das Gaspedal 113 oder das Bremspedal 112 vorgenommen, oder ein Bremsereignis ist, wobei ein Bediener ein Netto-Bremsdrehmoment durch das Bremspedal 112 befohlen hat. Andere Betriebsbedingungen können zu einem Befehl, ein Modus-Neutral-Modus-Schalten auszuführen, führen.
Die Ausführung eines beispielhaften Modus-Neutral-Modus-Schaltens von EVT Modus 2 zu EVT Modus 1 (d. h. Herunterschalten) ist in 4 veranschaulicht, die graphisch eine Vielzahl von Zeit-Koinzidenzparametern graphisch zeigt, die dem Betreiben ihren beschriebenen Hybridantriebsstrangs 100 zugeordnet sind. Die Zeit-Koinzidenzparameter sind in Relation zu der verstrichenen Zeit 410 aufgetragen und umfassen eine Drehmomentaktor-Drehmomentskale (N-m) 420, eine Systemdrehmomentskale (N-m) 430, eine Kupplungsdrehmomentskale (N-m) 440 und eine Systemdrehzahlskale (RPM) 450. Parameter, die auf der Drehmomentaktor-Drehmomentskale 420 gezeigt sind, umfassen das Eingangsdrehmoment 424 von der Kraftmaschine 14, Motor-A-Drehmoment 422, das durch die erste Elektromaschine 56 erzeugt wird, und Motor-B-Drehmoment 426, das durch die zweite Drehmomentmaschine 72 erzeugt wird. Parameter, die auf der Systemdrehmomentskale 430 gezeigt sind, umfassen die Ausgangsdrehmomentanforderung 434, das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 und Reibbremsdrehmoment 436. Parameter, die auf der Kupplungsdrehmomentskale 440 gezeigt sind, umfassen Druck der weggehenden Kupplung 442, Drehmomenthaltekapazität der weggehenden Kupplung 444, Druck der herankommenden Kupplung 446 und Drehmomenthaltekapazität der herankommenden Kupplung 448. Parameter, die auf der Systemdrehzahlskale 450 gezeigt sind, umfassen die Eingangsdrehzahl 452, die Drehzahl der weggehenden Kupplung 456 und die Drehzahl der herankommenden Kupplung 454. Wie es hierin gezeigt und beschrieben ist, ist Kupplung C2 70 die weggehende Kupplung und Kupplung C1 62 ist die herankommende Kupplung, wenn der Hybridantriebsstrang 100 von dem EVT Modus 2 in den EVT Modus 1 schaltet.
Der Hybridantriebsstrang 100 arbeitet in Ansprechen auf einen Befehl, ein Modus-Neutral-Modus-Herunterschalten vor Zeitpunkt 411 auszuführen, was das Reduzieren des Drucks der weggehenden Kupplung 442 umfasst. Die Ausgangsdrehmomentanforderung 434 ist negativ, was ein Ausrollereignis anzeigt. Die Kraftmaschine 14 arbeitet im FCO-Modus, wobei das Eingangsdrehmoment 424 anfangs negativ ist. Motor-A-Drehmoment 422 und Motor-B-Drehmoment 426 sind beide negativ und arbeiten in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung 434 und das Eingangsdrehmoment 424, um sicherzustellen, dass das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 nachkommt. Wie es gezeigt ist, ist das Reibbremsdrehmoment 436 anfangs null, was anzeigt, dass es keine Bedieneranforderung für Bremsdrehmoment gibt. Es ist festzustellen, dass das Reibbremsdrehmoment 436 stattdessen negativ sein kann, um eine Bedieneranforderung für Bremsdrehmoment anzuzeigen,
Zum Zeitpunkt 411 ist der Druck der weggehenden Kupplung 442 auf eine Größe reduziert worden, die eine Reduktion der Drehmomenthaltekapazität der weggehenden Kupplung 444 bewirkt, wodurch eine Abfolge von Ereignissen eingeleitet wird, die dem Modus-Neutral-Modus-Herunterschalten zugeordnet sind. Anschließend nimmt das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 zu, d. h. wird weniger negativ, und kommt nicht länger der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 nach. Das Reduzieren der Drehmomenthaltekapazität der weggehenden Kupplung 444 führt zu einer Verringerung des Reaktionsdrehmoments, das von dem Getriebe 10 ausgegeben wird. Motor-A-Drehmoment 422 und Motor-B-Drehmoment 426 werden angewiesen, sich zu andern, um die Änderung des erreichten Ausgangsdrehmoments 432 widerzuspiegeln und eine Reduktion der Drehmomenthaltekapazität der weggehenden Kupplung 444 zu kompensieren. Das Steuersystem befiehlt eine Zunahme der Größe des Reibbremsdrehmoments 436, um eine Differenz zwischen dem erreichten Ausgangsdrehmoment 432 und der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 zu kompensieren. Wie es festzustellen ist, kann anfangs eine Zunahme der Größe des Reibbremsdrehmoments 436 aufgrund von Systemträgheiten und anderen Faktoren nicht vollständig eine Differenz zwischen dem erreichten Ausgangsdrehmoment 432 und der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 kompensieren.
Zum Zeitpunkt 413 wird der Druck der herankommenden Kupplung 446 bei einem hydraulischen Vorfällen der herankommenden Kupplung erhöht. Es ist festzustellen, dass die hydraulische Vorfüllaktion, um den Druck der herankommenden Kupplung 446 zu erhöhen, zu irgendeinem geeigneten Zeitpunkt vor der Synchronisation und Aktivierung der herankommenden Kupplung ausgeführt werden kann.
Zum Zeitpunkt 415 ist der Druck der weggehenden Kupplung 442 auf eine Größe verringert worden, die bewirkt, dass die Drehmomenthaltekapazität der weggehenden Kupplung 444 null ist, wodurch die weggehende Kupplung deaktiviert wird. Das Hybridgetriebe 10 ist nun in dem neutralen Betriebsbereichszustand. Dies ist durch eine Änderung der Drehzahl der weggehenden Kupplung 456, die von der Nulldrehzahl abweicht, angegeben. Das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 ist null, und die Ausgangsdrehmomentanforderung 434 wird mit dem Reibbremsdrehmoment 436 erreicht.
Es werden nun Arbeitsabläufe ausgeführt, um die herankommende Kupplung zu synchronisieren, während das Hybridgetriebe 10 in dem neutralen Betriebsbereichszustand ist. Arbeitsabläufe der ersten und zweiten Elektromaschine 56 und 72 werden gesteuert, um die Drehzahl der herankommenden Kupplung 454 auf eine Nulldrehzahl zu senken, was das Steuern des Motor-A-Drehmoments 422 und Motor-B-Drehmoments 426 einschließt, wie es gezeigt ist. Es ist festzustellen, dass das Absenken der Drehzahl der herankommenden Kupplung 454 auf eine Nulldrehzahl das Steuern des Motor-A-Drehmoments 422 und Motor-B-Drehmoments 426 einschließt, um die Drehzahlen von gegenüberliegenden Klemmelementen der herankommenden Kupplung zu synchronisieren. In der gezeigten Ausführungsform wird die Drehzahl der herankommenden Kupplung 454 auf eine Nulldrehzahl abgesenkt, ohne eine entsprechende Änderung der Eingangsdrehzahl 452, obwohl dies kein Erfordernis ist. Das Motor-A-Drehmoment 422 und das Motor-B-Drehmoment 426 werden gesteuert, um die Drehzahl der herankommenden Kupplung 454 mit einer vorbestimmten Rate abzusenken, die eine Auswirkung auf die Fahrbarkeit minimiert, und kann bis zu 1000 ms benötigen, um zu synchronisieren.
Vor dem Zeitpunkt 417 wird die Größe des Reibbremsdrehmoments 436 mit einer Rampenrate reduziert, um Endantriebsdrehmomentstörungen zu minimieren. Zum Zeitpunkt 417 ist die Drehzahl der herankommenden Kupplung 454 synchronisiert, und der Druck der herankommenden Kupplung 446 wird erhöht, wodurch die Drehmomenthaltekapazität der herankommenden Kupplung 448 erhöht wird. Motor-A-Drehmoment 422 und Motor-B-Drehmoment 426 werden entsprechend eingestellt, vorzugsweise mit einer Abnahme des Motor-B-Drehmoments 426. Das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 nimmt ab, d. h. wird negativer und konvergiert mit der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 zum Zeitpunkt 421. Dieser Satz von Änderungen ermöglicht einem Betrieb im EVT Modus 1 und das Herunterschalten ist abgeschlossen.
Wie es zu Zeitpunkt 419 gezeigt ist, kann das System anschließend einen Betrieb mit der Kraftmaschine 14 im Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine befehlen, was benötigt, dass Motor-A-Drehmoment 422 und Motor-B-Drehmoment 426 auf eine Weise gesteuert werden, die eine Rotation der Kraftmaschine 14 stoppt. Wie es gezeigt ist, ändert das Motor-A-Drehmoment 422 sich mit derselben zeitlichen Änderungsrate im Motor-B-Drehmoment 426, während die Eingangsdrehzahl 452 gesteuert wird, um eine Rotation der Kraftmaschine 14 zu stoppen. Anschließend, wie es zum Zeitpunkt 421 gezeigt ist, wird der Hybridantriebsstrang im EVT Modus 1 betrieben, wobei die Kraftmaschine im Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine ist, und das erreichte Ausgangsdrehmoment 432 passt zu der Ausgangsdrehmomentanforderung 434 und folgt dieser.

5 zeigt schematisch ein Flussdiagramm 500 zum Steuern des Betriebs des Hybridantriebsstrangs 100, der Bewertungskriterien einschließt, die einer Entscheidung zugeordnet sind, ob das Modus-Neutral-Modus-Schalten zu befehlen ist. Tabelle 2 ist als ein Schlüssel für 5 vorgesehen, wobei die mit Zahlen markierten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt ausgeführt sind. Tabelle 2

Block	Blockinhalte
502	Überwache Getriebebetriebsbereichszustand, Ausgangsdrehmomentanforderung, Kraftmaschinendrehzahl, Getriebebetrieb
504	Sind vorliegende und Ziel-Getriebebetriebsbereichszustände beide stufenlose Modi?
506	Ist die Ausgangsdrehmomentanforderung innerhalb eines zulässigen Bereichs für ein Modus-Neutral-Modus-Schalten?
508	Ist Änderung der Kraftmaschinendrehzahl von gegenwärtiger Kraftmaschinendrehzahl zu Kraftmaschinendrehzahl, die für einen Festgangbetrieb erforderlich ist, kleiner als NVH-Schwellenwert?
510	Ist Ziel-Kraftmaschinendrehzahl für Betriebsziel stufenloser Modus in der Nähe der Ziel-Kraftmaschinendrehzahl, die für ein synchrones Schalten erforderlich ist?
512	Ist Getriebeöltemperatur höher als Schwellenwert?
514	Ist befohlenes Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoment größer als zulässige Grenze?
516	Ist tatsächliches Drehmoment kleiner als zulässige Grenze?
518	Führe Modus-Neutral-Modus-Schalten aus
520	Führe synchrones Modus-zu-Modus-Schalten aus

Das Flussdiagramm 500 wird als eine oder mehrere Routinen in einem der Steuermodule des Hybridantriebsstrangs 100 ausgeführt. Der Betrieb des Hybridantriebsstrangs 100, der das Getriebe 10 umfasst, wird regelmäßig und fortwährend überwacht, was den Getriebebetriebsbereichszustand, die Ausgangsdrehmomentanforderung, die Kraftmaschinen-Eingangsdrehzahl, die Ausgangsdrehzahl des Getriebes, die Getriebeöltemperatur und andere Parameter umfasst (502).
Es wird anfänglich ermittelt, ob die Ausführung eines Modus-Neutral-Modus-Schaltens eine bevorzugte Schaltausführungsstrategie ist, z. B. ob der vorliegende und Ziel-Getriebebetriebsbereichszustand beide stufenlose Modi sind (504). Dies umfasst das Ermitteln, ob der vorliegende Getriebebetriebsbereichszustand einer der stufenlosen Modi (1) ist. Es ist festzustellen, dass, wenn einer oder beide der vorliegenden und Ziel-Getriebebetriebsbereichszustände ein Festgangzustand (0) ist, die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens nicht gestattet wird und ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt wird (520).
Es wird ermittelt, ob die Ausgangsdrehmomentanforderung innerhalb eines zulässigen Bereichs zur Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens liegt (506). Der zulässige Bereich für die Ausgangsdrehmomentanforderung umfasst in einer Ausführungsform eine Ausgangsdrehmomentanforderung, die einem Bediener zugeordnet ist, der eine minimale oder keine Eingabe in das Gaspedal 113 vornimmt, was ein Ausroll- und Bremsereignisse umfasst. Derartige Ausroll- und Bremsereignisse können kollektiv als Ereignisse ohne anstehende Leistung bezeichnet werden. In einer Ausführungsform wird, wenn der Bediener das Gaspedal 113 betätigt, wobei er Ausgangsdrehmoment anfordert und die Ausgangsdrehmomentanforderung außerhalb des zulässigen Bereichs zur Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens (0) liegt, die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens nicht gestattet und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Es können andere geeignete Ausgangsdrehmomentanforderungszustände zum Gestatten oder Verbieten der Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens ausgewählt werden.
Es wird ermittelt, ob eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl von der vorliegenden Kraftmaschinendrehzahl zu einer Ziel-Kraftmaschinendrehzahl, die erforderlich wäre, um einen Festgangbetrieb zu bewirken, der dem synchronen Modus-zu-Modus-Schalten zugeordnet ist, z. B. Gang G2, kleiner als ein NVH-Schwellenwert ist (508). Der NVH-Schwellenwert ist ein maximaler Schwellenwert für eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, die in einem Ausroll- oder Bremsereignis unerwartet ist und für den Fahrzeugbediener wahrnehmbar ist. In einer Ausführungsform kann ein maximaler zulässiger NVH-Schwellenwert eine Änderung der Kraftmaschinendrehzahl im Bereich von 700 U/min (RPM) sein. Wenn als solche die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl, die einem synchronen Modus-zu-Modus-Schalten zugeordnet ist, größer als der NVH-Schwellenwert (1) ist, wird die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens nicht gestattet, und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Wenn ansonsten die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl kleiner als der große NVH-Schwellenwert (0) ist, fährt der Betrieb fort, wenn die Änderung der Kraftmaschinendrehzahl kleiner als der NVH-Schwellenwert ist.
Es wird ermittelt, ob die Ziel-Kraftmaschinendrehzahl zum Betreiben in dem stufenlosen Ziel-Modusbetrieb nahe bei einer Kraftmaschinendrehzahl liegt, die zum Ausführen eines synchronen Modus-zu-Modus-Schaltens erforderlich ist (510). Diese Frage impliziert, dass die Kraftmaschine im Anschluss an die Schaltausführung im Ein-Zustand bleiben wird. Wenn die Ziel-Kraftmaschinendrehzahl zum Betreiben in dem stufenlosen Ziel-Modusbetrieb im Wesentlichen nahe der Kraftmaschinendrehzahl liegt, die zum Ausführen eines synchronen Modus-zu-Modus-Schaltens (1) erforderlich ist, wählt das Steuersystem vorzugsweise aus, ein synchrones Modus-zu-Schalten auszuführen, und die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens wird nicht gestattet und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Ansonsten fährt der Betrieb fort, wenn die Ziel-Kraftmaschinendrehzahl zum Betreiben in dem stufenlosen Zielmodusbetrieb wesentlich niedriger als die Kraftmaschinendrehzahl ist, die mm Ausführen des synchronen Modus-zu-Modus-Schaltens (0) erforderlich ist.
Es wird ermittelt, ob die Getriebeöltemperatur höher als ein minimaler Schwellenwert ist (512). Wenn die Getriebeöltemperatur niedriger als der minimale Schwellenwert (0) ist, wird die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens nicht gestattet und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Diese Aktion vermeidet ungünstige mechanische Beanspruchung des Getriebes unter Bedingungen, wenn es sich nicht angemessen aufgewärmt hat. Ansonsten fährt der Betrieb fort, wenn die Getriebeöltemperatur höher als der minimale Schwellenwert (1) ist.
Es wird ermittelt, ob das befohlene Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoment größer als eine zulässige Grenze ist (514). Die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens ist nicht erwünscht, wenn ein Betrag an Antriebsstrangbremsen befohlen wird, weil der Verlust elektrischer Ladung aufgrund eines Verlustes regenerativen Bremsens unter bestimmten Bedingungen (0) inakzeptabel sein kann, und die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens wird nicht gestattet und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Ansonsten fährt der Betrieb fort (1).
Es wird ermittelt, ob das vorliegende Ausgangsdrehmoment niedriger als eine zulässige Grenze für das Modus-Neutral-Modus-Schalten ist (516). Wenn dies der Fall ist (0), wird die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens nicht gestattet und es wird ein synchrones Modus-zu-Modus-Schalten ausgeführt (520). Ansonsten (1) wird die Ausführung des Modus-Neutral-Modus-Schaltens gestattet (518).
Es ist zu verstehen, dass Abwandlungen im Schutzumfang der Offenbarung zulässig sind. Die Offenbarung ist mit besonderer Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben worden. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können Dritten beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen. Alle derartigen Abwandlungen und Abänderungen sollen eingeschlossen sein, insofern sie in den Umfang der Offenbarung fallen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das ein Hybridgetriebe umfasst, das eine erste und zweite Drehmomentmaschine aufweist, umfassend: Verringern eines Kupplungsdrucks einer weggehenden Kupplung, die dem Betreiben des Hybridgetriebes in einem ersten stufenlosen Modus zugeordnet ist, und Verringern einer Kupplungsdrehmoment-Haltekapazität der weggehenden Kupplung; Betreiben des Hybridgetriebes in einem neutralen Betriebsmodus und Synchronisieren einer herankommenden Kupplung, die dem Betreiben des Hybridgetriebes in einem zweiten stufenlosen Modus zugeordnet ist; und Anlegen der herankommenden Kupplung, wenn die herankommende Kupplung synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Anlegen eines Reibbremsdrehmoments an ein Rad des Fahrzeugs einhergehend mit dem Verringern des Kupplungsdrucks der weggehenden Kupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das Lösen des angelegten Reibbremsdrehmoments einhergehend mit dem Anlegen der herankommenden Kupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Synchronisieren der herankommenden Kupplung das Steuern des Drehmoments der ersten und zweiten Drehmomentmaschine zum Synchronisieren der herankommenden Kupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Synchronisieren der herankommenden Kupplung das Synchronisieren der herankommenden Kupplung mit einer vorbestimmten Rate umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anlegen der herankommenden Kupplung, wenn die herankommende Kupplung synchronisiert wird, das Erhöhen eines Kupplungsdrucks der herankommenden Kupplung und ein Erhöhen der Kupplungsdrehmoment-Haltekapazität der herankommenden Kupplung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Vorfällen der herankommenden Kupplung vor dem Anlegen der herankommenden Kupplung umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das einen Antriebsstrang umfasst, der eine Kraftmaschine, eine erste und zweite Drehmomentmaschine und ein Hybridgetriebe aufweist, umfassend: Betreiben der Kraftmaschine in einem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand; Lösen einer weggehenden Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Hybridgetriebes in einem ersten stufenlosen Modus bewirkt; Anlegen eines Reibbremsdrehmoments an ein Rad des Fahrzeugs, um eine Zunahme in einem Ausgangsdrehmoment des Hybridgetriebes zu kompensieren, die aus dem Lösen der weggehenden Kupplung resultiert; im Anschluss an das Lösen der weggehenden Kupplung Synchronisieren einer herankommenden Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Hybridgetriebes in einem zweiten stufenlosen Modus bewirkt; und im Anschluss an das Synchronisieren der herankommenden Kupplung Einrücken der herankommenden Kupplung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Betreiben der Kraftmaschine in dem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand das Betreiben der Kraftmaschine in einem Kraftstoffabschaltungsmodus umfasst.
Hybridfahrzeugsystem, umfassend: eine Brennkraftmaschine; zumindest eine Elektromaschine; ein Getriebe, das funktional mit der Brennkraftmaschine und der zumindest einen Elektromaschine gekoppelt ist, wobei das Getriebe eine erste Kupplung, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Getriebes in einem ersten stufenlosen Modus bewirkt, und eine zweite Kupplung umfasst, die, wenn sie eingerückt ist, einen Betrieb des Getriebes in einem zweiten stufenlosen Modus bewirkt; ein Reibbremse, die auf ein Rad wirkt, das funktional mit dem Getriebe gekoppelt ist; ein Steuermodul, das ein Schalten des Getriebes von dem ersten stufenlosen Modus in den zweiten stufenlosen Modus bewirkt, umfassend Betreiben der Kraftmaschine in einem nicht mit Kraftstoff beaufschlagten Zustand; Lösen der ersten Kupplung; Anlegen der Reibbremse, um eine Zunahme in einem Ausgangsdrehmoment des Getriebes zu kompensieren, die aus einem Lösen der ersten Kupplung resultiert; im Anschluss an das Lösen der ersten Kupplung Synchronisieren der zweiten Kupplung; und im Anschluss an das Synchronisieren der zweiten Kupplung Einrücken der zweiten Kupplung.