DE102013207856B4 - System and apparatus for controlling internal combustion engine overshoot during a transmission shift - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug, umfassend:einen Verbrennungsmotor (12);eine elektrische Maschine (16);ein Getriebe (20); undmindestens einen Controller, der so konfiguriert ist, dass er als Reaktion auf einen Schaltvorgang des Getriebes (20), durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) eine vorherbestimmte Drehzahl übersteigt, den Strom der elektrischen Maschine (16) so ansteuert, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) absinkt.A vehicle comprising: an internal combustion engine (12); an electric machine (16); a transmission (20); andat least one controller configured to, in response to a transmission (20) shift that causes a speed of the internal combustion engine (12) to exceed a predetermined speed, to drive current to the electric machine (16) such that the speed of the internal combustion engine (12) drops.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf die Steuerung von Überschwingern des Verbrennungsmotors während eines Schaltvorgangs in einem Getriebe.The present disclosure is directed to controlling engine overshoot during a shift in a transmission.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Fahrzeughersteller entwickeln derzeit Hybrid-fahrzeuge, um die Nachfrage an kraftstoffeffizienteren Fahrzeugen zu decken. Eine Konfiguration für ein Hybridfahrzeug kann als Fahrzeugausführung mit modularem Hybridgetriebe (MHT, Modular Hybrid Transmission) bezeichnet werden. In einem sogenannten MHT-Fahrzeug wird eine elektrische Maschine zwischen ein herkömmliches automatisches Stufengetriebe und einen Verbrennungsmotor zwischengeschaltet. Die elektrische Maschine wird am Impeller oder an der Eingangswelle des Getriebes angebracht. Der Verbrennungsmotor wird mit Hilfe einer Trennkupplung selektiv vom Getriebe entkoppelt. Durch die Trennkupplung ist es möglich, das Fahrzeug ausschließlich mit elektrischer Energie, in Hybridfahrweise mit elektrischer Maschine und Verbrennungsmotor gleichzeitig oder im Verbren-nungsbetrieb ausschließlich mit dem Verbrennungsmotor anzutreiben.Vehicle manufacturers are developing hybrid vehicles to meet the demand for more fuel-efficient vehicles. A configuration for a hybrid vehicle may be referred to as a modular hybrid transmission (MHT) vehicle configuration. In a so-called MHT vehicle, an electric machine is interposed between a conventional automatic multi-step transmission and an internal combustion engine. The electric machine is attached to the impeller or the input shaft of the gearbox. The internal combustion engine is selectively decoupled from the transmission with the aid of a separating clutch. The separating clutch makes it possible to drive the vehicle solely with electrical energy, in hybrid mode with the electric machine and combustion engine at the same time, or in combustion mode solely with the combustion engine.
Hybridfahrzeuge sind beispielswiese in
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, den Fahrkomfort währen Schaltvorgängen zu verbessern.Hybrid vehicles, for example, are in
The invention is therefore based on the object of improving driving comfort during gear changes.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1. Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, ein Getriebe und mindestens einen Controller. Der mindestens eine Controller steuert, als Reaktion auf einen Getriebeschaltvorgang, durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorherbestimmte Drehzahl übersteigt, eine Erhöhung des Stroms zur elektrischen Maschine an, so dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors absinkt. Der mindestens eine Controller kann ferner eine Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine ansteuern, um eine Abnahmerate der Verbrennungsmotordrehzahl zu regeln. Bei einer Aufwärts-schaltung des Getriebes kann die vorherbestimmte Drehzahl größer sein als das Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes. Bei einer Abwärtsschaltung des Getriebes kann die vorherbestimmte Drehzahl größer sein als das Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes. Das Fahrzeug kann ferner eine Kupplung beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine mechanisch kuppelt.The object is achieved by a device according to patent claim 1. Further developments of the device are the subject matter of the dependent claims. A vehicle includes an internal combustion engine, an electric machine, a transmission, and at least one controller. The at least one controller commands an increase in current to the electric machine such that the engine speed decreases in response to a transmission shift that causes a speed of the engine to exceed a predetermined speed. The at least one controller may further command a rate of increase in current to the electric machine to regulate a rate of decrease in engine speed. In an upshift of the transmission, the predetermined speed may be greater than the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a speed of an output shaft of the transmission. During a downshift of the transmission, the predetermined speed may be greater than the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of an output shaft of the transmission. The vehicle may further include a clutch configured to mechanically couple the engine and the electric machine.
Ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors beinhaltet, als Reaktion auf einen Getriebeschaltvorgang, durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorherbestimmte Drehzahl übersteigt, die größer als eine Solldrehzahl ist, die Ansteuerung einer Erhöhung des Stroms zu einer elektrischen Maschine, so dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Solldrehzahl absinkt. Das Verfahren kann ferner die Ansteuerung einer Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine beinhalten, um eine Abnahmerate der Drehzahl des Verbrennungs-motors zu steuern. Bei einer Aufwärtsschaltung des Getriebes kann die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes sein. Bei einer Abwärtsschaltung des Getriebes kann die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes sein.A method of controlling an internal combustion engine includes, in response to a transmission shift that causes a speed of the internal combustion engine to exceed a predetermined speed that is greater than a target speed, commanding an increase in current to an electric machine such that the speed of the internal combustion engine increases the target speed drops. The method may further include commanding a rate of increase in current to the electric machine to control a rate of decrease in speed of the engine. In an upshift of the transmission, the target speed may be approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a speed of an output shaft of the transmission. During a downshift of the transmission, the target speed may be approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of an output shaft of the transmission.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, ein Getriebe und mindestens einen Controller. Dieser mindestens eine Controller steuert, als Reaktion auf einen Getriebeschaltvorgang, durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorherbestimmte Drehzahl übersteigt, die größer als eine Solldrehzahl ist, eine Erhöhung des Stroms zur elektrischen Maschine an, so dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Solldrehzahl zurückkehrt. Der mindestens eine Controller kann ferner eine Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine ansteuern, um eine Rate zu steuern, mit der die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Solldrehzahl zurückgeht. Bei einer Aufwärtsschaltung des Getriebes kann die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes sein. Bei einer Abwärtsschaltung des Getriebes kann die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes sein. Das Fahrzeug kann ferner eine Kupplung beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine mechanisch kuppelt.A vehicle includes an internal combustion engine, an electric machine, a transmission, and at least one controller. The at least one controller, in response to a transmission shift that causes an engine speed to exceed a predetermined speed that is greater than a target speed, commands an increase in current to the electric machine such that the engine speed returns to the target speed. The at least one controller may further control a rate of increase of current to the electric machine to control a rate at which the speed of the engine ramps back to the desired speed. With an upshift of the transmission, the target rotation number should be approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a rotational speed of an output shaft of the transmission. During a downshift of the transmission, the target speed may be approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of an output shaft of the transmission. The vehicle may further include a clutch configured to mechanically couple the engine and the electric machine.
Figurenlistecharacter list
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1 stellt ein Blockschaubild eines Antriebsstrangs mit modularem Hybridgetriebe dar.1 Figure 12 is a block diagram of a powertrain with a modular hybrid transmission. -
2 stellt ein Blockschaubild eines Steueralgorithmus für das modulare Hybridgetriebe von1 dar.2 FIG. 12 depicts a block diagram of a control algorithm for the modular hybrid transmission of FIG1 represent. -
3 (a) bis3 (c) zeigen eine Verlaufskurve der Überschwingersteuerung bei Aufwärtsschaltung; und3 (a) until3(c) Figure 12 shows a waveform of upshift overshoot control; and -
4 (a) bis4 (c) zeigen eine Verlaufskurve der Überschwingersteuerung bei Abwärtsschaltung.4 (a) until4(c) show a curve of the overshoot control during downshifting.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die offenbarten Ausführungsformen bloße Beispiele sind und andere Ausführungen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwangsläufig maßstabsgerecht; bestimmte Merkmale könnten übertrieben oder untertrieben dargestellt sein, um Einzelheiten besonderer Komponenten zu zeigen. Wie für den Fachmann ersichtlich, lassen sich verschiedene Merkmale, die hier unter Bezugnahme auf eine der Figuren illustriert oder beschrieben sind, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombinieren, um Ausführungs-formen zu bilden, die nicht explizit illustriert oder beschrieben sind. Die Kombinationen illustrierter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifizierungen der mit den Lehren dieser Offenbarung überein-stimmenden Merkmale könnten jedoch für spezielle Anwendungen oder Realisierungen gewünscht sein.Here, embodiments of the present disclosure are described. However, it is to be understood that the disclosed embodiments are merely examples and that other implementations may take various and alternative forms. The figures are not necessarily to scale; certain features may be exaggerated or exaggerated to show details of particular components. As will be apparent to those skilled in the art, various features illustrated or described herein with reference to one of the figures may be combined with features illustrated in one or more other figures to form embodiments that are not explicitly illustrated or are described. The combinations of features illustrated provide representative embodiments for typical applications. However, various combinations and modifications of features consistent with the teachings of this disclosure might be desired for particular applications or implementations.
Die Drehmomentübertragungsphase eines Schaltvorgangs ist die Phase, in der die Drehmomentkapazität des abgehenden haltenden Elements (Kupplung) herabgesetzt wird, während die Drehmomentkapazität des ankommenden haltenden Elements (Kupplung) erhöht wird. Ist die ankommende Kupplungsdrehmoment-kapazität während der Drehmomentübertragungsphase eines Schaltvorgangs niedriger als erwartet, kommt es zu einem Überschwingen der Drehzahl (Flare) des Verbrennungsmotors. Ein solcher Überschwinger liegt vor, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors beim Aufwärtsschalten für den Gang am Beginn des Schaltvorgangs einen bestimmten Schwellenwert oberhalb der mit dem Übersetzungsverhältnis multiplizierten Drehzahl der Abtriebswelle übersteigt, oder wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors beim Abwärtsschalten für den Gang am Ende des Schaltvorgangs einen bestimmten Schwellenwert oberhalb der mit dem Übersetzungsverhältnis multiplizierten Drehzahl der Abtriebswelle übersteigt. Dies äußert sich für den Fahrer als störendes Überdrehen des Verbrennungsmotors und vermindert die gefühlte Schaltqualität.The torque transfer phase of a shift is the phase in which the torque capacity of the off-going holding element (clutch) is reduced while the torque capacity of the on-coming holding element (clutch) is increased. If the incoming clutch torque capacity is lower than expected during the torque transfer phase of a shift, the engine will flare. Such an overshoot occurs when the engine speed when upshifting for the gear at the beginning of the shift exceeds a certain threshold above the speed of the output shaft multiplied by the gear ratio, or when the engine speed when downshifting for the gear at the end of the shift exceeds one exceeds a certain threshold above the speed of the output shaft multiplied by the gear ratio. For the driver, this manifests itself as a disturbing overrevving of the combustion engine and reduces the perceived shift quality.
Zwei Wege zur derzeitigen Behandlung solcher Überschwinger sind die Erhöhung der ankommenden Kupplungs-drehmomentkapazität oder die Absenkung des Verbren-nungsmotordrehmoments. Die Modifizierung der Drehmoment-kapazität der Kupplung kann das Ausgangsdrehmoment beeinträchtigen, was für den Fahrer merklich ist. Eine schnelle Absenkung des Verbrennungsmotordrehmoments erfordert eine Steuerung des Zündfunkens, was sich nachteilig auf Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß auswirken kann und andere Einschränkungen mit sich bringt. Die Senkung des Verbrennungsmotordrehmoments über die Drossel bedingt eine lange Reaktionszeit. Entsprechend ist ein besseres Verfahren für die Steuerung von Überschwingern des Verbrennungsmotors während des Schaltens notwendig.Two ways of currently treating such overshoots are to increase the on-coming clutch torque capacity or to decrease the engine torque. Modifying the torque capacity of the clutch can affect the output torque, which is noticeable to the driver. Rapid engine torque reduction requires spark control, which can adversely affect fuel economy, emissions, and other limitations. Reducing the engine torque via the throttle requires a long response time. Accordingly, a better method for controlling engine overshoot during shifting is needed.
Mit der Modular-Hybrid-Transmission(MHT)-Hardware wird die Trennkupplung während eines Schaltereignisses verriegelt, wenn der Verbrennungsmotor dazu verwendet wird, das Drehmoment zum Antriebsstrang zu liefern. Das bedeutet, dass der Elektromotor dazu eingesetzt werden kann, eine Last (ein negatives Drehmoment) an den Verbrennungsmotor anzulegen, um Überschwinger zu vermindern. Der Elektromotor reagiert schnell und ohne die negativen Auswirkungen, die eintreten, wenn andere Mittel zur Reduzierung des Verbrennungsmotordrehmoments verwendet werden, wie beispielsweise die Zündverzögerung.With the Modular Hybrid Transmission (MHT) hardware, the disconnect clutch is locked during a shift event when the ICE is used to deliver torque to the powertrain. This means that the electric motor can be used to apply a load (negative torque) to the engine to reduce overshoot. The electric motor responds quickly and without the negative effects that occur when other means of reducing engine torque are used, such as spark retard.
Die Steuerungsstrategie überwacht die Drehzahl des Verbrennungsmotors und erkennt Überschreitungen eines Schwellenwertes oberhalb der Solldrehzahl des Verbrennungs-motors während der Drehmomentübertragungsphase eines Schaltvorgangs. Die Solldrehzahl des Verbrennungsmotors bei einem Aufwärtsschalten ist die mit dem Übersetzungsverhältnis multiplizierte Drehzahl der Abtriebswelle für den Gang am Beginn des Schaltvorgangs. Die Solldrehzahl des Verbrennungs-motors bei einem Abwärtsschalten ist die mit dem Übersetzungs-verhältnis multiplizierte Drehzahl der Abtriebswelle für den Gang am Ende des Schaltvorgangs. Ein Überschwinger als Fehlerzustand des Verbrennungsmotors liegt vor, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors während der Drehmomentübertragungsphase eines Schaltvorgangs die Solldrehzahl des Verbrennungsmotors zuzüglich eines kleinen Schwellenwertes übersteigt. Die Steuerungsstrategie überwacht die Beschleunigung des Verbrennungsmotors und die Differenz zwischen der Ist- und Solldrehzahl des Verbrennungsmotors (Ist/Soll-Drehzahldifferenz). Die Steuerungsstrategie legt ein negatives Elektromotordrehmoment an, um die Drehzahl und Beschleunigung des Verbrennungsmotors auf ein gewünschtes Profil zu regeln und so die Istdrehzahl des Verbrennungsmotors zu der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors abzustimmen.The control strategy monitors the engine speed and detects when a threshold value is exceeded above the desired engine speed during the torque transfer phase of a shift. The desired engine speed for an upshift is the speed of the output shaft for the gear at the start of the shift multiplied by the gear ratio. The target speed of the combustion engine at a downshift is the output shaft speed multiplied by the gear ratio for the gear at the end of the shift. An overshoot fault condition of the internal combustion engine is present when the speed of the internal combustion engine during the torque transfer phase of a gear shift exceeds the target speed of the internal combustion engine plus a small threshold value. The control strategy monitors the acceleration of the combustion engine and the difference between the actual and desired speed of the combustion engine (actual/desired speed difference). The control strategy applies a negative electric motor torque to regulate the engine speed and acceleration to a desired profile, thereby matching the actual engine speed to the desired engine speed.
Die Einstellung des Elektromotordrehmoments auf das geeignete Maß zur Reduzierung eines Überschwingens des Verbrennungsmotors kann über rückkoppelnde Regelung erfolgen. Für eine gegebene elektrische Maschine ist das Verhältnis zwischen dem an die elektrische Maschine gelieferten elektrischen Strom und dem Drehmoment der elektrischen Maschine bekannt. Somit kann die Steuerungsstrategie den Strom der elektrischen Maschine so ansteuern, dass ein Solldrehmoment der elektrischen Maschine erreicht wird. Die rückkoppelnde Regelung reduziert die Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors (Istdrehzahl) und der angestrebten Drehzahl des Verbrennungsmotors (Solldrehzahl), berechnet aus dem Übersetzungsverhältnis und der Drehzahl der Abtriebswelle. Die rückkoppelnde Regelung steuert den Strom der elektrischen Maschine an und regelt so das Drehmoment der elektrischen Maschine auf Grundlage von Beschleunigung des Verbrennungs-motors und Ist/Soll-Drehzahldifferenz des Verbrennungsmotors.Adjusting the electric motor torque to the appropriate level to reduce engine overshoot can be done via feedback control. For a given electric machine, the relationship between the electric current supplied to the electric machine and the torque of the electric machine is known. Thus, the control strategy can control the current of the electric machine in such a way that a target torque of the electric machine is achieved. The feedback control reduces the difference between the actual speed of the combustion engine (actual speed) and the desired speed of the combustion engine (target speed), calculated from the transmission ratio and the speed of the output shaft. The feedback control controls the current of the electric machine and thus regulates the torque of the electric machine on the basis of the acceleration of the combustion engine and the actual/target speed difference of the combustion engine.
Eine andere Lösung besteht darin, zusätzlich zu dem vom Rückkopplungsregler angelegten elektrischen Maschinen-drehmoment ein vorwärtsgekoppeltes elektrisches Maschinen-drehmoment anzulegen, um das überschüssige Drehmoment des Verbrennungsmotors besser auszugleichen. Das Verhältnis zwischen elektrischem Strom und elektrischem Motordrehmoment ist gut bekannt. Die Trägheit und Masse der mit der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors beschleunigenden Bauteile sind ebenfalls bekannt. Beim Hochlaufen der Verbrennungsmotordrehzahl lässt sich das über die Solldrehzahl hinaus beschleunigende Verbrennungsmotordrehmoment berechnen. Dieses überschüssige Verbrennungsmotordrehmoment kann zur vorwärts gekoppelten Steuerung verwendet werden, indem an den elektrischen Motor der geeignete elektrische Strom angelegt wird, um dieses überschüssige Drehmoment des Verbrennungsmotors auszugleichen. Etwaige Fehler der Drehzahlbestimmung aus diesen Berechnungen werden von der rückkoppelnden Regelung berücksichtigt.Another solution is to apply feed forward electric machine torque in addition to the electric machine torque applied by the feedback controller to better compensate for the excess engine torque. The relationship between electric current and motor electric torque is well known. The inertia and mass of the components accelerating at the speed of the internal combustion engine are also known. When the engine speed is ramped up, the engine torque accelerating beyond the target speed can be calculated. This excess engine torque can be used for feed-forward control by applying the appropriate electrical current to the electric motor to compensate for this excess engine torque. Any errors in determining the speed from these calculations are taken into account by the feedback control.
Eine beispielhafte Steuerungsstrategie für den elektrischen Motor kann auch einen einfachen Proportional-kontroller basierend auf Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorbeschleunigung während der Drehmomentüber-tragungsphase verwenden. Die Elektromotordrehzahl kann eine Funktion von der Beschleunigung und Drehzahl des Verbrennungsmotors sein. Je schneller der Verbrennungsmotor beschleunigt, desto größer muss das negative Elektromotor-drehmoment sein, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf den gewünschten Wert zurückzubringen. Ab Eintreten einer Negativ-beschleunigung des Verbrennungsmotors kann das elektrische Motordrehmoment die Rate regeln, mit der die Verbrennungs-motordrehzahl abnimmt.An exemplary electric motor control strategy may also use a simple proportional controller based on engine speed and engine acceleration during the torque transfer phase. Motor speed may be a function of engine acceleration and speed. The faster the engine accelerates, the greater the negative electric motor torque must be in order to bring the engine speed back to the desired value. Once negative engine acceleration occurs, the electric motor torque can regulate the rate at which engine speed decreases.
In einem Beispiel beinhaltet ein Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, ein Getriebe, eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine mechanisch koppelt, und mindestens einen Controller, der so konfiguriert ist, dass er eine Erhöhung des an die elektrische Maschine gelieferten Stroms als Reaktion auf einen Getriebe-schaltvorgang, durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt, so ansteuert, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors absinkt, so dass ein Überschwingen des Verbrennungsmotors vermieden wird.In one example, a vehicle includes an engine, an electric machine, a transmission, a clutch configured to mechanically couple the engine and the electric machine, and at least one controller configured to provide an increase in in response to a transmission shift that causes a speed of the internal combustion engine to exceed a predetermined threshold value, controls current supplied to the electric machine so that the speed of the internal combustion engine decreases so that overshooting of the internal combustion engine is avoided.
Es wird nunmehr auf
Nunmehr wird auf
Die Steuerung ermittelt anschließend die Verbrennungsmotordrehzahl im Vergleich zur Soll-Verbrennungs-motordrehzahl zuzüglich eines Schwellenwerts 52. Wird beim Schaltvorgang ein Überschwingen des Verbrennungsmotors erkannt 54, berechnet die Steuerung das vorwärtsgekoppelte Elektromotordrehmoment mit Hilfe von Verbrennungsmotor-beschleunigung und Trägheit 56 und berechnet das (regelkreis-)rückgekoppelte Elektromotordrehmoment mit Hilfe von Verbrennungsmotordrehzahl minus Soll-Verbrennungsmotordrehzahl als zu minimierenden Fehler 58. Anschließend ermittelt die Steuerung durch Prüfung des Batterie-Ladezustands und anderer Betriebsbedingungen des Elektromotors, ob der Elektromotor das gewünschte Drehmoment liefern kann 60. Falls Ja, nutzt die Steuerung Informationen über den elektrischen Strom im Verhältnis zum Elektromotordrehmoment und legt das berechnete vorwärtsgekoppelte und rückgekoppelte Elektromotordrehmoment 62 an. Falls Nein, legt die Steuerung so viel des vorwärts- und rückgekoppelten Drehmoments mit dem Elektromotor an wie möglich 64 und verwendet übliche Anti-Überschwingen-Steuerungen zur Absenkung eines nicht vom Elektromotor ausgeglichenen Überschwingens.The controller then determines the engine speed in comparison to the desired engine speed plus a
Nunmehr wird Bezug auf die
Die
Bei einem Aufwärtsschaltvorgang gemäß den
Die hier offengelegten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen lassen sich einem Verarbeitungsgerät, Controller oder Rechner zuführen/von diesen implementieren, wozu eine beliebige bereits bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder speziell dafür vorgesehene elektronische Steuereinheit gehören kann. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als durch einen Controller oder Rechner ausführbare Daten und Anweisungen in vielen Formen gespeichert werden, darunter u. a. als permanent gespeicherte Informationen auf nichtbeschreibbaren Speichermedien wie Nur-Lese(ROM)-Vorrichtungen und als änderbar gespeicherte Informationen auf beschreibbaren Speichermedien wie Disketten, Magnetbändern, CDs, zugriffsfreien (RAM)-Vorrichtungen sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem software-ausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit Hilfe von geeigneten Hardware-Komponenten wie anwendungs-spezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), feldprogrammier-baren Gate-Arrays (FPGA), Zustandsmaschinen, Controllern oder anderen Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausgeführt werden.The processes, methods, or algorithms disclosed herein may be delivered to/implemented by a processing device, controller, or computer, which may include any pre-existing or dedicated electronic control unit. Likewise, the processes, methods, or algorithms may be stored as data and instructions executable by a controller or computer in many forms, including but not limited to: as permanently stored information on non-writable storage media such as read-only (ROM) devices; and as alterably stored information on writable storage media such as floppy disks, magnetic tape, CDs, random access (RAM) devices, and other magnetic and optical media. The processes, methods, or algorithms can also be implemented in a software executable object. Alternatively, the processes, methods or algorithms can be implemented in whole or in part using suitable hardware components such as application specific integrated circuits (ASIC), field programmable gate arrays (FPGA), state machines, controllers or other hardware components or devices or a combination of hardware, software, and firmware components.
Es sind allgemein beschrieben:
- A. Fahrzeug, umfassend:
- einen Verbrennungsmotor;
- eine elektrische Maschine;
- ein Getriebe; und
- B. Fahrzeug nach A, wobei der mindestens eine Controller ferner so konfiguriert ist, dass er eine Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine ansteuert, um eine Abnahmerate der Drehzahl des Verbrennungsmotors anzusteuern.
- C. Fahrzeug nach A, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle beinhaltet und wobei, für eine Aufwärtsschaltung des Getriebes, die vorherbestimmte Drehzahl größer ist als das Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl der Abtriebswelle.
- D. Fahrzeug nach A, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle beinhaltet und wobei, für eine Abwärtsschaltung des Getriebes, die vorherbestimmte Drehzahl größer ist als das Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl der Abtriebswelle.
- E. Fahrzeug nach A, ferner umfassend eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine mechanisch kuppelt.
- F. Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, umfassend: als Reaktion auf einen Schaltvorgang eines Getriebes, durch den eine Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorherbestimmte Drehzahl übersteigt, die größer als die Solldrehzahl ist, das Ansteuern einer Erhöhung des Stroms zu einer elektrischen Maschine, so dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Solldrehzahl absinkt.
- G. Verfahren nach F, ferner umfassend das Ansteuern einer Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine, um eine Abnahmerate der Drehzahl des Verbrennungsmotors anzusteuern.
- H. Verfahren nach F, wobei, für eine Aufwärtsschaltung des Getriebes, die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes ist.
- I. Verfahren F, wobei, für eine Abwärtsschaltung des Getriebes, die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes ist.
- J. Fahrzeug, umfassend:
- einen Verbrennungsmotor;
- eine elektrische Maschine;
- ein Getriebe; und
- K. Fahrzeug nach J, wobei der mindestens eine Controller ferner so konfiguriert ist, dass er eine Anstiegsrate des Stroms zur elektrischen Maschine ansteuert, um eine Rate anzusteuern, mit der die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf die Solldrehzahl zurückgeht.
- L. Fahrzeug nach J, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle beinhaltet und wobei, für eine Aufwärtsschaltung des Getriebes, die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Anfang des Aufwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl der Abtriebswelle ist.
- M. Fahrzeug nach J, wobei das Getriebe eine Abtriebswelle beinhaltet und wobei, für eine Abwärtsschaltung des Getriebes, die Solldrehzahl etwa gleich dem Produkt aus einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes an einem Ende des Abwärtsschaltvorgangs und einer Drehzahl der Abtriebswelle ist.
- N. Fahrzeug nach J, ferner umfassend eine Kupplung, die so konfiguriert ist, dass sie den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine mechanisch kuppelt.
- A. Vehicle comprising:
- an internal combustion engine;
- an electric machine;
- a gearbox; and
- B. The vehicle of A, wherein the at least one controller is further configured to command a rate of increase in current to the electric machine to command a rate of decrease in speed of the engine.
- C. The vehicle of A, wherein the transmission includes an output shaft and wherein, for an upshift of the transmission, the predetermined speed is greater than the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a speed of the output shaft.
- D. The vehicle of A, wherein the transmission includes an output shaft and wherein, for a transmission downshift, the predetermined speed is greater than the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of the output shaft.
- E. The vehicle of A, further comprising a clutch configured to mechanically couple the engine and the electric machine.
- F. A method of controlling an internal combustion engine of a vehicle, comprising: in response to a transmission shift that causes a speed of the internal combustion engine to exceed a predetermined speed that is greater than the target speed, commanding an increase in current to an electric machine, so that the speed of the internal combustion engine drops to the target speed.
- G. The method of F, further comprising commanding a rate of increase in current to the electric machine to command a rate of decrease in speed of the engine.
- H. The method of F wherein, for an upshift of the transmission, the target speed is approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a speed of an output shaft of the transmission.
- I. Method F wherein, for a transmission downshift, the target speed is approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of an output shaft of the transmission.
- J. Vehicle comprising:
- an internal combustion engine;
- an electric machine;
- a gearbox; and
- K. The vehicle of J, wherein the at least one controller is further configured to command a rate of increase in current to the electric machine to command a rate at which the engine speed ramps back to the desired speed.
- L. The vehicle of J wherein the transmission includes an output shaft and wherein, for an upshift of the transmission, the target speed is approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at a start of the upshift and a speed of the output shaft.
- M. The vehicle of J wherein the transmission includes an output shaft and wherein, for a transmission downshift, the target speed is approximately equal to the product of a gear ratio of the transmission at an end of the downshift and a speed of the output shaft.
- N. The vehicle of J, further comprising a clutch configured to mechanically couple the engine and the electric machine.
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