DE102013104654B4 - Spielzonendetektion in einem Hybridfahrzeug - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs mit einem Traktionsmotor, der mit einem Triebstrang verbunden ist, während einer Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr, das Folgendes umfasst:Steuern des Traktionsmotor-Ausgangsdrehmoments durch einen Bereich, der die Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr umgibt, um Drehmomentstörungen in einem Triebstrang zu mildern, wobei der Bereich unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment und unter Verwendung von zum Drehmoment proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verlusten im Triebstrang bestimmt wird und durch ein Eingangsdrehmoment von null und ein Ausgangsdrehmoment von null begrenzt ist, wobei die zum Drehmoment proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verluste separat voneinander bestimmt werden.

Description

• RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
• Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/643 609 , eingereicht am 7. Mai 2012, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
• TECHNISCHES GEBIET
• Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Detektieren einer Triebstrangspielzone für das Hybridfahrzeug.
• HINTERGRUND
• In einem Fahrzeug kann eine Totgangdurchquerung durch den Triebstrang stattfinden, wenn das Raddrehmoment oder Straßenlastdrehmoment und das Antriebsaggregatdrehmoment die Richtung zueinander ändern. Der Triebstrang kann das Getriebezahnradsystem, Triebstrangverbindungen und Räder umfassen. Ein Spiel oder Totgang kann beispielsweise aufgrund einer verlorenen Bewegung auftreten, die durch einen Schlupf oder Zwischenraum in verschiedenen Triebstrangkomponenten verursacht wird, wenn das Drehmoment die Richtung ändert, wie z. B. während eines Fahrzeugbeschleunigungs- oder -verzögerungsereignisses. Das Ignorieren der Auswirkungen der Totgangdurchquerung führt zu einer Störung für den Fahrer.
• In einem herkömmlichen Fahrzeug kann ein Kraftmaschinendrehmoment mit langsamem Anstieg verwendet werden, wenn die Spielzone durchquert wird. Andere Verfahren zum Verringern der Auswirkung der Spieldurchquerung können ebenfalls verwendet werden, einschließlich Spätzündung innerhalb der Kraftmaschine, die zu verringerter Kraftstoffeffizienz und erhöhter Drehmomentbelastung oder Schwingungen an der Kraftmaschine führen kann, die zu Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) beitragen. In einem Hybridfahrzeug wird das Steuern der Spieldurchquerung im Triebstrang komplexer, da mehr als ein Antriebsaggregat vorhanden sein kann, das ein Drehmoment zu einer einzelnen Eingangswelle des Triebstrangs liefert. Das Detektieren oder Vorhersagen von Betriebsbedingungen oder Zonen, in denen das Triebstrangspiel wahrscheinlich auftritt, kann verwendet werden, um die Auswirkung der Spieldurchquerung zu mildern.
• Die US 2010 / 0 114 424 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen des Antriebsstrangspiels in einem Fahrzeugantriebsstrang. Das Verfahren umfasst: Bestimmen, ob der Antriebsstrang ein Antriebsstrangspiel durchläuft; Bestimmen, ob ein aktuelles Antriebsstrangspiel aufgenommen wird, wenn der Antriebsstrang das Antriebsstrangspiel durchläuft; Bestimmen, ob sich ein geschätzter Spielzustand von einem neutralen Zustand in einen positiven oder einen negativen Zustand ändert und Berechnen einer Gesamtspielschätzung, falls das aktuelle Antriebsstrangspiel aufgenommen wird und sich der geschätzte Spielzustand von einem neutralen Zustand in einen positiven oder einen negativen Zustand ändert.
• Aus der US 2006 / 0 046 893 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs bekannt. Das Hybridelektrofahrzeug umfasst eine Kraftübertragungseinheit mit mehreren Übersetzungsverhältnissen und mindestens eine Kraftquelle, die dazu ausgelegt ist, die Kraftübertragungseinheit anzutreiben. Das Verfahren umfasst das Berechnen eines Drehzahlverhältniswerts, das Vergleichen des Drehzahlverhältniswerts mit einem Schwellenwert und das Ableiten einer Drehmomentstörung, wenn der Drehzahlverhältniswert größer als der Schwellenwert ist.
• Die DE 10 2007 057 786 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung, die eine Brennkraftmaschine und ein mittels einer Kupplung mit der Brennkraftmaschine wirkverbindbares Automatikgetriebe aufweist. Der Brennkraftmaschine wird in Abhängigkeit eines ermittelten Getriebebetriebswerts ein Getriebelastmoment vorgegeben. In einem Leerlaufbetrieb der Antriebsvorrichtung werden in Abhängigkeit von einem Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine eine Ansteuerung der Kupplung und/oder das vorgegebenen Getriebelastmoment beeinflusst.
• Die DE 10 2005 022 310 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen von Ausgangsdrehmoment-Grenzwerten in einem Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang, der einen Motor, ein elektrisch variables Getriebe, das wenigstens einen Elektromotor enthält, und einen Antriebsstrang umfasst, wobei der Motor funktional mit einem Eingang des elektrisch variablen Getriebes gekoppelt ist, wobei der Antriebsstrang funktional mit einem Ausgang des elektrisch variablen Getriebes gekoppelt ist. Das Verfahren umfasst: Bestimmen eines zulässigen Elektromotordrehmoment-Betriebsraums; Bestimmen von Eingangsdrehmoment-Grenzwerten innerhalb des zulässigen Elektromotordrehmoment-Betriebsraums; Bestimmen von Elektromotordrehmoment-Grenzwerten bei den Eingangsdrehmoment-Grenzwerten und Bestimmen von Ausgangsdrehmoment-Grenzwerten anhand der Eingangsdrehmoment-Grenzwerte und der Elektromotordrehmoment-Grenzwerte.
• ZUSAMMENFASSUNG
• In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs mit einem Traktionsmotor, der mit einem Triebstrang verbunden ist, geschaffen. Das Traktionsmotor-Ausgangsdrehmoment wird durch einen Bereich gesteuert, der eine Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr umgibt, um Drehmomentstörungen im Triebstrang zu mildern. Der Bereich wird unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment und unter Verwendung von zum Drehmoment nicht proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verlusten und zum Drehmoment proportionalen Verlusten im Triebstrang bestimmt und ist durch ein Eingangsdrehmoment von null und ein Ausgangsdrehmoment von null begrenzt, wobei die zum Drehmoment proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verluste separat voneinander bestimmt werden.
• In einer anderen Ausführungsform wird ein Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem Traktionsmotor, einem mit einem Fahrzeugrad verbundenen Triebstrang und einer Steuereinheit geschaffen. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, das Traktionsmotor-Ausgangsdrehmoment durch einen Bereich zu steuern, der eine Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr umgibt, um Drehmomentstörungen im Triebstrang zu mildern. Der Bereich ist auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment begrenzt.
• In einer nochmals weiteren Ausführungsform wird ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug mit einem Traktionsmotor und einer Steuereinheit geschaffen. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, das Traktionsmotor-Ausgangsdrehmoment durch einen Bereich zu steuern, der eine Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr umgibt, um eine Auswirkung eines Spiels im Triebstrang zu mildern. Der Bereich wird unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment bestimmt und ist durch ein Eingangsdrehmoment von null und ein Ausgangsdrehmoment von null begrenzt.
• Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weisen zugehörige Vorteile auf. In einem Hybridfahrzeug können beispielsweise die Detektion der Spielzone und das Vorhersagen der Spielzone für ein besseres Fahrverhalten und zum Erfüllen von Benutzererwartungen erforderlich sein, da das Fahrzeug mehr als eine Leistungsquelle aufweist und das Drehmoment in zwei Richtungen durch den Triebstrang fließen kann. Eine Spielzone innerhalb eines Getriebes und für einen Triebstrang kann für ein Fahrzeugbeschleunigungs- oder Fahrzeugverzögerungsereignis wie z. B. ein Fahrpedaltreten oder Fahrpedallösen vorhergesagt oder detektiert werden. Eine Beziehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsdrehmoment wird vom tatsächlichen Drehmomentverhältnis unter Verwendung von nicht proportionalen Verlusten sowie proportionalen Verlusten für einen Gang modelliert. Proportionale Verluste wirken sich auf das Modell in Abhängigkeit davon, ob ein positives oder negatives Drehmoment durch das Getriebe übertragen wird, unterschiedlich aus. Die Spielzone wird unter Verwendung des Modells als Bereich zwischen dem Eingangsdrehmoment für ein Ausgangsdrehmoment von null vom Getriebe auf der Seite der positiven Drehmomentübertragung (motorischer Betrieb) und einem Ausgangsdrehmoment für ein Eingangsdrehmoment von null in das Getriebe auf der Seite der negativen Drehmomentübertragung (d. h. Bremsen oder Generieren) definiert.
• Figurenliste
• 1 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs, das eine Ausführungsform implementieren kann;
• 2 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Spiels darstellt, das in einem Triebstrang vorkommt;
• 3 ist ein Graph, der ein Modell zum Detektieren einer Spielzone für ein Fahrzeug darstellt;
• 4 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Bestimmen einer Spielzone gemäß einer Ausführungsform darstellt;
• 5a und 5b sind Zeitablaufdiagramme, die ein Fahrpedaltrittereignis und ein Fahrpedallöseereignis für ein Fahrzeug ohne Spieldurchquerungssteuerung darstellen;
• 6a und 6b sind Zeitablaufdiagramme, die ein Fahrpedaltrittereignis und ein Fahrpedallöseereignis für ein Fahrzeug im nur elektrischen Betrieb mit Spieldurchquerungssteuerung darstellen;
• 7a und 7b sind Zeitablaufdiagramme, die ein Fahrpedaltrittereignis und ein Fahrpedallöseereignis für ein Fahrzeug im Hybridbetrieb mit Spieldurchquerungssteuerung darstellen; und
• 8 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Steuern des Effekts der Spieldurchquerung in einem Fahrzeug darstellt.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Wie erforderlich, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; selbstverständlich sind jedoch die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um die Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezifische Struktur- und Funktionsdetails nicht als Begrenzung interpretiert werden, sondern lediglich als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, die vorliegende Erfindung verschiedenartig einzusetzen.
• 1 stellt ein schematisches Diagramm eines Hybridfahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform dar. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Kraftmaschine 12 und eine elektrische Maschine, die in der in 1 gezeigten Ausführungsform ein Motor/Generator (M/G) 14 ist und alternativ ein Traktionsmotor sein kann. Der M/G 14 ist dazu konfiguriert, ein Drehmoment zur Kraftmaschine 12 oder zu den Fahrzeugrädern 16 zu übertragen.
• Der M/G 14 ist mit der Kraftmaschine 12 unter Verwendung einer ersten Kupplung 18 verbunden, die auch als Trennkupplung oder stromaufseitige Kupplung bekannt ist. Eine zweite Kupplung 22, die auch als Anfahrkupplung oder stromabseitige Kupplung bekannt ist, verbindet den M/G 14 mit einem Getriebe 24 und das ganze Eingangsdrehmoment in das Getriebe 24 fließt durch die Anfahrkupplung 22. Obwohl die Kupplungen 18, 22 als Hydraulikkupplungen beschrieben und dargestellt werden, können andere Typen von Kupplungen wie z. B. elektromechanische Kupplungen auch verwendet werden. Alternativ kann die Kupplung 22 durch einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung ersetzt sein, wie nachstehend weiter beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen bezieht sich die stromabseitige Kupplung 22 auf verschiedene Kopplungsvorrichtungen für das Fahrzeug 10, einschließlich einer herkömmlichen Kupplung und eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungskupplung (Sperrkupplung). Diese Konfiguration kann ein ansonsten herkömmliches Automatikgetriebe mit Stufenverhältnis mit einem Drehmomentwandler verwenden und wird manchmal als modulare Hybrid-Getriebekonfiguration bezeichnet.
• Die Ausgangswelle der Kraftmaschine 12 ist mit der Trennkupplung 18 verbunden, die wiederum mit der Eingangswelle für den M/G 14 verbunden ist. Die Ausgangswelle des M/G 14 ist mit der Anfahrkupplung 22 verbunden, die wiederum mit dem Getriebe 24 verbunden ist. Die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 sind nacheinander in Reihe miteinander angeordnet. Die Anfahrkupplung 22 verbindet die Fahrzeugantriebsaggregate mit dem Triebstrang 26, der das Getriebe 24, ein Differential 28 und die Fahrzeugräder 16 und ihre Verbindungskomponenten umfasst. In anderen Ausführungsformen kann das hier beschriebene Verfahren auf ein Hybridfahrzeug mit anderen Systemarchitekturen angewendet werden.
• In einer anderen Ausführungsform des Fahrzeugs 10 ist die stromabseitige Kupplung 22 eine Überbrückungskupplung mit einem Drehmomentwandler. Der Eingang vom M/G 14 ist die Pumpenradseite des Drehmomentwandlers und der Ausgang aus dem Drehmomentwandler zum Getriebe 24 ist die Turbinenradseite. Der Drehmomentwandler 22 überträgt ein Drehmoment unter Verwendung einer Fluidkopplung und eine Drehmomentvervielfachung kann in Abhängigkeit vom Ausmaß an Schlupf zwischen der Pumpenrad- und der Turbinenradseite stattfinden. Die Überbrückungs- oder Sperrkupplung für den Drehmomentwandler kann selektiv eingerückt werden, um eine mechanische oder Reibungsverbindung zwischen der Pumpenradseite und der Turbinenradseite für die direkte Drehmomentübertragung zu erzeugen. Die Überbrückungskupplung kann schleifen lassen und/oder geöffnet werden, um die Menge an Drehmoment, das durch den Drehmomentwandler übertragen wird, zu steuern. Der Drehmomentwandler kann auch eine mechanische Sperrkupplung umfassen.
• Im Fahrzeug 10 kann die Anfahrkupplung 22 oder Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler verriegelt werden, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen, und kann verriegelt werden, wenn eine Spielzone während eines Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignisses durchquert wird. Das Fahrverhalten und die Steuerung der Auswirkung der Spieldurchquerung innerhalb des Triebstrangs hängen von der Steuerung des Antriebsstrangdrehmoments von der Kraftmaschine 12 und/oder der elektrischen Maschine 14 ab. Das Drehmoment des M/G 14 kann mit einer größeren Genauigkeit und mit einer schnelleren Reaktionszeit als das Drehmoment der Kraftmaschine 12 gesteuert werden. Während eines nur elektrischen Betriebsmodus für das Fahrzeug 10 kann das Drehmoment des M/G 14 gesteuert werden, wenn eine Spielzone durchquert wird. Während eines Hybrid-Betriebsmodus des Fahrzeugs, wobei sowohl die Kraftmaschine 12 als auch der M/G 14 arbeiten, können das Drehmoment des M/G 14 und das Drehmoment der Kraftmaschine 12 zusammen gesteuert werden, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs 10 zu verbessern und die Auswirkung der Spieldurchquerung im Triebstrang zu verringern.
• In der dargestellten repräsentativen Ausführungsform ist die Kraftmaschine 12 eine Kraftmaschine mit Direkteinspritzung. Alternativ kann die Kraftmaschine 12 ein anderer Typ von Kraftmaschine oder Antriebsaggregat sein, wie z. B. eine Kraftmaschine mit Kanaleinspritzung oder eine Brennstoffzelle, oder verschiedene Kraftstoffquellen verwenden, wie z. B. Diesel, Biokraftstoff, Erdgas, Wasserstoff oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 10 auch einen Startermotor 30, der mit der Kraftmaschine 12 beispielsweise durch einen Riemen- oder Zahnradantrieb wirksam verbunden ist. Der Startermotor 30 kann verwendet werden, um ein Drehmoment zum Starten der Kraftmaschine 12 ohne Hinzufügen eines Drehmoments vom M/G 14 zu liefern, wie z. B. für einen Kaltstart oder einige Startereignisse mit hoher Drehzahl.
• Der M/G 14 steht mit einer Batterie 32 in Verbindung. Die Batterie 32 kann eine Hochspannungsbatterie sein. Der M/G 14 kann dazu konfiguriert sein, die Batterie 32 in einem Regenerationsmodus durch regeneratives Bremsen oder dergleichen aufzuladen, beispielsweise wenn die Fahrzeugausgangsleistung die Fahreranforderung übersteigt. Der M/G 14 kann auch in einer Generatorkonfiguration angeordnet werden, um die Menge an Drehmoment der Kraftmaschine 12, das zum Triebstrang 26 geliefert wird, zu mäßigen. In einem Beispiel ist die Batterie 32 dazu konfiguriert, mit einem externen elektrischen Netz zu verbinden, wie z. B. für ein Einsteck-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) mit der Fähigkeit zum Wiederaufladen der Batterie von einem elektrischen Stromnetz, das Energie zu einer elektrischen Steckdose an einer Aufladestation zuführt. Eine Niederspannungsbatterie kann auch vorhanden sein, um Leistung zum Startermotor oder zu anderen Fahrzeugkomponenten zu liefern, oder Leistung mit niedriger Spannung kann durch einen Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler, der mit der Batterie 32 verbunden ist, geliefert werden.
• In einigen Ausführungsformen ist das Getriebe 24 ein Automatikgetriebe und mit den Antriebsrädern 16 in einer herkömmlichen Weise verbunden und kann ein Differential 28 umfassen. Das Fahrzeug 10 ist auch mit einem Paar von nicht angetriebenen Rädern versehen, in alternativen Ausführungsformen können jedoch ein Verteilergetriebe und ein zweites Differential verwendet werden, um alle Fahrzeugräder formschlüssig anzutreiben.
• Der M/G 14 und die Kupplungen 18, 22 können innerhalb eines Motor/Generator-Gehäuses 34 angeordnet sein, das in das Gehäuse des Getriebes 24 oder alternativ in ein separates Gehäuse innerhalb des Fahrzeugs 10 eingebaut sein kann. Das Getriebe 24 weist einen Getriebekasten auf, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse für das Fahrzeug 10 bereitzustellen. Der Getriebekasten des Getriebes 24 kann Kupplungen und Planetenradsätze oder andere Anordnungen von Kupplungen und Zahnradsätzen umfassen, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind. In alternativen Ausführungsformen ist das Getriebe 24 ein stufenloses Getriebe oder ein automatisiertes mechanisches Getriebe. Das Getriebe 24 kann ein Sechsgang-Automatikgetriebe, ein Automatikgetriebe mit anderen Gängen oder ein anderer Getriebekasten sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
• Das Getriebe 24 wird unter Verwendung einer Getriebesteuereinheit (TCU) 36 oder dergleichen gesteuert, um anhand eines Schaltschemas wie z. B. eines Produktionsschaltschemas zu arbeiten, das Elemente innerhalb des Getriebekastens verbindet und trennt, um das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgang und dem Getriebeeingang zu steuern. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 24 ist das ideale Drehmomentverhältnis des Getriebes 24. Die TCU 36 wirkt auch zum Steuern des M/G 14, der Kupplungen 18, 22 und beliebiger anderer Komponenten innerhalb des Motor/Generator-Gehäuses 34.
• Eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 38 ist dazu konfiguriert, den Betrieb der Kraftmaschine 12 zu steuern. Eine Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC) 40 überträgt Daten zwischen der TCU 36 und der ECU 38 und steht auch mit verschiedenen Fahrzeugsensoren in Kommunikation. Das Steuersystem 42 für das Fahrzeug 10 kann eine beliebige Anzahl von Steuereinheiten umfassen und kann in eine einzelne Steuereinheit integriert sein oder verschiedene Module aufweisen. Einige oder alle der Steuereinheiten können durch ein Steuereinheitsbereichsnetz (CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Das Steuersystem 42 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Getriebes 24, der Motor/Generator-Anordnung 34, des Startermotors 30 und der Kraftmaschine 12 unter irgendeiner von einer Anzahl von verschiedenen Bedingungen, einschließlich in einer Weise, die den Effekt der Spieldurchquerung im Triebstrang 26 und die Auswirkung auf den Fahrer während Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignissen minimiert oder verringert, zu steuern.
• Unter normalen Antriebsstrangbedingungen (keine Untersysteme/Komponenten fehlerhaft) interpretiert die VSC 40 die Anforderungen des Fahrers (z. B. PRND- und Beschleunigungs- oder Verzögerungsanforderung) und bestimmt dann den Raddrehmomentbefehl auf der Basis der Fahreranforderung und von Antriebsstranggrenzen. Außerdem bestimmt die VSC 40, wann und wie viel Drehmoment jede Leistungsquelle liefern muss, um die Drehmomentanforderung des Fahrers zu erfüllen und die Betriebspunkte (Drehmoment und Drehzahl) der Kraftmaschine 12 und des M/G 14 zu erreichen.
• Das Fahrzeug 10 kann Drehzahlsensoren 44 aufweisen, die an verschiedenen Stellen des Antriebsstrangs und des Triebstrangs 26 angeordnet sind. Die Drehzahlsensoren 44 liefern Informationen zum Steuersystem 42 hinsichtlich der Drehzahl einer Welle ungefähr in Echtzeit, obwohl eine gewisse Verzögerung aufgrund der Reaktionszeit und Signal- und Datenverarbeitung bestehen kann. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Drehzahlsensor 44 vorhanden, der die Drehzahl der Ausgangswelle der Kraftmaschine 12, die Drehzahl der mit dem M/G 14 verbundenen Welle, die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 24, die Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes 24 und die Drehzahl von einer oder beiden der mit den Rädern 16 verbundenen Achsen misst.
• Als Teil der Steuerstrategie oder des Algorithmus zum Betrieb des Fahrzeugs 10 kann das Steuersystem 42 eine Drehmomentanforderung (τ_e) der Kraftmaschine 12 und/oder eine Drehmomentanforderung (τ_m) des M/G 14 durchführen, wie in 1 gezeigt. Das Getriebe-Nettoeingangsdrehmoment (τ_i) besteht aus dem Elektromotordrehmoment und dem Kraftmaschinendrehmoment (τ_i = τ_m + τ_e) unter der Annahme, dass die Trenn- und Anfahrkupplungen 18, 22 verriegelt sind.
• In alternativen Ausführungsformen kann die Kupplung 22 durch eine Drehmomentwandlereinheit mit einem Drehmomentwandler und einer Sperrkupplung oder Überbrückungskupplung ersetzt sein. Der Drehmomentwandler weist Drehmomentvervielfachungseffekte auf, wenn bestimmte Drehzahldifferenzen über dem Drehmomentwandler existieren. Während der Drehmomentvervielfachung ist das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers aufgrund der Drehmomentvervielfachung über dem Drehmomentwandler größer als das Eingangsdrehmoment. Die Drehmomentvervielfachung existiert beispielsweise, wenn das Fahrzeug 10 aus dem Ruhezustand gestartet wird und die Eingangswelle in den Drehmomentwandler beginnt sich zu drehen und die Ausgangswelle aus dem Drehmomentwandler noch in Ruhe ist oder gerade begonnen hat sich zu drehen.
• Die Sperrkupplung oder Überbrückungskupplung wird verwendet, um den Drehmomentwandler zu sperren, so dass das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment für die stromabseitige Drehmomentübertragungsvorrichtung 22 einander gleich sind, und die Eingangs- und die Ausgangsdrehzahl für die Vorrichtung 22 einander gleich sind. Eine verriegelte Kupplung beseitigt die Schlupf- und Triebstrangineffizienz über dem Drehmomentwandler, beispielsweise wenn das Drehzahlverhältnis über dem Drehmomentwandler größer ist als ungefähr 0,8, und kann die Kraftstoffeffizienz für das Fahrzeug 10 erhöhen.
• Sich ändernde Drehmomentmengen und/oder - richtungen können Störungen oder eine Schwingung im Triebstrang 26 verursachen, die mit der Spieldurchquerung verbunden sind. Das Spiel kann in einem Fahrzeugtriebstrang 26 auftreten, sobald eines des Drehmoments des Rades 16 und des Drehmoments des Antriebsaggregats 12, 14 die Richtung zueinander ändern. Diese Änderung der Drehmomentrichtung kann stattfinden, wenn das Fahrzeug 10 arbeitet, wobei sowohl die Trennkupplung 18 als auch die Anfahrkupplung 22 oder Sperrkupplung für den Drehmomentwandler sich in einer verriegelten oder eingerückten Position befinden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 10 verlangsamt, liefert der Kompressionsbremseffekt der Kraftmaschine 12 ein negatives Drehmoment zum Getriebe 24, das dann durch das Differential 28 und dann zu den Rädern 16 geleitet wird. An diesem Punkt wird der Triebstrang 26 in der negativen Richtung aufgewickelt. Wenn der Fahrer eine Leistungsanforderung oder einen Fahrpedaltritt unter Verwendung des Fahrpedals vorsieht, schaltet das Drehmoment der Kraftmaschine 12 von negativ auf positiv, wenn sie beginnt, ein Drehmoment zu liefern, um das Fahrzeug 10 vorwärts anzutreiben. Der Triebstrang 26 wickelt sich ab, wenn jede Triebstrangkomponente von der Übertragung eines negativen Drehmoments zur Übertragung eines positiven Drehmoments wechselt. An einem gewissen Punkt während dieses Übergangs verläuft der Triebstrang 26 durch einen entspannten Zustand, wobei ein Drehmoment von null auf die Räder 16 aufgebracht wird.
• Während dieses Nulldrehmomentbereichs können die Zahnradzähne im Getriebe 24 und/oder Differential 26 mit ihren Gegenzahnrädern nicht eng gekoppelt sein und es kann ein gewisses Spiel im Triebstrang 26 vorliegen. Das Spiel über mehrere Sätze von Zahnrädern wirkt kumulativ. Wenn die Kraftmaschine 12 weiterhin ein positives Drehmoment liefert, wickelt sich der Triebstrang 26 in der positiven Richtung auf. Die Zahnräder können schnell gekoppelt werden, was zu einem Klappern führt. Die Achse, die das Differential 26 mit einem Rad 16 verbindet, kann sich infolge eines höheren Drehmoments auf der Seite des Differentials 26 der Achse im Vergleich zur Seite des Rades 16 auch leicht verdrehen. Die Achse kann als Torsionsfeder wirken, die diese Energie speichert. Wenn das Fahrzeug 10 zu beschleunigen beginnt, holt das Drehmoment des Rades 16 das Drehmoment am Differential 26 ein und irgendeine in der Achse gespeicherte Energie wird schnell freigesetzt, was eine Schwingung in der entgegengesetzten Richtung oder ein Spiel verursacht. Das Ergebnis dieser Spieldurchquerung ist ein Klappern oder Geräusch, wenn die Zahnradzähne aufeinander prallen, und eine Verringerung des Raddrehmoments, wenn die Achsenergie aufgebraucht wird. Die Klappergeräusche und Schwingungen können von einem Fahrer in Abhängigkeit von ihrer Schwere wahrgenommen werden. Für einen Triebstrang mit mehreren Zahneingriffen, die in Reihe angeordnet sind, kann jeder Zahneingriff eine Spielzone aufweisen. Das Spiel im Triebstrang ist hintereinander geschaltet oder schreitet durch die Zahneingriffe fort. Nachdem ein Zahneingriff eingerückt ist, durchquert der nachfolgende Zahneingriff eine Spielzone, wenn die Drehmomentumkehr durchläuft. Das Spiel kann ein Hauptzahnradspiel sowie nachfolgende Zahnräder umfassen.
• Das vorstehend beschriebene Szenario kann auch in der entgegengesetzten Richtung passieren. In diesem Fall würde der Fahrer eine Leistungsanforderung wie z. B. ein Treten des Fahrpedals für eine Fahrzeugbeschleunigung vorsehen und dann plötzlich die Leistungsanforderung durch Loslassen des Fahrpedals durch ein Fahrpedallösen entfernen. Die Antriebswelle 26 geht vom aufgewickelten Zustand in der positiven Richtung in den aufgewickelten Zustand in der negativen Richtung mit einer ähnlichen Drehmomentsenke oder einem ähnlichen Drehmomentloch und Klappern während des Übergangs. Der Effekt der Spieldurchquerung aufgrund einer plötzlichen Beschleunigung ist typischerweise mehr wahrnehmbar als eine plötzliche Verzögerung.
• Zwei Spielbedingungen für das Fahrzeug 10 sind in 2 graphisch als Beispiel gezeigt. Das Fahrpedal 60, die Getriebeausgangsdrehzahl 62, die Raddrehzahl 64 und das Raddrehmoment 66 sind während einer plötzlichen Verzögerung bei 68 und Beschleunigung bei 70 gezeigt. Nach der Verzögerungsanforderung bei 68 nimmt die Getriebeausgangsdrehzahl 62 schneller als die Raddrehzahl 64 ab. Dies führt zu dem Bereich 72, der mit „Nullraddrehmoment“ bezeichnet ist, wobei sich der Triebstrang 26 in seinem entspannten Zustand befindet, wenn das Raddrehmoment 66 einen Übergang von positiv zu negativ durchführt. Unmittelbar nach diesem Übergang nimmt das Raddrehmoment 66 schnell ab, wenn die Raddrehzahl 64 die Getriebeausgangsdrehzahl 62 einholt, was zu dem Bereich 74 führt, der mit „Drehmomentsenke“ bezeichnet ist. Diese Drehmomentsenke 74 ist im Wesentlichen das Spiel und wird dadurch verursacht, dass die in der Halbwelle gespeicherte Energie freigesetzt wird, und durch das Spiel im Getriebe 24 und in anderen Triebstrangkomponenten zusätzlich zum negativen Drehmoment, das durch den Getriebeausgang geliefert wird. Der Effekt der Spieldurchquerung 74 verursacht eine resultierende Schwingung im Raddrehmoment.
• Während der Beschleunigung nach einer Fahrpedaltrittanforderung bei 70 geschieht ein ähnliches Szenario, nur umgekehrt. Die Erhöhung der Getriebeausgangsdrehzahl 62 führt zur Erhöhung der Raddrehzahl 64, was zu dem Nulldrehmomentbereich 76 und dann einem schnellen Drehmomentanstieg oder einer „Drehmomentspitze“ bei 78 führt, was einen Spieldurchquerungseffekt oder ein Geräusch und eine Schwingung verursacht, die vom Fahrer gespürt werden können.
• Das Steuersystem 42 ist dazu konfiguriert, den Spielbereich zu detektieren, zu erfassen und/oder vorherzusagen, um die Auswirkung des Spiels zu verringern oder zu mildern. Das Spiel im Fahrzeug 10 kann durch Beobachten des Getriebeeingangs- und Getriebeausgangsdrehmoments erfasst werden, wie nachstehend beschrieben.
• 3 zeigt das Verhältnis des Eingangsdrehmoments zum Ausgangsdrehmoment über dem Getriebe 24. Ein ideales oder perfektes Getriebe 24 weist ein perfektes oder ideales Drehmomentverhältnis auf, wie durch die Linie 100 gezeigt, die Null durchquert. Es gibt jedoch proportionale und nicht proportionale Verluste in einem realen Getriebe 24, die berücksichtigt werden sollten. Die Verluste haben den Effekt, das ideale Drehmomentverhältnis auf ein tatsächliches Drehmomentverhältnis des Ausgangsdrehmoments zum Eingangsdrehmoment umzusetzen oder zu modifizieren. Das tatsächliche Drehmomentverhältnis ist das ideale Drehmomentverhältnis mit der Hinzufügung von Verlusten. Wenn das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment beide negativ sind (Generierung), wirken die Getriebeverluste zum Unterstützen des Fahrzeugs beim Verlangsamen. Wenn das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment positiv sind (Antrieb), behindern die Verluste die Antriebskraft. Die Linie 118 stellt das tatsächliche Verhältnis während des Antriebs unter Berücksichtigung der Verluste dar. Die Linie 120 stellt das tatsächliche Verhältnis beim Generieren unter Berücksichtigung der Verluste dar. Die Linie 122 ist der Bereich von Verhältnissen, in dem das Getriebe 24 ein Drehmoment von fast null trägt und das Potential für den Effekt, dass die Spielzone auftritt, am höchsten ist, und die Linie 122 stellt den Spielbereich dar.
• Der Bereich 124 stellt den Eintrittsbereich für die Spielzone von der Antriebsseite oder der positiven Eingangsdrehmomentseite dar. Der Bereich 126 stellt den Eintritt dar, wobei der Eintrittsbereich für das Spiel von der Generierungs- oder der negativen Eingangsdrehmomentseite vorliegt. Es ist zu beachten, dass die Linie 122 zwischen den Bereichen 124 und 126 durch ein Eingangsdrehmoment von null (bei 126) zu einem Eingangsdrehmoment einer skalaren Größe (bei 124) begrenzt ist. In anderen Ausführungsformen können andere Grenzen festgelegt werden, um die Spielzone zu definieren. Durch Steuern des Eingangsdrehmoments, wenn das Fahrzeug 10 auf der Linie 122 arbeitet, wenn das Fahrzeug entlang dieser beschleunigt oder verlangsamt, können die Auswirkungen eines Spieldurchquerungsereignisses verringert oder gemildert werden. Die Linie 122 kann linear oder nicht-linear sein. Die Linie 122 kann beispielsweise eine Stufenfunktion mit mehreren Stufen sein, die durch das Spiel bei jedem Zahneingriff im Triebstrang verursacht werden.
• Das Modell des Eingangs- zum Ausgangsdrehmoment für ein Übersetzungsverhältnis, wie in 3 dargestellt, kann bestimmt werden, wie nachstehend beschrieben. Während Beschleunigungsereignissen befindet sich der Triebstrang in einer Antriebskonfiguration, so dass das Drehmoment von der Kraftmaschine und/oder vom M/G 14 durch das Getriebe 24 zu den Rädern 16 übertragen wird. Während Verzögerungsereignissen befindet sich der Triebstrang in einer angetriebenen Konfiguration, so dass das Drehmoment von den Rädern 16 durch das Getriebe 24 zum M/G 14 übertragen wird. Die Menge an Drehmoment, das durch das Getriebe 24 und den Triebstrang 26 übertragen wird, ist jedoch eine Funktion des Übersetzungsverhältnisses und der Verluste im Getriebe 24 und Triebstrang 26. 3 stellt das Drehmoment, das Übersetzungsverhältnis und die Verluste des Getriebes 24 graphisch dar. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 24 ist gleich einem Verhältnis des Drehmomenteingangs (τ_in) und des Drehmomentausgangs (τ_out), wobei τ_in das Drehmoment an der Eingangswelle 46 in das Getriebe 24 ist und τ_out das Drehmoment an der Ausgangswelle 48 des Getriebes 24 ist und keine Verluste im System bestehen. Das Übersetzungsverhältnis kann auf einem Drehzahlverhältnis basieren und kann direkt aus den Zahlen von Zähnen der verschiedenen Zahnräder berechnet werden, die im Getriebe 24 in Eingriff stehen. Das Übersetzungsverhältnis kann auch als ideales Drehmomentverhältnis betrachtet werden. Wenn beispielsweise das Übersetzungsverhältnis 4:1 ist, ist für ein Eingangsdrehmoment (τ_in) von +100 Nm (Newton-Meter) das Ausgangsdrehmoment (τ_out) 400 Nm. Daher ist das ideale Drehmomentverhältnis durch die Linie 100 in 3 dargestellt, wobei die Steigung der Linie das ideale Drehmomentverhältnis oder das Übersetzungsverhältnis ist.
• Eine lineare Beziehung kann verwendet werden, um den Drehmomenteingang mit dem Drehmomentausgang für ein Getriebe in Beziehung zu setzen, wobei die lineare Linie mit der folgenden Formel beschrieben werden kann:
  $$\text{y}=\text{m}\ast \text{x}+\text{b}$$

  

  wobei y das Ausgangsdrehmoment (τ_out) ist und x das Eingangsdrehmoment (τ_in) ist. Die Steigung m ist der Drehmomentverhältnis-Ausgang/Eingang oder das Übersetzungsverhältnis und b ist das Ausgangsdrehmoment, wenn das Eingangsdrehmoment null ist.
• Idealerweise oder in einem Getriebe 24 ohne Verluste wäre die Steigung das ideale Drehmomentverhältnis und der Versatz ist null, wie durch die Linie 100 gezeigt. Die Steigung ohne Verluste ist das ideale Drehmomentverhältnis oder Übersetzungsverhältnis (TR_ideal). Daher ist die Formel für die Linie 100:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast {\text{TR}}_{\text{ideal}}\right)$$

  
• Das Getriebe 24 ist jedoch nicht perfekt effizient und weist gewisse Verluste auf. Die Verluste im Getriebe können eine Funktion der Reibung, der Wärme, von Drehverlusten oder vielen anderen Faktoren sein. Die Verluste im Getriebe können als „proportionale Verluste“ und „nicht proportionale Verluste“ gekennzeichnet sein. Proportionale Verluste variieren als Funktion des aktuellen Gangs und der aktuellen Drehzahl, wohingegen nicht proportionale Verluste vom Drehmoment unabhängig sind. Die Effizienz für ein Getriebe 24 wird gewöhnlich über dem Getriebe 24 gemessen. Die Effizienz des Triebstrangs 26 wird typischerweise mit verriegelter Anfahrkupplung 22 oder verriegelter Überbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler gemessen oder kann ohne Drehmomentwandler modelliert werden.
• Der Abschnitt b ist gleich dem nicht proportionalen Verlust T_S, der in 2 bei 112 dargestellt ist, für jeden Gang für ein Stufenganggetriebe. Die Linie 114 stellt das ideale Drehmomentverhältnis oder Übersetzungsverhältnis dar, wenn nicht proportionale Verluste T_s im Getriebe 24 berücksichtigt werden. Nicht proportionale Verluste T_s können in Einheiten des Ausgangsdrehmoments vorliegen. Die nicht proportionalen Verluste oder Drehverluste im Triebstrang können eine Funktion der Triebstrangausgangsdrehzahl, der Triebstrangöltemperatur und dessen, in welchem Gang sich der Triebstrang befindet, sein. Die Triebstrangausgangsdrehzahl kann eine Funktion der Triebstrangeingangsdrehzahl und eines Übersetzungsverhältnisses des Triebstrangs sein. Daher ist die Formel für die Linie 114:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast {\text{TR}}_{\text{ideal}}\right)-{\text{T}}_{\text{s}}$$

  
• Proportionale Getriebeverluste sollten auch im Modell berücksichtigt werden. Das tatsächliche Drehmomentverhältnis des Getriebes 24 von τ_out zu τ_in kann empirisch in verschiedenen Gängen gemessen werden. Die empirische Modellierung des Getriebes 24 ohne Drehmomentwandler 22 (verriegelt oder nicht enthalten) ermöglicht die Darstellung der „zum Drehmoment proportionalen“ Verluste separat von den „zum Drehmoment nicht proportionalen“ Verlusten, die unter Verwendung einer linearen Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment und Eingangsdrehmoment dargestellt werden können. Proportionale Verluste können eine Funktion der Triebstrangöltemperatur, dessen, in welchem Gang sich der Triebstrang befindet, und des Eingangsdrehmoments in den Triebstrang sein. Proportionale Verluste werden durch die Steigung der Beziehung des Ausgangs- zum Eingangsdrehmoment für jeden Gang dargestellt. Die Steigung mit proportionalen Verlusten ist gleich dem tatsächlichen Drehmomentverhältnis über dem Getriebe 24.
• Indem das ideale Drehmomentverhältnis oder Übersetzungsverhältnis und die DrehmomentEingangs/Ausgangs-Beziehung bekannt sind, und durch Messen nur einiger Punkte der tatsächlichen Drehmomentverhältnis-Eingangs/Ausgangs-Beziehungen kann die Differenz zwischen den Steigungen des idealen Drehmomentverhältnisses (TR_ideal) und des tatsächlichen Drehmomentverhältnisses (TR_actual) bestimmt werden. Durch Subtrahieren des Teils von τ_in, der von der Differenz der Steigungen zwischen dem idealen Drehmomentverhältnis und dem tatsächlichen Drehmomentverhältnis stammt, können wir die proportionalen Drehmomentverluste berücksichtigen. Nicht proportionale Verluste werden durch T_s dargestellt. Die lineare Formel für das Getriebe, wenn proportionale und nicht proportionale Verluste berücksichtigt werden, die als Linie 116 in 2 gezeigt ist, könnte geschrieben werden als: $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast {\text{TR}}_{\text{ideal}}\right)-{\text{T}}_{\text{s}}-{\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast \left({\text{TR}}_{\text{ideal}}-{\text{TR}}_{\text{actual}}\right)$$

  
• Durch Aufheben der Terme auf der rechten Seite der Verlustgleichung kann die Formel für die Linie 116 in 3 vereinfacht werden zu:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast {\text{TR}}_{\text{actual}}\right)-{\text{T}}_{\text{s}}$$

  
• Mit einem Eingangsdrehmoment von +100 Nm, einem tatsächlichen Drehmomentverhältnis von 4,0, einem idealen Drehmomentverhältnis von 4,1 und einem nicht proportionalen Verlust von 5 kann beispielsweise τ_out folgendermaßen bestimmt werden. Es ist zu beachten, dass die Zahlen in dem Beispiel der Einfachheit halber abgeschnitten sind.
• Zuerst wird unter Verwendung von Gleichung (3A) das Ausgangsdrehmoment berechnet als:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left(100\ast \mathrm{4,1}\right)-5-\left(100\ast \left(\mathrm{4,1}-\mathrm{4,0}\right)\right)=395\text{ Nm}$$

  

  $$$$

  
• Unter Verwendung von Gleichung (3B) wird das Ausgangsdrehmoment berechnet als:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left(100\ast \mathrm{4,0}\right)-5=395\text{ Nm}$$

  
• Die Leistung kann durch Multiplizieren des Drehmoments mit der Drehzahl der Wellen 46, 48 bestimmt werden, was durch die folgende Gleichung dargestellt ist:
  $$\text{P}=\mathrm{\tau }\ast \mathrm{\omega }$$

  
• Unter Verwendung einer Eingangsdrehzahl von 400 rad/s können wir die Leistungsberechnungen bestimmen.
  $${\text{P}}_{\text{in}}=100\ast 400=40000\text{ Watt}$$

  

  
  $${\text{P}}_{\text{out}}=395\ast \left(400/\mathrm{4,1}\right)=38536\text{ Watt}$$

  

  Die Differenz zwischen der Leistung am Getriebeeingang 46 und am Getriebeausgang 48 ist die Menge an Leistungsverlust aufgrund von Getriebeineffizienzen. $${\text{P}}_{\text{in}}-{\text{P}}_{\text{out}}=1464\text{ Watt}$$

  
• Die Verlustformeln in Gleichung (3) sind beim Beschreiben des Getriebes, einschließlich Verlusten in einem herkömmlichen Antriebsstrang, im Allgemeinen genau. Die Verlustformeln in Gleichung (3) können auch das Getriebe mit Verlusten in einem HEV-Antriebsstrang genau beschreiben, wenn das Fahrzeug 10 motorisch arbeitet. Ein Problem entsteht jedoch, wenn das Fahrzeug 10 Leistung in den Getriebeausgang 62 eingibt und sie vom Getriebeeingang 60 gewinnt, wie z. B. während des regenerativen Antriebsstrangbremsens in einem HEV. In dieser Situation sind die Drehmomentwerte durch den Triebstrang 26 negativ, das Getriebe befindet sich in einer angetriebenen Konfiguration und die Verlustformeln in Gleichung (3) gelten anders.
• Das Problem bei den Verlustformeln in Gleichung (3) während des regenerativen Antriebsstrangbremsens wird durch ein anderes Beispiel dargestellt, wie nachstehend gezeigt. Für negative Drehmomente, wobei das Eingangsdrehmoment τ_in -100 Nm Eingangsdrehmoment ist, das tatsächliche Verhältnis 4,0 ist, das ideale Verhältnis 4,1 ist und nicht proportionale Verluste (T_S) 5 sind, wird τ_out beispielsweise berechnet als:
• τ_out = (-100 * 4,1) - 5 - (100 * (4,1 - 4, 0) ) = -405 Nm unter Verwendung von Gleichung (3A) oder
• τ_out = (-100* 4,0) - 5 = -405 Nm unter Verwendung von Gleichung (3B).
• Unter Verwendung einer Eingangsdrehzahl von 400 rad/s können wir die Leistungsberechnungen bestimmen als:
  $${\text{P}}_{\text{in}}=-100\ast 400=-40000\text{ Watt}$$

  

  
  $${\text{P}}_{\text{out}}=-405\ast \left(400/\mathrm{4,1}\right)=-39512\text{ Watt}$$

  

  
  $${\text{P}}_{\text{in}}-{\text{P}}_{\text{out}}={\text{P}}_{\text{loss}}=-488\text{ Watt}$$

  
• Die Verwendung der Standardformeln gelangt zu einer negativen Verlustberechnung, was nicht möglich ist, da die Leistung, die in die Ausgangswelle 48 des Getriebes 24 eingeht, kleiner ist als die Leistung, die durch die Eingangswelle 46 des Getriebes herauskommt. Für dieses Beispiel werden 40000 Watt an regenerativer Energie am Getriebeeingang 46 gesammelt, wenn nur 39512 Watt an regenerativer Energie von den Rädern 16 in den Getriebeausgang 48 eingehen.
• Zum Modellieren der Drehmomentbeziehung passen zwei Linien die Daten besser an als eine Linie. Die erste Linie, die als Linie 118 in 3 dargestellt ist, dient für das positive Ausgangsdrehmoment τ_out und Eingangsdrehmoment τ_in, wie z. B. wenn das Fahrzeug 10 motorisch arbeitet. Die zweite Linie, die als Linie 120 in 2 dargestellt ist, dient für das negative Ausgangsdrehmoment und Eingangsdrehmoment, wie z. B. wenn das Fahrzeug 10 regenerativ bremst.
• Die nicht proportionalen Verluste 112 werden während des motorischen Betriebs und der Regeneration gleich berechnet. Daher verwenden die Linie 118 und die Linie 120 beide denselben Versatzterm b für den nicht proportionalen Drehmomentverlust T_s. Während der Regeneration werden jedoch die proportionalen Verluste unter Verwendung der Standard-Motorbetriebsgleichungen nicht korrekt berücksichtigt.
• Das korrekte τ_in für einen gegebenen τ_out-Wert wird korrekt berechnet, wenn die proportionalen Drehmomentverluste in der korrekten Richtung summiert werden. Der proportionale Verlustterm in Gleichung (3A), das heißt τ_in * (TR_ideal - TR_actual), muss ein positiver Wert sein, ungeachtet dessen, ob das Getriebe ein positives oder negatives Drehmoment überträgt. Da τ_in während der Regeneration negativ ist und der proportionale Verlustausdruck in Gleichung (3A) positiv sein muss, muss das ideale Drehmomentverhältnis während der Regeneration geringer sein als das tatsächliche Drehmomentverhältnis, um die korrekte Berechnung zu schaffen, dass mehr Energie in den Getriebeausgang 48 eingeht, als am Getriebeeingang 46 während der Übertragung eines negativen Drehmoments empfangen wird.
• Während einer Übertragung eines negativen Drehmoments, wobei das Getriebeeingangsdrehmoment τ_in -100 Nm ist, das tatsächliche Drehmomentverhältnis 4,2 ist, das ideale Drehmomentverhältnis, das geringer ist als das tatsächliche Verhältnis, 4,1 ist und nicht proportionale Verluste T_S 5 sind, kann τ_out beispielsweise bestimmt werden als:
• τ_out = (-100 * 4,1) - 5 - (-100 * (4,1 - 4,2)) = -425 Nm, unter Verwendung von Gleichung (3A) oder
• τ_out = (-100* 4,2) - 5 = -425 Nm, unter Verwendung von Gleichung (3B). Es ist zu beachten, dass der vorherige Verlust von -405 einen Fehler von ungefähr fünf Prozent aufweist.
• Unter Verwendung einer Eingangsdrehzahl von 400 rad/s kann die Leistung berechnet werden:
  $${\text{P}}_{\text{in}}=-100\ast 400=-40000\text{ Watt}$$

  

  
  $${\text{P}}_{\text{out}}=-425\ast \left(400/\mathrm{4,1}\right)=-41463\text{ Watt}$$

  

  
  $${\text{P}}_{\text{in}}-{\text{P}}_{\text{out}}={\text{P}}_{\text{loss}}=1463\text{ Watt}$$

  
• Wenn das Ausgangsdrehmoment und das Eingangsdrehmoment beide positiv sind, ist die tatsächliche gemessene Steigung geringer als das ideale Drehmomentverhältnis, wie durch die Linie 118 im Vergleich zur Linie 114 zu sehen. Wenn jedoch das Ausgangsdrehmoment und das Eingangsdrehmoment beide negativ sind, ist die tatsächliche gemessene Steigung oder TR_actual größer als das mechanische Drehmomentverhältnis oder TR_ideal, wie durch die Linie 120 im Vergleich zur Linie 114 zu sehen. Das tatsächliche Drehmomentverhältnis für das negative Drehmoment wird als 4,2 gemessen. Wenn das gemessene positive Drehmomentverhältnis von 4,0 für die Situation mit negativem Drehmoment verwendet wird, dann berechnet Gleichung (3), dass mehr Energie am Getriebeeingang 60 gesammelt wird als in den Getriebeausgang 62 während der Regeneration eingegeben wird (wie durch die Linie 116 im Vergleich zur Linie 114 gezeigt).
• Um die Differenz zwischen dem tatsächlichen Drehmomentverhältnis und dem idealen Drehmomentverhältnis (oder Übersetzungsverhältnis) zu berücksichtigen, wird ein proportionaler Verlustkoeffizient C1 für jeden Gang unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:
  $$\text{C1}={\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast \left({\text{TR}}_{\text{ideal}}-{\text{TR}}_{\text{actual}}\right)$$

  
• Während des Antriebs/motorischen Betriebs oder positiven Drehmoments durch das Getriebe 24 ist der proportionale Verlustkoeffizient C1 in der Gleichung (3B) enthalten, um die Verlustgleichung wie folgt abzuleiten:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast \left({\text{TR}}_{\text{actual}}-\text{C1}\right)\right)-{\text{T}}_{\text{s}}$$

  
• Oder alternativ kann die Gleichung (5) umgeordnet werden, um ein τ_in auf der Basis eines gewünschten Drehmomentausgangs τ_out während des motorischen Betriebs zu bestimmen als:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{in}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{out}}+{\text{T}}_{\text{s}}\right)/\left({\text{TR}}_{\text{ideal}}-\text{C1}\right)$$

  
• Wenn das Drehmoment durch das Getriebe 24 negativ ist, wie z. B. während eines Ereignisses regenerativen Bremsens, ist das tatsächliche Drehmomentverhältnis größer als das ideale Drehmomentverhältnis (oder Übersetzungsverhältnis) um dasselbe Ausmaß, wie das ideale Drehmomentverhältnis während des motorischen Betriebs größer ist als das tatsächliche Drehmomentverhältnis. Daher ändert sich das Vorzeichen von C1 während des regenerativen Bremsens, aber der Absolutwert von C1 bleibt gleich. Während der Übertragung eines negativen Drehmoments durch das Getriebe ist daher τ_in auf der Basis eines gewünschten Drehmomentausgangs τ_out:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{in}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{out}}+{\text{T}}_{\text{s}}\right)/\left({\text{TR}}_{\text{ideal}}+\text{C1}\right)$$

  
• Die Beziehung des Eingangs- zum Ausgangsdrehmoment für das Getriebe 24 ist daher durch zwei Linien 118, 120 besser gekennzeichnet, um zwischen dem motorischen Betrieb und der Regeneration oder einem positiven und negativen Drehmoment zu unterscheiden. Die Linie 120 in 3 stellt die Linie dar, die proportionale Verluste berücksichtigt, die zum regenerativen Bremsen beitragen. Die Linie 120 kann durch Umordnen von Gleichung (7) gekennzeichnet sein, wie:
  $${\mathrm{\tau }}_{\text{out}}=\left({\mathrm{\tau }}_{\text{in}}\ast \left({\text{TR}}_{\text{ideal}}+\text{C1}\right)\right)-{\text{T}}_{\text{s}}$$

  
• Der Einschluss eines Drehmomentwandlers, von Pumpenverlusten und dynamischen Trägheitsverlusten kann über den Getriebesteuer-Entwicklungsprozess konsistent sein. Wenn das Fahrzeug beispielsweise einen Drehmomentwandler 22 umfasst, kann der Drehmomenteingang τ_in, wenn das Fahrzeug motorisch arbeitet, bestimmt werden als:
  $$\begin{array}{l}{\mathrm{\tau }}_{\text{in}}=\left(\left({\mathrm{\tau }}_{\text{out}}+{\text{T}}_{\text{s}}\right)/\left({\text{TR}}_{\text{ideal}}-\text{C1}\right)\right)\ast (1/\\ {\text{TR}}_{\text{torque\_convertor}})+{\text{Loss}}_{\text{pump}}+{\text{Loss}}_{\text{dyn\_inertia}}\end{array}$$

  

  $$$$

  
• Wenn der M/G 14 generiert oder wenn das Fahrzeug regenerativ bremst, so dass das Getriebeausgangsdrehmoment negativ ist, wird Gleichung (9) modifiziert, so dass der Drehmomenteingang τ_in aus der folgenden Gleichung bestimmt werden kann:
  $$\begin{array}{l}{\mathrm{\tau }}_{\text{in}}=\left(\left({\mathrm{\tau }}_{\text{out}}+{\text{T}}_{\text{s}}\right)/\left({\text{TR}}_{\text{ideal}}+\text{C1}\right)\right)\ast (1/\\ {\text{TR}}_{\text{torque\_convertor}}){\text{ Loss}}_{\text{pump}}+{\text{Loss}}_{\text{dyn\_inertia}}\end{array}$$

  

  $$$$

  
• Der Drehmomentwandler 56 kann zwischen dem M/G 14 und dem Getriebe 24 verbunden sein. Der Drehmomentwandler 56 kann auch im Getriebe 24 enthalten sein. Wenn der Drehmomentwandler 56 verriegelt ist, ist das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers 1:1.
• Das Steuersystem 42 ist dazu konfiguriert, eine Spielzone für das Fahrzeug auf der Basis des Gangs des Getriebes zu bestimmen und die bestimmte Spielzone während des Fahrzeugbetriebs zu verwenden, um eine bevorstehende Spielzone vorherzusagen oder zu detektieren, die wiederum in einer Steuerstrategie verwendet werden kann, um den Effekt der Triebstrangspieldurchquerung zu mildern.
• Zuerst empfängt die Steuereinheit 42 eine Fahrzeugdrehmomentanforderung bei 150, wie z. B. eine Drehmomentanforderung vom Fahrer durch ein Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignis. Die Fahrzeugdrehmomentanforderung ist eine Anforderung für ein Raddrehmoment, die sich auf τ_out bezieht. Die Steuereinheit 42 wandelt τ_out in τ_in auf der Basis des idealen Drehmomentverhältnisses des Getriebes 24 um, wie durch den Block 152 dargestellt.
• Die Steuereinheit 42 bestimmt den Wert für den aktuellen Gang oder alternativ das aktuelle Drehmomentverhältnis, wie durch den Block 156 dargestellt. Das tatsächliche Drehmomentverhältnis kann in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, die dem aktuellen Gang entspricht, oder dem entspricht, ob das Fahrzeug motorisch arbeitet oder regeneratives Antriebsstrangbremsen durchführt, wie vorstehend beschrieben.
• Das tatsächliche Drehmomentverhältnis wird mit den Getriebedrehzahlen, entweder abgeschätzt oder tatsächlich, verwendet, um den nicht proportionalen Verlust zu bestimmen, wie durch den Block 154 dargestellt. Die nicht proportionalen Verlustwerte können in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden, die dem aktuellen Gang entspricht und auf die durch die Getriebedrehzahlen zugegriffen wird oder die dadurch indiziert wird, wie vorstehend beschrieben, wenn später das tatsächliche Drehmomentverhältnis berechnet wird 156.
• Die Steuereinheit 42 bestimmt den proportionalen Drehmomentverlust, wie durch den Block 158 von 4 dargestellt. Die proportionalen Verlustwerte können auch in einer Nachschlagetabelle mit einem separaten Satz von Werten für jeden der verfügbaren Gänge oder jedes der verfügbaren Drehmomentverhältnisse sowie negative Drehmomentwerte oder positive Drehmomentwerte gespeichert werden.
• Der Block 160 stellt die Bestimmung eines proportionalen Verlustkoeffizienten auf der Basis des gegenwärtig ausgewählten Gangs dar. Dieser Faktor kann verwendet werden, um die Drehmomentbestimmung für irgendwelche zusätzlichen Verluste, die in den vorstehend beschriebenen Drehmomentverlusttermen nicht enthalten sein können, feinabzustimmen oder zu kalibrieren.
• Die Steuereinheit 42 bestimmt dann bei 162, ob das Drehmoment in einer positiven oder negativen Richtung durch das Getriebe und den Triebstrang liegt, d. h. ob das Fahrzeug motorisch arbeitet oder generiert/bremst oder ob der Triebstrang sich in einer Antriebskonfiguration oder angetriebenen Konfiguration befindet. Wenn das Fahrzeug 10 mit dem Triebstrang in einer Antriebskonfiguration motorisch arbeitet oder ein positives Drehmoment aufweist, das von der Kraftmaschine 12 und/oder vom M/G 14 zu den Rädern 16 fließt, geht die Steuereinheit 42 zu 164 weiter, um das τ_in unter Verwendung von Gleichung (6) zu berechnen. Der Eintrittspunkt in die Spielzone wird im Block 166 durch Berechnen von τ_in, wenn τ_out null oder ein anderer festgelegter Wert ist, berechnet.
• Wenn das Fahrzeug 10 mit dem Triebstrang in einer angetriebenen Konfiguration generiert/bremst oder ein Drehmoment aufweist, das von den Rädern 16 zur Kraftmaschine 12 und/oder zum M/G 14 fließt, geht die Steuereinheit 42 zu 168 weiter, um das τ_in unter Verwendung von Gleichung (8) zu berechnen. Der Eintrittspunkt in die Spielzone wird im Block 170 durch Berechnen des τ_out (oder des in den Triebstrang oder das Getriebe eingegebenen Drehmoments), wenn τ_in null oder ein anderer festgelegter Wert ist, berechnet.
• Die Spielzonen-Eintrittspunkte von 166 und 170 werden im Block 172 verwendet, um eine Spielzone zum Steuersystem 42 zur Verwendung in einem Spieldurchquerungs-Steueralgorithmus zu liefern. Ein Beispiel eines Spieldurchquerungsalgorithmus wird nachstehend beschrieben, um die Implementierung des Spieldetektionsverfahrens darzustellen. Die Spielzone kann auch mit anderen Steuerstrategien für die Spieldurchquerungssteuerung und -milderung verwendet werden, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind.
• Die Spielzonendurchquerungssteuerung kann von einem Steueralgorithmus auf der Basis dessen, ob die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist, so dass das Fahrzeug 10 in einem nur elektrischen Modus arbeitet, oder die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist, so dass das Fahrzeug in einem Hybridmodus arbeitet, wobei der M/G 14 auch arbeitet, unterschiedlich gehandhabt werden. Im Fall mit ausgeschalteter Kraftmaschine ist der einzige Aktuator der M/G 14, so dass das Getriebe-Nettoeingangsdrehmoment τ_in gleich dem Motordrehmoment ist. Im Fall mit eingeschalteter Kraftmaschine gibt es zwei Aktuatoren, die auf die Getriebeeingangswelle einwirken, so dass der Getriebenettoeingang τ_in gleich dem Drehmoment des M/G 14 plus dem Drehmoment der Kraftmaschine 12 ist. Folglich wird nur das Drehmoment des Motors 14 im elektrischen Antrieb gesteuert, wohingegen sowohl das Motordrehmoment als auch das Kraftmaschinendrehmoment in einem Hybridantrieb gesteuert und kombiniert werden.
• 5 stellt ein Beispiel eines Eingangsdrehmoments und Ausgangsdrehmoments während eines Spieldurchquerungsereignisses ohne vorhandene Steuerung dar, um irgendeinen Spieldurchquerungseffekt zu mildern. Im Fahrpedaltrittfall in 5a ist ein Befehl für das Fahrpedaltreten bei 200 gezeigt. Das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment 202, 204 gehen von einem negativen Wert, d. h. Aufladung, Regeneration oder Fahren mit konstanter Geschwindigkeit, zu einem positiven Wert mit Antrieb oder Motorbetrieb. Wenn das Nettoeingangsdrehmoment 202 durch den Bereich des Spiels 206 von R1 zu R2 verläuft, werden die Zahnräder im Getriebe und Triebstrang gelockert und das Drehmoment nimmt nicht linear am Ausgang zu, wie durch 208 gezeigt. Wenn R2 am Ende der Spielzone 206 erreicht wird, verzahnen die Zahnräder plötzlich, was einen Stoß im Ausgangsdrehmoment bei 210 verursacht. Der Stoß wickelt den Triebstrang wie eine Feder auf und dann wird die Federenergie freigesetzt, was eine resultierende Schwingung bei 212 verursacht.
• Ein ähnliches Phänomen passiert während des Fahrpedallösefalls, der in 5b gezeigt ist, ohne Spieldurchquerungssteuerung. Während des Fahrpedallösens, wie durch einen Fahrpedallösebefehl auf der Linie 214 gezeigt, gehen das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment 216, 218 von positiv, d. h. Antrieb oder Motorbetrieb, zu negativ, d. h. Aufladung oder Regeneration. Wenn das Nettoeingangsdrehmoment 216 durch den Bereich des Spiels 220 von R1 zu R2 geht, werden die Zahnräder im Getriebe und Triebstrang gelockert. Wenn R2 am Ende der Spielzone 220 erreicht wird, verzahnen die Zahnräder plötzlich, was einen Abwärtsstoß im Ausgangsdrehmoment bei 222 verursacht. Der Stoß wickelt den Triebstrang wie eine Feder in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich zu 5a auf, und dann wird die Federenergie freigesetzt, was eine resultierende Schwingung bei 224 verursacht.
• 6 zeigt ein Spielereignis, während die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist, wobei eine Drehmomentsteuerung des Motors 14 verwendet wird, um das Spieldurchquerungsereignis in einem Fahrpedaltrittfall in 6a und einem Fahrpedallösefall in 6b zu mildern. Das Nettoeingangsdrehmoment in das Getriebe 24 ist gleich dem Drehmoment des Motors 14, da die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist und mit geöffneter Trennkupplung 18 abgetrennt sein kann. Während des Fahrpedaltrittereignisses bei 250 in 6a steigt das Motordrehmoment 252 schnell an, da die Fahreranforderung zunimmt, bis der Eingangsdrehmomentpunkt R1 erreicht ist. Von R1 bis R2 innerhalb der Spielzone 254 wird das Motordrehmoment 252 langsam als Rampen- oder Filterfunktion erhöht, bis das Nettoeingangsdrehmoment R2 erreicht. Dann wird die normale Drehmomentsteuerung mit einer schnellen Rampe oder einem schnellen Filter fortgesetzt, um das Drehmoment 252 in einer gleichmäßigen Weise bis auf die Fahreranforderung zu bringen. Durch Steuern des Anstiegs des Eingangsdrehmoments 252 durch den Spielbereich 254 wird das Getriebe 24 durch seinen gelockeren Zustand geführt, was langsam die Zahnradzähne vom gelockerten Zustand zusammenbringt, und wenig oder kein Klappern tritt auf, wie durch das Ausgangsdrehmoment 256 gezeigt. Sobald die Zahnradzähne bei R2 verzahnt sind, kann mehr Drehmoment 252 aufgebracht werden, ohne ein raues Ereignis und die resultierende raue Schwingung.
• Derselbe Typ von Steuerung wird im Fahrpedallösefall verwendet, der in 6b gezeigt ist. Nach einem Fahrpedallöseereignis bei 260 verringert sich das Motordrehmoment 262 schnell, um die Fahreranforderung oder Aufladungs-/Regenerationsanforderung zu erfüllen, bis der Punkt R2 erreicht ist. Von R2 bis R1 innerhalb der Spielzone 264 wird das Drehmoment 262 in einer langsamen Rampen- oder Filterfunktion gesteuert, bis der Punkt R1 erreicht ist. Beim Punkt R1 werden die Zahnradzähne verzahnt und mehr Drehmoment 262 kann in der negativen Richtung aufgebracht werden ohne raues Ereignis oder Schwingung, wie durch das gleichmäßige Ausgangsdrehmoment 266 gezeigt.
• 7 zeigt ein Spieldurchquerungsereignis, während die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist und das Fahrzeug 10 in einem Hybridmodus arbeitet. In diesem Fall ist das Nettoeingangsdrehmoment gleich dem Drehmoment des Motors 14 plus dem Drehmoment der Kraftmaschine 12. Folglich ist es erforderlich, das Drehmoment sowohl des Motors 14 als auch der Kraftmaschine 12 zu steuern, um ein Spieldurchquerungsereignis zu mildern. Das Drehmoment der Kraftmaschine 12 wird auf einen konstanten oder im Allgemeinen konstanten Wert befohlen, während das Drehmoment des Motors 14 moduliert wird, um den gewünschten Effekt des Getriebe-Nettoeingangsdrehmoments zu erreichen, da die Motordrehmomentreaktion typischerweise schneller ist als die Drosselklappenreaktion. Während des Spielbereichs von R1 bis R2 geht die Motordrehmomentreaktion der Kraftmaschinendrehmomentreaktion sowohl im Fahrpedaltritt- als auch Fahrpedallösefall voran.
• Während des Fahrpedaltrittereignisses bei 300, das in 7a gezeigt ist, steigt das Motordrehmoment 302 schnell an, wenn die Fahreranforderung zunimmt, bis der Eingangsdrehmomentpunkt R1 für das Nettoeingangsdrehmoment 304 erreicht ist. Das Motordrehmoment 302 wird typischerweise schnell angehoben, um die Fahreranforderung zu erfüllen, und geht irgendeinem Anstieg der Kraftmaschinendrehmomentreaktion von der Drosselklappe voran, was als vorübergehende Drehmomentfüllung bezeichnet wird. Von R1 bis R2 innerhalb der Spielzone 306 wird das Kraftmaschinendrehmoment 308 so befohlen, dass es im Allgemeinen konstant ist, und das Motordrehmoment 302 wird langsam als Rampen- oder Filterfunktion erhöht, um das Drehmoment über die Spielzone zu steuern, bis das Nettoeingangsdrehmoment R2 erreicht und die Zahnradzähne sanft verzahnt werden. Dann wird die normale Drehmomentsteuerung fortgesetzt, wobei das Kraftmaschinendrehmoment 304 bis zur Fahreranforderung in einer gleichmäßigen Weise ansteigt. Es ist zu beachten, dass das Ausgangsdrehmoment 310 kein merkliches Spieldurchquerungsereignis aufweist.
• Während eines Fahrpedallöseereignisses 350, das in 7b dargestellt ist, wird das Kraftmaschinendrehmoment 352 schnell verringert, um die Fahreranforderung zu erfüllen, bis der Eingangsdrehmomentpunkt R2 erreicht ist. Von R2 bis R1 innerhalb der Spielzone 354 wird das Kraftmaschinendrehmoment 352 konstant gehalten und das Motordrehmoment 356 wird in einer langsamen Rampen- oder Filterfunktion gesteuert, bis der Punkt R1 erreicht ist. Das Eingangsdrehmoment 358 ist die Summe des Kraftmaschinendrehmoments 352 und des Motordrehmoments 354. Am Punkt R1 werden die Zahnradzähne sanft verzahnt und mehr Drehmoment kann in der negativen Richtung aufgebracht werden ohne raues Ereignis oder Schwingung, wie durch das Ausgangsdrehmoment 360 gezeigt. Das Kraftmaschinendrehmoment 352 wird auf einen Leerlaufwert fallen lassen.
• Der Spielzonendurchquerungs-Steueralgorithmus ist als Ablaufplan in 8 gezeigt. Der linke Abschnitt des Ablaufplans zeigt im Allgemeinen den Vorgang, bei dem die Fahreranforderung zunimmt, oder Fahrpedaltrittbedingungen, und der rechte Abschnitt des Ablaufplans zeigt im Allgemeinen den Vorgang, während dessen die Fahreranforderung abnimmt, oder Fahrpedallösebedingungen.
• Die Steuereinheit 42 beginnt im Block 400 und geht zum Block 402 weiter, wo sie feststellt, ob das Eingangsdrehmoment τ_in positiv oder negativ ist. Wenn das Eingangsdrehmoment positiv ist, geht die Steuereinheit 42 zu 404 weiter, wo sie feststellt, ob die Fahreranforderung abnimmt, wie z. B. durch ein Fahrpedallöseereignis. Wenn die Fahreranforderung bei 404 abnimmt, überwacht die Steuereinheit 42 das Getriebeeingangsdrehmoment im Vergleich zur Spielzone. Wenn das Getriebeeingangsdrehmoment bei 406 in die Spielzone eintritt, stellt die Steuereinheit 42 bei 408 fest, ob die Kraftmaschine 12 arbeitet und ein Drehmoment liefert. Wenn die Kraftmaschine 12 nicht arbeitet, was mit einem nur elektrischen Betriebsmodus für das Fahrzeug korreliert, steuert die Steuereinheit 42 die Verringerung des Drehmoments des Motors 14, bis die Spielzone verlassen wird, bei 412. Wenn die Kraftmaschine 12 bei 408 arbeitet, was mit einem Hybridmodus für das Fahrzeug korreliert, hält die Steuereinheit 42 die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 12 bei 410 konstant oder auf einem stationären Wert und steuert auch die Verringerung des Drehmoments des Motors 14, bis die Spielzone bei 412 verlassen wird.
• Wenn das Eingangsdrehmoment bei 402 negativ ist, geht die Steuereinheit 42 zu 414 weiter, wo sie feststellt, ob die Fahreranforderung zunimmt, wie z. B. durch ein Fahrpedaltrittereignis. Wenn die Fahreranforderung bei 414 zunimmt, überwacht die Steuereinheit 42 das Getriebeeingangsdrehmoment im Vergleich zur Spielzone. Wenn das Getriebeeingangsdrehmoment bei 416 in die Spielzone eintritt, stellt die Steuereinheit 42 bei 418 fest, ob die Kraftmaschine 12 arbeitet und ein Drehmoment liefert. Wenn die Kraftmaschine 12 nicht arbeitet, was mit einem nur elektrischen Betriebsmodus für das Fahrzeug korreliert, steuert die Steuereinheit 42 die Erhöhung des Drehmoments des Motors 14 bei 422, bis die Spielzone verlassen wird. Wenn die Kraftmaschine 12 bei 418 arbeitet, was mit einem Hybridmodus für das Fahrzeug korreliert, hält die Steuereinheit 42 bei 420 die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 12 konstant oder auf einem stationären Wert und steuert auch die Erhöhung des Drehmoments des Motors 14, bis die Spielzone verlassen wird, bei 422.
• An sich schaffen verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung die Detektion und Vorhersage einer Spielzone innerhalb eines Getriebes und für einen Triebstrang für ein Fahrzeugbeschleunigungs- oder -verzögerungsereignis wie z. B. Fahrpedaltreten oder Fahrpedallösen. Die Beziehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsdrehmoment wird vom tatsächlichen Drehmomentverhältnis unter Verwendung von nicht proportionalen Verlusten sowie proportionalen Verlusten für einen Gang modelliert. Proportionale Verluste wirken sich in Abhängigkeit davon, ob ein positives oder negatives Drehmoment durch das Getriebe übertragen wird, unterschiedlich auf das Modell aus. Die Spielzone wird unter Verwendung des Modells als Bereich zwischen dem Eingangsdrehmoment für ein Ausgangsdrehmoment von Null vom Getriebe auf der Seite der positiven Drehmomentübertragung (Motorbetrieb) und einem Ausgangsdrehmoment für ein Eingangsdrehmoment von null in das Getriebe auf der Seite der negativen Drehmomentübertragung (d. h. Bremsen oder Generieren) definiert. In einem Hybridfahrzeug kann beispielsweise die Detektion der Spielzone und das Vorhersagen der Spielzone für ein besseres Fahrverhalten und zum Erfüllen von Benutzererwartungen erforderlich sein, da das Fahrzeug mehr als eine Leistungsquelle aufweist und das Drehmoment durch den Triebstrang in zwei Richtungen fließen kann.
• Obwohl beispielhafte Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale von verschiedenen Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
• Bezugszeichenliste
• 8

Begin

Beginn

402

Getriebeeingangsdrehmoment Tqi < 0?

414

Nimmt Fahreranforderung zu?

Y

J

416

Getriebeeingangsdrehmoment zwischen R1 und R2?

418

Kraftmaschine eingeschaltet?

420

Kraftmaschinendrehmoment stationär halten

422

Erhöhung des Motordrehmoments steuern, bis Tqi > R2

404

Nimmt Fahreranforderung zu?

406

Getriebeeingangsdrehmoment zwischen R1 und R2?

408

Kraftmaschine eingeschaltet?

410

Kraftmaschinendrehmoment stationär halten

412

Erhöhung des Motordrehmoments steuern, bis Tqi > R2

End

Ende

Claims (9)

1. Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs mit einem Traktionsmotor, der mit einem Triebstrang verbunden ist, während einer Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr, das Folgendes umfasst: Steuern des Traktionsmotor-Ausgangsdrehmoments durch einen Bereich, der die Fahrzeugrad-Drehmomentumkehr umgibt, um Drehmomentstörungen in einem Triebstrang zu mildern, wobei der Bereich unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment und unter Verwendung von zum Drehmoment proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verlusten im Triebstrang bestimmt wird und durch ein Eingangsdrehmoment von null und ein Ausgangsdrehmoment von null begrenzt ist, wobei die zum Drehmoment proportionalen und zum Drehmoment nicht-proportionalen Verluste separat voneinander bestimmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment ein Übersetzungsverhältnis über dem Triebstrang verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Bereich durch ein Triebstrangausgangsdrehmoment von null begrenzt ist, so dass in den Bereich eingetreten wird, wenn das Triebstrangeingangsdrehmoment ein Triebstrangausgangsdrehmoment von weniger als null verursacht, wenn sich der Triebstrang in einer Antriebskonfiguration befindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bereich durch ein Triebstrangeingangsdrehmoment von null begrenzt ist, so dass in den Bereich eingetreten wird, wenn das Triebstrangausgangsdrehmoment ein Triebstrangeingangsdrehmoment von mehr als null verursacht, wenn sich der Triebstrang in einer angetriebenen Konfiguration befindet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentstörung mit einem Hauptzahnradspiel und einem nachfolgenden Zahnradspiel im Triebstrang verbunden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beziehung zwischen dem Triebstrangeingangsdrehmoment und dem Triebstrangausgangsdrehmoment in dem Bereich nicht-linear ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die nicht proportionalen Verluste im Triebstrang eine Funktion der Triebstrangausgangsdrehzahl, der Triebstrangöltemperatur und des Triebstranggetriebes sind.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die proportionalen Verluste im Triebstrang eine Funktion des Triebstrangeingangsdrehmoments, der Triebstrangöltemperatur und des Triebstranggetriebes sind.
9. Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem Traktionsmotor, einem mit einem Fahrzeugrad verbundenen Triebstrang und einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.

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