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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Hybridantriebsstränge.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen. Dementsprechend sollen derartige Aussagen keine Anerkennung eines Standes der Technik bilden.
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Ein Hybridgetriebe kombiniert und überträgt Drehmoment von verschiedenen Drehmomentaktoren auf einen Triebstrang, um Zugkraft für ein Fahrzeug bereitzustellen. Drehmomentaktoren können Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Anlagen umfassen, die z. B. Elektromotoren, Hydraulikmotoren und mechanische Motoren einschließen. Nicht auf Verbrennung beruhende Anlagen können gesteuert werden, um Drehmoment zu erzeugen oder speicherbare Energie zu erzeugen. Zum Beispiel kann ein Elektromotor Elektrizität erzeugen, die unmittelbar in einem anderen Elektromotor verwendet oder fern in einer Batterie oder einem Hochspannungs-Kondensator gespeichert wird.
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Gepaarte Elektromotoren können einen ersten Motor, der konfiguriert ist, um Drehmoment zu erzeugen, und einen zweiten Motor, der konfiguriert ist, um Elektrizität zu erzeugen, umfassen. Jedoch können der erste sowie der zweite Motor in der Lage sein, wie erforderlich Drehmoment und Elektrizität zu erzeugen. Somit kann der zweite Motor während des laufenden Betriebs in einem Drehmoment erzeugenden Modus arbeiten, um Hilfsdrehmoment an den ersten Motor zu liefern und somit zusätzliche Zugkraft bereitstellen, wenn Drehmomentanforderungen hoch sind.
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Hybridgetriebe können einen Differenzialzahnradsatz und Kupplungen benutzen, um Drehmoment zwischen den Drehmomentaktoren und dem Triebstrang zu handhaben. Durch verschiedene Kupplungsbetätigungen kann das Hybridgetriebe in einem von mehreren Festgangmodi oder in einem Modus mit variablem Übersetzungsverhältnis arbeiten. Die Differenzialzahnradanordnungen umfassen in der Regel ein Sonnenrad, Planetenräder und ein Hohlrad, die kämmend eingreifen und zusammenwirken, um Drehmoment zu übertragen.
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Jede Wechselwirkung kämmender Zahnräder umfasst Spiel, d. h. einen Zwischenraum, der zwischen zusammenpassenden Komponenten der Zahnräder auftritt. Spiel hat keine Auswirkung, wenn die Zahnräder Drehmoment übertragen. Spiel kann sich in hörbarem Geräusch manifestieren, beispielsweise als Klappern oder Klopfen, wenn der Zwischenraum zwischen zusammenpassenden Komponenten der Zahnräder während eines Drehmomentübergangs ausgeglichen wird. Drehmomentübergänge umfassen das Einleiten einer Drehmomentübertragung aus Ruhe, das Stoppen der Drehmomentübertragung während eines Ausrollens oder eine Umkehr der Drehmomentübertragungsrichtung. Übermäßiges Spiel beeinträchtigt bekanntlich die Zahnradhaltbarkeit und führt zu Drehmomentübertragungsverzögerungen, wenn das Spiel zwischen den zusammenpassenden Komponenten der Zahnräder während eines Drehmomentübergangs ausgeglichen wird.
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Hörbares Geräusch, das zu Spiel während eines Drehmomentübergangs gehört, kann merklich und störend sein, wenn ein Elektromotor die Drehmomentrichtung umkehrt. Solch hörbares Geräusch kann durch Kraftmaschinen-Drehmoment, das während einer Drehmomentumkehr in einem mit einem Getriebe gekoppelten Elektromotor auf das Getriebe übertragen wird, erzeugt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Hybridantriebsstrang umfasst eine Kraftmaschine und Elektromotoren, die konfiguriert sind, um Drehmoment durch ein Getriebe zu übertragen. Ein Verfahren zum Steuern des Hybridantriebsstrangs umfasst das Bestimmen eines Übergangsfensters, das dem Ausgangsdrehmoment von einem der Elektromotoren, der mit einem Element des Getriebes gekoppelt ist, zugeordnet ist. Es wird ein Geräuschreduktions-Steuerschema ausgeführt, wenn das Ausgansdrehmoment von dem einen der Elektromotoren, der mit dem Element des Getriebes gekoppelt ist, innerhalb des Übergangsfensters liegt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 schematisch ein Hybridantriebsstrangsystem, das konfiguriert ist, um Zugkraft für ein Fahrzeug bereitzustellen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
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2 grafisch koinzidente Beträge des Kraftmaschinen-Drehmoments, eines Drehmoments des ersten Motors, eines Drehmoments des zweiten Motors und einer entsprechenden Kupplungsaktivierung, die dem Betrieb eines Antriebsstrangsystems während der Ausführung eines beispielhaften Geräuschvermeidungs-Steuerschemas zugeordnet sind, gemäß der Offenbarung zeigt; und
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3 schematisch ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Geräuschvermeidungs-Steuerschemas zum Steuern des Betriebs eines Hybridantriebsstrangsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen nur zu dem Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dienen und nicht zu dem Zweck der Beschränkung derselben, veranschaulicht 1 schematisch ein Hybridantriebsstrangsystem 10, das konfiguriert ist, um Zugkraft zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen. Das Hybridantriebsstrangsystem 10 umfasst ein Getriebe 14, das konfiguriert ist, um eine Kraftmaschine 12, einen ersten Motor 62, einen zweiten Motor 64 und ein Differenzial 16 zu verbinden. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich überall der Beschreibung auf gleiche Elemente. Das Hybridantriebsstrangsystem 10 kann konfiguriert sein, um, ohne Einschränkung, als irgendeines von einem batterie-elektrischen System (EV), einem elektrischen System mit größerer Reichweite (EREV), einem Elektrohybridsystem oder einer anderen Konfiguration zu arbeiten. Die Ausführungsform des Hybridantriebsstrangsystems 10 ist veranschaulichend.
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Die Kraftmaschine 12 ist bevorzugt eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung, die Kraftstoff durch einen Verbrennungsprozess in mechanische Leistung umwandelt. Die Kraftmaschine 12 ist mit einer Vielzahl von Erfassungsvorrichtungen und Aktoren ausgestattet, die konfiguriert sind, um den Betrieb zu überwachen und Kraftstoff zu liefern, um eine Verbrennungsladung zur Erzeugung von Drehmoment zu bilden. Die Kraftmaschine 12 ist konfiguriert, um Autostart- und Autostop-Steuerschemata und Schubabschaltungs-(FCO)Steuerschemata während des laufenden Betriebs des Hybridantriebsstrangsystems 10 auszuführen. Die Kraftmaschine 12 wird als in einem EIN-Zustand befindlich angesehen, wenn sie mit Kraftstoff beaufschlagt wird und zündet. Die Kraftmaschine 12 wird als in einem AUS-Zustand befindlich angesehen, wenn sie nicht mit Kraftstoff beaufschlagt wird und nicht umläuft. Die Kraftmaschine 12 wird als in einem Zustand befindlich angesehen, wenn sie nicht mit Kraftstoff beaufschlagt wird aber umläuft.
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Der erste und zweite Motor 62 bzw. 64 umfassen bevorzugt mehrphasige Elektromotoren/Generatoren, die elektrisch an ein Stromrichtermodul angeschlossen sind. Der erste und zweite Motor 62 bzw. 64 sind konfiguriert, um in Drehmoment erzeugenden Modi, um, gespeicherte elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, und in elektrische Leistung erzeugenden Modi, um mechanische Energie in elektrische Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung speicherbar ist, umzuwandeln, zu arbeiten. Der erste und zweite Drehmomentmotor 62 und 64 haben Grenzen in der Ausgangsleistung in Form von Drehmoment und Drehzahlen.
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Das Planetengetriebe 14 umfasst eine Eingangswelle 17, die ständig mit der Kraftmaschine 12 gekoppelt ist, eine Planetenradanordnung 18 und eine Ausgangswelle 19, die ständig mit dem Differenzial 16 gekoppelt ist.
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Ein Drehmomentwandler kann zwischen der Kraftmaschine 12 und der Eingangswelle 17 angeordnet sein. Wenn kein Drehmomentwandler vorhanden ist, dann kann ein Schwingungsdämpfer zwischen der Kraftmaschine 12 und der Eingangswelle 17 angeordnet sein. Die beispielhafte Planetenradanordnung 18 umfasst drei Planetenradsätze, die einen ersten Planetenradsatz 20, einen zweiten Planetenradsatz 30 und einen dritten Planetenradsatz 40 umfassen.
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Der erste Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 22, ein Hohlradelement 24 und ein Planetenträgeranordnungselement 26. Das Planetenträgeranordnungselement 26 umfasst mehrere Planetenräder 27, die drehbar an einem Trägerelement 29 montiert sind und mit sowohl dem Sonnenradelement 22 als auch dem Hohlradelement 24 wechselwirken.
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Der zweite Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenradelement 32, ein Hohlradelement 34 und ein Planetenträgeranordnungselement 36. Das Planetenträgeranordnungselement 36 umfasst mehrere Planetenräder 37, die drehbar an einem Trägerelement 39 montiert und mit sowohl dem Sonnenradelement 32 als auch dem Hohlradelement 34 wechselwirken.
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Der dritte Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenradelement 42, ein Hohlradelement 44 und ein Planetenträgeranordnungselement 46. Das Planetenträgeranordnungselement 46 umfasst mehrere Planetenräder 47, 48, die drehbar an einem Trägerelement 49 montiert sind. Die Planetenräder 47 wechselwirken mit dem Sonnenradelement 42 und den Planetenrädern 48. Die Planetenräder 48 wechselwirken mit dem Hohlradelement 44 und den Planetenrädern 47. Der dritte Planetenradsatz 40 wird üblicherweise als ein zusammengesetzter Planetenradsatz bezeichnet.
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Der erste Motor 62 und der zweite Motor 64 sind in das Getriebe integriert, um zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie umzuwandeln. Der erste Motor 62 ist mit dem Getriebe 14 an dem Sonnenradelement 22 gekoppelt und ist selektiv mit dem Hohlradelement 34 gekoppelt, wie es nachstehend erläutert wird. Der zweite Motor 64 ist mit dem Getriebe 14 an dem Sonnenradelement 32 gekoppelt und ist selektiv mit dem Planetenträgeranordnungselement 46 gekoppelt, wie es nachstehend erläutert wird. Der erste und zweite Motor 62, 64 sind in der Lage, Drehmoment an das Getriebe 14 unabhängig voneinander oder in Kombination miteinander und der Kraftmaschine 12 zu liefern.
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Die beispielhafte Planetenradanordnung 18 umfasst fünf wählbaren Drehmoment übertragende Kupplungen 50, 52, 54, 56 und 58. Die Drehmoment übertragenden Kupplungen 52 und 56 sind beliebige geeignete Drehmomentübertragungsmechanismen vom rotierenden Typ und sind üblicherweise Mehrscheibenkupplungsvorrichtungen, die in einer Reibungskonfiguration angeordnet sind. Die Drehmoment übertragenden Kupplungen 50, 54 und 58 können beliebige geeignete Drehmomentübertragungsmechanismen vom feststehenden Typ sein, und werden üblicherweise Bremse oder Reaktionskupplungen genannt, und können eine wählbare Einwegkupplung (SOWC) sein, die eine steuerbare mechanische Diodenkupplung, eine wählbaren Rollenkupplung oder eine wählbare Klemmkörperkupplung sein kann.
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Die Eingangswelle 17 ist ständig mit dem Hohlradelement 24 gekoppelt, und die Ausgangswelle 19 ist ständig mit dem Hohlradträgerelement 29 gekoppelt. Das Hohlradelement 22 ist selektiv mit dem Trägerelement 29 durch Aktivierung der Kupplung 58 verbunden. Der erste Motor 62 ist selektiv mit dem Hohlradelement 34 durch Aktivierung der Kupplung 56 verbunden. Das Hohlradelement 34 ist selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 durch Aktivierung der Bremse 54 verbindbar. Der zweite Motor 64 ist selektiv mit der Planetenträgeranordnung 46 durch Aktivierung der Kupplung 52 verbindbar. Das Planetenträgeranordnungselement 36 ist selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 durch Aktivierung der Kupplung 50 verbindbar.
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Das Getriebe 14 umfasst eine Reihe von Fluidkreisen zum Führen von Fluid zu geeigneten Bereichen des Getriebes 14. Die Fluidkreise führen Hydraulikdruck zu, um einzelne der Kupplungen 50, 52, 54, 56 und 58 anzulegen. Ein Hydraulikfluid-Abgabesystem 8, das üblicherweise als Ventilkörper bezeichnet wird, ist signaltechnisch mit einem Steuermodul 5 verbunden, um eine Anzahl von Ventilen selektiv zu öffnen und zu schließen und somit einen wählbaren Fluiddurchfluss in den/die gewünschten Fluidkreis(e) bereitzustellen, um die einzelnen Kupplungen 50, 52, 54, 56 und 58 zu aktivieren und zu deaktivieren und somit das befohlene Ergebnis, z. B. eine geeignete Drehmomentvervielfachung oder -reduktion, zu erzeugen.
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Das Steuermodul 5 ist funktional mit dem Ventilkörper 8 verbunden, um die Kupplungen 50, 52, 54, 56 und 58 zu aktivieren und zu deaktivieren. Das Steuermodul 5 ist signaltechnisch und funktional mit einem jeden von der Kraftmaschine 12, dem ersten Motor 62 und dem zweiten Motor 64 verbunden. Das Steuermodul 5 überwacht eine Bedienerdrehmomentanforderung 7 und Antriebsstrang-Betriebsparameter 9, z. B. aktuelles Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment, Raddrehzahlsensorausgang und Gangauswahl, um eine geeignete Motorausgangsleistung und Kupplungen 50, 52, 54, 56 und 58 auszuwählen und somit ein ausgewähltes Übersetzungsverhältnis für den Betrieb zu erreichen. Das ausgewählte Übersetzungsverhältnis kann auf der Basis der Bedienerdrehmomentanforderung 7 und der Antriebsstrang-Betriebsparameter 9 aus einer Reihe von Nachschlagtabellen ausgewählt oder berechnet werden.
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Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines oder verschiedene Kombination von einem oder mehreren eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises/anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten (bevorzugt einem Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablage (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher 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.
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Das Steuermodul 5 überwacht die Bedienerdrehmomentanforderung 7 und die Antriebsstrang-Betriebsparameter 9. Das Steuermodul 5 berechnet ein bevorzugtes Ausgangsdrehmoment, das von einem jeden von der Kraftmaschine 12, dem ersten Motor 62 und dem zweitem Motor 64 erforderlich ist, in Verbindung mit einer bevorzugten Gangwahl, um den Betrieb des Hybridantriebsstrangsystems 10 zu steuern und somit Zugdrehmoment als Reaktion auf die Bedienerdrehmomentanforderung 7 zu erzeugen. Zum Beispiel kann das Steuermodul 5 den Betrieb in einem EV-Modus auswählen, wobei der erste und zweite Motor 62, 64 in Drehmoment erzeugenden Modi arbeiten, um Ausgangsdrehmoment bereitzustellen, und die Kraftmaschine 12 sich in dem AUS-Zustand befindet. Das Steuermodul 5 kann den Betrieb in einem Verbrennungsmodus auszuwählen, wobei nur die Kraftmaschine 12 Zugdrehmoment erzeugt und der erste und zweite Motor 62, 64 in einem elektrische Leistung erzeugenden Modus arbeiten. Das Steuermodul 5 kann den Betrieb in einem Kombinationsmodus auswählen, wobei die Kraftmaschine 12 und einer oder beide von dem ersten und zweiten Motor 62, 64 in dem Drehmoment erzeugenden Modus arbeitet bzw. arbeiten.
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In einer Ausführungsform werden die Kraftmaschine 12 und der erste Motor 62 in erster Linie angewandt, um Zugdrehmoment zu erzeugen, wobei der zweite Motor 64 verwendet wird, um elektrische Leistung zu erzeugen. Bei niedrigen Niveaus einer Drehmomentanforderung wird in einer Ausführungsform der erste Motor 62 angewandt, um Zugdrehmoment zu erzeugen, und die Kraftmaschine befindet sich in dem AUS-Zustand. Wenn die Drehmomentanforderung eine Ansprechschwelle übersteigt, schaltet der zweite Motor 64 von dem Betrieb in dem elektrische Leistung erzeugenden Modus zu dem Betrieb in dem Drehmoment erzeugenden Modus um. Die Ansprechschwelle kann mm Beispiel durch eine Erhöhung der Bedienerdrehmomentanforderung 7, die eine Drehmomentkapazität des ersten Motors 62 übersteigt, oder eine Änderung der Arbeitswirkungsgrade des ersten und zweiten Motors 62, 64 ausgelöst werden. Es ist festzustellen, dass der zweite Motor 64 von einem Betrieb im Drehmoment erzeugenden Modus zu einem Betrieb in dem elektrische Leistung erzeugenden Modus übergeht, mit einer entsprechenden Wirkung auf Kämmungswechselwirkungen von ausgewählten Zahnradelementen des ersten, zweiten bzw. dritten ersten Planetenradsatzes 20, 30 bzw. 40.
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Wenn der zweite Motor 64 zwischen dem elektrische Leistung erzeugenden Modus und dem Drehmoment erzeugenden Modus übergeht und seine Drehmomentrichtung umgekehrt wird, werden zughörige Kämmungswechselwirkungen umgekehrt und Spiel wird ausgeglichen, wenn die kämmenden Zahnräder die Richtung umkehren. Während des Übergangs zwischen dem elektrische Leistung erzeugenden Modus und dem Drehmoment erzeugenden Modus kann hörbares Geräusch erzeugt werden, wenn der zweite Motor 64 die von Drehmomentrichtung ändert und Spiel in den Kämmungswechselwirkungen von ausgewählten Zahnradelementen während des Drehmomentübergangs ausgeglichen wird. Schwingungen, die der Drehmomentübertragung von der Kraftmaschine 12 über die Eingangswelle 17 auf die Zahnradelemente des Planetengetriebes 14 zugeordnet sind, können das hörbare Geräusch verschärfen, das durch das Spiel, das in den kämmenden Zahnrädern ausgeglichen wird, erzeugt wird. Das sich ergebende störende hörbare Geräusch wird durch das Getriebegehäuse 60 verstärkt.
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3 ist ein Flussdiagramm für ein Geräuschvermeidungs-Steuerschema zum Steuern und Handhaben des Betriebs eines Antriebsstrangsystems in Reaktion auf eine Bedienerdrehmomentanforderung, um hörbares Geräusch zu minimieren oder zu verhindern, das durch Zahnradspiel hervorgerufen wird, das mit einer Änderung des Betriebs eines Elektromotors von einem Erzeugen von Drehmoment in einer ersten Richtung zu einem Erzeugen von Drehmoment in einer zweiten Richtung auftritt. Das Geräuschvermeidungs-Steuerschema wird anhand des Hybridantriebsstrangsystems 10 beschrieben, das unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde.
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Tabelle 1 wird als ein Schlüssel zu
3 für das Flussdiagramm des Geräuschvermeidungs-Steuerschemas angegeben, wobei die mit Zahlen markierten Blöcke und die entsprechenden Funktionen folgendermaßen aufgeführt sind. Tabelle 1
| BLOCK | BLOCKINHALTE |
| 100 | Überwache Kraftmaschinen-Ausgangsdrehmoment |
| 110 | Überwache Ausgangsdrehmoment des ersten Motors |
| 120 | Überwache Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors |
| 130 | Überwache Kupplungsaktivierungen |
| 140 | Bestimme Grenzen von Übergangsfenster |
| 150 | Bestimme, wann einer von dem ersten und zweiten Motor innerhalb des Übergangsfensters arbeitet |
| 160 | Führe Geräuschreduktions-Steuerschema aus |
| 170 | Bestimme, wann der eine von dem ersten und zweiten Motor außerhalb des Übergangsfensters arbeitet |
| 180 | Unterbreche Geräuschreduktions-Steuerschema |
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Das Geräuschvermeidungs-Steuerschema überwacht Ausgangsdrehmomente der Kraftmaschine (100), des ersten Elektromotors (110) und des zweiten Elektromotors (120). Aktivierungen der Kupplungen des Getriebes werden überwacht (130).
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Grenzen für Übergangsfenster für den ersten und zweiten Elektromotor werden bestimmt (140). Jedes Übergangsfenster steht mit positiven und negativen Drehmomentwerten um einen Übergangspunkt eines Null-Ausgangsdrehmoments für den ausgewählten Elektromotors herum in Beziehung. Der Übergangspunkt ist als der Punkt definiert, an dem der Elektromotor ein Null-Drehmoment erzeugt, und gibt einen Punkt an, an dem der Elektromotor zwischen einem Erzeugen von Drehmoment in einer ersten Richtung zu einem Erzeugen von Drehmoment in einer zweiten Richtung wechselt. Somit schließt einen Wechsel zwischen einem Betrieb in dem elektrische Energie erzeugenden Modus und einem Betrieb in dem Drehmoment erzeugenden Modus einen Übergangspunkt ein.
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Ein Übergangsfenster ist ein Intervall, das mit dem Übergangspunkt in Beziehung steht. Da die Richtung des Ausgangsdrehmoments von dem Elektromotor umgekehrt wird, werden zugehörige Kämmungswechselwirkungen in dem Getriebe umgekehrt. Spiel wird ausgeglichen, wenn die kämmenden Zahnräder beginnen, Drehmoment in der anderen Richtung zu übertragen. Das Übergangsfenster ist dem Ausgleich von Spiel in den Kämmungswechselwirkungen von ausgewählten Zahnradelementen während eines Drehmomentübergangs zugeordnet, wenn die Drehmomentübertragung in einer ersten Richtung von den kämmenden Zahnrädern entlastet wird und die Drehmomentübertragung in einer zweiten, umgekehrten Richtung auf die kämmenden Zahnräder aufgebracht wird, indem der Betriebsmodus des Elektromotors geändert wird. Das Übergangsfenster kann hinsichtlich positiver und negativer Drehmomentwerte des Motors um den Übergangspunkt des Null-Drehmoments herum definiert werden. Die Grenzen für das Übergangsfenster werden bevorzugt im Voraus bestimmt und unter Verwendung von Nachschlagetabellen gespeichert. Der Fachmann ist in der Lage, geeignete Beträge an positiven und negativen Drehmomentwerten um einen Übergangspunkt eines Null-Drehmoments für einen Spielausgleich herum zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann das Übergangsfenster stattdessen einseitig sein und als der Übergangspunkt des Null-Drehmoments und einem von den positiven und negativen Drehmomentwerten des Motors um den Übergangspunkt des Null-Drehmoments herum definiert sein, wobei der eine von den positiven und negativen Drehmomentwerten des Motors um den Übergangspunkt des Null-Drehmoments herum einer Drehmomentübertragung in einer zweiten umgekehrten Richtung entspricht, die auf die kämmenden Zahnräder am Ende des Übergangs angewandt wird.
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Die Ausgangsdrehmomente des ersten Elektromotors (110) und des zweiten Elektromotors (120) werden überwacht, um zu bestimmen, wann der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor innerhalb ihrer entsprechenden Übergangsfenster (150) arbeiten. Die Ausgangsdrehmomente des ersten Elektromotors (110) und des zweiten Elektromotors (120) können unter Verwendung von Drehmomentbefehlen für den ersten und zweiten Elektromotor überwacht werden. Das Bestimmen, ob entweder der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor innerhalb des Übergangsfensters arbeiten, kann unter Verwendung von Nachschlagetabelle und Betriebsparameter bewerkstelligt werden, die die Bedienerdrehmomentanforderung, Motordrehmomentbefehle, Motordrehzahlen, oder andere in Beziehung stehenden Betriebsparameter umfassen.
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Ein Geräuschreduktions-Steuerschema wird ausgeführt, wenn entweder der erste Elektromotor oder der zweite Elektromotor innerhalb des Übergangsfensters arbeiten (160). In einer Ausführungsform umfasst das Geräuschreduktions-Steuerschema einen Prozess, der das Entkoppeln des übergehenden Elektromotors von dem Getriebe während des Übergangsfensters umfasst, indem eine oder mehrere Kupplungen deaktiviert wird/werden, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe bewirkt/bewirken. Dieser Betrieb ist unter Bezugnahme 2 grafisch dargestellt. In einer Ausführungsform sorgt das Entkoppeln des übergehenden Elektromotors von dem Getriebe während des Übergangsfensters dafür, dass übersetzte Wechselwirkungen in dem Getriebe ohne eine mechanische Verbindung zwischen dem übergehenden Elektromotor und dem Getriebegehäuse umgekehrt werden, wodurch die Übertragung von Geräusch durch das Getriebegehäuse, das zu dem Spielübergang gehört, verringert wird. Die deaktiviert Kupplungen werden reaktiviert, nachdem das Spiel ausgeglichen worden ist.
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Alternativ umfasst das Geräuschreduktions-Steuerschema den Aufbau einer Drehmomentreserve von der Kraftmaschine und das Liefern einer Drehmomentfreigabe, um alle Kämmungswechselwirkungen während des Übergangsfensters auf einmal schnell umzukehren. Die Drehmomentreserve wird erzeugt, indem bei Eintritt in das Übergangsfenster eine Drosselklappenöffnung in die Kraftmaschine vergrößert und die Zündzeit nach spät verstellt wird. Die Kraftmaschine erhöht die Drehmomenterzeugung, um das Spiel in dem Getriebe auszugleichen, indem die nach spät verstellte Zündzeit am Ende des Übergangsfensters nach früh verstellt wird, nachdem der zweite Elektromotor zwischen dem Betrieb in dem elektrische Leistung erzeugenden Modus und dem Betrieb in dem Drehmoment erzeugenden Modus übergegangen ist. Dieser Betrieb bewirkt einen sofortigen Spielausgleich in der umgekehrten Richtung des zweiten Motors. Die Kupplungen bleiben bevorzugt eingerückt. Ein derartiger Betrieb kann einen einzigen hörbaren Klick umfassen, wenn das gesamte Spiel auf einmal ausgeglichen wird, was als weniger störend als ein längeres Klapper- oder Knurrgeräusch erachtet werden kann.
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Alternativ umfasst das Geräuschreduktions-Steuerschema das Verringern des Betrages an Drehmoment, der durch die Kraftmaschine erzeugt wird, und das Erhöhen des Drehmoments des zweiten Motors, um eine sofortige Drehmomenterzeugung vorzusehen und somit die Reduktion des Drehmoments von der Kraftmaschine zu kompensieren. Die sofortige Erhöhung des Drehmoments von dem zweiten Motor kehrt die Zahnradrichtung um, um das Spiel von jeder der Zahnradwechselwirkungen während des Übergangsfensters auszugleichen. Die Kupplungen bleiben bevorzugt eingerückt. Ein derartiger Betrieb kann einen einzigen hörbaren Klick umfassen, wenn das gesamte Spiel auf einmal ausgeglichen wird, was als weniger störend als ein längeres Klapper- oder Knurrgeräusch erachtet werden kann.
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Es kann/können ein einziges oder alle Geräuschvermeidungs-Steuerschemata an einem einzigen Fahrzeug angewandt werden. Es wird ersichtlich sein, das jede Verringerung des Ausgangsdrehmoments durch die Kraftmaschine oder den ersten Motor während des Übergangs durch den anderen, d. h. die Kraftmaschine oder den ersten Motor, ergänzt werden kann.
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Der Betrieb des betreffenden Elektromotors wird überwacht, und das Geräuschreduktions-Steuerschema wird nachfolgend unterbrochen, wenn der betreffende Elektromotor das Übergangsfenster verlässt (170). Das Antriebsstrangsystem nimmt danach den normalen Betrieb wieder auf, um Drehmoment zwischen dem ersten und zweiten Elektromotor, der Kraftmaschine und dem Getriebe in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung zu übertragen (180).
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Wie es festzustellen ist, arbeiten das Geräuschreduktions-Steuerschema während eines Übergangs von einem der Elektromotoren zwischen einem elektrische Leistung erzeugenden Modus und einem Drehmoment erzeugenden Modus. Es ist ferner festzustellen, dass, obwohl der zweite Motor ausführlich besprochen wurde, die Verfahren hierin gleichermaßen auf den ersten Motor angewandt werden können.
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2 zeigt grafisch koinzidente Beträge von Kraftmaschinen-Drehmoment 80, Drehmoment des ersten Motors 82 und Drehmoment des zweiten Motors 84 und einen entsprechenden Kupplungsaktivierungsbefehl 86 in Relation zu der verstrichenen Zeit 88. Das Kraftmaschinen-Drehmoment 80, das Drehmoment des ersten Motors 82, das Drehmoment des zweiten Motors 84 und der entsprechende Kupplungsaktivierungsbefehl 86 sind dem Betrieb eines Antriebsstrangsystems, z. B. des Hybridantriebsstrangsystems 10, zugeordnet, der ein Getriebe 14, die Kraftmaschine 12, den ersten Motor 62 und den zweiten Motor 64 umfasst, wie es unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Der Kupplungsaktivierungsbefehl 86 ist Kupplung 54 zugeordnet, die ein Drehmomentübertragungsmechanismus vom feststehenden Typ ist. Die Beträge des Kraftmaschinen-Drehmoments 80, des Drehmoments des ersten Motors 82 und des Drehmoments des zweiten Motors 84 sind in Reaktion auf eine Bedienerdrehmomentanforderung nach Zugleistung.
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Anfänglich erzeugt das Antriebsstrangsystem ein Null-Drehmoment. In Reaktion auf eine Bedienerdrehmomentanforderung nehmen das Kraftmaschinen-Drehmoment 80 und das Drehmoment des ersten Motors 82 zu. Ein Teil des erzeugten Drehmoments wird durch das Drehmoment des zweiten Motors 84 verbraucht, was durch den Betrieb in dem elektrische Leistung erzeugenden Modus angegeben ist.
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Das Drehmoment des zweiten Motors 84 beginnt anschließend zuzunehmen und nähert sich einem Übergangspunkt 72 und Übergangsfenster 70, die dem Übergang zwischen einem Betrieb in dem elektrische Leistung erzeugenden Modus und einem Betrieb in dem Drehmoment erzeugenden Modus zugeordnet sind. Es ist festzustellen, dass der Übergangspunkt 72 und das Übergangsfenster 70 mit Modusübergängen in beiden Richtungen auftreten. Spiel tritt in spezifischen der Zahnräder des Getriebes 14 auf, wenn der Motor zwischen dem Erzeugen elektrischer Leistung und dem Erzeugen von Traktionsdrehmoment übergeht, mit einem damit einhergehenden Risiko, dass störendes Geräusch erzeugt wird. Das Übergangsfenster 70 ist Spiel zugeordnet, das in Verbindung mit einem Entlasten von Drehmoment in den Zahnrädern in einer ersten Drehrichtung und einem Aufbringen von Drehmoment in den Zahnrädern in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung ausgeglichen werden muss.
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Der Übergangspunkt 72 kann bestimmt werden, indem eine geschätzte Rate einer Drehmomentreduktion berechnet wird, um den Übergangspunkt 72 zu erreichen, oder indem vorbestimmte Nachschlagetabellen verwendet werden. Das Übergangsfenster 70 kann als ein Zeitraum oder ein Drehmomentbereich vor und nach dem Übergangspunkt 72 bestimmt werden. Das Übergangsfenster 70 kann als ein Drehmomentbereich, der den Übergangspunkt 72 umgibt, ein Drehzahlbereich um die Drehzahl des betreffenden Motors herum an dem Drehmomentübergangspunkt 72, ein geschätzter Zeitraum, um die Geräuschreduktion zu bewerkstelligen, oder ein anderer geeigneter Kraftmaschinen-Betriebsparameter bestimmt werden.
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Das Kraftmaschinen-Drehmoment 80 nimmt von Null durch das Übergangsfenster 70 zu und erreicht einen Spitzendrehmomentwert 94 nach dem Übergangsfenster 70. Das Drehmoment des ersten Motors 82 nimmt von Null auf ein Spitzenausgangsdrehmoment an annähernd dem Ende des Übergangsfensters 70 zu und nimmt dann auf einen Punkt nahe bei Null ab, bevor das Drehmoment wieder erhöht wird.
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Der Übergangspunkt 72 und das entsprechende Übergangsfenster 70 sind für den zweiten Drehmomentmotor gezeigt, wenn er von dem Erzeugen elektrischer Leistung zu dem Erzeugen von Traktionsdrehmoment übergeht. Vor dem Beginn des Übergangsfensters 70 ist der Zustand des Kupplungsaktivierungsbefehls 86 1, was angibt, dass die zugehörige Kupplung 54 aktiviert ist. Während des Übergangsfensters 72 schaltet der Kupplungsaktivierungsbefehl 86 auf 0, was angibt, dass die zugehörige Kupplung 54 deaktiviert ist, was zulässt, dass das Spiel in den Zahnrädern des Getriebes 14 ausgeglichen werden kann, wenn der zweite Motor von dem Erzeugen elektrischer Leistung zu dem Erzeugen von Traktionsdrehmoment übergeht. Anschließend fährt der Betrieb damit fort, dass der zweite Motor Traktionsdrehmoment erzeugt.
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Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können Dritten beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen. Daher ist beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform/besonderen Ausführungsformen, die als die beste Art und Weise, die zum Ausführen dieser Offenbarung in Betracht gezogen wird/werden, offenbart ist/sind, begrenzt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
