DE102013104319A1

DE102013104319A1 - Fahrzeug und Verfahren zum Steuern von Antriebsstrangkomponenten eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013104319A1
Application number: DE102013104319A
Authority: DE
Inventors: Dan Colvin; Hong Jiang; Marvin Paul Kraska; Michael John Encelewski; Felix Nedorezov; Bernard D. Nefcy
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2013-11-07
Also published as: CN103386962B; US20130296114A1; US8808138B2; CN103386962A

Abstract

Ein Fahrzeug weist einen Motor, einen Traktionsmotor und einen Drehmomentwandler, der von dem Traktionsmotor angetrieben wird, auf. Eine Kupplungsanordnung koppelt mechanisch eine Ausgabe des Drehmomentwandlers an das Übersetzungsgetriebe. Eine Steuerung ist in dem Fahrzeug bereitgestellt, die zum Befehlen einer Erhöhung des Schlupfes oder zum Verringern des Kupplungsdrucks in der Kupplungsanordnung als Reaktion auf eine Erhöhung der Drehzahl des Traktionsmotors konfiguriert ist. Das Befehlen einer Erhöhung des Schlupfes ermöglicht einem Produkt des Drehmomentverhältnisses des Drehmomentwandlers und einem Eingabedrehmoment des Drehmomentwandlers, während der Erhöhung der Drehzahl des Traktionsmotors im Wesentlichen konstant zu bleiben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft die Steuerung eines Antriebsstranges in einem hybriden Elektrofahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybride Elektrofahrzeuge (HEV) weisen einen Verbrennungsmotor und einen Traktionsmotor zum Bereitstellen von Leistung zum Vorantreiben des Fahrzeugs bereit. Ein Verfahren zum Steigern der Kraftstoffökonomie in dem HEV ist das Abschalten des Motors aufgrund der geringen Leistungsanforderung, wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt, im Leerlauf befindet oder kriecht. Wenn jedoch die Fahrerleistungsaufforderung hoch genug ist, dass der Traktionsmotor nicht ausreichend Leistung zum Nachgehen der Aufforderung bereitstellen kann oder wenn der Traktionsbatterieladezustand (SOC) sich unter einem bestimmten Schwellenwert befindet, muss der Motor aktiviert werden oder aktiviert bleiben, um die Leistungsmängel des Traktionsmotors und/oder der Batterie zu ergänzen. Eine weitere Verringerung des SOC kann zum Beispiel den Bedarf nach einer Erhöhung der Motorleistungsausgabe erfordern, auch wenn der Motor bereits aktiv ist.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Fahrzeug einen Drehmomentwandler, eine Elektromaschine, die zum Antreiben des Drehmomentwandlers konfiguriert ist, und ein Übersetzungsgetriebe auf. Eine Kupplungsanordnung wird bereitgestellt, die zum mechanischen Koppeln einer Ausgabe eines Drehmomentwandlers an dem Übersetzungsgetriebe konfiguriert ist. Mindestens eine Steuerung wird zum Befehlen einer Erhöhung des Schlupfes der Kupplungsanordnung als Reaktion auf eine Erhöhung der Drehzahl der Elektromaschine konfiguriert. Ein Produkt eines Drehmomentverhältnisses des Drehmomentwandlers und eines Eingabedrehmoments an den Drehmomentwandler bleibt während der Erhöhung der Drehzahl der Elektromaschine im Allgemeinen konstant.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen: 1 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs;
2 ein schematisches Diagramm eines Getriebes in Kombination mit anderen Elementen, die in 1 dargestellt sind;
3 ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zum Steuern einer Kupplung während des Motordurchstarts darstellt; und
4 ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zum Steuern einer Kupplung während der Motordrehmomenterhöhung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Man wird jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen nur reine Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten aufzuzeigen. Daher sind spezifische hierin offenbarte strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, um einem Fachmann verschiedene Anwendungen der vorliegenden Erfindung zu lehren. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die in Bezug auf jede beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen der dargestellten Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Änderungen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
In Bezug auf 1 ist ein schematisches Diagramm von Fahrzeug 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das Fahrzeug 10 ist ein HEV (hybrides Elektrofahrzeug). Der Antriebsstrang oder das Antriebssystem des Fahrzeugs 10 weist einen Motor 12, eine Elektromaschine oder Motor/Generator (M/G) 14 und ein Getriebe 16 auf, das zwischen dem M/G 14 und den Rädern 18 angeordnet ist. Ein Drehmomentwandler 19 wird zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 bereitgestellt. Der Drehmomentwandler 19 transferiert die Rotationsleistung von dem M/G 14 zu dem Getriebe 16. Man wird verstehen, dass anstelle des Drehmomentwandlers 19 eine oder mehrere Kupplungen bereitgestellt werden kann/können, die das Drehmoment selektiv von dem M/G 14 zum Getriebe 16 übertragen kann/können. Es sind auch andere Konfigurationen möglich.
Der M/G 14 kann als ein Generator durch Empfangen des Drehmoments vom Motor 12 und Abgeben einer Wechselstromspannung zum Umrichter 20 betrieben werden, wobei der Umrichter die Spannung in eine Gleichstromspannung zum Aufladen einer Traktionsbatterie oder Batterie 22 umwandelt. Der M/G 14 kann als ein Generator betrieben werden, indem ein regeneratives Bremsen zum Umwandeln der Bremsenergie des Fahrzeugs 10 in elektrische Energie benutzt wird, die in der Batterie 22 gespeichert wird. Alternativ kann der M/G 14 als Motor betrieben werden. Der M/G 14 erhält Strom aus dem Umrichter 20 und der Batterie 22 und stellt durch den Drehmomentwandler 19 (oder Kupplung), durch das Getriebe 16 und schließlich an die Räder 18 das Drehmoment bereit. Ein Ausgleichsgetriebe 24 kann zum Verteilen des Drehmoments aus der Ausgabe des Getriebes 16 an die Räder 18 bereitgestellt werden.
Eine erste Kupplung, oder Ausrückkupplung 26, ist zwischen dem Motor 12 und dem M/G 14 angeordnet. Die Ausrückkupplung 26 kann vollständig offen, teilweise eingekuppelt oder vollständig eingekuppelt (gesperrt) sein. Zum Starten des Motors 12 dreht der M/G 14 den Motor 12, wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist. Sobald der Motor 12 von dem M/G 14 mit einer bestimmten Drehzahl (z. B. ~ 100 bis 200 U/min) gedreht wird, können ein Kraftstoffeintritt und eine Zündung beginnen. Auf diese Weise kann der Motor 12 „gestartet“ werden und ein Drehmoment zurück an den M/G 14 bereitstellen, wodurch der M/G 14 die Batterie 22 laden und/oder die Räder 18 zum Antreiben des Fahrzeugs 10 versorgen kann. Alternativ kann ein separater Motorstartertraktionsmotor (nicht dargestellt) bereitgestellt werden.
Das Fahrzeug 10 weist auch ein Steuerungssystem auf, das in der Ausführungsform aus 1 als drei separate Steuerungen dargestellt ist: Motorsteuermodul (ECM) 28, Getriebesteuermodul (TCM) 30 und Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) 32. Das ECM 28 ist direkt mit dem Motor 12 verbunden und das TCM 30 kann mit dem M/G 14 und dem Getriebe 16 verbunden sein. Die drei Steuerungen 28, 30, 32 sind miteinander über ein Steuerungsbereichsnetzwerk oder CAN (Controller Area Network) 34 verbunden. Die VSC 32 befiehlt dem ECM 28, den Motor 12 zu steuern und dem TCM 30, den M/G 14 und das Getriebe 16 zu steuern. Obgleich das Steuerungssystem des Fahrzeugs 10 drei separate Steuerungen aufweist, kann ein solches Steuerungssystem mehr oder weniger als drei Steuerungen aufweisen, je nach Wunsch. Zum Beispiel kann ein separates Motorsteuermodul direkt mit dem M/G 14 und mit den anderen Steuerungen in dem CAN 34 verbunden sein.
In Bezug auf 2 wird das Getriebe 16 im Detail gezeigt. Man wird verstehen, dass 2 rein beispielhaft eine Konfiguration eines Getriebes 16 darstellt. In einem Fahrzeug 10, das die beispielhafte Konfiguration von 2 benutzt, ist ein Drehmomentwandler in dem Fahrzeug nicht unbedingt notwendig, aufgrund der mehreren Kupplungen und Planetengetriebe in dem Getriebe. Man wird daher verstehen, dass ein vereinfachtes Getriebe 16 in Kombination mit einem Drehmomentwandler benutzt werden kann, in dem weniger Kupplungen und Planetengetriebe in dem Getriebe 16 benötigt werden. Verschiedene andere Ausführungsformen werden mit verschiedenen Konfigurationen von Kupplungen und/oder Planetengetrieben berücksichtigt, mit oder ohne Verwendung eines Drehmomentwandlers, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Das Getriebe 16 aus 2 weist eine Eingangswelle 40 auf, die das Drehmoment von Motor 12 und M/G 14 entweder separat oder kombiniert erhält. Die Eingangswelle 40 ist betriebswirksam mit einer zweiten Kupplung 42 und einer dritten Kupplung 44 verbunden. Ein Abschnitt der jeweils zweiten Kupplung 42 und dritten Kupplung 44 ist mit einem ersten Planetengetriebe (PG) 46 verbunden, das mit einem zweiten Planetengetriebe (PG) 48 verbunden ist. Eine Rückwärtsgangkupplung oder vierte Kupplung 49 und eine Low-and-Reverse-Bremse oder fünfte Kupplung 50 können ebenfalls mit dem PG 48 verbunden sein. Das zweite PG 48 treibt einen Riemen oder eine Kette 52 zum Übertragen von Leistung zu einem dritten Planetengetriebe (PG) 54 an. Jedes der Planetengetriebe 46, 48, 54 kann ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Planetenträger zum Bereitstellen verschiedener Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe 16 aufweisen. Das dritte PG 52 stellt ein abschließendes Übersetzungsverhältnis zum Übertragen des Drehmoments von dem Getriebe 16 zu einem Ausgleichsgetriebe 24 bereit.
Eine Pumpe 56 stellt für jede der Kupplungen Druck bereit, um jede einzelne Kupplung ein- bzw. auszukuppeln, wie von dem TCM 30 angewiesen. Man wird verstehen, dass eine oder mehrere der Kupplungen 42, 44, 49, 50 zum Einkuppeln (sperren), teilweise Einkuppeln oder vollständigen Auskuppeln gesteuert werden können, ähnlich wie beim Betreiben der Ausrückkupplung 26. Zum Beispiel kann, wenn die zweite Kupplung 42 und/oder die dritte Kupplung 44 ausgekuppelt werden, das Getriebe 16 von dem M/G 14 isoliert werden, sodass kein Drehmoment durch das Getriebe 16 und an die Räder 18 übertragen wird. Man wird auch verstehen, dass, während die Kupplungen 42, 44 als Teil des Getriebes 16 dargestellt sind, eine oder mehrere Kupplungen separat zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 16 benutzt werden können, anstatt integriert in dem Getriebe 16 zu sein.
In Bezug auf 1 bis 2 kann, wenn die Leistungsanforderungen unterhalb eines Schwellenwertes liegen, der Motor 12 abgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Während der Motor 12 abgeschaltet ist, kann der M/G 14 als ein Traktionsmotor durch Empfangen von gespeicherter Energie aus der Batterie 22 und zum Vorantreiben des Fahrzeugs 10 betrieben werden. Der M/G 14 und die Batterie 22 erfüllen sämtliche Energieanforderungen vom Fahrzeug 10, bis der Motor 12 gestartet werden muss und die Leistung von M/G 14 zum Erfüllen der Leistungsanforderungen ergänzen muss, wie zuvor beschrieben.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen sind die Leistungsanforderungen des Fahrzeugs relativ gering und daher sind die Leistungsanforderungen von dem Motor 12 gering und ggf. nicht notwendig, um die Leistungsanforderungen des Fahrzeugs zu erfüllen. Eine solche Betriebsbedingung liegt vor, wenn das Fahrzeug 10 gestoppt wird, weil der Benutzer das Bremspedal herunterdrückt. Eine andere solche Betriebsbedingung liegt vor, wenn das Fahrzeug 10 sich im Leerlauf befindet, d. h., das Fahrzeug 10 ist im Ruhezustand und das Gaspedal nicht heruntergedrückt. Im Leerlauf können, zum Beispiel, wenn das Zubehör in dem Fahrzeug (z. B. Klimaanlage, Radio, Lichter, usw.) eine Leistung unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes anfordern, während das Fahrzeug 10 sich im Leerlauf befindet, die Leistungsanforderungen nicht hoch sein, sodass der Motor 12 abgeschaltet werden kann (wenn er bereits an ist) oder weiter abgeschaltet bleibt (wenn er bereits aus ist). Die Batterie 22 und Zubehörbatterie (nicht dargestellt) erfüllen somit die Leistungsanforderungen des Fahrzeugs im Leerlauf. Eine andere solche Betriebsbedingung liegt vor, wenn das Fahrzeug 10 „kriecht“. Beim Kriechen kann der M/G 14 eine geringe Drehmomentmenge an die Räder ausgeben, sodass, wenn ein Benutzer das Bremspedal freigibt, das Fahrzeug 10 sich etwas vorwärts bewegt oder sich stationär auf einer Neigung hält.
Gestoppt, im Leerlauf und kriechend sind drei Beispiele einer Betriebsbedingung des Fahrzeugs 10, bei der der Motor 12 nicht zum Versorgen der Räder 18 benötigt wird und daher abgeschaltet werden kann. Der Motor 12 wird benötigt, wenn der Benutzer des Fahrzeugs 10 das Gaspedal herunterdrückt und der M/G 14 alleine das gewünschte Drehmoment nicht liefern kann. Unter gewissen Umständen wird der Motor 12 jedoch benötigt, um die Leistungsanforderungen des Fahrzeugs 10 zu ergänzen, selbst wenn das Fahrzeug 10 gestoppt, im Leerlauf ist oder kriecht. Wenn zum Beispiel der SOC der Batterie 22 unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, muss der Motor 12 die Leistungsanforderungen des Fahrzeugs 10 erfüllen. Die VSC 32 sendet eine Anforderung zum Aktivieren oder „Durchstarten“ des Motors 12. Zum Durchstarten des Motors 12 wird der M/G 14 betrieben, um sowohl die gewünschte Drehmomentmenge des Getriebes 16 bereitzustellen als auch die Stange vom Motor 12 zu drehen. Während des Motordurchstarts ist die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt, sodass das Drehmoment des M/G 14 benutzt werden kann, um den Motor 12 auf die Drehzahl der des M/G 14 zu bringen. Sobald der Motor 12 eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, startet die Zündung und der Motor 12 arbeitet, um das Drehmoment bereitzustellen. Die zusätzliche Energie aus dem Motor 12 kann dann zum Aufladen der Batterie 22 benutzt werden.
Wenn der Motor 12 bereits läuft, während das Fahrzeug 10 gestoppt ist, im Leerlauf ist oder kriecht, kann ein geringer SOC in der Batterie 22 eine Erhöhung der Drehzahl und/oder des Drehmoments von dem Motor 12 erfordern. Die Erhöhung der Drehzahl und/oder des Drehmoments von Motor 12 bei mindestens teilweise eingekuppelter Ausrückkupplung 26 erhöht die Umdrehungsdrehzahl des M/G 14, sodass die Batterie 22 mit einer höheren Rate aufgeladen wird. Während unten eine weitere Beschreibung bereitgestellt wird, wird man verstehen, dass die Bezugnahme auf eine Erhöhung der Drehzahl des M/G 14 sich auf Situationen beziehen kann, bei denen der Motor 12 eine plötzliche Erhöhung der Drehzahl und/oder des Drehmoments als Resultat des entweder Durchstarts oder, wenn bereits durchgestartet, als Resultat des Befehls einer plötzlichen Drehmomenterhöhung von der VSC 32 bereitstellt, um die Batterie 22 effizienter aufzuladen.
Wenn der Motor 12 von dem M/G 14 durchgestartet wird, wird eine plötzliche und scharfe Erhöhung des Drehmoments von dem Motor 12 unmittelbar auf die Zündung folgend ausgegeben. Auf die gleiche Weise kann eine plötzliche Drehmomenterhöhung in dem Motor 12 auch ausgegeben werden, wenn dem Motor 12 angewiesen wird, seinen Drehmoment von der VSC 32 nach Durchstart zu erhöhen. Diese scharfe Drehmomenterhöhung wird in eine erhöhte Drehzahl des M/G 14 übersetzt, wenn die Ausrückkupplung 26 gesperrt oder mindestens teilweise eingekuppelt wird. Die Erhöhung der Drehzahl in dem M/G 14 kann zu einer Erhöhung des Drehmoments in der Eingabe des Drehmomentwandlers 19 führen. Das unmittelbare Ungleichgewicht zwischen Drehmoment für die Eingabe in den Drehmomentwandler 19 gegenüber der Ausgabe des Drehmomentwandlers 19 wird antriebswirksam in mehr Drehmoment übersetzt, das zum Getriebe gesendet wird. Bei einem normalen Getriebebetrieb sind die Insassen vom Fahrzeug 10 demnach in der Lage, diese zusätzliche plötzliche Drehmomenterhöhung der Räder 18 nach dem Senden davon an den Motor durch den M/G 14, den Drehmomentwandler 19 und das Getriebe 16 zu spüren.
Zum Bekämpfen dieser möglicherweise ungewünschten Drehmomenterhöhung, während der Motor 12 das Drehmoment erhöht, befiehlt die VSC 32 (und/oder das TCM 30) mindestens einer der zweiten und dritten Kupplungen 42, 44, während der Erhöhung der Drehzahl des M/G 14 zu schleifen. Der Schlupf der Kupplungen 42, 44 stellt ein im Allgemeinen konstantes Drehzahlverhältnis für den Drehmomentwandler 19 bereit, da das Getriebe weniger Drehmoment aus dem Drehmomentwandler 19 standhält. Während die Drehzahl von M/G 14 zunimmt, möglicherweise aufgrund der Erhöhung des Drehmoments aus dem Motor 12, stellt der Schlupf einer Kupplung in dem Getriebe 16 sicher, dass ein Produkt des Drehmomentverhältnisses des Drehmomentwandlers 19 und eines Eingabedrehmoments an den Drehmomentwandler 19 im Allgemeinen konstant bleibt. Dies gestattet auch, dass die Batterie 22 effizienter aufgeladen wird, ohne dass eine plötzliche Drehmomenterhöhung an den Rädern 18 verspürt wird, da eine Erhöhung des Drehmoments stromaufwärts von dem Getriebe 16 verfügbar ist und von dem M/G 14 zum Aufladen der Batterie 22 umgewandelt wird. Man wird erneut verstehen, dass, obgleich Bezug genommen wird auf den Schlupf von Kupplungen 42, 44, ein Schlupf von anderen Kupplungen in dem Getriebe 16 in Betracht gezogen und genutzt werden kann. Des Weiteren kann der Schlupf der Kupplungen 42, 44 sich auf den Schlupf jeder beliebigen Kupplung beziehen, die außerhalb des Getriebes 16 und stromabwärts von M/G 14 angeordnet ist, und es kann sich um eine Kupplung handeln, die in dem Drehmomentwandler 19 integriert ist. Ferner kann eine einfache Kupplung anstelle des Drehmomentwandlers 19 bereitgestellt werden, wodurch die VSC 32 der einfachen Kupplung befehlen kann, als Reaktion auf die Drehzahl von M/G 14 zu schleifen.
In jeder der oben erwähnten Ausführungsformen wird der Schlupf der Kupplungen 42, 44 von der VSC 32 als Reaktion auf die Drehzahl von M/G 14 gesteuert. Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform die Drehzahl des M/G 14 durch die VSC 32 bestimmt und der Druck der Kupplungen 42, 44 wird angewiesen, abzunehmen, während die Drehzahl des M/G 14 erhöht wird. Der Schlupf einer der Kupplungen 42, 44 ermöglicht, dass das Verhältnis zwischen der Eingabedrehzahl und der Ausgabedrehzahl auf den jeweiligen Seiten des Drehmomentwandlers 19 im Allgemeinen konstant bleibt. Der Drehmomentwandler 19 überträgt und vervielfacht das Drehmoment der Ausgabe des M/G 14 und in der Eingabe des Getriebes 16. Daher verringert der Schlupf der Kupplungen 42, 44 die Widerstandskräfte, die auf die Ausgabe des Drehmomentwandlers 19 von dem Getriebe 16 beaufschlagt werden. Dies ermöglicht ein im Allgemeinen konstantes Drehzahlverhältnis zwischen Eingabe und Ausgabe des Drehmomentwandlers 19. Das im Allgemeinen konstante Drehzahlverhältnis verhindert, dass die Drehmomenterhöhungen aus dem Motor 12 in Erhöhungen des Drehmoments durch das Getriebe 16 und die Räder 18 übersetzt werden.
Die Bezugnahme auf ein im Allgemeinen konstantes Drehzahlverhältnis in dem Drehmomentwandler 19 kann sich auch auf ein Produkt des Drehmomentverhältnisses des Drehmomentwandlers 19 und eines Eingabedrehmoment des Drehmomentwandlers beziehen, das im Allgemeinen konstant bleibt. Unter gewissen Bedingungen ist dieses Produkt von Drehmomentverhältnis und Eingabedrehmoment im Allgemeinen konstant. Zum Beispiel kann, während das Fahrzeug konstant über eine ebene flache Oberfläche kriecht, das Produkt im Allgemeinen konstant sein oder zumindest innerhalb eines relativ geringen vorbestimmten Wertes oder Grenzwertes liegen. Unter anderen Bedingungen kann das Produkt des Drehmomentverhältnisses und Eingabedrehmoments jedoch innerhalb eines größeren festgelegten Wertes oder Grenzwertes zu- oder abnehmen. Zum Beispiel kann, wenn das Fahrzeug von einem Leerlauf zu einem Kriechen übergeht, das gewünschte Drehmoment für die Räder entsprechend zu- bzw. abnehmen. Man wird jedoch verstehen, dass, basierend auf den Fahrzeugbedingungen, der Ausdruck „im Allgemeinen konstant“ auch Umstände einbezieht, bei denen das Produkt von Drehmomentverhältnis und Eingabedrehmoment zum Drehmomentwandler 19 nicht konstant per se ist, sondern sich innerhalb eines vorbestimmten Grenzwertes befindet, damit das gewünschte Drehmoment zum Beispiel an die Räder 18 übertragen werden kann.
In Bezug auf 3 ist ein Algorithmus zum Steuern einer Kupplung während des Motordurchstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Bezug wird auch genommen auf die Strukturkomponenten aus 1 bis 2, während eine Beschreibung des Algorithmus bereitgestellt wird. Der Algorithmus wird zum Beispiel von der VSC 32 verwendet. Bei Vorgang 100 bestimmt die VSC 32, ob der Motor 12 aus ist. Wenn bestimmt wird, dass der Motor 12 aus ist, wird bei Vorgang 102 eine Entscheidung getroffen, ob das Fahrzeug 10 im Leerlauf ist (z. B. befindet sich das Fahrzeug 10 im Ruhezustand und es liegen keine Gaspedalbefehle vor). Wenn das Fahrzeug 10 nicht im Leerlauf ist, wird bei Vorgang 104 eine Entscheidung getroffen, ob das Fahrzeug 10 kriecht (z. B. wenn eine kleine Drehmomentmenge an die Räder 18 bereitgestellt wird). In einer Ausführungsform kann eine weitere Bestimmung gemacht werden, ob das Fahrzeug gestoppt ist, während das Bremspedal heruntergedrückt wird.
Wenn das Fahrzeug gestoppt ist, im Leerlauf ist oder kriecht, bestimmt die VSC 32, ob eine Motorstartanforderung bei Vorgang 106 ausgeführt werden muss. Eine Motorstartanforderung wird basierend auf der Drehmomenterhöhung in dem Motor erstellt, der zum Ergänzen der hohen Leistungsanforderungen oder zum Aufladen der Batterie 22 benötigt wird, wie zuvor beschrieben. Wenn eine Motorstartanforderung bestimmt wurde, weist die VSC 32 den Motor an, bei Vorgang 108 durchzustarten. Sobald der Motor durchstartet, kann eine anfängliche plötzliche Drehmomenterhöhung von dem Motor 12 bewirken, dass die Drehzahl des M/G 14 zunimmt. Bei Vorgang 110 reagiert die VSC 32 auf jede Traktionsmotordrehzahlerhöhung durch Anweisen mindestens einer der Kupplungen 42, 44, zu schleifen. Der mindestens teilweise Schlupf in den Kupplungen 42, 44 isoliert den Drehmomentwandler 19 von dem Getriebe 16, sodass die Drehmomentstörungen während des Motordurchstarts minimiert oder beseitigt werden.
In Bezug auf 4 ist ein Algorithmus zum Steuern einer Kupplung während der Erhöhungen des Motordrehmoments bei laufendem Motor dargestellt. Auch hier wird Bezug auf die Strukturkomponenten aus 1 bis 2 genommen. Bei Vorgang 200 bestimmt die VSC 32, ob der Motor an ist. Wenn der Motor an ist, bestimmt die VSC 32, ob das Fahrzeug 10 bei Vorgang 202 im Leerlauf ist. Wenn das Fahrzeug nicht im Leerlauf ist, wird eine Bestimmung getroffen, ob das Fahrzeug bei Vorgang 204 kriecht. Wenn das Fahrzeug im Leerlauf ist, wird das Verfahren bei Vorgang 206 fortgesetzt. Bei Vorgang 206 bestimmt die VSC 32, ob der SOC der Batterie 22 unter einem Schwellenwert liegt oder nicht, und deshalb zusätzlich aufgeladen werden muss sowie einer höheren Rate als die derzeitigen Betriebsbedingungen zuließen. Der Schwellenwert kann zum Beispiel 20 % der vollen Kapazität sein. Bei Vorgang 208 weist die VSC 32 den Motor 12 an, seine Leistungsausgabe zum Aufladen bei höherer Rate zu erhöhen. Dies führt zu einer zusätzlichen Drehzahl des M/G 14, sodass die Batterie 22 weiter mit einer höheren Rate aufgeladen werden kann. Bei Vorgang 210 reagiert die VSC 32 auf jede Drehzahlerhöhung im M/G 14 durch Anweisen mindestens einer der Kupplungen 42, 44, zu schleifen. Der mindestens teilweise Schlupf isoliert jedes zusätzliche Drehmoment in der Ausgabe des Drehmomentwandlers 19 vom Übersetzen in ein zusätzliches Drehmoment an die Räder 18 durch das Getriebe 16.
Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen, die hier offenbart sind, können von einer Verarbeitungsvorrichtung, Steuerung oder einem Rechner bereitgestellt und/oder umgesetzt werden, die jede beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder dedizierte elektronische Steuerungseinheit aufweisen können. Auf die gleiche Weise können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einer Steuerung oder einem Rechner auf viele Arten ausführbar sind, einschließlich permanent gespeicherte Informationen in schreibgeschützten Medien wie ROM-Vorrichtungen und Informationen, die veränderlich auf nicht schreibgeschützten Speichermedien wie Floppylaufwerken, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert werden, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt umgesetzt werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen vollständig oder zum Teil unter Verwendung geeigneter Hardware-Komponenten ausgeführt werden, wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), feldprogrammierbare Gatearrays (FPGA), Statusmaschinen, Steuerungen oder andere Hardware-Komponenten oder Hardware-Vorrichtungen oder eine Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.
Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen, die von den Patentansprüchen eingefasst werden, beschreiben. Die in der Spezifikation verwendeten Worte sind beschreibende Worte und nicht einschränkende, und man wird verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Offenbarung zu verlassen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu formen, die nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben werden könnten, um die Vorteile oder die Vorzüge derselben über andere Ausführungsformen oder den Umsetzungen aus dem Stand der Technik in Bezug auf ein oder mehrere gewünschte Merkmale bereitzustellen, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine oder mehrere Eigenschaften oder Merkmale zusammengefasst werden können, um die gewünschten Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können Kosten, Stärke, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfacher Aufbau usw. einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. Daher verlassen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik in Bezug auf eines oder mehrere Merkmale beschrieben werden, den Umfang der Offenbarung nicht und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Drehmomentwandler; eine Elektromaschine, die zum Antreiben des Drehmomentwandlers konfiguriert ist; ein Übersetzungsgetriebe; eine Kupplungsanordnung, die zum mechanischen Koppeln einer Ausgabe des Drehmomentwandlers an dem Übersetzungsgetriebe konfiguriert ist; und mindestens eine Steuerung, die zum Befehlen einer Erhöhung des Schlupfes der Kupplungsanordnung als Reaktion auf eine Erhöhung der Drehzahl der Elektromaschine konfiguriert ist, sodass ein Produkt eines Drehmomentverhältnisses des Drehmomentwandlers und eines Eingabedrehmoments in den Drehmomentwandler während der Erhöhung der Drehzahl im Allgemeinen konstant bleibt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein Druck der Kupplungsanordnung als Reaktion auf den Befehl basierend auf einer Eingabedrehzahl und Ausgabedrehzahl des Drehmomentwandlers verändert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend einen Motor, der mit der Elektromaschine gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Steuerung ferner zum Befehlen einer Erhöhung der Drehzahl des Motors zum Erhöhen der Drehzahl der Elektromaschine konfiguriert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Traktionsbatterie, die elektrisch mit der Elektromaschine verbunden ist, wobei die mindestens eine Steuerung ferner zum Befehlen der Erhöhung der Drehzahl des Motors basierend auf einem Ladungszustand der Traktionsbatterie konfiguriert ist.