DE102013104433A1 - Method for operating powertrain in e.g. modular hybrid electric car, involves controlling motor to increase of engine speed in direction of predetermined engine idle rotation speed in response to reduction of engine speed - Google Patents
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Abstract
Description
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/643.508, eingereicht am 7. Mai 2012, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme darauf in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 643,508, filed on May 7, 2012, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerstrategie für ein Hybridelektrofahrzeug. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Strategie zum Aufladen der elektrischen Batterie durch Verwenden eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a control strategy for a hybrid electric vehicle. More particularly, the disclosure relates to a strategy for charging the electric battery by using an internal combustion engine.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Fahrzeuge verwenden herkömmlich Getriebe mit variabler Übersetzung, um Leistung zwischen einem Verbrennungsmotor und den Fahrzeugrädern zu übertragen. Bei einem Automatikgetriebe wählt die Steuerung das Übersetzungsverhältnis als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Fahreranforderung, die im Allgemeinen durch Herunterdrücken eines Gaspedals übermittelt wird. In einer modularen Hybridgetriebe-Architektur (Modular Hybrid Transmission = MHT) weist das Fahrzeug auch einen Traktionsmotor auf, der mit dem Eingang eines Getriebes verbunden ist. Der Traktionsmotor ist elektrisch mit einer Batterie verbunden. Der Traktionsmotor kann entweder in einem Motorisierungsmodus verwendet werden, bei dem Energie von der Batterie zum Ergänzen der Motorleistung verwendet wird, oder in einem Erzeugungsmodus, bei dem der Traktionsmotor mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, die in der Batterie gespeichert wird.Vehicles traditionally use variable ratio transmissions to transfer power between an internal combustion engine and the vehicle wheels. In an automatic transmission, the controller selects the gear ratio in response to the vehicle speed and a driver request, which is generally communicated by depressing an accelerator pedal. In a Modular Hybrid Transmission (MHT) modular architecture, the vehicle also includes a traction motor connected to the input of a transmission. The traction motor is electrically connected to a battery. The traction motor may be used in either a motorization mode that uses energy from the battery to supplement engine performance, or a generation mode where the traction motor converts mechanical energy into electrical energy that is stored in the battery.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNGSHORT DESCRIPTION OF THE REVELATION
Ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs beinhaltet das Einkuppeln einer Motorausrückkupplung, das Betreiben eines Traktionsmotors zum Aufladen einer Batterie durch Erzeugen eines Ladedrehmoments basierend auf einem Batterieladezustand und Steuern eines Motors zum Reagieren auf eine zunehmende Last durch Erhöhen des Motordrehmoments. Wenn die Motordrehzahl unter einen Schwellenwert fällt, kann das Verfahren das Verringern des Ladedrehmoments zum Verringern der Last auf den Motor beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Einkuppeln einer Anfahrkupplung umfassen, das Steuern des Motors zum Erzeugen eines Motordrehmoments basierend auf der Motordrehzahl und Batterieladezustand sowie das Steuern des Traktionsmotors zum Erzeugen eines Ladedrehmoments, sodass das Motor- und Traktionsmotordrehmoment kombiniert einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment genügen. Das Verfahren kann ferner das Steuern des Traktionsmotors zum Erzeugen eines Mindestladedrehmoments basierend auf der Motordrehzahl beinhalten.A method of operating a modular hybrid vehicle powertrain includes engaging an engine disconnect clutch, operating a traction motor to charge a battery by generating a boost torque based on a battery state of charge, and controlling an engine to respond to an increasing load by increasing engine torque. If the engine speed falls below a threshold, the method may include decreasing the boost torque to reduce the load on the engine. The method may further include engaging a launch clutch, controlling the engine to generate engine torque based on the engine speed and battery state of charge, and controlling the traction motor to generate a boost torque such that the engine and traction engine torque combined satisfy a driver requested torque. The method may further include controlling the traction motor to generate a minimum boost torque based on the engine speed.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Traktionsmotors beinhaltet das Anlegen eines negativen Drehmoments auf einen Motor, während elektrische Leistung erzeugt wird, sodass das Drehmoment unabhängig von der Rotordrehzahl ist, und danach Reagieren auf ein Abfallen der Rotordrehzahl unter einen Schwellenwert durch Erhöhen des Drehmoments zum Verringern der Motorlast. Das negative Drehmoment kann auf einem Ladezustand einer Batterie basieren.One method of operating a traction motor includes applying a negative torque to an engine while generating electrical power such that the torque is independent of rotor speed, and then responding to a decrease in rotor speed below a threshold by increasing torque to reduce engine load , The negative torque may be based on a state of charge of a battery.
Ein Fahrzeugantriebsstrang weist einen Motor, einen Traktionsmotor, der elektrisch mit einer Batterie verbunden ist, eine Motorausrückkupplung, die selektiv den Motor mit dem Traktionsmotor koppelt, und eine Steuerung auf. Die Steuerung ist zum Einkuppeln der Motorausrückkupplung, zum Betreiben des Traktionsmotors zum Erzeugen eines ersten Ladedrehmoments basierend auf einem Batterieladezustand und zum Reagieren auf jede resultierende Abnahme der Motordrehzahl durch Erhöhen des von dem Motor erzeugten Drehmoments programmiert. Die Steuerung kann ferner zum Reagieren auf eine Abnahme der Motordrehzahl unter einen Schwellenwert durch Einstellen des Ladedrehmoments zum Verringern der Motorlast programmiert sein. Der Antriebsstrang kann auch ein Übersetzungsgetriebe und eine Anfahrkupplung beinhalten, die den Elektromotor selektiv mit dem Eingang des Übersetzungsgetriebes koppelt. Die Steuerung kann ferner zum Einkuppeln einer Anfahrkupplung, zum Steuern des Motors zum Erzeugen eines Motordrehmoments basierend auf der Motordrehzahl und dem Batterieladezustand sowie zum Steuern des Traktionsmotors zum Erzeugen eines Ladedrehmoments programmiert sein, sodass die Summe des Motordrehmoments und des Ladedrehmoments einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment entsprechen.A vehicle powertrain includes an engine, a traction motor electrically connected to a battery, an engine disconnect clutch selectively coupling the engine to the traction motor, and a controller. The controller is programmed to engage the engine disconnect clutch, operate the traction motor to generate a first boost torque based on a battery state of charge, and respond to each resultant decrease in engine speed by increasing the torque generated by the engine. The controller may be further programmed to respond to a decrease in engine speed below a threshold by adjusting the boost torque to reduce engine load. The powertrain may also include a transmission gear and a starting clutch that selectively couples the electric motor to the input of the transmission gear. The controller may be further programmed to engage a launch clutch, control the engine to generate engine torque based on engine speed and battery state of charge, and control the traction motor to generate a boost torque such that the sum of the engine torque and the boost torque correspond to a driver requested torque ,
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Man wird jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen nur reine Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedenartige 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 einen 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.Embodiments of the present disclosure are described herein. It will be understood, however, that the disclosed embodiments are mere examples, and that other embodiments take various and alternative forms can. The figures are not necessarily to scale, some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. Therefore, specific structural and functional details disclosed herein are not to be construed as limiting, but only as a representative basis for teaching a person skilled in the art various applications of the present invention. As one of ordinary skill in the art will appreciate, various features illustrated and described with respect to any of the figures may be combined with features illustrated in one or more other figures to produce embodiments that are not expressly illustrated or described are. The combinations of the illustrated features provide representative embodiments for typical applications. However, various combinations and changes in features consistent with the teachings of this disclosure may be desirable for particular applications or implementations.
Ein MHT-Hybrid wird in mehreren unterschiedlichen Betriebsarten betrieben. Wenn das Fahrzeug steht, wird die Anfahrkupplung
Wenn das Fahrzeug sich bewegt, werden die Räder durch eine Kombination von Motorleistung und Leistung aus der Batterie angetrieben. Eine Steuerung bestimmt, wie viel kombiniertes Drehmoment basierend auf der Position des Gaspedals und der Motordrehzahl abzugeben ist. Die Steuerung wählt außerdem aus den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen aus und wie das angeforderte kombinierte Drehmoment auf Motordrehmoment und Traktionsmotordrehmoment aufgeteilt wird. Die Drehmomentkapazität und -effizienz von Verbrennungsmotoren und Traktionsmotoren unterscheiden sich wesentlich. Die Drehmomentkapazität eines Verbrennungsmotors nimmt mit der Motordrehzahl über den Großteil des Betriebsbereichs zu, während Traktionsmotoren dazu in der Lage sind, ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl und weniger Drehmoment bei hoher Drehzahl zu erzeugen. Verbrennungsmotoren sind am effizientesten, wenn sie bei relativ geringer Drehzahl und nahe ihrer maximalen Drehmomentkapazität betrieben werden. Traktionsmotoren sind effizienter bei geringem Drehmoment, jedoch bei sehr geringer Drehzahl und hohen Drehmomenten ineffizient.As the vehicle moves, the wheels are powered by a combination of engine power and battery power. A controller determines how much combined torque is to be delivered based on the position of the accelerator pedal and the engine speed. The controller also selects from the various gear ratios and how the requested combined torque is split between engine torque and traction engine torque. The torque capacity and efficiency of internal combustion engines and traction motors differ significantly. The torque capacity of an internal combustion engine increases with engine speed over most of the operating range, while traction motors are capable of producing high torque at low speed and less torque at high speed. Internal combustion engines are most efficient when operated at relatively low speed and near their maximum torque capacity. Traction motors are more efficient at low torque but inefficient at very low speed and high torque.
Bei einigen Fahrbedingungen kann der Traktionsmotor das Fahrzeug durch Verwenden von in der Batterie gespeicherter Energie antreiben. Während dieser Bedingungen ist der Motor aus und die Ausrückkupplung ist ausgekuppelt. Da kein Kraftstoff unter diesen Fahrbedingungen verbraucht wird, wird die Gesamtkraftstoffökonomie verbessert. Unter anderen Fahrbedingungen wird der Traktionsmotor verwendet, damit der Motor effizienter betrieben werden kann. Verbrennungsmotoren tendieren dazu, bei geringer Drehzahl effizienter zu sein. Dennoch können Verbrennungsmotoren eine eingeschränkte Fähigkeit zur Erzeugung von Leistung aufweisen, wenn sie bei geringer Drehzahl betrieben werden. Entsprechend ist es bei einem nicht hybriden Fahrzeug zuweilen notwendig, den Motor bei einer schnelleren Drehzahl zu betreiben, um die erforderliche Leistungsmenge an die Räder abzugeben. Bei dem modularen Hybrid ermöglicht die Ergänzung des Motordrehmoments durch Traktionsmotordrehmoment bisweilen, dass die Getriebesteuerung ein Übersetzungsverhältnis so auswählt, dass der Motor langsamer und effizienter läuft.In some driving conditions, the traction motor may power the vehicle by using energy stored in the battery. During these conditions, the engine is off and the disengagement clutch is disengaged. Since no fuel is consumed under these driving conditions, improves the overall fuel economy. Under other driving conditions, the traction motor is used to make the engine run more efficiently. Internal combustion engines tend to be more efficient at low speeds. Nevertheless, internal combustion engines may have limited ability to generate power when operated at low speed. Accordingly, in a non-hybrid vehicle, it is sometimes necessary to operate the engine at a faster speed to deliver the required amount of power to the wheels. In the modular hybrid, supplementing engine torque with traction motor torque sometimes allows the transmission controller to select a gear ratio so that the engine runs more slowly and efficiently.
Zum Bereistellen eines positiven Traktionsmotordrehmoments ist die Verwendung gespeicherter Energie aus der Batterie erforderlich. Die gespeicherte elektrische Energie wird dadurch erhalten, dass der Elektromotor während Bremsereignissen als Generator betrieben wird, um Energie, die anderenfalls von den Reibungsbremsen in Wärme umgewandelt würde, aufzunehmen. Unter einigen Umständen ist die aus dem Bremsen erhaltene Energie nicht ausreichend, um den Anforderungen zu genügen. Unter solchen Umständen kann die Energie durch Erhöhen des Motordrehmoments über die Stufe, die zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist, und Betreiben des Traktionsmotors bei negativem Drehmoment, um elektrische Energie zu erzeugen, gewonnen werden. Dies erhöht den Kraftstoffverbrauch während des Aufladens, resultiert aber bei opportunistischer Durchführung in Nettokraftstoffeinsparungen.Providing positive traction motor torque requires the use of stored energy from the battery. The stored electrical energy is obtained by operating the electric motor during braking events as a generator to absorb energy that would otherwise be converted to heat by the friction brakes. In some circumstances, the energy obtained from braking is insufficient to meet the requirements. Under such circumstances, the energy may be obtained by increasing engine torque beyond the level required to propel the vehicle and operating the traction motor at negative torque to produce electrical energy. This increases fuel consumption during charging, but results in an opportunistic implementation in net fuel savings.
Ein offenbartes Verfahren zum Bestimmen des Ladedrehmoments in einem MHT-Fahrzeug ist in
Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen, die hier offenbart sind, können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuervorrichtung oder einem Rechner, die jede beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder dedizierte elektronische Steuerungseinheit aufweisen können, bereitgestellt und/oder umgesetzt werden. Auf die gleiche Weise können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einer Steuervorrichtung oder einem Rechner auf viele Arten ausführbar sind, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Informationen, die permanent in schreibgeschützten Medien wie ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderlich auf nicht schreibgeschützten Speichermedien wie Floppy Disks, Magnetbänder, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Diese Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt umgesetzt sein. 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 oder andere Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen, oder als eine Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.The processes, methods, or algorithms disclosed herein may be provided and / or implemented by a processing device, controller, or computer that may comprise any existing programmable electronic control unit or dedicated electronic control unit. In the same way, the processes, methods, or algorithms may be stored as data and instructions executable by a controller or computer in a variety of ways, including, but not limited to, information stored permanently in read-only media such as ROM devices and information that is stored variably on non-write-protected storage media such as floppy disks, magnetic tapes, CDs, RAM devices, and other magnetic and optical media. These processes, methods or algorithms can also be implemented in a software-executable object. Alternatively, the processes, methods, or algorithms may be implemented in whole or in part using appropriate hardware components, such as application specific integrated circuits (ASIC), field programmable gate arrays (FPGAs), state machines, or other hardware components or devices, or as a combination of Hardware, software and firmware components.
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 bilden, die nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Während verschiedene Ausführungsformen mit Bezug auf ein gewünschtes Merkmal oder mehrere gewünschte Merkmale als gegenüber anderen Ausführungsformen oder den Umsetzungen aus dem Stand der Technik vorteilhaft oder bevorzugt dargestellt werden könnten, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass bei einem oder mehreren Eigenschaften oder Merkmalen Kompromisse gemacht werden können, um die gewünschten Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängen. 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 mit Bezug auf ein Merkmal oder mehrere Merkmale als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, den Umfang der Offenbarung nicht und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.Although embodiments have been described above, these embodiments are not intended to describe all possible forms encompassed by the claims. The words used in the specification are words of description rather than limitation, and it will be understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. As described above, the features of various embodiments may be combined to form further embodiments of the invention, which are not expressly described or illustrated. While various embodiments with respect to a desired feature or features may be shown to be advantageous or preferred over other embodiments or prior art implementations, one of ordinary skill in the art will recognize that one or more features or features may be compromised. to achieve the desired overall system attributes that depend on the specific application and implementation. These attributes may include, but are not limited to, cost, strength, durability, life cycle cost, marketability, appearance, packaging, size, operability, weight, manufacturability, ease of construction, and so forth. Therefore, embodiments described as less desirable than other embodiments or prior art implementations with respect to one or more features do not depart from the scope of the disclosure and may be desirable for particular applications.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US201261643508P | 2012-05-07 | 2012-05-07 | |
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US13/865,587 US9399461B2 (en) | 2012-05-07 | 2013-04-18 | Opportunistic charging of hybrid vehicle battery |
US13/865,587 | 2013-04-18 |
Publications (1)
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Cited By (2)
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CN107399316A (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-28 | 现代自动车株式会社 | Jogging control method for vehicle |
DE102019115075A1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for operating a hybrid vehicle, control, drive arrangement and hybrid vehicle |
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2013
- 2013-04-30 DE DE201310104433 patent/DE102013104433A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0020000000 Ipc: B60W0020130000 |