DE102014102014B4

DE102014102014B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Management von Drehzahlen in einem Multi-Mode-Getriebe

Info

Publication number: DE102014102014B4
Application number: DE102014102014.6A
Authority: DE
Inventors: Sean W. Mcgrogan; Anthony H. Heap; Lawrence A. Kaminsky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: US20140244119A1; DE102014102014A1; CN104019220B; CN104019220A; US8892317B2

Abstract

Verfahren (200) zum Steuern eines Multi-Mode-Antriebsstrangsystems (100), das ein Getriebe (10) umfasst, das ausgestaltet ist, um Drehmoment zwischen einer Brennkraftmaschine (12), Drehmomentmaschinen (60, 62) und einem Ausgangselement (92) zu übertragen, wobei das Verfahren (200) umfasst:
Ermitteln eines Soll-Beschleunigungsprofils (205) für die Brennkraftmaschine (12);
Ermitteln eines eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235) durch Auferlegen priorisierter Einschränkungen (207, 209, 217, 219, 227, 229) auf das Soll-Beschleunigungsprofil (205);
Integrieren des eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235), um ein bevorzugtes Drehzahlprofil (255) zu ermitteln;
Ermitteln eines bevorzugten Beschleunigungsprofils (275), das eine Ableitung des bevorzugten Drehzahlprofils (255) umfasst, das durch minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen (227, 229) eingeschränkt ist; und
Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255), dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235) das Auferlegen priorisierter Einschränkungen (207, 209, 217, 219, 227, 229) auf das Soll-Beschleunigungsprofil (205) umfasst, wobei die priorisierten Einschränkungen minimale und maximale weiche Beschleunigungseinschränkungen (207, 209) umfassen, die durch minimale und maximale Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen (217, 219) ersetzt werden, die durch minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen (227, 229) ersetzt werden, wobei die minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen (217, 219) Einschränkungen umfassen, um einen Kraftmaschinenbetrieb innerhalb einer Drehmomentdämpfer-Resonanzzone größer als einen Schwellenzeitraum zu verhindern.

Description

Diese Offenbarung betrifft Antriebsstrangsysteme, die Drehmomentübertragungseinrichtungen anwenden, und diesen zugeordnete Steuerungseinrichtungen für dynamische Systeme.
Bekannte Antriebsstrangsysteme sind ausgestaltet, um Drehmoment von einem Drehmomentaktor durch eine Getriebeeinrichtung auf ein Ausgangselement, das mit einem Endantrieb gekoppelt ist, zu übertragen, um einen Vortrieb eines Fahrzeugs zu bewirken. Ein Antriebsstrangsystem kann ausgestaltet sein, um Drehmoment, das von mehreren Drehmomentaktoren ausgeht, durch eine Multi-Mode-Getriebeeinrichtung auf ein mit einem Endantrieb gekoppeltes Ausgangselement zu übertragen, um einen Vortrieb zu bewirken. Derartige Antriebsstrangsysteme umfassen Hybridantriebsstrangsysteme und Elektrofahrzeugsysteme mit verlängerter Reichweite. Steuerungssysteme zum Betreiben derartiger Antriebsstrangsysteme betreiben die Drehmomentaktoren und wenden ausgewählte Drehmomentübertragungs-Bauteile in dem Getriebe an, um Drehmoment in Ansprechen auf vom Bediener befohlene Ausgangsdrehmomentanforderungen zu übertragen, wobei Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Fahrbarkeit und andere Faktoren berücksichtigt werden. Beispielhafte Drehmomentaktoren umfassen Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Drehmomentmaschinen. Die nicht auf Verbrennung beruhenden Drehmomentmaschinen können Elektromaschinen umfassen, die als Motoren oder Generatoren arbeiten, um einen Drehmomenteingang in das Getriebe unabhängig von einem Drehmomenteingang von der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Die Drehmomentmaschinen können in einem als einen Rekuperationsbetrieb bezeichneten Vorgang kinetischer Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, entgegenwirken, d.h. diese in elektrische Energie umwandeln, die in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie speicherbar ist. Ein Steuersystem überwacht Eingänge von dem Fahrzeug und dem Bediener und sorgt für eine funktionale Steuerung des Antriebsstrangs, die das Steuern eines Ein/Aus-Zustandes der Kraftmaschine, Steuern eines Getriebebetriebszustandes, das Steuern der Drehmomentaktoren, und das Regeln des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Speichereinrichtung für elektrische Energie und den Elektromaschinen, um den Getriebebetrieb, einschließlich Drehmoment und Drehzahl, zu managen, umfasst.
Die DE 10 2011 102 501 A1 betrifft ein Motorsteuersystem für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und optional einem oder zwei Elektromotoren, sowie mit einer Auto-Stopp/Start-Funktionalität. Wenn ein Auto-Stopp-Befehl erzeugt wird, wird die Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine unterbrochen und die Drosselklappe bis zu einer vorbestimmten Drosselklappenöffnung geschlossen, um den Einlasskrümmer unter einem vorgegebenen Luftdruck zu halten. Dadurch sind bessere Bedingungen für den Motorstart gegeben, wenn ein Auto-Start-Befehl erzeugt wird.
Die DE 60 2004 002 765 T2 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, während Kraftmaschinen-Autostart- und Auto-Stopp-Manövern für eine für den Bediener annehmbare Wahrnehmung des Betriebs des Antriebsstrangsystems zu sorgen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein Antriebsstrangsystem, das Drehmomentaktoren, ein Multi-Mode-Getriebe, ein elektrisches Hochspannungssystem, einen Endantrieb und einen Controller umfasst, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
2 ein Steuerungsschema, das eine abgestufte aufsteigende Prioritätsstruktur zum Anwenden bevorzugter Drehzahl- und Beschleunigungsprofile beim Steuern eines Drehmomentaktors eines Antriebsstrangsystems gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und
3 Drehzahl- und Beschleunigungseinschränkungen in Relation zu der Zeit für ein Hybridantriebsstrangsystem, das das Steuerungsschema anwendet, das die abgestufte aufsteigende Prioritätsstruktur von 2 umfasst, gemäß der Offenbarung veranschaulicht.

Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei das Gezeigte allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck selbige einzuschränken, vorgesehen ist, stellt 1 ein nicht einschränkendes Hybridantriebsstrangsystem 100 dar, das Drehmomentaktoren, die eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 12, und eine erste und zweite Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 umfassen, ein Multi-Mode-Getriebe (Getriebe) 10, ein elektrisches Hochspannungssystem 80, einen Endantrieb 90 und einen Controller 5 umfasst. Das Getriebe 10 koppelt die Kraftmaschine 12 und die Drehmomentmaschinen 60, 62 mechanisch und ist ausgestaltet, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, den Drehmomentmaschinen 60, 62 und dem Endantrieb 90 durch selektiv Aktivierung von Drehmomentübertragungseinrichtungen, z.B. Kupplungen, zu übertragen. Wie veranschaulicht ist, sind die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 Elektromotoren/Generatoren.
Das elektrische Hochspannungssystem 80 umfasst eine Speichereinrichtung für elektrische Energie (ESD) 85, die elektrisch mit einem Getriebeleistungsstromrichter-Steuerungsmodul (TPIM) 82 über einen elektrischen Hochspannungsbus 84 gekoppelt ist, und ist mit geeigneten Einrichtungen zum Überwachen des elektrischen Leistungsflusses ausgestaltet, die Einrichtungen und Systeme zum Überwachen des elektrischen Stromes und der elektrischen Spannung umfassen. Die ESD 85 kann irgendeine geeignete Hochspannungs-Speichereinrichtung für elektrische Energie, z.B. eine Hochspannungsbatterie, sein und umfasst bevorzugt ein Überwachungssystem, das ein Maß der dem elektrischen Hochspannungsbus 84 zugeführten elektrischen Leistung, die Spannung und elektrischen Strom umfasst, liefert.
Die Kraftmaschine 12 umfasst eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die selektiv in verschiedenen Zuständen betreibbar ist, um Drehmoment über ein Eingangselement 14 und einen Dämpfer 17 auf das Getriebe 10 zu übertragen, und kann entweder eine Fremdzündungsmaschine oder eine Kompressionszündungsmaschine sein. Die Kraftmaschine 12 umfasst eine Kurbelwelle, die mit dem Eingangselement 14 des Getriebes 10 gekoppelt ist. Ein Drehzahlsensor 11 überwacht Kurbelwinkel und Drehzahl des Eingangselements 14. Der Dämpfer 17 ist eine Einrichtung, die ausgestaltet ist, um die Drehmomentübertragung zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 10 zu dämpfen und anderweitig zu managen. Leistung, die von der Kraftmaschine 12 abgegeben wird, d.h. Drehzahl multipliziert mit Kraftmaschinen-Drehmoment, kann sich aufgrund des Drehmomentdämpfers 17 und anderer Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 14 zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 10, z.B. eine mechanisch betriebene Hydraulikpumpe, von der Eingangsdrehzahl und dem Eingangsdrehmoment in das Getriebe 10 unterscheiden. Die Kraftmaschine 12 ist ausgestaltet, um während des fortwährenden Betriebs des Antriebsstrangs in Ansprechen auf Betriebsbedingungen einen Autostopp- und Autostart-Betrieb auszuführen. Der Controller 5 ist ausgestaltet, um Aktoren der Kraftmaschine 12 zu steuern und somit Verbrennungsparameter zu steuern, die Einlassluftmengendurchsatz, Zündfunkenzündzeiten, eingespritzte Kraftstoffmenge, Kraftstoffeinspritzzeiten, AGR-Ventilstellung zur Steuerung des Durchflusses von rückgeführten Abgasen und Einlass- und/oder Auslassventilzeiten und -phasenlagen an so ausgestatteten Kraftmaschinen umfassen. Somit kann die Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert werden, indem Verbrennungsparameter, die Luftdurchsatz-Drehmoment und zündfunkeninduziertes Drehmoment umfassen, gesteuert werden. Die Kraftmaschinen-Drehzahl kann auch gesteuert werden, indem durch Steuern von Motordrehmomenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 Reaktionsdrehmoment an dem Eingangselement 14 gesteuert wird.
Das Getriebe 10 ist ein elektromechanisches Four-Mode-Getriebe 10 mit kombinierter Leistungsverzweigung, das drei Planetenradsätze 20, 30 und 40 und fünf einrückbare Drehmoment übertragende Einrichtungen, d.h. Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56, C4 58 und C5 50, umfasst. Es werden andere Ausführungsformen des Getriebes in Betracht gezogen. Das Getriebe 10 ist mit einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 gekoppelt. Das Getriebe 10 ist ausgestaltet, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, den Drehmomentmaschinen 60, 62 und dem Ausgangselement 92 in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung zu übertragen. Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 sind in einer Ausführungsform Motoren/Generatoren, die elektrische Energie anwenden, um Drehmoment zu erzeugen und diesem entgegenzuwirken. Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 22, ein Hohlradelement 26 und Planetenräder 24, die mit einem Trägerelement 25 gekoppelt sind. Das Trägerelement 25 lagert die Planetenräder 24 drehbar, die in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 22 als auch dem Hohlradelement 26 angeordnet sind, und ist mit einem drehbaren Wellenelement 16 gekoppelt. Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenradelement 32, ein Hohlradelement 36 und Planetenräder 34, die mit einem Trägerelement 35 gekoppelt sind. Die Planetenräder 34 sind in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 32 als auch dem Hohlradelement 36 angeordnet. Das Trägerelement 35 ist mit dem drehbaren Wellenelement 16 gekoppelt. Der Planetenradsatz 40 umfasst ein Sonnenradelement 42, ein Hohlradelement 46 und Planetenräder 44, die mit einem Trägerelement 45 gekoppelt sind. Wie gezeigt ist, sind ein erster und zweiter Satz Planetenräder 44 mit dem Trägerelement 45 gekoppelt. Somit ist der Planetenradsatz 40 ein zusammengesetzter Sonnenradelement-Ritzelrad-Ritzelrad-Hohlradelement-Zahnradsatz. Das Trägerelement 45 ist drehbar zwischen Kupplungen C1 52 und C2 54 eingekoppelt. Das Sonnenradelement 42 ist drehbar mit dem drehbaren Wellenelement 16 gekoppelt. Das Hohlradelement 46 ist drehbar mit dem Ausgangselement 92 gekoppelt.
So wie es hierin verwendet wird, beziehen sich Kupplungen auf Drehmomentübertragungseinrichtungen, die selektiv in Ansprechen auf ein Steuerungssignal angelegt werden können und jegliche geeignete Vorrichtungen sein können, die beispielsweise einzelne oder zusammengesetzte Plattenkupplungen oder -pakete, Einwegkupplungen und Bandkupplungen umfassen. Ein Hydraulikkreis 72 ist ausgestaltet, um Kupplungszustände von jeder der Kupplungen mit Hydraulikdruckfluid zu steuern, das durch eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe 70 zugeführt wird, die durch den Controller 5 funktional gesteuert wird. Kupplungen C2 54 und C4 58 sind hydraulisch angelegte rotierende Reibkupplungen. Kupplungen C1 52, C3 56 und C5 50 sind hydraulisch gesteuerte Bremseneinrichtungen, die an einem Getriebekasten 55 festgelegt werden können. Jede der Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56 und C4 58 wird in dieser Ausführungsform unter Verwendung von Hydraulikdruckfluid hydraulisch angelegt, das durch den Hydrauliksteuerungskreis 72 zugeführt wird. Der Hydraulikkreis 72 wird durch den Controller 5 funktional gesteuert, um die vorstehend genannten Kupplungen zu aktivieren und zu deaktivieren, Hydraulikfluid zum Kühlen und Schmieren von Bauteilen des Getriebes zu liefern und Hydraulikfluid zum Kühlen der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 zu liefern. Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis 72 kann durch Messung unter Verwendung von einem Drucksensor /Drucksensoren, durch Schätzung unter Verwendung von an Bord befindlichen Routinen oder unter Verwendung anderer geeigneter Verfahren ermittelt werden.
Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 sind Drei-Phasen-Wechselstrom-Motor/Generator-Maschinen, die jeweils einen Stator, einen Rotor und einen Resolver umfassen. Der Motorstator für jede der Drehmomentmaschinen 60, 62 ist an einem äußeren Abschnitt des Getriebekastens 55 festgelegt und umfasst einen Statorkern mit sich von dort erstreckenden gewendelten elektrischen Wicklungen. Der Rotor für die erste Drehmomentmaschine 60 ist an einem Nabenplattenzahnrad abgestützt, das mechanisch an einer Hohlwelle 18 angebracht ist, die mit dem ersten Planetenradsatz 20 gekoppelt ist. Der Rotor für die zweite Drehmomentmaschine 62 ist fest an einer Hohlwellennabe 19 angebracht, die mechanisch an dem zweiten Planetenradsatz 30 angebracht ist. Jeder der Resolver ist signaltechnisch und funktional mit dem Getriebe-Leistungsstromrichter-Steuerungsmodul (TPIM) 82 verbunden, und jeder erfasst und überwacht die Drehstellung des Resolverrotors relativ zu dem Resolverstator, wodurch die Drehstellung von jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 überwacht wird. Zusätzlich können die Signale, die von den Resolvern ausgegeben werden, verwendet werden, um Drehzahlen für die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 zu ermitteln.
Das Ausgangselement 92 des Getriebes 10 ist drehbar mit dem Endantrieb 90 verbunden, um Ausgangsleistung an den Endantrieb 90 zu liefern, die auf ein oder eine Mehrzahl von Fahrzeugrädern über ein Differenzialgetriebe oder eine Transaxle-Baugruppe oder eine andere geeignete Einrichtung übertragen wird. Die Ausgangsleistung an dem Ausgangselement 92 wird als eine Ausgangsdrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment ausgedrückt charakterisiert. Ein Getriebeausgangs-Drehzahlsensor 93 überwacht die Drehzahl und Drehrichtung des Ausgangselements 92. Jedes der Fahrzeugräder ist bevorzugt mit einem Sensor ausgestattet, der ausgestaltet ist, um die Raddrehzahl zu überwachen und somit die Fahrzeuggeschwindigkeit und absolute und relative Raddrehzahlen zur Bremssteuerung, Traktionssteuerung und zum Fahrzeugbeschleunigungsmanagement zu ermitteln.
Das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 12 und die Motordrehmomente von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 werden infolge einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in der Speichereinrichtung für elektrische Energie (ESD) 85 gespeichert ist, erzeugt. Die ESD 85 ist mit dem TPIM 82 über den elektrischen Hochspannungsbus 84 hochspannungs-gleichstromgekoppelt, der bevorzugt einen Schützschalter umfasst, der den Fluss elektrischen Stromes zwischen der ESD 85 und dem TPIM 82 gestattet oder verbietet. Das TPIM 82 umfasst bevorzugt ein Paar Leistungs-Stromrichter und jeweilige Motorsteuerungsmodule, 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 eine Mehrzahl von Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate zum Umwandeln von Gleichstromleistung von der ESD 85 in Wechselstromleistung zur Beaufschlagung einer jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 durch Umschalten mit hohen Frequenzen. Die Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate bilden ein Schaltnetzteil, das ausgestaltet ist, um Steuerungsbefehle zu empfangen. Jede Phase von jeder der Drei-Phasen-Elektromaschinen umfasst ein Paar Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate. Zustände der Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate werden gesteuert, um eine mechanische Motorantriebsleistungserzeugung oder Rekuperationsfunktionalität für elektrische Energie vorzusehen. Die Drei-Phasen-Stromrichter empfangen oder liefern elektrische Gleichstromenergie über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 und wandeln diese in oder aus Drei-Phasen-Wechselstromenergie, die zu oder von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 zum Betrieb als Motoren oder Generatoren jeweils über Übertragungsleiter geleitet wird. Das TPIM 82 überträgt elektrische Leistung zu und von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 durch die Leistungs-Stromrichter und jeweiligen Motorsteuerungsmodule in Ansprechen auf die Motordrehmomentbefehle. Elektrischer Strom wird über den elektrischen Hochspannungsbus 84 zu und von der ESD 85 übertragen, um die ESD 85 zu laden und zu entladen.
Der Controller 5 ist mit verschiedenen Aktoren und Sensoren in dem Antriebsstrangsystem über eine Kommunikationsverbindung 15 signaltechnisch und funktional verknüpft, um den Betrieb des Antriebsstrangsystems zu überwachen und zu steuern, was das Synthetisieren von Informationen und Eingängen, und das Ausführen von Routinen umfasst, um Aktoren zu steuern, um Steuerungsziele zu erreichen, die mit Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahrbarkeit und Schutz von Bauteilen, die Batterien der ESD 85 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 umfassen, in Beziehung stehen. Der Controller 5 ist ein Teilsatz einer gesamten Steuerungsarchitektur des Fahrzeugs und stellt eine koordinierte Systemsteuerung des Antriebsstrangsystems zur Verfügung. Der Controller 5 kann ein verteiltes Steuerungsmodulsystem umfassen, das einzelne Steuerungsmodule enthält, die ein überwachendes Steuerungsmodul, ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul, ein Getriebesteuerungsmodul, ein Batteriepaket-Steuerungsmodul und das TPIM 82 umfassen. Eine Benutzerschnittstelle 13 ist bevorzugt signaltechnisch mit einer Mehrzahl von Einrichtungen verbunden, durch die ein Fahrzeugbediener den Betrieb des Antriebsstrangsystems lenkt und anweist. Die Einrichtungen umfassen bevorzugt ein Gaspedal 112, ein Bedienerbremspedal 113, eine Getriebebereichswähleinrichtung 114 (PRNDL) und ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Fahrtregelungssystem 116. Die Getriebebereichswähleinrichtung 114 kann eine diskrete Zahl von von einem Bediener wählbaren Stellungen aufweisen, die das Angeben der Richtung der vom Bediener beabsichtigten Bewegung des Fahrzeugs und somit das Angeben der bevorzugten Drehrichtung des Ausgangselements 92 von entweder einer Vorwärts- oder einer Rückwärtsrichtung umfassen. Es ist festzustellen, dass das Fahrzeug sich aufgrund eines Zurückrollens, das durch die Lage des Fahrzeugs, z.B. an einem Berg, verursacht wird, noch in einer anderen Richtung als der angegebenen, vom Bediener beabsichtigten Bewegungsrichtung bewegen kann. Die Benutzerschnittstelle 13 kann eine einzige Einrichtung umfassen, wie es gezeigt ist, oder kann alternativ eine Mehrzahl von Benutzerschnittstelleneinrichtungen umfassen, die direkt mit einzelnen Steuerungsmodulen verbunden sind.
Die vorstehend erwähnten Steuerungsmodule kommunizieren mit anderen Steuerungsmodulen, Sensoren und Aktoren über die Kommunikationsverbindung 15, die eine strukturierte Kommunikation zwischen den verschiedenen Steuerungsmodulen bewirkt. Das besondere Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Die Kommunikationsverbindung 15 und geeignete Protokolle sorgen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Schnittstellen für mehrere Steuerungsmodule zwischen den vorstehend erwähnten Steuerungsmodulen und anderen Steuerungsmodulen, die eine Funktionalität, die z.B. Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität umfasst, bereitstellen. Es können mehrere Kommunikationsbusse 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 Steuerungsmodulen kann auch unter Verwendung einer drahtlosen Verbindung, z.B. eines drahtlosen Nahbereichs-Funkkommunikationsbusses, bewirkt werden. Einzelne Einrichtungen können auch direkt verbunden sein.
Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis / elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit / zentralen Verarbeitungseinheiten (bevorzugt einem Mikroprozessor / Mikroprozessoren) und zugehörigem 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, einem kombinatorischen logischen Schaltkreis / kombinatorischen logischen Schaltkreisen, einem Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen / Eingabe-/Ausgabeschaltkreisen und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, einer geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und anderen Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten jegliche Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Kraftmaschinen- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.

Das Hybridantriebsstrangsystem 100 ist ausgestaltet, um in einem von einer Mehrzahl von Antriebsstrangzuständen zu arbeiten, die eine Mehrzahl von Kraftmaschinenzuständen und Getriebebereichen umfassen, um Drehmoment zu erzeugen und auf den Endantrieb 90 zu übertragen. Die Kraftmaschinenzustände umfassen einen EIN Zustand und einen AUS-Zustand. Die Kraftmaschine 12 wird als in dem EIN-Zustand befindlich erachtet, wenn die Kraftmaschine umläuft. Der EIN-Zustand der Kraftmaschine kann einen Alle-Zylinder-Zustand (ALLE) umfassen, wobei alle Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt werden und zünden, um Drehmoment zu erzeugen, und einen Zylinderdeaktivierungszustand (DEAC), wobei ein Teil der Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt wird und zündet, um Drehmoment zu erzeugen, und die restlichen Zylinder nicht mit Kraftstoff beaufschlagt werden, nicht zünden und kein Drehmoment erzeugen. Der EIN-Zustand der Kraftmaschine umfasst ferner einen Kraftstoffabschaltungszustand (FCO-Zustand), wobei alle Zylinder nicht mit Kraftstoff beaufschlagt werden, nicht zünden und kein Drehmoment erzeugen. Die Kraftmaschine 12 kann in Ansprechen auf einen Bedienerbefehl für eine Fahrzeugverzögerung, wie er etwa auftritt, wenn der Bediener seinen Fuß vom Gaspedal 112 hebt, in dem FCO-Zustand arbeiten, der hierin als ein Schubabschaltungszustand (dFCO von decel-fuel cutoff state) bezeichnet wird. Der Kraftmaschine 12 kann unter Betriebsbedingungen ohne Verzögerung befohten werden, in dem FCO-Zustand zu arbeiten. Wenn die Kraftmaschine in dem AUS-Zustand ist, läuft sie nicht um. In einer Ausführungsform, kann ein Betrieb mit der Kraftmaschine im AUS-Zustand bewerkstelligt werden, indem eine Rotation des Eingangselements an dem Getriebekasten unter Verwendung einer Kupplung oder ähnlichen Einrichtung unterbunden wird. Die Getriebebereiche umfassen ein Mehrzahl von Bereichen von Neutral (Neutral), Festgang (Gang #), verstellbarer Modus (EVT-Modus #), Elektrofahrzeug (EV#) und Übergang (EV-Übergangsbereich # und Pseudo-Gang #), die durch selektives Aktivieren der Kupplungen C1 150, C2 152, C3 154, C4 156 und C5 158 erreicht werden. Ein Pseudo-Gang-Bereich ist ein Getriebebereich mit variablem Modus, bei dem Drehmoment, das von dem Getriebe 10 abgegeben wird, dem Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 12 entspricht, wobei Drehmomentverluste berücksichtigt werden, die Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 14 zugeordnet sind. Die Pseudo-Gang-Bereiche können während Schaltungen zwischen EVT-Modus-Bereichen als Zwischengetriebebereiche angewandt werden. Tabelle 1 zeigt eine Mehrzahl von Getriebebereichen und Kraftmaschinenzuständen zum Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems 100. Tabelle 1

Bereich	Zustand Kraftmaschine	C1	C2	C3	C4	C5
Neutral 1	EIN/AUS
Neutral 2	EIN/AUS			×
Neutral 3	EIN/AUS				×
Pseudo-Gang 1	EIN	×
Pseudo-Gang 2	EIN		×
Neutral	AUS					×
EVT-Modus 1	EIN/AUS	×		×
EVT-Modus 2	EIN/AUS	×			×
EVT-Modus 3	EIN/AUS		×		×
EVT-Modus 4	EIN/AUS		×	×
EV-Übergangszustand 1	AUS	×				×
EV-Übergangszustand 2	AUS		×			×
Gang 1	EIN	×		×	×
Gang 2	EIN	×	×		×
Gang 3	EIN		×	×	×
EV1	AUS	×		×		×
EV2	AUS	×			×	×
EV3	AUS		×		×	×
EV4	AUS		×	×		×
EV-Übergangszustand 3	AUS	×	×			×
Neutral	EIN/AUS			×	×
Pseudo-Gang 3	EIN	×	×
Neutral	AUS			×		×
Neutral	AUS				×	×

2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Steuerungsschemas 200, das eine abgestufte aufsteigende Prioritätsstruktur zum Anwenden von Drehzahl- und Beschleunigungsprofilen beim Steuern eines Drehmomentaktors eines Hybridantriebsstrangsystems umfasst. Das Steuerungsschema 200 wird unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform eines Hybridantriebsstrangsystems 100 von 1 beschrieben und kann an jedem geeigneten Antriebsstrang angewandt werden. 3 zeigt graphisch Drehzahl- und Beschleunigungseinschränkungen in Relation zu der Zeit für ein Hybridantriebsstrangsystem, das das Steuerungsschema 200 anwendet, das die abgestufte aufsteigende Prioritätsstruktur umfasst.
Ein Drehzahlprofil ist eine numerische Projektion über die Zeit, die eine bevorzugte oder gewünschte Drehzahl für ein aktiv gesteuertes Bauteil, d.h. einen Drehmomentaktor, beschreibt. Auf die Ausführungsform des Hybridantriebsstrangsystems 100 von 1 angewandt, kann ein Drehzahlprofil eine numerische Projektion über die Zeit der Drehzahl von einem von dem Eingangselement 14, dem Ausgangselement 92, der ersten Drehmomentmaschine 60, der zweiten Drehmomentmaschine 62 oder einer der Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56, C4 58 und C5 50 sein. Ein Beschleunigungsprofil ist eine numerische Projektion über die Zeit, die eine bevorzugte oder gewünschte zeitliche Änderungsrate der Drehzahl für eines der vorstehend erwähnten Bauteile beschreibt. Die Drehzahl- und Beschleunigungsprofile werden angewandt, um die Kraftmaschine 12, die erste Drehmomentmaschine 60, die zweite Drehmomentmaschine 62 und die Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56, C4 58 und C5 50 zu steuern, was das Steuern eines der vorstehend erwähnten Bauteile, um eine bevorzugte Drehzahl und eine bevorzugte Beschleunigung während des Autostart- und Autostopp-Betriebs der Kraftmaschine zu erreichen, umfasst. Dies kann das Steuern eines der vorstehend erwähnten Bauteile umfassen, um bevorzugte Drehzahlen zu erreichen und somit Bauteile von einer der Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56, C4 58 und C5 50 während eines Schaltwechsels zu synchronisieren.
Das Ausgangsdrehmoment und die Leistungsfähigkeiten der Kraftmaschine 12 und der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 sind endlich, und somit sind auch der Betrag und Änderungen der Ausgangsdrehzahlen und -beschleunigungen davon ebenfalls begrenzt. Ein Faktor, der die Ausgangsdrehzahlen und -beschleunigungen beeinflusst, umfasst Leistungsgrenzen auf der Basis von Spannungsgrenzen und/oder Stromgrenzen, die dem elektrischen Hochspannungssystem 80, das die ESD 85 umfasst, zugeordnet sind. Andere Faktoren umfassen minimale und maximale Drehzahlgrenzen, die der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 zugeordnet sind, und Kupplungsgrenzen, die angelegten oder dem Anlegen von einer oder mehreren Kupplungen C1 52, C2 54, C3 56, C4 58 und C5 50 zugeordnet sind. Eine andere Systemgrenze umfasst drehzahlbasierte Beschleunigungsgrenzen, die dem Ausgangsdrehmoment zugeordnet sind, d.h. Grenzen, die eine vom Fahrer wahrnehmbare Änderung des Ausgangsdrehmoments bewirken, die größer als ein Schwellenwert ist, z.B. 0,2g überschreitet. Eine andere Systemgrenze umfasst eine Drehzahl- und Beschleunigungsgrenze, um ein Umlaufen der Kraftmaschine rückwärts zu vermeiden. Eine andere Systemgrenze umfasst eine Drehzahl- und Beschleunigungsgrenze, um Überdrehen jeder Komponente der Kraftmaschine oder des Getriebes zu vermeiden. Eine andere Systemgrenze umfasst eine Zeitgrenze, um eine Zeitdauer, die die Kraftmaschine in einer Drehmomentdämpfer-Resonanzzone, z.B. in einer Kraftmaschinen-Drehzahl bei oder nahe von 300 U/min in einer Ausführungsform, umläuft, zu minimieren. Die vorstehend erwähnten Systemgrenzen können miteinander in Konflikt stehen und können nicht gleichzeitig erreichbar sein. Somit werden Systemgrenzen in einer vorbestimmten Hierarchie, um zwischen einer idealen Beschleunigung und Einschränkungen, die durch die Systemgrenzen auferlegt werden, zu vermitteln.
Die abgestufte aufsteigende Prioritätsstruktur des Steuerungsschemas 200 wird angewandt, um zwischen der idealen Drehzahl und Drehzahl- und Beschleunigungseinschränkungen, die durch Systemgrenzen auferlegt werden, zu vermitteln.
Ein Soll-Beschleunigungsprofil 205 ist ein kalibriertes, uneingeschränktes Drehzahlprofil, das einem der aktiv gesteuerten Bauteile zugeordnet ist, z.B. Eingangsdrehzahl Ni. Einschränkungen werden berechnet, die minimale und maximale weiche Beschleunigungseinschränkungen 207 bzw. 209, minimale und maximale Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 bzw. 219 und minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen 227 bzw. 229 umfassen. Die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209 umfassen Einschränkungen an Drehzahlbereichen, die einem Ausgangsdrehmomentbereich und einer Kapazität einer gesperrten Kupplung zugeordnet sind. Beispielhafte Anwendungen von weichen Beschleunigungseinschränkungen umfassen Einschränkungen, um übermäßiges Einbrechen der Kraftmaschinen-Drehzahl zu verhindern, Einschränkungen, um übermäßige Kraftmaschinen-Betriebszeit innerhalb der Drehmomentdämpfer-Resonanzzone während eines Kraftmaschinen-Autostart- und Kraftmaschinen-Auto-Stopp-Betriebs und während eines Betriebs in einem FCO-Zustand zu verhindern, und Einschränkungen, um eine übermäßige Drehzahl beim Hochdrehen der Kraftmaschine während eines Kraftmaschinen-Autostart-Betriebs zu begrenzen. Jegliche der weichen Beschleunigungseinschränkungen sind kalibrierbare Zustände, die unter Verwendung direkter Messung, analytischer Modelle, Schätzungen und subjektiver Bewertungen und/oder anderer Verfahren ermittelt werden, um Schwellenwerte in Hinblick auf maximale zulässige Zeiten (z.B. in Sekunden), maximale zulässige zeitliche Änderungsraten der Kraftmaschinen-Drehzahl oder maximale (oder minimale) zulässige Kraftmaschinen-Drehzahlen zu identifizieren. Die minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229 sind dem Sicherstellen zugeordnet, dass Batterieleistungsgrenzen und Motordrehmomentgrenzen ungeachtet des Einflusses auf die Ausgangsdrehzahl erfüllt werden. Die minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229 stehen mit den minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209 ohne Berücksichtigung des Ausgangsdrehzahlbereichs und des Kapazitätsbereichs einer gesperrten Kupplung in Beziehung, während Batterieleistung, die Spannungs- und Stromgrenzen entspricht, berücksichtigt werden. Somit sind die harten Beschleunigungseinschränkungen im Allgemeinen breiter als die weichen Beschleun ig ungseinschränkungen.
Grenzenmodul 210 wendet die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209 auf das Soll-Beschleunigungsprofil 205 an, um ein weich begrenztes Drehzahlprofil 215 zu erreichen. Das weich begrenzte Drehzahlprofil 215 wird durch Grenzenmodul 220 minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 bzw. 219 unterzogen, um ein richtungseingeschränktes, weich begrenztes Drehzahlprofil 225 zu erreichen. Die minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 und 219 geben einen Bereich von Beschleunigungen an, die das System zu erfüllen wünscht, und umfasst eine Grenze an dem Änderungsbetrag, die durch die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209 induziert wird. Zum Beispiel während Kraftmaschinen-Autostart- und Auto-Stopp-Manövern können die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209 eine zeitliche Änderungsrate der Kraftmaschinen-Drehzahl begrenzen, wodurch bewirkt wird, dass die Kraftmaschine in einer Drehzahlzone, die der Drehmomentdämpfer-Resonanzzone zugeordnet ist, über einen Zeitraum arbeitet, der im Hinblick auf die Bedienerwahrnehmung nicht annehmbar ist. Darüber hinaus verwaltet und berücksichtigt das Betriebssystem in einer Ausführungsform bevorzugt das Hochdrehen der Kraftmaschine, das während eines Kraftmaschinen-Autostartbetriebs auftritt, ohne Betriebschemata einzusetzen, die versuchen, das Hochdrehen zu unterdrücken. Somit werden die minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 und 219 auf das weich begrenzte Drehzahlprofil 215 angewandt, um ein Induzieren eines Betriebs in der Drehmomentdämpfer-Resonanzzone über einen ausgedehnten Zeitraum zu verhindern.
Das Grenzenmodul 230 unterzieht dem richtungseingeschränkten, weich begrenzten Drehzahlprofil 225 minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229, wodurch ein Zwischenbeschleunigungsprofil 235 erzeugt wird. Das Antriebsstrangsystem ist physikalisch nicht in der Lage, außerhalb der harten Beschleunigungseinschränkungen zu arbeiten, und somit stellt dieser Betrieb sicher, dass das Steuerungsschema Drehzahl- und Beschleunigungsbefehle erzeugt, die innerhalb der Fähigkeiten des Antriebsstrangsystems liegen. Bei Fehlen derartiger Grenzen, wie die minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229, kann das Steuerungsschema Drehmomentbefehle erzeugen, die versuchen, den Antriebsstrangsystem dazu zu zwingen, eine nicht machbare befohlene Beschleunigung zu erreichen, mit einem potenziellen Ergebnis, dass die Motordrehzahlgrenzen verletzt werden können und somit eine physikalische Beschädigung bewirken, die die Lebensdauer von einer der Komponenten des Antriebsstrangsystems verringert.
Integrationsmodul 240 wird angewandt, um das Zwischenbeschleunigungsprofil 235 zeitlich zu integrieren und somit ein Zwischendrehzahlprofil 245 zu ermitteln. Das Zwischendrehzahlprofil 245 wird minimalen und maximalen Drehzahleinschränkungen 247 und 249 unterzogen, um ein bevorzugtes Drehzahlprofil 255 zu erzeugen. Die minimalen und maximalen Drehzahleinschränkungen 247 und 249 sind Drehzahleinschränkungen, die Extrema von annehmbaren Drehzahlen für alle Komponenten der Kraftmaschine, des Getriebes und der Drehmomentmaschinen ausgleichen. Somit berücksichtigt das bevorzugte Drehzahlprofil 255, das in dem Einschränkungsmodul 250 ermittelt wird, die vorstehend erwähnten Drehmoment- und Drehzahlbeschleunigungsgrenzen.
Das bevorzugte Drehzahlprofil 255 wird in Differenzialmodul 260 differenziert, und das differenzierte bevorzugte Drehzahlprofil 265 wird den minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229 in Einschränkungsmodul 270 unterzogen, um ein bevorzugtes Beschleunigungsprofil 275 zu ermitteln.
Das bevorzugte Beschleunigungsprofil 275 wird angewandt, um den Betrieb des gewählten Drehmomentaktors des Hybridantriebsstrangsystems 200 zu steuern.
Das Steuerungsschema 200 umfasst bevorzugt ausführbare Routinen, die in dem Controller 5 abgewickelt werden und während des fortwährenden Betriebes des Hybridantriebsstrangsystems periodisch ausgeführt werden.
3 zeigt graphisch Daten, die dem Betrieb einer Ausführungsform des Hybridantriebsstrangsystems von 1 zugeordnet sind, das das Steuerungsschema 200 von 2 anwendet, das die abgestufte aufsteigend Prioritätsstruktur zum Steuern eines Drehmomentaktors umfasst. Wie gezeigt ist, ist der gesteuerte Drehmomentaktor eine Ausführungsform der Brennkraftmaschine, und die Steuerungsparameter umfassen Drehzahl und Beschleunigung des Eingangselements von der Kraftmaschine in das Multi-Mode-Getriebe.
Ein erster Abschnitt des Graphen umfasst Ausgangsdrehmoment auf der vertikalen Achse 304 in Relation zu der Zeit auf der Achse 310. Ein zweiter Abschnitt des Graphen umfasst Drehzahlen und Beschleunigungen auf der vertikalen Achse 306 in Relation zu der Zeit auf der horizontalen Achse 310, die mit dem ersten Graphen zusammenfällt. Ein dritter Abschnitt des Graphen umfasst Kraftmaschinen-Drehmomente auf der vertikalen Achse 308 in Relation zu der Zeit auf der horizontalen Achse 310, die mit dem ersten Graphen zusammenfällt. Das überwachte Drehmoment umfasst eine Ausgangsdrehmomentanforderung 203. Die interessierende Beschleunigung ist die gewünschte Eingangsbeschleunigung 205, die Einschränkungen unterzogen ist, umfassend die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen 207 und 209, minimale und maximale Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 und 219, und minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229 gemäß der abgestuften aufsteigenden Prioritätsstruktur des Steuerungsschemas 200, um das Beschleunigungsprofil 235 zu erreichen. Minimale und maximale Drehzahleinschränkungen 247 und 249 sind nicht dargestellt. Die Kraftmaschinen-Drehmomentbefehle umfassen eine Soll-Kraftmaschinendrehmomentanforderung 213 und ein Kraftmaschinen-Luftdrehmoment 214.
Vor Zeitpunkt 321 liegen die Soll-Eingangsbeschleunigung 205 und das Beschleunigungsprofil 235 innerhalb aller Einschränkungen. Es gibt eine steile Abnahme einer Ausgangsdrehmomentanforderung 203 zu Zeitpunkt 321, mit einer entsprechenden Abnahme der Soll-Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung 213 und der Soll-Eingangsbeschleunigung 205, die den vorstehend erwähnten minimalen und maximalen Einschränkungen unterzogen werden. Das Beschleunigungsprofil 235 nimmt in Ansprechen auf die Abnahme der Soll-Eingangsbeschleunigung 205 ab. Zu Zeitpunkt 322 erreicht die Soll-Eingangsbeschleunigung 205 die minimale weiche Beschleunigungseinschränkung 207, wodurch das Beschleunigungsprofil 235 eingeschränkt wird. Zu Zeitpunkt 323 erreicht das Kraftmaschinen-Luftdrehmoment 214 die Soll-Kraftmaschinen-Drehmomentanforderung 213, wodurch eine Änderung der Soll-Eingangsbeschleunigung 205 bewirkt wird, die zuzunehmen beginnt. Dies bewirkt auch Änderungen der minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen 217 und 219. Zu Zeitpunkt 324 überholt die Soll-Eingangsbeschleunigung 205 die minimale weiche Beschleunigungseinschränkung 207, wodurch sie eingeschränkt wird, und bewirkt eine Zunahme des Beschleunigungsprofils 235. Zu Zeitpunkt 325 auferlegt die minimale Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkung 217 Einschränkungen auf das Beschleunigungsprofil 235, und der Betrieb erreicht wieder eines Stasispunkt. Während dieses Zeitraums nähert sich das System in diesem Beispiel nicht den minimalen und maximalen harten Beschleunigungseinschränkungen 227 und 229.
Somit wird die Steuerung eines Multi-Mode-Antriebsstrangsystems bewirkt, die das Ermitteln eines Soll-Beschleunigungsprofils für eine Brennkraftmaschine und das Ermitteln eines eingeschränkten Beschleunigungsprofils durch Auferlegen priorisierter Einschränkungen auf das Soll-Beschleunigungsprofil umfasst. Das eingeschränkte Beschleunigungsprofil wird integriert, um ein bevorzugtes Drehzahlprofil zu ermitteln. Ein bevorzugtes Beschleunigungsprofil wird ermittelt und umfasst eine Ableitung des bevorzugten Drehzahlprofils, das durch minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen eingeschränkt worden ist. Der Betrieb der Brennkraftmaschine kann in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil und das bevorzugte Drehzahlprofil gesteuert werden.

Claims

Verfahren (200) zum Steuern eines Multi-Mode-Antriebsstrangsystems (100), das ein Getriebe (10) umfasst, das ausgestaltet ist, um Drehmoment zwischen einer Brennkraftmaschine (12), Drehmomentmaschinen (60, 62) und einem Ausgangselement (92) zu übertragen, wobei das Verfahren (200) umfasst: Ermitteln eines Soll-Beschleunigungsprofils (205) für die Brennkraftmaschine (12); Ermitteln eines eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235) durch Auferlegen priorisierter Einschränkungen (207, 209, 217, 219, 227, 229) auf das Soll-Beschleunigungsprofil (205); Integrieren des eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235), um ein bevorzugtes Drehzahlprofil (255) zu ermitteln; Ermitteln eines bevorzugten Beschleunigungsprofils (275), das eine Ableitung des bevorzugten Drehzahlprofils (255) umfasst, das durch minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen (227, 229) eingeschränkt ist; und Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255), dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des eingeschränkten Beschleunigungsprofils (235) das Auferlegen priorisierter Einschränkungen (207, 209, 217, 219, 227, 229) auf das Soll-Beschleunigungsprofil (205) umfasst, wobei die priorisierten Einschränkungen minimale und maximale weiche Beschleunigungseinschränkungen (207, 209) umfassen, die durch minimale und maximale Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen (217, 219) ersetzt werden, die durch minimale und maximale harte Beschleunigungseinschränkungen (227, 229) ersetzt werden, wobei die minimalen und maximalen Beschleunigungsdirektionalitätseinschränkungen (217, 219) Einschränkungen umfassen, um einen Kraftmaschinenbetrieb innerhalb einer Drehmomentdämpfer-Resonanzzone größer als einen Schwellenzeitraum zu verhindern.
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die minimalen und maximalen weichen Beschleunigungseinschränkungen (207, 209) Einschränkungen an Drehzahlbereichen (247, 249) umfassen, die einem Ausgangsdrehmomentbereich und einer Kapazität einer gesperrten Kupplung zugeordnet sind.
Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Einschränkungen an den Drehzahlbereichen (247, 249), die dem Ausgangsdrehmomentbereich und der Kapazität einer gesperrten Kupplung zugeordnet sind, Einschränkungen umfassen, um ein Einbrechen der Kraftmaschinen-Drehzahl größer als ein Schwellenwert zu verhindern.
Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Einschränkungen an Drehzahlbereichen (247, 249), die dem Ausgangsdrehmomentbereich und der Kapazität einer gesperrten Kupplung zugeordnet sind, Einschränkungen umfassen, um einen Kraftmaschinenbetrieb in einer Drehmomentdämpfer-Resonanzzone größer als ein Schwellenzeitraum während eines Kraftmaschinen-Autostart- und Kraftmaschinen-Auto-Stopp-Betriebs zu verhindern.
Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Einschränkungen an Drehzahlbereichen (247, 249), die dem Ausgangsdrehmomentbereich und der Kapazität der gesperrten Kupplung zugeordnet sind, Einschränkungen umfassen, die eine Drehzahl beim Hochdrehen der Kraftmaschine (12) auf weniger als eine Schwellendrehzahl während eines Kraftmaschinen-Autostartbetriebs begrenzen.
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine (12) in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255) das Steuern des Betriebs des Antriebsstrangsystems (100) in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255) während eines Kraftmaschinenübergangs zwischen einem Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine (12) und einem Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine (12) umfasst.
Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei das Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine (12) in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255) während eines Kraftmaschinenübergangs zwischen einem Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine (12) und einem Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine (12) das Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine (12) während eines Kraftmaschinen-Autostartbetriebs umfasst.
Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei das Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine (12) in Ansprechen auf das bevorzugte Beschleunigungsprofil (275) und das bevorzugte Drehzahlprofil (255) während eines Kraftmaschinenübergangs zwischen einem Zustand mit eingeschalteter Kraftmaschine (12) und einem Zustand mit ausgeschalteter Kraftmaschine (12) das Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine (12) während eines Kraftmaschinen-Autostoppbetriebs umfasst.