DE102013207336A1

DE102013207336A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines multi-mode-getriebes

Info

Publication number: DE102013207336A1
Application number: DE201310207336
Authority: DE
Inventors: R. Anthony Hansen; Jeffrey Michael Pieper
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-11-07
Also published as: US8762012B2; CN103381819A; CN103381819B; US20130297156A1

Abstract

Ein Antriebsstrangsystem umfasst ein Multi-Mode-Getriebe, das ausgelegt ist, um Drehmoment zwischen einem Eingangselement, Drehmomentmaschinen und einem Ausgangselement zu übertragen. Ein Verfahren zum Steuern des Betriebes des Multi-Mode-Getriebes umfasst ein Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements, die auf der Basis einer geschätzten Raddrehzahl eines Rades eines Endantriebs, der mit dem Ausgangselement gekoppelt ist, ermittelt wird. Die geschätzte Raddrehzahl des Rades wird beim Detektieren einer abrupten Abnahme der Raddrehzahl gleich einer überwachten Raddrehzahl des Rades gesetzt. Drehmomentbefehle werden für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl und die überwachte Raddrehzahl ermittelt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Multi-Mode-Getriebe, die in Antriebsstrangsystemen angewandt werden.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen. Dementsprechend sollen derartige Aussagen keine Anerkennung eines Standes der Technik bilden.
Hybridantriebsstrangsysteme umfassen Drehmoment erzeugende Einrichtungen, z. B. Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Motoren, die Drehmoment durch eine Getriebeeinrichtung auf ein Ausgangselement übertragen, das mit einem Endantrieb gekoppelt sein kann. Steuersysteme zum Betreiben derartiger Hybridantriebsstrangsysteme steuern die Ausgänge der Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und die Anwendung von Drehmomentübertragungselementen in dem Getriebe, um Drehmoment in Ansprechen auf vom Bediener befohlene Ausgangsdrehmomentanforderungen, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Fahrbarkeit und andere Faktoren berücksichtigen, zu übertragen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Antriebsstrangsystem umfasst ein Multi-Mode-Getriebe, das ausgelegt ist, um Drehmoment zwischen einem Eingangselement, Drehmomentmaschinen und einem Ausgangselement zu übertragen. Ein Verfahren zum Steuern des Betriebes des Multi-Mode-Getriebes umfasst ein Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements, die auf der Basis einer geschätzten Raddrehzahl eines Rades eines Endantriebs, der mit dem Ausgangselement gekoppelt ist, ermittelt wird. Die geschätzte Raddrehzahl des Rades wird beim Detektieren einer abrupten Abnahme der Raddrehzahl gleich einer überwachten Raddrehzahl des Rades gesetzt. Drehmomentbefehle werden für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl und die überwachte Raddrehzahl ermittelt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Antriebsstrangsystem, das eine Brennkraftmaschine, ein Multi-Mode-Getriebe, einen Endantrieb und einen Controller umfasst, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
2 ein Drehzahlregelungssystem, das ausgelegt ist, um den Betrieb einer Ausführungsform des Multi-Mode-Getriebes zu steuern, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
3 ein Regelungsschema zum Überwachen des Betriebes einer Ausführungsform des Multi-Mode-Antriebsstrangsystems, das das Drehzahlregelungssystem anwendet und auf unkontrollierte und nicht vorhersagbare äußere Kräfte, die eine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl bewirken, anspricht, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
4 mehrere Antriebsstrang-Betriebszustände in Relation zu der verstrichenen Zeit für eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems, das ohne Nutzen des hierin beschriebenen Regelungsschemas 300 arbeitet, gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und
5 die mehreren Antriebsstrang-Betriebszustände in Relation zu der verstrichenen Zeit für eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems, das mit dem hierin beschriebenen Regelungsschema 300 arbeitet, gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei die Darstellungen allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck selbige einzuschränken, vorgesehen sind, zeigt 1 ein Antriebsstrangsystem 100, das eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 14, ein elektromechanisches Multi-Mode-Getriebe (Getriebe) 10, einen Endantrieb 90 und einen Controller 5 umfasst. Das Getriebe 10 ist mechanisch mit der Kraftmaschine 14 gekoppelt und umfasst eine erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72, die in einer Ausführungsform Elektromotoren/Generatoren sind. Die Kraftmaschine 14 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 erzeugen jeweils Drehmoment, das auf das Getriebe 10 übertragen werden kann.
Die Kraftmaschine 14 kann jede geeignete Brennkrafteinrichtung sein und umfasst bevorzugt eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die selektiv in verschiedenen Zuständen betreibbar ist, um Drehmoment über ein Eingangselement 12 auf das Getriebe 10 zu übertragen, und kann entweder eine Fremdzündungsmaschine oder eine Kompressionszündungsmaschine sein. Die Kraftmaschine 14 umfasst eine Kurbelwelle, die funktional mit dem Eingangselement 12 des Getriebes 10 gekoppelt ist. Ein Drehzahlsensor 11 überwacht die Drehzahl des Eingangselements 12. Leistung, die von der Kraftmaschine 14 abgegeben wird, d. h. Drehzahl und Kraftmaschinen-Drehmoment, kann sich aufgrund der Platzierung der Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 12 zwischen der Kraftmaschine 14 und dem Getriebe 10, z. B. eine Drehmomentmanagementeinrichtung, von der Eingangsdrehzahl und dem Eingangsdrehmoment in das Getriebe 10 unterscheiden.
Das veranschaulichte Getriebe 10 ist ein elektromechanisches Two-Mode-Getriebe 10 mit kombinierter Leistungsverzweigung, das drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 und vier einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtungen, d. h. Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75, umfasst. Es können stattdessen andere Multi-Mode-Getriebe angewandt werden. So wie es hierin verwendet wird, beziehen sich Kupplungen auf Drehmomentübertragungseinrichtungen, die selektiv in Ansprechen auf ein Steuersignal eingerückt werden können, und jegliche geeignete Vorrichtungen sein können, die beispielsweise einzelne oder zusammengesetzte Plattenkupplungen oder -pakete, Einwegkupplungen, Bandkupplungen oder Bremsen umfassen. Ein Hydraulikkreis 42 ist ausgelegt, um Kupplungszustände von jeder der Kupplungen mit Hydraulikdruckfluid zu steuern, das durch eine mit elektrischer Leistung beaufschlagte Hydraulikpumpe 17 zugeführt wird, die durch den Controller 5 funktional gesteuert wird. Kupplungen C2 62 und C4 75 sind hydraulisch eingerückte rotierende Reibkupplungen. Kupplungen C1 70 und C3 73 sind hydraulisch gesteuerte Bremseneinrichtungen, die an einem Getriebekasten 68 festgelegt werden können. Jede der Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75 wird unter Verwendung von Hydraulikdruckfluid hydraulisch eingerückt, das in dieser Ausführungsform durch den hydraulischen Steuerkreis 42 zugeführt wird. Der Hydraulikkreis 42 wird durch den Controller 5 funktional gesteuert, um die vorstehend genannten Kupplungen zu aktivieren und zu deaktivieren, Hydraulikfluid zur Kühlung und Schmierung von Elementen des Getriebes zu liefern und Hydraulikfluid zum Kühlen der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 zu liefern. Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis 42 kann durch Messung unter Verwendung von einem Drucksensor/Drucksensoren, durch Schätzen unter Verwendung von an Bord befindlichen Algorithmen oder unter Verwendung anderer geeigneten Verfahren ermittelt werden.
Die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 sind Drei-Phasen-Wechselstrom-Motor/Generator-Maschinen, die jeweils einen Stator und einen Rotor und jeweilige Resolver 80 und 82 umfassen. Der Motorstator für jede Maschine ist an einem äußeren Abschnitt des Getriebekastens 68 festgelegt und umfasst einen Statorkern mit sich von dort erstreckenden gewendelten elektrischen Wicklungen. Der Rotor für die erste Drehmomentmaschine 56 ist an einem Nabenplattenzahnrad abgestützt, das funktional an der Welle 60 über den zweiten Planetenradsatz 26 angebracht ist. Der Rotor für die zweite Drehmomentmaschine 72 ist fest an einer Hohlwellennabe 66 angebracht. Jeder der Resolver 80 und 82 ist signaltechnisch und funktional mit einem Getriebestromrichter-Steuermodul (TPIM) 19 verbunden, und jeder erfasst und überwacht die Drehstellung des Resolverrotors relativ zu dem Resolverstator, wodurch die Drehstellung der entsprechenden der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 überwacht wird. Zusätzlich können die Signale, die von den Resolvern 80 und 82 ausgegeben werden, verwendet werden, um die Drehzahlen für die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 zu ermitteln.
Das Getriebe 10 umfasst ein Ausgangselement 64, z. B. eine Welle, die mit dem Endantrieb 90 drehbar verbunden ist, um Ausgangsleistung an den Endantrieb 90 zu liefern, die auf die Fahrzeugräder 93 übertragen wird, von denen eines in 1 gezeigt ist. Die Ausgangsleistung an dem Ausgangselement 64 wird in Begriffen einer Ausgangsdrehzahl und eines Ausgangsdrehmoments charakterisiert. Ein Getriebeausgangs-Drehzahlsensor 84 überwacht die Drehzahl und Drehrichtung des Ausgangselements 64. Jedes der Fahrzeugräder 93 ist bevorzugt mit einem Raddrehzahlsensor 94 ausgestattet, der ausgebildet ist, um die Raddrehzahl zu überwachen und somit die Fahrzeuggeschwindigkeit und absolute und relative Raddrehzahlen zur Bremsensteuerung, Zugkraftsteuerung und zum Fahrzeugbeschleunigungsmangement zu ermitteln.
Das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 14 und die Motordrehmomente von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 werden als Ergebnis einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie (ESD) 74 gespeichert ist, erzeugt. Die ESD 74 ist mit dem TPIM 19 über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 hochspannungs-gleichstromgekoppelt. Die Übertragungsleiter 27 umfassen einen Kontaktschalter 38. Wenn der Kontaktschalter 38 im Normalbetrieb geschlossen ist, kann elektrischer Strom zwischen der ESD 74 und dem TPIM 19 fließen. Wenn der Kontaktschalter 38 geöffnet ist, ist der Fluss elektrischen Stromes zwischen der ESD 74 und dem TPIM 19 unterbrochen. Das TPIM 19 umfasst bevorzugt ein Paar Stromrichter und entsprechende Motorsteuermodule, die ausgestaltet sind, um Drehmomentbefehle zu empfangen und Stromrichterzustände daraus zu steuern und somit eine Motorantriebs- oder Rekuperationsfunktionalität vorzusehen, um den Motordrehmomentbefehlen nachzukommen. Die Leistungs-Stromrichter umfassen komplementäre Drei-Phasen-Leistungselektronikeinrichtungen, und jeder umfasst mehrere Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate zum Umwandeln von Gleichstromleistung von der ESD 74 in Wechselstromleistung zur Beaufschlagung einer jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 durch Umschalten mit hohen Frequenzen. Die Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate bilden ein Schaltnetzteil, das ausgestaltet ist, um Steuerbefehle zu empfangen. Es gibt ein Paar Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate für jede Phase für jede der Drei-Phasen-Elektromaschinen. Zustande der Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate werden gesteuert, um eine mechanische Motorantriebsleistungserzeugung oder elektrische Leistungsrekuperationsfunktionalität vorzusehen. Die Drei-Phasen-Stromrichter empfangen oder liefern elektrische Gleichstromleistung über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 und wandeln diese in oder aus Drei-Phasen-Wechselstromleistung, die zu oder von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 zum Betrieb als Motoren oder Generatoren jeweils über Übertragungsleiter 29 bzw. 31 geleitet wird.
Das TPIM 19 überträgt elektrische Leistung zu und von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 durch das Paar Leistungs-Stromrichter und jeweilige Motorsteuermodule in Ansprechen auf Motordrehmomentbefehle. Elektrischer Strom wird zu und von der ESD 74 dementsprechend übertragen, ob die ESD 74 aufgeladen oder entladen wird.
Der Controller 5 ist mit verschiedenen Aktoren und Sensoren in dem Antriebsstrangsystem 100 über eine Kommunikationsverbindung 15 signaltechnisch und funktional verknüpft, um den Betrieb des Antriebsstrangsystems 100 zu überwachen und zu steuern, umfassend Synthetisieren von Informationen und Eingängen, und Ausführen von Routinen, um Aktoren zu steuern, um Steuerungsziele zu erreichen, die mit Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahrbarkeit und Schutz von Bauteilen, die Batterien der ESD 74 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 umfassen, in Beziehung stehen. Der Controller 5 ist ein Teilsatz einer gesamten Controller-Architektur des Fahrzeugs und stellt eine koordinierte Systemsteuerung des Antriebsstrangsystems 100 zur Verfügung. Der Controller 5 kann ein verteiltes Steuermodulsystem umfassen, das einzelne Steuermodule umfasst, die ein überwachendes Steuermodul, ein Kraftmaschinen-Steuermodul, ein Getriebesteuermodul, ein Batteriepaket-Steuermodul und das TPIM 19 umfassen. Eine Benutzerschnittstelle 13 ist bevorzugt signaltechnisch mit mehreren Einrichtungen verbunden, durch die ein Fahrzeugbediener den Betrieb des Antriebsstrangsystems 100 lenkt und anweist. Die Einrichtungen umfassen bevorzugt ein Gaspedal 113, ein Bedienerbremspedal 112, eine Getriebebereichswähleinrichtung 114 (PRNDL) und eine Fahrzeug-Fahrtregelung. Die Getriebebereichswähleinrichtung 114 kann eine diskrete Zahl von durch einen Bediener auswählbaren Positionen aufweisen, die die Drehrichtung des Ausgangselements 64 umfassen, um eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu ermöglichen. Die Benutzerschnittstelle 13 kann eine einzige Vorrichtung umfassen, wie es gezeigt ist, oder kann alternativ mehrere Benutzerschnittstelleneinrichtungen umfassen, die direkt mit einzelnen Steuermodulen verbunden sind.
Die vorstehend erwähnten Steuermodule kommunizieren mit anderen Steuermodulen, Sensoren und Aktoren über die Kommunikationsverbindung 15, die eine strukturierte Kommunikation zwischen den verschiedenen Steuermodulen bewirkt. Das spezifische Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Die Kommunikationsverbindung 15 und geeignete Protokolle sorgen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Multi-Steuermodul-Schnittstellenbildung zwischen den vorstehend erwähnten Steuermodulen und anderen Steuermodulen, die eine Funktionalität, die z. B. Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität umfassen, bereitstellen. Mehrere Kommunikationsbusse können verwendet werden, um die Kommunikationsgeschwindigkeit zu verbessern und einen gewissen Grad an Signalredundanz und -integrität bereitzustellen, die direkte Verbindungen und serielle Peripherieschnittstellenbusse (SPI-Busse) umfassen. Eine Kommunikation zwischen einzelnen Steuermodulen kann auch unter Verwendung einer drahtlosen Verbindung, z. B. einen drahtlosen Nahbereichs-Funkkommunikationsbus, bewirkt werden. Einzelne Einrichtungen können auch direkt verbunden sein.
Steuermodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises/anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten (bevorzugt einem Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablage (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher usw.) der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung/Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendwelche von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul weist einen Satz Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen vorzusehen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Antwort auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.

Das Antriebsstrangsystem 100 ist ausgestaltet, um in einem von mehreren Zuständen zu arbeiten, die in Begriffen von Kraftmaschinenzuständen, die einen von einem Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine (EIN) und einem Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine (AUS) umfassen, und Getriebebereichen beschrieben werden können, die Festgangmodi, stufenlose Modi (EVT) und Neutral umfassen, die unter Bezugnahme auf Tabelle 1 unten beschrieben sind. Tabelle 1

Beschreibung	Kraftmaschinenzustand	Getriebebereich	Eingerückte Kupplungen
Neutral	EIN/AUS	Neutral	-
M1_Eng_Off	AUS	EVT Modus 1	C1 70
M1_Eng_On	EIN	EVT Modus 1	C1 70
G1	EIN	Festgangverhältnis 1	C1 70	C4 75
G2	EIN	Festgangverhältnis 2	C1 70	C2 62
M2_Eng_Off	AUS	EVT Mode 2	C2 62
M2_Eng_On	EIN	EVT Mode 2	C2 62
G3	EIN	Festgangverhältnis 3	C2 62	C4 75
G4	EIN	Festgangverhältnis 4	C2 62	C3 73

Die in Tabelle 1 beschriebenen Getriebebereiche geben die spezifische(n) eingerückte(n) der Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75 für jeden der Getriebebereiche an, die Festgangmodi, EVT-Modi und Neutral umfassen. Das Getriebe 10 wird als ein elektromechanisches Multi-Mode-Getriebe beschrieben, weil es ausgestaltet ist, um in einem von mehreren EVT-Modi zu arbeiten, die in dieser Ausführungsform Modus 1 und Modus 2 umfassen. Zu Zwecken dieser Beschreibung ist, wenn der Kraftmaschinenzustand AUS ist, die Kraftmaschinen-Eingangsdrehzahl gleich 0 Umdrehungen pro Minute, d. h. die Kraftmaschinen-Kurbelwelle rotiert nicht. Ein Festgangbetrieb stellt einen Betrieb mit festem Verhältnis von Eingangsdrehzahl zu Ausgangsdrehzahl des Getriebes 10 bereit. In Ansprechen auf eine Bedienereingabe über das Gaspedal 113, das Bremspedal 112 und die Getriebebereichswähleinrichtung 114, wie sie durch die Benutzerschnittstelle 13 erfasst wird, ermittelt das Steuermodul 5 Drehmomentbefehle, um die Drehmomentaktoren zu steuern, die die Kraftmaschine 14 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 umfassen, um der Ausgangsdrehmomentanforderung an dem Ausgangselement 64 zur Übertragung auf den Endantrieb 90 nachzukommen.
Die Arbeitsweise des beispielhaften Antriebsstrangsystems 100 ist deterministisch, wobei Drehmomentbefehle, Drehmomentausgänge und Betriebsdrehzahlen auf der Basis von bekannten Drehmomentbefehlen, Drehmomentausgängen und Betriebsdrehzahlen ermittelt werden. Deterministische Beziehungen werden auf der Basis des gegenwärtigen Getriebebereichs hergestellt, die einen von dem Festgangmodus, dem EVT-Modus und Neutral umfassen. Unterschiedliche Getriebebereichsgleichungen werden angewandt, um die Beziehung auf der Basis des Getriebebereichs zu beschreiben.
Die Beziehungen, die dem Betrieb in einem der Festgangbereiche zugeordnet sind, umfassen Getriebebereichsgleichungen, die eine Drehzahlbeziehung beschreiben, die unter Bezugnahme auf Gl. 1 gezeigt ist, und eine Drehmomentbeziehung, die unter Bezugnahme auf Gl. 2 gezeigt ist. Die Drehzahlbeziehung in dem Festgangmodus ist nachstehend angegeben:
wobei N_i die Eingangsdrehzahl des Eingangselements 12 ist,
N_O die Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements 64 ist,
N_A die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine 56 ist,
N_B die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 72 ist, und
A1, A2 und A3 anwendungsspezifische und festgangmodusspezifische skalare Werte sind.
Die Drehmomentbeziehung in dem Festgangmodus ist nachstehend angegeben:
wobei T_A der Drehmomentbefehl für die erste Drehmomentmaschine 56 ist,
T_I das Eingangsdrehmoment an dem Eingangselement 12 ist,
T_B der Drehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine 72 ist,
T_O das Ausgangsdrehmoment des Ausgangselements 64 ist,
N •_I eine zeitliche Änderungsrate der Eingangsdrehzahl N_I ist, und
A4–A7 anwendungsspezifische und festgangmodusspezifische skalare Werte sind.
Die Beziehungen, die dem Betrieb in einem der EVT-Modi zugeordnet sind, umfassen Getriebebereichsgleichungen, die eine Drehzahlbeziehung, die unter Bezugnahme auf Gl. 3 gezeigt ist, und eine Drehmomentbeziehung, die unter Bezugnahme auf Gl. 4 gezeigt ist, beschreiben. Die Drehzahlbeziehung in dem EVT-Modus ist nachstehend angegeben:
wobei B1–B4 anwendungsspezifische und EVT-Modusspezifische skalare Werte sind.
Die Drehmomentbeziehung in dem EVT-Modus ist wie folgt:
wobei N •_I eine zeitliche Änderungsrate der Eingangsdrehzahl N_I ist,
N •_O eine zeitliche Änderungsrate der Ausgangsdrehzahl N_O ist, und
B5–B12 anwendungsspezifische und EVT-Modusspezifische skalare Werte sind.
Die Beziehungen, die dem Betrieb in Neutral zugeordnet sind, umfassen Getriebebereichsgleichungen, die eine Drehzahlbeziehung beschreiben, die unter Bezugnahme auf Gl. 5 gezeigt ist, und eine Drehmomentbeziehung, die unter Bezugnahme auf Gl. 6 gezeigt ist. Die Drehzahlbeziehung in Neutral ist nachstehend angegeben:
wobei N_C1 eine Drehzahl der Kupplung C1 70, d. h. der Kupplung, die dem Betrieb in EVT-Modus 1 zugeordnet ist, ist, und
C1–C6 anwendungsspezifische und neutralbereichsspezifische skalare Werte sind.
Die Drehmomentbeziehung in Neutral ist nachstehend angegeben:
wobei N •_C1 eine zeitliche Änderungsrate der Drehzahl von Kupplung C1 ist, die dem Betrieb in EVT-Modus 1 zugeordnet ist, und
C7–C18 anwendungsspezifische und bereichsspezifische skalare Werte sind.
Das Antriebsstrangsystem 100 wendet die Beziehungen von Auswahlpaaren der Gl. 1–6 an, um den Betrieb des Antriebsstrangsystems 100 zu steuern, wobei Drehmomentbefehle und Betriebsdrehzahlen in Ansprechen auf Ausgangsdrehmomentbefehle ermittelt werden, wobei der Getriebebereich, der einen ausgewählten von dem Festgangmodus, dem EVT-Modus und Neutral umfasst, berücksichtigt wird.
2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Drehzahlregelungssystems 200, das ausgestaltet ist, um den Betrieb eines Antriebsstrangsystems, das ein Multi-Mode-Getriebe anwendet, z. B. das Antriebsstrangsystem 100, das unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist, zu steuern. Das Drehzahlregelungssystem 200 wendet einen Rückführungs-Controller 275 an, um das vorstehend erwähnte Antriebsstrangsystem 100 mit einem Eingang von einem Antriebsstrangsystemschätzer 100' zu steuern. Eingänge in das Drehzahlregelungssystem 200 umfassen Steuerungs-Motordrehmomentbefehle Ta 215 und Tb 225 und einen Kraftmaschinen-Drehmomentbefehl 115, die in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt werden. Die Steuerungs-Motordrehmomentbefehle Ta 215 und Tb 225 werden zu ersten und zweiten Drehmomentfehlern 237 und 247 addiert, um einen Steuervektor zu ermitteln, der einen ersten und zweiten abschließenden Motordrehmomentbefehl 235, 245 zum Steuern der ersten bzw. zweiten Drehmomentmaschine 56 und 72 umfasst. Dies ist ein iterativer Prozess, wobei das Drehzahlregelungssystem 200 und alle zugeordneten Bauteile und Regelungsschemata während einem der vorstehend erwähnten Schleifenzyklen ausgeführt werden, um den Steuervektor zu ermitteln, der den ersten und zweiten abschließenden Motordrehmomentbefehl 235, 245 umfasst, um die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72 zu steuern.
Der Schätzer 100' ist ausgestaltet, um verschiedene Ausgangszustände 250' auf der Basis des Steuervektors, der den ersten und zweiten abschließenden Motordrehmomentbefehl 235, 245 umfasst, und eines überwachten Zustandsvektors vorherzusagen, der mehrere Ausgangszustände 255 umfasst, die aufgrund von Latenzzeiten in dem System verzögert sind. Die Ausgangszustände 255 umfassen bevorzugt Auswahlgetriebe-Drehzahlzustände, die beispielsweise die Eingangsdrehzahl N_I, die Ausgangsdrehzahl N_O oder Raddrehzahl N_w und erste und zweite Motordrehzahlen N_A und N_B umfassen. Die Ausgangszustände 255 können auch Auswahlgetriebe-Drehmomentzustände umfassen, die beispielsweise Kupplungsdrehmomente von eingerückten Drehmomentübertragungskupplungen umfassen. Der Schätzer 100' überwacht den Steuervektor, der den ersten und zweiten abschließenden Motordrehmomentbefehl 235, 245 und die Ausgangszustände 255 umfasst.
Der Steuervektor verläuft durch eine Zyklusverzögerung 252, um einen verzögerten Steuervektor 253 zu erzeugen, der in einen Controller 280 eingegeben wird, um mehrere erwartete Getriebebetriebszustände 285 in Ansprechen darauf zu berechnen. Der Controller 280 führt ausgewählte der Gl. 1–6 aus, die dem ausgewählten Getriebebereich zugeordnet sind, um die erwarteten Getriebebetriebszustände 285 in Ansprechen auf den verzögerten Steuervektor 253 zu ermitteln, und die erwarteten Getriebebetriebszustände 285 umfassen erwartete Zustande für die Eingangsdrehzahl N_I, die Ausgangsdrehzahl N_O und die erste und zweite Motordrehzahl N_A und N_B. Die erwarteten Ausgangszustände 285 werden arithmetisch mit ersten Rückführungszuständen 259 und Schätzungskorrekturausgangszuständen 265 kombiniert, um die geschätzten Ausgangszustände 250' zu ermitteln.
Die geschätzten Ausgangszustände 250' verlaufen durch eine weitere Zyklusverzögerung 252, um verzögerte geschätzte verschiedene Antriebsstrangzustände 257 zu ermitteln, die in eine Rückführungsschleife eingegeben werden, die einen Proportional/Integral-Regler bzw. Controller 258 umfasst, um die ersten Rückführungszustände 259 zu ermitteln. Die verzögerten geschätzten verschiedenen Antriebsstrangzustände 257 werden in eine zweite Rückführungsschleife mit Proportional/Integral-Regler 260 eingegeben, um zweite Rückführungszustände 261 zu ermitteln, die von den Ausgangszuständen 255 subtrahiert werden, um Schätzfehler 263 zu ermitteln. Die Schätzfehler 263 werden in einen Schätz-Controller 262 eingegeben, um die Schätzungskorrekturausgangszustände 265 zu ermitteln. Darüber hinaus werden die geschätzten Ausgangszustände 250' und mehrere Eingangsprofile 241 in ein Zustandsreferenzschema 240 eingegeben, um mehrere Referenzzustände 250 zu berechnen oder andersweitig zu ermitteln.
Der Betrieb des Antriebsstrangsystems 100 umfasst eine Drehzahlregelung, die eine aktive Endantriebs-Dämpfungsteuerung anwenden kann. Die bevorzugten Betriebsparameter umfassen ein Steuersignal, z. B. einen Drehmomentbefehl, und ein Antwortsignal, z. B. Drehzahl, für jede der Drehmomentmaschinen, z. B. die erste und zweite Drehmomentmaschine 56 und 72. Die Referenzzustände 250 umfassen Referenzzustände für die Ausgangsdrehzahl (N_{o_ref}), die Eingangs- oder Kraftmaschinen-Drehzahl (N_{e_ref}) und die Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}). Die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) steht mit der Raddrehzahl der Fahrzeugräder 93 in Beziehung, wobei die Raddrehzahl eine geschätzte Raddrehzahl (N_{w_est}) umfasst, wie folgt. (N_{o_ref}) = N_{w_est}·Achsantriebs-Übersetzungsverhältnis [7]
Die Referenzdrehzahlen können wie folgt, abhängig von dem ausgewählten der Getriebebereiche ermittelt werden, die Festgangmodus, EVT-Modus und Neutral umfassen, wobei drei Sätze von unabhängigen Gleichungen angewandt werden, wobei die K-Werte, d. h. Verhältnisse, für den spezifischen Getriebebereich ausgewählt werden.
Wenn in Neutral gearbeitet wird, werden somit die Referenzdrehzahlen gemäß der folgenden Beziehung ermittelt: N_{e_ref} = N_{i_profile} N_{a_ref} = K_{i_to_a}·N_{i_profile} + K_{c#_to_a}·N_{c#_profile} + K_{o_to_a}·N_{o_ref} N_{b_ref} = K_{i_to_b}·N_{i_profile} + K_{c#_to_b}·N_{c#_profile} + K_{o_to_b}·N_{o_ref} [8] wobei K_{i_to_a} und K_{i_to_b} anwendungsspezifische skalare Werte darstellen, die jeweils der Relation zwischen dem Eingangselement 12 und den Motoren A bzw. B, für den ausgewählten Getriebebereich zugeordnet sind,
K_{c#_to_a} und K_{c#_to_b} anwendungsspezifische skalare Werte darstellen, die jeweils der Relation zwischen einer ausgewählten Kupplung, z. B. Kupplung C1, und den Motoren A bzw. B für den ausgewählten Getriebebereich zugeordnet sind,
K_{o_to_a} und K_{o_to_b} anwendungsspezifische skalare Werte darstellen, die jeweils der Relation zwischen dem Ausgangselement 64 und den Motoren A bzw. B, für den ausgewählten Getriebebereich zugeordnet sind,
N_{i_profile} ein Eingangsdrehzahlprofil ist, das eine erwartete zeitliche Änderungsrate in der Eingangsdrehzahl, die dem Betrieb der Kraftmaschine 14 zugeordnet ist, angibt, und
N_{c#_profile} ein Kupplungsdrehzahlprofil ist, das eine erwartete zeitliche Änderungsrate in der ausgewählten Kupplung, z. B. Kupplung C1, angibt.
Wenn in einem der EVT-Modi gearbeitet wird, werden die Referenzdrehzahlen gemäß der folgenden Beziehung ermittelt. N_{e_ref} = N_{i_profile} N_{a_ref} = K_{i_to_a}·N_{i_profile} + K_{o_to_a}·N_{o_ref} N_{b_ref} = K_{i_to_b}·N_{i_profile} + K_{o_to_b}·N_{o_ref} [9]
Wenn in einem der Festgangmodi gearbeitet wird, werden die Referenzdrehzahlen gemäß der folgenden Beziehung ermittelt. N_{e_ref} = K_{o_to_e}·N_{o_ref} N_{a_ref} = K_{o_to_a}·N_{o_ref} N_{b_ref} = K_{o_to_b}·N_{o_ref} [10]
Somit wird die Ausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) angewandt, um jede der Referenzdrehzahlen zu ermitteln, die in dem Rückführungs-Controller 275 verwendet werden, um das Antriebsstrangsystem 100 mit einer Eingabe von dem Antriebsstrangsystemschätzer 100' zu steuern. Die geschätzten Ausgangszustände 250' werden mit den Referenzausgangszuständen 250 verglichen, um Regelfehler 271 zu ermitteln, die von dem Rückführungs-Controller 275 angewandt werden, um den ersten und zweiten Drehmomentfehler 237 bzw. 247 zu ermitteln. Wenn es eine Ungenauigkeit in der Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) gibt, werden die in Beziehung stehenden Referenzdrehzahlen, die die Eingangs- oder Kraftmaschinendrehzahl (N_{e_ref}) und Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}) umfassen, ungenau und somit werden die Regelfehler 271 ungenau. Wenn die Regelfehler 271 ungenau sind, hat der Rückführungs-Controller 275 Regelungenauigkeiten.

3 ein Regelungsschema 300 zum Überwachen des Betriebes und zum Steuern des Betriebes eines Antriebsstrangsystems unter dynamischen Betriebsbedingungen. Das Regelungsschema 300 wird unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems 100, das das Drehzahlregelungssystem 200 anwendet, beschrieben. Das Regelungsschema 300 wird angewandt, um zu bewirken, dass das Antriebsstrangsystem 100 auf unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte anspricht, die eine schnelle Änderung in einem überwachten Parameter bewirken, wenn das Drehzahlregelungssystem 200 angewandt wird, um den Betrieb davon zu steuern. Der überwachte Parameter kann zum Beispiel die Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements 64 umfassen. Unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte umfassen Kräfte, die nicht direkt durch das Drehzahlregelungssystem 200 überwacht werden, und können ein Ereignis umfassen, das eine abrupte oder schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements 64 bewirkt. Eine abrupte Änderung der Drehzahl des Ausgangselements 64 des Antriebsstrangsystems 100 umfasst das Auftreten eines Blockierens von zumindest einem der Fahrzeugräder, das sich zu einem Blockieren des Ausgangselements 64 des Antriebsstrangsystems 100 übersetzt. Der Begriff ”Blockieren” beschreibt einen Betrieb, der bewirkt, dass sich eine Raddrehzahl selbst für einen kurzen Zeitraum 0 U/min annähert. Manöver, die zu einem Blockieren des Ausgangselements 64 des Antriebsstrangsystems 100 führen können, umfassen ein Bedienermanöver, das das Einrücken der Getriebebereichswähleinrichtung 114 in die Parkstellung (P) umfasst, während die Fahrzeugräder 94 rotieren und das Fahrzeug sich bewegt, ein Zugkraftsteuermanöver, ein Bedienermanöver, das ein Anti-Blockier-Bremssystem aktiviert, ein Notbremsereignis und ein Beschleunigungsereignis, das Radschlupf auf einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten umfasst. Im Betrieb werden Drehmomentbefehle für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements 12 und die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) des Ausgangselements 64 ermittelt. Die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) des Ausgangselements 64 wird auf der Basis einer geschätzten Raddrehzahl von einem der Endantriebsräder 93 wie vorhergehend beschrieben ermittelt. Die geschätzte Raddrehzahl wird bei. Detektieren einer abrupten Abnahme der gemessenen Raddrehzahl gleich der überwachten Raddrehzahl gesetzt, und Drehmomentbefehle für die Drehmomentmaschinen werden in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl und die gemessene Raddrehzahl des Rades unter Verwendung der vorstehend angeführten Drehzahl- und Drehmomentgleichungen ermittelt. Die Arbeitsweise des Regelungsschemas 300 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Tabelle 2 ist als ein Schlüssel vorgesehen, wobei die mit Zahlen markierten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt ausgeführt sind. Tabelle 2

BLOCK	BLOCKINHALTE
302	Bewirkt Betrieb eine plötzliche Änderung der Ausgangsdrehzahl No?
304	Ist überwachte Raddrehzahl kleiner als ein kalibrierter Wert?
306	Gibt gesetztes Register abnehmende Raddrehzahl an?
308	Setze geschätzte Raddrehzahl (N_{w_est}) gleich der überwachten Raddrehzahl (N_{w_act}); Inkrementiere Zähler
310	Ist Zähler größer als Schwellenwert?
312	Führe Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der überwachten Raddrehzahl (N_{w_act}) aus, um Referenzdrehzahlen zu berechnen
314	Setze Zähler zurück; Setze Register zurück
320	Setze Zähler zurück
322	Setze Register, um anzuzeigen, dass Raddrehzahl größer als der kalibrierte Wert ist
330	Führe Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der geschätzten Raddrehzahl (N_{w_act}) aus, um Referenzdrehzahlen zu berechnen

Das Regelungsschema 300 wird während einem der vorstehend angeführten Schleifenzyklen periodisch ausgeführt. Unter einem fortwährenden Betrieb des Antriebsstrangsystem wird die Raddrehzahl (N_{w_act}) überwacht, und eine geschätzte Raddrehzahl (N_{w_est}) wird durch Überwachen, Aufbereiten (z. B. Ratenbegrenzen) und Mitteln eines/von Ausgangsignals/Ausgangssignalen von einem oder mehreren der Raddrehzahlsensoren 94 ermittelt. Ein Schätzen der Raddrehzahl sorgt für einen Ausgleich von Messfehlern, Signalrauschen und Verzögerungsfehlern und Inkonsistenzen im Straßenbelag und der Reifenoberfläche, die eine Schwankung im Ausgangssignal/in den Ausgangssignalen von einem oder mehreren der Raddrehzahlsensoren 94 bewirken und somit den Betrieb des Antriebsstrang-Steuersystems beeinträchtigen könnten.
Eine Überwachungsstrategie überwacht anfänglich den Betrieb, um ein Ereignis zu detektieren, das durch unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte bewirkt wird, die zu einer abrupten oder schnellen Änderung eines überwachten Parameters, wie etwa ein Blockieren der Fahrzeugräder 92, führen (302). Ein Ereignis, das durch unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte bewirkt wird, ist ein Ereignis, das durch den Schätzer 100' nicht verfolgt wird. Unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte umfassen Kräfte, die nicht direkt von dem Drehzahlregelungssystem 200 überwacht werden. Eine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl kann durch ein Bedienermanöver bewirkt werden, das ein Einrücken der Getriebebereichswähleinrichtung 114 in die Parkstellung, während die Räder rotieren, umfasst. Eine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl kann durch ein Zugkraftsteuermanöver oder ein Manöver, das ein Anti-Blockier-Bremssystem aktiviert, das die Steuerung der Radbremsen pulsweitenmoduliert, wie etwa eine Notbremsung, bewirkt werden. Eine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl kann durch eine Fahrzeugbeschleunigung auf einem Straßenbelag mit geringer Reibung, die zu Radschlupf führt, bewirkt werden. Während derartiger Manöver kann die Größe des Reibbremsdrehmoments ungenau ermittelt werden, was Fehler in den Schätzer 100' des Antriebsstrangsystemschätzer einführt.
Ereignisse, die abrupte oder schnelle Änderungen der Ausgangsdrehzahl bewirken, werden durch Kräfte hervorgerufen, die nicht durch das Drehzahlregelungssystem 200 oder das Regelungsschema 300 überwacht werden. Derartige Kräfte können unkontrollierte und unvorhersagbare äußere Kräfte umfassen, die auf den Endantrieb durch eines oder mehrere der Räder wirken können und häufig zu schnellen Verzögerungsereignissen führen.
Wenn es keine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl gibt (302)(0), wird eine Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der geschätzten Raddrehzahl (N_{w_est}) ausgeführt, um die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) unter Verwendung von Gl. 7 zu berechnen, die wiederum verwendet wird, um die Eingangs- oder Kraftmaschinen-Drehzahl (N_{e_ref}) und Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}) unter Verwendung einer ausgewählten der Gl. 8, 9 und 10 zu berechnen (330). Wenn es ein Ereignis gibt, das eine schnelle Änderung der Ausgangsdrehzahl bewirkt, die nicht durch den Schätzer 100' verfolgt wird, z. B. ein Blockieren der Fahrzeugräder (302)(1), wird die Raddrehzahl unter Bezugnahme auf eine kalibrierte Schwellendrehzahl überwacht (304). Wenn die überwachte Raddrehzahl größer als die Schwellendrehzahl ist (304)(0), wird ein Zähler zurückgesetzt (320) und ein Register wird gesetzt, das angibt, dass die Raddrehzahl größer als der kalibrierte Wert ist (322). Eine Regelung des Antriebsstrangsystems wird unter Verwendung der geschätzten Raddrehzahl (N_{w_est}) ausgeführt, um die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) unter Verwendung von Gl. 7 zu berechnen, die wiederum verwendet wird, um die Eingangs- oder Kraftmaschinen-Drehzahl (N_{e_ref}) und Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}) unter Verwendung einer ausgewählten der Gl. 8, 9 und 10 zu berechnen (330).
Wenn die überwachte Raddrehzahl niedriger als der kalibrierte Wert ist (304)(1), wird ermittelt, ob das Register während einer vorhergehenden Ausführung des Regelungsschemas 300 gesetzt worden ist, was angibt, dass die Raddrehzahl abnimmt (306). Wenn die Raddrehzahl nicht abnimmt (306)(0), wird eine Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der geschätzten Raddrehzahl (N_{w_est}) ausgeführt, um die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) unter Verwendung von Gl. 7 zu berechnen, die wiederum verwendet wird, um die Eingangs- oder Kraftmaschinen-Drehzahl (N_{e_ref}) und Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}) unter Verwendung einer ausgewählten der Gl. 8, 9 und 10 zu berechnen (330).
Wenn die Raddrehzahl abnimmt (306)(1), nachdem die vorstehend genannten Bedingungen erfüllt worden sind, wird die geschätzte Raddrehzahl (N_{w_est}) gleich einer überwachten Raddrehzahl (N_{w_act}) gesetzt, wie es durch den Raddrehzahlsensor 94 angegeben wird, und der Zähler wird inkrementiert (308). In einer Ausführungsform wird die geschätzte Eingangsdrehzahl N_I gleich der überwachten Eingangsdrehzahl gesetzt, und die geschätzte erste und zweite Motordrehzahl N_A und N_B werden gleich der überwachten ersten und zweiten Motordrehzahl gesetzt. Der Zähler wird mit einem Schwellenwert-Zeitglied verglichen (310), und es wird eine Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der überwachten Raddrehzahl (N_{w_act}) ausgeführt (312), wenn der Zähler kleiner als das Schwellenwert-Zeitglied ist (310)(0). Wenn der Zähler größer als das Schwellenwert-Zeitglied ist (310)(1), werden das Register und der Zähler zurückgesetzt und es wird eine Regelung des Antriebsstrangsystems unter Verwendung der geschätzten Raddrehzahl (N_{w_est}) ausgeführt, um die Referenzausgangsdrehzahl (N_{o_ref}) unter Verwendung von Gl. 7 zu berechnen, die wiederum verwendet wird, um die Eingangs- oder Kraftmaschinen-Drehzahl (N_{e_ref}) und Motordrehzahlen für die erste Drehmomentmaschine (N_{a_ref}) und die zweite Drehmomentmaschine (N_{b_ref}) unter Verwendung einer ausgewählten der Gl. 8, 9 und 10 zu berechnen (330).
4 zeigt graphisch mehrere Antriebsstrang-Betriebszustände in Relation zu einer verstrichenen Zeit für eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems 100, die mit einer Ausführungsform des Drehzahlregelungssystems 200 ohne Nutzen aus dem hierin beschriebenen Regelungsschema 300 arbeitet. Die gezeigten Antriebsstrang-Betriebszustände umfassen die gemessene Raddrehzahl 402, die geschätzte Raddrehzahl 404, die geschätzte Ausgangsdrehzahl 406, die Referenzausgangsdrehzahl 408, die Kraftmaschinen-Drehzahl 410 und das Dämpfungsdrehmoment 412. Zu Zeitpunkt 420 sackt die gemessene Raddrehzahl 402 plötzlich ab, wobei sie sich 0 U/min nähert, was ein durch ein Bedienermanöver, ein Zugkraftsteuermanöver, oder ein Manöver, das ein Anti-Blockier-Bremssystem aktiviert, bewirktes Blockieren eines Rades anzeigt. Die geschätzte Raddrehzahl 404 reagiert langsam, was entsprechende Änderungen der geschätzten Ausgangsdrehzahl 406 und der Referenzausgangsdrehzahl 408 inklusive Abweichungen dazwischen bewirkt. Das Antriebsstrang-Betriebssystem ermittelt das Dämpfungsdrehmoment 412, das versucht, die geschätzte Ausgangsdrehzahl 406 in Richtung der Referenzausgangsdrehzahl 408 zu verschieben, selbst obwohl die Referenzausgangsdrehzahl 408 nicht korrekt ist. Dies bewirkt, dass das Dämpfungsdrehmoment 412 in einer nicht korrekten Richtung angelegt wird. Das Ergebnis ist, dass die Kraftmaschinen-Drehzahl 410 ein Rückdrehen der Kraftmaschine umfassen kann, was eine unerwünschte Betriebsbedingung ist, da sie bewirken kann, dass die Kraftmaschine abstirbt, wenn die Kraftmaschine gegenwärtig arbeitet.
5 zeigt graphisch die mehreren Antriebsstrang-Betriebszustände in Relation zu einer verstrichenen Zeit für eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems 100, die mit einer Ausführungsform des Drehzahlregelungssystems 200 arbeitet und mit dem hierin beschriebenen Regelungsschema 300 arbeitet. Die gezeigten Antriebsstrang-Betriebszustände umfassen wieder die gemessene Raddrehzahl 402, die geschätzte Raddrehzahl 404, die geschätzte Ausgangsdrehzahl 406, die Referenzausgangsdrehzahl 408, die Kraftmaschinen-Drehzahl 410 und das Dämpfungsdrehmoment 412. Zu Zeitpunkt 520 tritt eine Aktion auf, die bewirkt, dass die gemessene Raddrehzahl 402 plötzlich absackt und unter den Drehzahlschwellenwert fällt, wodurch ein Blockieren eines Rades angezeigt wird, dass durch ein Bedienermanöver, ein Zugkraftsteuermanöver oder ein Manöver, das ein Anti-Blockier-Bremssystem aktiviert, bewirkt wird. Die geschätzte Raddrehzahl 404 wird mit der gemessenen Raddrehzahl 402 initialisiert, was bewirkt, dass die Referenzausgangsdrehzahl 408 zu der geschätzten Ausgangsdrehzahl 406 passt. Die Referenzausgangsdrehzahl 408 folgt der gemessenen Raddrehzahl 402, während die geschätzte Ausgangsdrehzahl 406 beginnt, sich in Ansprechen auf die Eingänge zu ändern. Das Antriebsstrang-Betriebssystem ermittelt das Dämpfungsdrehmoment 412, das versucht, die geschätzte Ausgangsdrehzahl 406 in Richtung der Referenzausgangsdrehzahl 408 zu verschieben, was die gemessene Raddrehzahl 402 genau wiederspiegelt. Dies bewirkt, dass das Dämpfungsdrehmoment 412 in einer korrekten Drehrichtung in Relation zu einer gewünschten Drehmomentrichtung angelegt wird. Das Ergebnis ist, dass die Kraftmaschinen-Drehzahl 410 gesteuert wird. Ein gewisses geringfügiges Rückdrehen der Kraftmaschine kann aufgrund des Effekts eines plötzlichen Anhaltens der Rotation der Kraftmaschine auftreten.
Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können Dritten beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen. Daher ist beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform/besonderen Ausführungsformen, die als die beste Art und Weise, die zum Ausführen dieser Offenbarung in Betracht gezogen wird/werden, offenbart ist/sind, begrenzt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Steuern des Betriebes eines Multi-Mode-Getriebes, das ausgelegt ist, um Drehmoment zwischen einem Eingangselement, Drehmomentmaschinen und einem Ausgangselement in einem von einer Mehrzahl von Festgangmodi, stufenlosen Modi und Neutral zu übertragen, wobei das Verfahren umfasst: Anwenden eines Regelungsschemas, um Drehmomentbefehle für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine geschätzte Raddrehzahl eines Rades eines Endantriebs, das mit dem Ausgangselement gekoppelt ist, zu ermitteln; und beim Detektieren einer abrupten Änderung einer Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements, Anwenden des Regelungsschemas, um Drehmomentbefehle für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine überwachte Raddrehzahl des Rades des Endantriebs zu ermitteln.
Verfahren zum Steuern des Betriebes eines Multi-Mode-Getriebes, das ausgelegt ist, um Drehmoment zwischen einem Eingangselement, Drehmomentmaschinen und einem Ausgangselement zu übertragen, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine Ausgangsdrehzahl des Ausgangselements, wobei die Ausgangsdrehzahl auf der Basis einer geschätzten Raddrehzahl eines Rades eines Endantriebs, der mit dem Ausgangselement gekoppelt ist, ermittelt wird; und beim Detektieren einer abrupten Änderung der Raddrehzahl des Rades, Setzen der geschätzten Raddrehzahl gleich einer überwachten Raddrehzahl und Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl und die überwachte Raddrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen ein Anwenden eines Drehzahlregelungssystems zum Ermitteln der Drehmomentbefehle auf der Basis der überwachten Raddrehzahl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Anwenden des Regelungssystems zum Ermitteln der Drehmomentbefehle umfasst: Ausführen eines Drehzahlregelungssystems zum Ermitteln von Drehmomentfehlern auf der Basis der Soll-Eingangsdrehzahl und der überwachten Raddrehzahl; und Anwenden der Drehmomentfehler zum Einstellen der Drehmomentbefehle.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Drehzahlregelungssystem zum Ermitteln von Drehmomentfehlern einen Antriebsstrangsystemschätzer und einen Rückführungs-Controller umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ausführen des Drehzahlregelungssystems zum Ermitteln von Drehmomentfehlern das Ausführen des Drehzahlregelungssystems umfasst, während sich das Multi-Mode-Getriebe in einem Festgangmodus befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ausführen des Drehzahlregelungssystems zum Ermitteln von Drehmomentfehlern das Ausführen des Drehzahlregelungssystems umfasst, während sich das Multi-Mode-Getriebe in einem stufenlosen Modus befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ausführen des Drehzahlregelungssystems zum Ermitteln von Drehmomentfehlern das Ausführen des Drehzahlregelungssystems umfasst, während sich das Multi-Mode-Getriebe in Neutral befindet.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die abrupte Änderung der Raddrehzahl das Einrückung einer Getriebebereichswähleinrichtung in eine Parkstellung, während das Rad rotiert, umfasst.
Verfahren zum Steuern des Betriebes eines Multi-Mode-Getriebes, das ausgelegt ist, um Drehmoment zwischen einem Eingangselement, Drehmomentmaschinen und einem Ausgangselement in einem von einer Mehrzahl von Festgangmodi, stufenlosen Modi und Neutral zu übertragen, wobei das Verfahren umfasst: Anwenden eines Regelungsschemas, um Drehmomentbefehle für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf eine Soll-Eingangsdrehzahl des Eingangselements und eine geschätzte Raddrehzahl eines Rades eines Endantriebs, der mit dem Ausgangselement gekoppelt ist, zu ermitteln; und in Ansprechen auf eine äußere Kraft, die einen überwachten Parameter beeinflusst, Setzen der geschätzten Raddrehzahl gleich einer überwachten Raddrehzahl, und Anwenden des Regelungsschemas zum Ermitteln von Drehmomentbefehlen für die Drehmomentmaschinen in Ansprechen auf die Soll-Eingangsdrehzahl und die überwachte Raddrehzahl.