DE102013223652A1

DE102013223652A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verringern des Drehmoments während eines Getriebehochschaltvorgangs für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102013223652A1
Application number: DE102013223652.2A
Authority: DE
Inventors: Mark Steven Yamazaki; Fazal Urrahman Syed; Daniel Scott Colvin; Christopher Alan Lear
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-05-28
Also published as: CN103847727A; CN103847727B; US8795131B2; US20140148309A1

Abstract

Ein Hybridfahrzeug-Antriebsstrang, der eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine aufweist, die separat oder gemeinsam ein Drehmoment zu einem Mehrganggetriebe liefern können. Ein Triebstrang mit der Kraftmaschine und dem Motor wird gesteuert, um das angeforderte Drehmomentniveau, das zum Getriebe geliefert wird, während eines Hochschaltvorgangs zu verringern. Das Verfahren wird durch eine Anforderung für eine Verringerung des Drehmomentniveaus und Prüfen des Betriebszustandes der Kraftmaschine eingeleitet. Wenn die Kraftmaschine nicht eingeschaltet ist, wird das Drehmoment vom Motor verringert. Wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, wird das Drehmoment vom Motor zuerst verringert und dann wird das Drehmoment von der Kraftmaschine auf das angeforderte Drehmomentniveau verringert.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf Steuerungen für einen Hybridfahrzeug-Antriebsstrang, der eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine oder einen Motor/Generator aufweist, die separat oder gemeinsam ein Drehmoment zu einem Mehrganggetriebe liefern können.
Hybridfahrzeuge können viele verschiedene Antriebsstrangkonfigurationen aufweisen. In einer Konfiguration können zwei Drehmomenterzeuger ein Drehmoment zum Getriebe liefern. Eine elektrische Maschine kann verwendet werden, um ein Drehmoment zu liefern und eine Batterie aufzuladen, und eine Brennkraftmaschine kann auch verwendet werden, um ein Drehmoment zu liefern. Die elektrische Maschine und die Kraftmaschine können durch eine Trennkupplung selektiv verbunden oder getrennt werden, um ein Drehmoment zum Getriebe entweder gemeinsam oder separat zu liefern.
Wenn in einen höheren Gang geschaltet wird, wird das zum Stufenverhältnisgetriebe gelieferte Drehmoment normalerweise verringert, um einem Trägheitsdrehmoment entgegenzuwirken. Dieses Ereignis wird als Drehmomentverringerung während des Getriebehochschaltvorgangs oder Hochschaltdrehmomentverringerung bezeichnet. Wenn das Drehmoment während eines Hochschaltvorgangs des Getriebes nicht verringert wird, wird von den Fahrzeuginsassen eine merkliche Drehmomentspitze gespürt. In Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine wird das Drehmoment normalerweise durch Verzögern des Zündfunkens verringert. In Dieselkraftmaschinen wird das Drehmoment durch Verringern der Menge an Kraftstoff, der zur Kraftmaschine zugeführt wird, verringert. Ein Stufenverhältnisgetriebe kann für ein Hybridfahrzeug mit der obigen Konfiguration vorgesehen sein. Da das Drehmoment jedoch von zwei Quellen zum Getriebe geliefert wird, sind herkömmliche Vorgehensweisen zum Verringern des Drehmoments durch Verringern nur des Kraftmaschinendrehmoments unwirksam, da das Drehmoment durch die elektrische Maschine geliefert werden kann.
Diese Offenbarung richtet sich auf das Lösen des obigen Problems und anderer Probleme in Bezug auf die Steuerung eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs, um das Drehmoment während Hochschaltvorgängen eines Stufenverhältnisgetriebes zu verringern.
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern eines Triebstrangs mit einer Kraftmaschine und einem Motor durch Verringern des angeforderten Drehmomentniveaus, das zum Getriebe geliefert wird, während eines Hochschaltvorgangs offenbart. Das Verfahren wird durch eine Anforderung für eine Verringerung des Drehmomentniveaus und Prüfen des Betriebszustandes der Kraftmaschine eingeleitet. Wenn die Kraftmaschine nicht eingeschaltet ist, wird das Drehmoment vom Motor verringert. Wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, wird das Drehmoment vom Motor zuerst verringert und dann wird das Drehmoment von der Kraftmaschine auf das angeforderte Drehmomentniveau verringert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung, wenn sie sich auf ein Steuersystem für einen Triebstrang eines Hybridfahrzeugs bezieht, wird eine Steuereinheit geschaffen, die ein Signal empfängt, das eine Verringerung eines angeforderten Drehmomentniveaus, das zu einem Getriebe geliefert wird, während eines Hochschaltvorgangs des Getriebes anfordert. Die Steuereinheit empfängt ein Signal, das angibt, ob eine Kraftmaschine eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Wenn die Kraftmaschine nicht eingeschaltet ist, verringert die Steuereinheit das durch einen Motor gelieferte Drehmoment. Wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, verringert die Steuereinheit das durch den Motor gelieferte Drehmoment zuerst und verringert dann das Drehmoment von der Kraftmaschine auf das angeforderte Niveau.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung wird ein Triebstrang für ein Hybridfahrzeug offenbart. Der Triebstrang umfasst einen Motor und eine Kraftmaschine, die selektiv mit der Kraftmaschine verbindbar ist. Ein Stufenverhältnisgetriebe empfängt ein Drehmoment vom Motor und ein Drehmoment von der Kraftmaschine. Eine Steuereinheit empfängt ein Signal vom Getriebe, das eine vorübergehende Verringerung eines angeforderten Drehmomentniveaus für einen Hochschaltvorgang anfordert. In Reaktion prüft die Steuereinheit den Betriebszustand der Kraftmaschine. Wenn die Kraftmaschine nicht eingeschaltet ist, verringert die Steuereinheit das Drehmoment vom Motor. Wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, verringert die Steuereinheit das Drehmoment vom Motor zuerst und verringert dann das Drehmoment von der Kraftmaschine, um das angeforderte Drehmomentniveau zu erhalten.
Gemäß weiteren Aspekten dieser Offenbarung, wenn sie sich auf das Verfahren, das Steuersystem oder den Triebstrang bezieht, kann die Drehmomentniveauverringerung vom Motor auf der Basis des Batterie-Ladungszustandes eingestellt werden. Die Drehmomentniveauverringerung vom Motor kann auf der Basis eines Betriebseffizienzbereichs des Motors eingestellt werden. Die Drehmomentniveauverringerung von der Kraftmaschine kann auf der Basis eines Betriebseffizienzbereichs der Kraftmaschine eingestellt werden. Das Drehmoment vom Motor kann kalibriert werden, um den Betrieb des Motors in einem vorbestimmten Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl/hohem Drehmoment zu vermeiden. Das Drehmoment vom Motor kann kalibriert werden, so dass es verringert wird, wenn der Batterie-Ladungszustand über einem vorbestimmten Pegel liegt.
An sich schaffen das Verfahren, das Steuersystem und der Triebstrang Vorteile gegenüber dem Stand der Technik durch Verringern des Drehmoments von der Kraftmaschine und vom Motor während Getriebehochschaltvorgängen.
Diese und weitere Aspekte der Offenbarung werden angesichts der beigefügten Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen besser verstanden.
1 ist eine schematische Ansicht der Antriebsstrangkomponenten eines Antriebsstrangs für ein Hybrid-Elektrofahrzeug;
2 ist ein Graph, der eine Ausführungsform einer Hochschaltdrehmomentverringerung bei ausgeschalteter Kraftmaschine zeigt;
3 ist ein Graph, der eine Hochschaltdrehmomentverringerung zeigt, wenn sowohl die Kraftmaschine als auch der Motor aktiv sind und wobei der Elektromotor die Batterie auflädt;
4 ist ein Graph, der eine Hochschaltdrehmomentverringerung zeigt, wenn sowohl die Kraftmaschine als auch der Motor eingeschaltet sind, wobei der Drehmomentverringerungsbefehl aktiv ist, bis eine Motordrehmomentverringerungsgrenze erreicht ist;
5 ist ein Blockdiagramm des Hochschaltdrehmomentverringerungs-Algorithmus; und
6 ist ein Ablaufplan des Hochschaltdrehmomentverringerungs-Algorithmus.
Eine ausführliche Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend vorgesehen. Die offenbarten Ausführungsformen sind Beispiele der Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Daher sollen in dieser Anmeldung offenbarte spezifische Struktur- und Funktionsdetails nicht als Begrenzung interpretiert werden, sondern lediglich als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, wie die Erfindung auszuführen ist.
Mit Bezug auf 1 ist ein Antriebsstrang 10 für ein Hybrid-Elektrofahrzeug schematisch dargestellt. Eine Brennkraftmaschine 12 ist mit einem Niederspannungsstarter 16 versehen, der durch eine Niederspannungsbatterie 18 gespeist wird. Der Niederspannungsstarter 16 wird verwendet, um die Kraftmaschinenkompression zu überwinden, wenn die Kraftmaschine 12 gestartet wird, während der Elektromotor 20 das Fahrzeug antreibt. Der Niederspannungsstarter stellt keinen Drehmomentausfall während der Fahrzeugbeschleunigung sicher, da der Motor durch die Hochspannungsbatterie betrieben wird und nicht verwendet wird, um die Kraftmaschine zu starten.
Eine elektrische Maschine 20 oder ein Motor/Generator ist mit einer Hochspannungsbatterie 22 elektrisch verbunden, die Leistung zur elektrischen Maschine 20 liefert, wenn ein Drehmoment erforderlich ist, um das Fahrzeug anzutreiben. Eine Kraftmaschinentrennkupplung 24 wird selektiv wirksam zwischen der Brennkraftmaschine 12 und der elektrischen Maschine 20 verbunden. Die Kraftmaschinentrennkupplung 24 ermöglicht, dass ein Drehmoment durch die Brennkraftmaschine 12 und die elektrische Maschine 20 in Kombination oder separat geliefert wird. Eine Getriebepumpe 26 ist mit dem Antriebsstrang stromaufwärts einer Getriebeanfahrkupplung 28 wirksam verbunden. Die Getriebeanfahrkupplung 28 liefert ein Eingangsdrehmoment zu einem Stufenverhältnisgetriebe 30. Das Stufenverhältnisgetriebe 30 liefert ein Drehmoment zu einem Differential 32, das wiederum das Drehmoment zu dem Rädern 36 des Fahrzeugs liefert.
In einem Fahrzeug mit einem Stufenverhältnisgetriebe 30 wird das Drehmoment für den Eingang des Stufenverhältnisgetriebes 30 verringert, während in einen höheren Gang geschaltet wird. Dies kann als Hochschaltdrehmomentverringerung bezeichnet werden. Die Hochschaltdrehmomentverringerung verringert das Eingangsdrehmoment während des Schaltvorgangs, um einem Trägheitsdrehmoment entgegenzuwirken, das ansonsten eine merkliche Drehmomentspitze verursachen würde.
In einem Antriebsstrang 10, wie z. B. dem mit Bezug auf 1 offenbarten, sind die Brennkraftmaschine 12 und der Elektromotor 20 durch die Kraftmaschinentrennkupplung 24 miteinander verbunden, um ein Drehmoment separat oder gemeinsam zum Stufenverhältnisgetriebe 30 zu liefern. Das Verfahren zum Koordinieren der Verringerung des Drehmoments, das zum Stufenverhältnisgetriebe 30 durch die Brennkraftmaschine 12 und die elektrische Maschine 20 geliefert wird, zum Durchführen einer Hochschaltdrehmomentverringerung wird nachstehend genauer erläutert.
Der Antriebsstrang 10 umfasst eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) zum Steuern von verschiedenen Fahrzeugsystemen und Untersystemen und ist im Allgemeinen durch den Block 38 in 1 dargestellt. Die VSC 38 umfasst mehrere zusammenhängende Algorithmen, die zwischen mehreren Steuereinheiten innerhalb des Fahrzeugs 10 verteilt sein können. Die Algorithmen zum Steuern des MHT-Antriebsstrangs sind beispielsweise zwischen einer Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 40 und einer Getriebesteuereinheit (TCU) 42 verteilt. Die ECU 40 ist mit der Kraftmaschine 12 zum Steuern des Betriebs der Kraftmaschine 12 elektrisch verbunden. Die TCU 42 ist mit dem Motor 20 und dem Getriebe 30 zum Steuern ihres Betriebs elektrisch verbunden. Die ECU 40 und die TCU 42 kommunizieren miteinander und mit anderen Steuereinheiten (nicht dargestellt) über eine oder mehrere verdrahtete oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung eines gemeinsamen Busprotokolls (z. B. CAN und LIN) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Obwohl die dargestellte Ausführungsform die Funktionalität der VSC 38 zum Steuern des Antriebsstrangs 10 als innerhalb zwei Steuereinheiten (ECU 40 und TCU 42) enthalten darstellt, umfassen andere Ausführungsformen des Antriebsstrangs 10 eine einzelne VSC-Steuereinheit oder mehr als zwei Steuereinheiten zum Steuern von Fahrzeugsystemen.
2 bis 4 stellen eine Hochschaltdrehmomentverringerung in drei erläuternden Antriebsstrangbetriebsmodi dar. Mit Bezug auf 2 ist eine Hochschaltdrehmomentverringerung dargestellt, wenn die Kraftmaschine 12 ausgeschaltet ist und das Drehmoment nur durch den Elektromotor 20 geliefert wird. Zum Zeitpunkt T₁ wird der Beginn eines Hochschaltereignisses angegeben. In dieser Phase wird der Druck der ausrückenden Kupplung verringert, wie durch die Linie 50 gezeigt, während der Druck der einrückenden Kupplung bei 52 erhöht wird. Das Trägheitsdrehmoment wird entlastet, wenn sich das Übersetzungsverhältnis vom niedrigeren Gang auf den höheren Gang ändert. T₂ markiert den Beginn der Trägheitsphase. Der Drehmomentverringerungsbefehl von der TCU 42 (oder VSC 38) ist vor dem Zeitpunkt T₂ inaktiv. Zum Zeitpunkt T₂ aktiviert die Getriebesteuerung den Drehmomentverringerungsbefehl und fordert einen Drehmomentverringerungswert an, um dem Trägheitsdrehmoment entgegenzuwirken. Der Drehmomentverringerungsbefehl sinkt auf einen niedrigen Pegel und wird bis zum Ende der Trägheitsphase gehalten. Zum Zeitpunkt T₃ wird der Drehmomentverringerungsbefehl deaktiviert und das Eingangswellendrehmoment auf der Linie 56 wird auf das im neuen Gang gewünschte Niveau wiederhergestellt. In diesem Modus muss der ganze Drehmomentverringerungsbefehl durch den Motor angenommen werden, da die elektrische Maschine die einzige Drehmomentquelle in dem durch 2 dargestellten Beispiel ist.
Mit Bezug auf 3 ist eine Hochschaltdrehmomentverringerung dargestellt, wobei die Brennkraftmaschine 12 eingeschaltet ist. Der Elektromotor 20 kann nach Bedarf zum Aufladen der Batterie 22 verwendet werden, während die Kraftmaschine 12 eingeschaltet ist. In 3 ist das befohlene Motordrehmoment negativ, was darauf hinweist, dass das Drehmoment vom Antriebsstrang entnommen wird und verwendet wird, um die Batterie aufzuladen. Das Hochschaltereignis beginnt zum Zeitpunkt T₁ und endet zum Zeitpunkt T₃, wie vorher mit Bezug auf 2 beschrieben. In 3 sind sowohl die Kraftmaschine als auch der Motor aktiv und können verwendet werden, um einen Drehmomentverringerungsbefehl vom Getriebe anzunehmen. Die untere Linie 62 von 3 zeigt eine Motordrehmoment-Verringerungsgrenze. Die Motordrehmoment-Verringerungsgrenze 60 kann während der Hochschaltdrehmomentverringerung negativer sein als das gewünschte Motordrehmoment. Der ganze Drehmomentverringerungsbefehl kann nur mit dem Motor 20 angenommen werden, da eine gewünschte Verringerung des Motordrehmoments weniger negativ ist als die Motordrehmoment-Verringerungsgrenze.
Mit Bezug auf 4 ist die Hochschaltdrehmomentverringerung dargestellt, wobei die Brennkraftmaschine 12 eingeschaltet ist. Die elektrische Maschine 20 kann zum Aufladen der Batterie verwendet werden, während die Kraftmaschine eingeschaltet ist. Das Aufladen der Batterie ist als befohlenes Motordrehmoment gezeigt. Das befohlene Motordrehmoment ist negativ, um anzugeben, dass das Drehmoment vom Antriebsstrang zum Aufladen der Batterie 22 entnommen wird. Das Schaltereignis, das zum Zeitpunkt T₁ beginnt und zum Zeitpunkt T₃ endet, ist wie mit Bezug auf 2 vorstehend beschrieben. In diesem Modus sind sowohl die Kraftmaschine als auch der Motor aktiv. Die Motorverringerungsgrenze 72, die als untere Linie von 4 gezeigt ist, ist jedoch während der Hochschaltdrehmomentverringerung weniger negativ als das gewünschte Motordrehmoment. In diesem Fall kann der Motordrehmoment-Verringerungsbefehl durch den Motor 20 allein aufgrund der Motordrehmoment-Verringerungsgrenze nicht angenommen werden. Folglich muss ein Teil der angeforderten Drehmomentverringerung durch Verringern des durch die Brennkraftmaschine 12 gelieferten Drehmoments angenommen werden, wie durch die Linie 74 gezeigt.
Mit Bezug auf 5 ist ein Algorithmus zum Berechnen der Drehmomentaufteilung zwischen der Brennkraftmaschine 12 und dem Motor 20 dargestellt. Der Algorithmus berechnet auch die Motordrehmoment-Verringerungsgrenze. Der Algorithmus ist innerhalb der TCU 42 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen enthalten und kann in einer Hardware- und/oder Softwaresteuerlogik implementiert werden, wie hier genauer beschrieben.
Die TCU 42 empfängt Eingaben, die einer Kraftmaschinendrehmomentanforderung (T_{eng_req}) und einer Motordrehmomentanforderung (T_{mot_req}) entsprechen. Das tatsächliche Drehmoment an der Getriebeeingangswelle (Tinput_act) wird auf der Basis dieser Eingaben gemäß der folgenden Gleichung berechnet: T_{input_act} = T_{mot_req} + T_{eng_req}
Gemäß der obigen Gleichung ist das Getriebeeingangswellen-Drehmoment gleich der Elektromotor-Drehmomentanforderung und der Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung. Während eines Hochschaltvorgangs fordert die Getriebesteuerung ein gewünschtes Eingangsdrehmoment (T_{input_des}) für das Schaltereignis an, das als Drehmomentverringerungsbefehl in 2–4 gezeigt ist. Die Drehmomentniveauverringerung (T_reduce) wird gemäß der folgenden Gleichung berechnet: (T_reduce = T_{input_act} – T_{input_des}). Das gewünschte Motordrehmoment mit Drehmomentverringerung kann berechnet werden (T_{mot_des} = T_{mot_req} – T_reduce). Eine Motordrehmoment-Verringerungsgrenze T_{mot_lim} legt eine untere Begrenzung für das gewünschte Motordrehmoment T_{mot_des} fest. Dieses begrenzte Motordrehmoment (T_{mot_des_lim}) wird direkt zum Motor als befohlenes Motordrehmoment T_{mot_cmd} gesendet.
Die Drehmomentverringerung während des Hochschaltvorgangs wird durch T_{mot_lim} begrenzt. Das Ausmaß der Drehmomentverringerung, das nicht durch den Motor allein erreicht werden kann, wird als T_remainder = ABS(T_{mot_des} – T_{mot_des_lim}) berechnet. Folglich muss irgendeine zusätzliche Drehmomentverringerung, um T_{input_des} zu erfüllen, durch die Kraftmaschine bereitgestellt werden. Der schnelle Kraftmaschinendrehmomentbefehl T_{eng_fast} wird verringert, um die Differenz (T_{eng_fast} = T_{eng_req} – T_remainder) zu bilden.
Mit Bezug auf 5 stellen die Leitungen 100–106 eine Eingabe dar, die zur TCU 42 (oder VSC 38) geliefert wird. Die Leitung 100 stellt das angeforderte Kraftmaschinendrehmoment (T_{eng_req}) dar, bevor das Getriebe eine Anforderung für eine Drehmomentverringerung signalisiert. Die Leitung 102 stellt das angeforderte Motordrehmoment (T_{mot_req}) dar, bevor der Drehmomentverringerungsalgorithmus eingeleitet wird. Die Leitung 104 stellt das Drehmoment an der Getriebeeingangswelle (T_{input_act}) dar. Die Leitung 106 stellt den Drehmomentverringerungsbefehl oder das gewünschte Eingangsdrehmoment (T_{input_des}) während des Schaltereignisses dar. Der Drehmomentverringerungsbefehl ist ungültig, wenn sich das Getriebe nicht im Prozess des Schaltens befindet. Eine Feststellung wird durchgeführt, da die Menge an Drehmoment, das von der Eingangswelle während des Schaltvorgangs entfernt werden muss (T_reduce), an der Verbindungsstelle 108 als Differenz zwischen dem Drehmoment an der Getriebeeingangswelle (T_{input_act}) und dem gewünschten Eingangsdrehmoment 106 bestimmt wird (T_reduce = T_{input_act} – T_{input_des}). T_reduce ist durch die Leitung 110 dargestellt. Die Differenz zwischen dem Ausmaß an Drehmomentverringerung und dem angeforderten Motordrehmoment wird bei 112 im Drehmomentverringerungsalgorithmus bestimmt. Das gewünschte Motordrehmoment auf der Leitung 116 (T_{mot_des}) wird mit der Differenz zwischen der Ausgabe eines Drehmoment-Min/Max-Begrenzers verglichen, das durch die untere Grenze des Motordrehmoments (T_{mot_lim}) während des Schaltvorgangs begrenzt wird, wie durch den Drehmomentverringerungsalgorithmus abgeleitet.
Die untere Grenze für das Motordrehmoment wird auf der Basis der mechanischen Grenze, der elektrischen Grenze, der Effizienzkalibrierung, der Ladungszustands-Kalibrierung und der Antriebsstrangmodusangabe entwickelt. Diese fünf Elemente werden verwendet, um die Motordrehmoment-Verringerungsgrenze (T_{mot_lim}) zu berechnen. Die Motordrehzahl wird auf der Leitung 120 zur mechanischen Grenze 122 und auf der Leitung 124 zur elektrischen Grenze 126 geliefert. Die mechanische Grenze ist die mechanische Motordrehmomentgrenze auf der Basis der Motordrehzahl und mechanischer Verluste. Die elektrische Grenze ist die elektrische Systemdrehmomentgrenze, die auf Batterieleistungsgrenzen und elektrischen Systemverlusten basiert. Die Batteriegrenzen werden auch zur elektrischen Grenze geliefert, um die mechanische Grenze durch den Begrenzer 128 einzuschränken. Die Motordrehzahl wird auch auf der Leitung 130 zu einer Effizienzkalibrierung bei 132 geliefert. Die Effizienzkalibrierung ist eine Kalibrierung, die das niedrigste gewünschte Motordrehmoment definiert, das bei einer Betriebsmotordrehzahl verwendet werden kann. Die Effizienzkalibrierung wird zu einem Begrenzer 134 geliefert, um zu verhindern, dass der Motor an unerwünschten Betriebspunkten arbeitet. Ein Batterie-Ladungszustands-Signal wird auf der Leitung 136 zur Ladungszustands-Kalibrierung bei 138 geliefert. Wenn der Batterie-Ladungszustand hoch ist, dann kann es unerwünscht sein, den Motor zu verwenden, um das Drehmoment zu verringern. Die Batterie-Ladungszustands-Berechnung erzeugt einen Multiplikator, der auf T_{mot_lim} einwirkt. Bei einem niedrigen Ladungszustand ist der Multiplikator nahe oder gleich eins und verursacht, dass T_{mot_lim} einen großen negativen Wert bei 140 aufweist. Bei einem hohen Ladungszustand ist der Multiplikator nahe oder gleich null, was dazu führt, dass T_{mot_lim} bei 140 nahe oder gleich null liegt. Ein Antriebsstrangmodussignal wird auch auf der Leitung 142 zum Motordrehmoment-Verringerungsgrenzalgorithmus geliefert. Wenn sich der Antriebsstrang im elektrischen Antriebsmodus befindet, wird T_{mot_lim} bei 144 nicht auf null gedrängt, um zu verhindern, dass das Nettoeingangswellendrehmoment während der Drehmomentverringerung geringer gemacht wird als null. Wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, ist das Kraftmaschinendrehmoment positiv, so dass T_{mot_lim} bei 144 unbeeinflusst ist.
T_{mot_lim} bei 146 wird verwendet, um T_{mot_des} bei 118 zu begrenzen, und liefert T_{mot_des_lim} auf der Leitung 148, das verwendet wird, um einen Drehmomentmotorbefehl T_{mot_cmd} bei 150 zu erzeugen, um dem Motor zu befehlen, ein verringertes Drehmomentniveau zu liefern. Die Differenz zwischen dem gewünschten T_{mot_des}-Wert des Motordrehmoments auf der Leitung 152 und dem gewünschten begrenzten Motordrehmoment wird bei 154 bestimmt und wird dann auf seinen Absolutwert bei 156 begrenzt, um einen Wert des restlichen Drehmoments T_remainder auf der Leitung 158 zu liefern. T_remainder wird vom angeforderten Kraftmaschinendrehmoment (T_{eng_req}) von der Leitung 100 subtrahiert, um ein Signal zur Kraftmaschine (T_{eng_fast}) bei 162 zu liefern. T_{eng_fast} ist normalerweise dasselbe wie T_{eng_slow} bei 164, hat jedoch Vorrang vor T_{eng_slow}, wenn eine Differenz zwischen den zwei Werten besteht.
Mit Bezug auf 6 wird ein vereinfachter Hochschaltdrehmomentverringerungs-Algorithmus in Form eines Ablaufplans dargestellt. Der Prozess beginnt mit einer Bestimmung bei 170 hinsichtlich dessen, ob eine Drehmomentverringerung durch das Getriebe angefordert wird. Wenn nicht, endet der Algorithmus bei 172. Wenn die Drehmomentverringerung durch das Getriebe angefordert wird, wird die gewünschte Drehmomentverringerung bei 174 berechnet (T_reduce = T_{input_act} – T_{input_des}). Das gewünschte Motordrehmoment wird dann bei 176 berechnet (T_{mot_des} = T_{mot_req} – T_reduce). Als nächstes wird bei 178 eine Feststellung hinsichtlich dessen durchgeführt, ob die Kraftmaschine im aktuellen Betriebsmodus eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Kraftmaschine nicht eingeschaltet ist, wird bei 180 festgestellt, ob das Motordrehmoment größer ist als null (T_{mot_lim} = 0). Grenzen werden dann bei 182 auf das Motordrehmoment angewendet (T_{mot_des_lim} = T_{mot_des} wobei T_{mot_des} > 0). Die Drehmomentverringerungsanforderung wird dann bei 184 durch Verringern des durch den Elektromotor gelieferten Drehmoments angenommen (T_{mot_cmd} = T_{mot_des_lim}). Wenn die Kraftmaschine bei 178 eingeschaltet ist, wird die Motorverringerungsgrenze bei 186 berechnet (T_{mot_lim} = f(SOC), P_{bat_lim}, T_mech, T_elec). Grenzen für das Motordrehmoment werden bei 188 angewendet (T_{mot_des_lim} = T_{mot_des} wobei T_{mot_lim}< T_{mot_des} < 0). Das von der Kraftmaschine erforderliche Drehmoment wird dann bei 190 berechnet (T_remainder = ABS(T_{mot_des} – T_{mot_des_lim}). Eine Feststellung wird dann bei 192 hinsichtlich dessen durchgeführt, ob ein Kraftmaschinendrehmoment erforderlich ist (T_remainder > 0). Der Algorithmus geht dann zu 194 weiter, um die Drehmomentverringerungsanforderung mit dem Elektromotor bis zur verfügbaren Reserve anzunehmen (T_{mot_cmd} = T_{mot_des_lim}). Die Kraftmaschine bei 196 nimmt den Rest der Drehmomentverringerungsanforderung mit der Kraftmaschine an (T_{eng_fast} = T_{eng_req} – T_remainder).
An sich schaffen das Verfahren, das Steuersystem und der Triebstrang Vorteile gegenüber dem Stand der Technik durch Steuern des Drehmoments von der Kraftmaschine und vom Motor, das zum Stufenverhältnisgetriebe geliefert wird, in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Kraftmaschine und des Motors und von Begrenzungsfaktoren wie z. B. Batterie-Ladungszustand, Kraftmaschineneffizienz, Motoreffizienz und anderen potentiell begrenzenden Faktoren.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen durchgeführt werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der beanspruchten Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale von verschiedenen Implementierungsausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Triebstrangs mit einer Kraftmaschine und einem Motor durch Verringern des Drehmoments, wenn dies während eines Hochschaltvorgangs angefordert wird, das Folgendes umfasst: Verringern des Motordrehmoments; und dann Verringern des Kraftmaschinendrehmoments auf ein Schwellendrehmomentniveau, wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen des Drehmoments vom Motor auf der Basis eines Ladungszustandes einer Batterie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen des Drehmoments vom Motor auf der Basis eines Betriebseffizienzbereichs des Motors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Einstellen des Drehmoments von der Kraftmaschine auf der Basis eines Betriebseffizienzbereichs der Kraftmaschine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Kalibrieren der Verringerung des Drehmoments vom Motor umfasst, um das Betreiben des Motors in einem vorbestimmten Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl/hohem Drehmoment zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Kalibrieren der Verringerung des Drehmoments vom Motor umfasst, wenn ein Ladungszustand einer Batterie über einem vorbestimmten Pegel liegt.