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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Steuerungseinrichtungen für dynamische Systeme, die Antriebsstrangsystemen, die mehrere Drehmoment erzeugende Einrichtungen anwenden, zugeordnet sind.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen. Dementsprechend sollen derartige Aussagen kein Anerkenntnis eines Standes der Technik bilden.
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Antriebsstrangsysteme können ausgestaltet sein, um Drehmoment, das von mehreren Drehmoment erzeugenden Einrichtungen ausgeht, durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung auf ein Ausgangselement, das mit einem Endantrieb gekoppelt sein kann, zu übertragen. Derartige Antriebsstrangsysteme umfassen Hybridantriebsstrangsysteme und Elektrofahrzeugsysteme mit verlängerter Reichweite. Steuerungssysteme zum Betreiben derartiger Antriebsstrangsysteme betreiben die Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und wenden Drehmomentübertragungs-Bauteile in dem Getriebe an, um in Ansprechen auf von dem Bediener befohlene Ausgangsdrehmomentanforderungen Drehmoment zu übertragen, wobei Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Fahrbarkeit und andere Faktoren berücksichtigt werden. Beispielhafte Drehmoment erzeugende Einrichtungen umfassen Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Drehmomentmaschinen. Die nicht auf Verbrennung beruhenden Drehmomentmaschinen können Elektromaschinen umfassen, die als Motoren oder Generatoren arbeiten können, um einen Drehmomenteingang in das Getriebe unabhängig von einem Drehmomenteingang von der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Die Drehmomentmaschinen können in einem als Rekuperationsbetrieb bezeichneten Vorgang kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in elektrische Energie umwandeln, die in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie speicherbar ist. Ein Steuerungssystem überwacht verschiedene Eingänge von dem Fahrzeug und dem Bediener und sorgt für eine funktionale Steuerung des Hybridantriebsstrangs, die ein Steuern des Getriebebetriebszustandes und des Gangschaltens, ein Steuern der Drehmoment erzeugenden Einrichtungen, und ein Regeln des elektrischen Energieaustauschs zwischen der Speichereinrichtung für elektrische Energie und den Elektromaschinen, um Ausgänge des Getriebes, die Drehmoment und Drehzahl umfassen, zu verwalten, umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Fahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine, die mit einem Eingangselement eines Multi-Mode-Getriebes gekoppelt ist, das ausgestaltet ist, um Drehmoment auf ein Ausgangselement, das mit einem Laufrad gekoppelt ist, zu übertragen, wobei die Brennkraftmaschine in einem EIN-Zustand Eingangsdrehmoment erzeugt. Ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs umfasst ein Identifizieren eines unerwünschten Betriebsbereichs, der einen Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich zum Betreiben des Multi-Mode-Getriebes umfasst. In Ansprechen auf eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment wird Motordrehmoment von einer Drehmomentmaschine, die mit dem Multi-Mode-Getriebe gekoppelt ist, derart gesteuert, dass das Multi-Mode-Getriebe außerhalb des unerwünschten Betriebsbereichs arbeitet, während gleichzeitig ein mechanisches Bremsdrehmoment an dem Laufrad in Ansprechen auf ein von dem Bediener befohlenes Bremsen, das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine und das Motordrehmoment von der Drehmomentmaschine gesteuert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nun werden beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben, in denen:
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1 eine Ausführungsform eines Antriebsstrangsystems, das eine Brennkraftmaschine, ein Multi-Mode-Getriebe und einen Endantrieb umfasst, der mit einem Hinterradantriebsdifferenzial ausgestaltet ist, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
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2 einen Prozess zum Vermeiden von Knurren, der ausgeführt werden kann, um den Betrieb eines Fahrzeugs zu steuern, das ein Antriebsstrangsystem umfasst, das Drehmoment an einem Laufrad in Ansprechen auf eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment überträgt, gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und
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3 und 4 Daten von dem Antriebsstrang von 1, die in einem Gebiet von (Eingangs-)Drehmoment zu Ausgangsdrehmoment veranschaulicht sind, wobei ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich, dem Endantriebsknurren zugeordnet ist, dargestellt ist, gemäß der Offenbarung veranschaulichen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen nur zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck der Einschränkung derselben dienen, zeigt 1 eine nicht einschränkende Ausführungsform eines Fahrzeugs 8, das ein Antriebsstrangsystem 100 umfasst, das ausgestaltet ist, um Traktionsdrehmoment auf ein oder mehrere Laufräder 99 für den Vortrieb zu übertragen. Das Antriebsstrangsystem 100 umfasst eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 12, ein Multi-Mode-Getriebe (Getriebe) 10, ein elektrisches Hochspannungssystem 80, einen Endantrieb 90 und einen Controller 5. Das Getriebe 10 ist mechanisch mit Drehmomenterzeugern gekoppelt, die die Kraftmaschine 12 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 umfassen, und ist ausgelegt, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, den Drehmomentmaschinen 60, 62 und dem Endantrieb 90 zu übertragen. Wie veranschaulicht ist, sind die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 Elektromotoren/Generatoren. Der Endantrieb 90 umfasst ein Differenzialsystem, das über eine Achse 96 mit einem oder mehreren der Laufräder 99 gekoppelt ist und sich durch eine endliches Antriebsverhältnis auszeichnet, das eine Drehmomentvervielfachung für die angetriebenen Laufräder bietet. In einer Ausführungsform ist der Endantrieb 90 in einer Hinterradantriebsanordnung ausgestaltet. Alternativ kann der Endantrieb 90 ausgestaltet sein, um, ohne Einschränkung, in einer Vorderradantriebsanordnung, einer Allradantriebsanordnung, einer Vierradantriebsanordnung oder einer anderen Anordnung zu arbeiten.
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Das elektrische Hochspannungssystem 80 umfasst eine Speichereinrichtung für elektrische Energie, z. B. eine Hochspannungsbatterie (Batterie) 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 Batterie 85 kann jede 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.
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Die Kraftmaschine 12 kann jede geeignete Brennkrafteinrichtung sein und umfasst eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die selektiv in verschiedenen Zuständen betreibbar ist, um Drehmoment über ein Eingangselement 14 auf das Getriebe 10 zu übertragen, und kann eine Kraftmaschine entweder mit Fremdzündung oder mit Kompressionszündung 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. Leistung, die von der Kraftmaschine 12 abgegeben wird, d. h. Drehzahl der Kraftmaschine und Drehmoment der Kraftmaschine, kann sich aufgrund der Platzierung der Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 14 zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 10, z. B. eine Drehmomentmanagementeinrichtung oder eine mechanisch angetriebene 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, was ein Steuern des Einlassluftmengendurchsatzes, der Zündfunkenzündzeiten, der eingespritzten Kraftstoffmenge, der Kraftstoffeinspritzzeiten, der AGR-Ventilstellung zur Steuerung des Durchflusses von rückgeführten Abgasen und Einlass- und/oder Auslassventilzeiten und -phasenlagen an so ausgestatteten Kraftmaschinen umfasst. Somit kann die Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert werden, indem Verbrennungsparameter, die Luftdurchsatz-Drehmoment und zündfunkeninduziertes Drehmoment umfassen, gesteuert werden. Die Drehzahl der Kraftmaschine kann auch gesteuert werden, indem durch Steuern von Motordrehmomenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 Reaktionsdrehmoment an dem Eingangselement 14 gesteuert wird.
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Das beispielhafte 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. Das Getriebe 10 ist mit einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 gekoppelt und ausgestaltet, um in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, den Drehmomentmaschinen 60, 62 und dem Ausgangselement 92 zu übertragen. Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 sind in einer Ausführungsform Motoren/Generatoren, die elektrische Energie anwenden, um selektiv 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.
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So wie es hierin verwendet wird, beziehen sich Kupplungen auf Drehmomenttransfereinrichtungen, die selektiv in Ansprechen auf ein Steuerungssignal eingerückt werden können und die jegliche geeigneten Einrichtungen sein können, die beispielsweise einzelne oder zusammengesetzte Plattenkupplungen oder -pakete, Einwegkupplungen, Bandkupplungen und Bremsen 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 unter Verwendung von Hydraulikdruckfluid hydraulisch eingerückt, das durch den hydraulischen Steuerkreis 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.
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Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 sind Drei-Phasen-Wechselstrom-Motor/Generator-Maschinen, die jeweils einen Stator, einen Rotor und einen Stellungssensor, z. B. 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 TPIM 82 verbunden, und jeder erfasst und überwacht die Drehstellung des Resolverrotors relativ zu dem Resolverstator, wodurch die Drehstellung von jeweiligen 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.
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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 der Laufräder 99 zum Beispiel über ein Differenzialgetriebe übertragen wird. Die Ausgangsleistung an dem Ausgangselement 92 wird als eine Ausgangsdrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment ausgedrückt charakterisiert. Ein Getriebeausgangs-Drehzahlsensor 93 überwacht Drehzahl und Drehrichtung des Ausgangselements 92. Jedes der Laufräder 99 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. Jedes Laufrad 99 ist bevorzugt mit einer steuerbaren mechanischen Radbremse 98 ausgestattet, die jede geeignete Ausgestaltung aufweisen kann, z. B. eine Ausgestaltung einer Scheibenbremse. Jede Radbremse 98 übt einen Betrag eines mechanischen Bremsdrehmoments 97 aus, um der Drehung des entsprechenden Laufrades 99 Widerstand entgegenzubringen, wobei ein Bremsen-Controller 9 den Betrag des mechanischen Bremsdrehmoments 97 in Ansprechen auf eine von dem Bediener befohlene Bremskraft 113 steuert. Der Betrag des mechanischen Bremsdrehmoments 97 kann direkt der von dem Bediener befohlenen Bremskraft 113 entsprechen. Alternativ kann der Betrag des mechanisches Bremsdrehmoments 97 auf die von dem Bediener befohlene Bremskraft 113 ansprechen, wobei ein elektrisches Bremsmoment, das in dem Antriebsstrang 90 durch das Ausgangselement 92 aufgrund eines elektrisch induzierten Reaktionsdrehmoment von einer oder beiden der ersten und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 eingeleitet wird, berücksichtigt wird. Das elektrisch induzierte Reaktionsdrehmoment von einer oder beiden der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 kann einem Rekuperationsbremsen zugeordnet sein.
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Das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 12 und die Motordrehmomente von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 werden als Ergebnis einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in der Batterie 85 gespeichert ist, erzeugt. Die Batterie 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 Batterie 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 für elektrischen Strom vorzusehen, um den Motordrehmomentbefehlen nachzukommen. Die Leistungs-Stromrichter umfassen komplementäre Drei-Phasen-Leistungselektronikeinrichtungen, und jeder umfasst eine Mehrzahl von Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) zum Umwandeln von Gleichstromleistung von der Batterie 85 in Wechselstromleistung zur Beaufschlagung einer jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 durch Umschalten mit hohen Frequenzen. Die IGBTs bilden ein Schaltnetzteil, das ausgestaltet ist, um Steuerungsbefehle zu empfangen. Jede Phase von jeder der Drei-Phasen-Elektromaschinen umfasst ein Paar IGBTs. Zustände der IGBTs werden gesteuert, um eine mechanische Motorantriebsleistungserzeugung oder Rekuperationsfunktionalität für elektrische Energie vorzusehen. Die Drei-Phasen-Stromrichter empfangen oder liefern elektrische Gleichstromleistung über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 und wandeln diese in oder aus Drei-Phasen-Wechselstromleistung, die zu oder von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 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 Batterie 85 übertragen, um die Batterie 85 zu laden und zu entladen.
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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 ein Synthetisieren von Informationen und Eingängen und ein Ausführen von Routinen umfasst, um Aktoren zu steuern und somit Steuerungsziele zu erreichen, die mit Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahrbarkeit und Schutz von Bauteilen, die Batterien der Batterie 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. Der Controller 5 ist signaltechnisch mit dem Bremsen-Controller 9 über Kommunikationsverbindung 15 zum Koordinieren der funktionalen Steuerung des Fahrzeugbremsens verbunden, wie es hierin beschrieben ist. Eine Benutzerschnittstelle 13 ist bevorzugt signaltechnisch mit einer Mehrzahl von Einrichtungen verbunden, durch die ein Fahrzeugbediener den Betrieb des Antriebsstrangsystems lenkt und befiehlt, was das Befehlen einer Ausgangsdrehmomentanforderung und das Wählen eines Getriebebereiches umfasst. Ein Fahrzeugbediener leitet und befiehlt den Betrieb des Antriebsstrangsystems, der eine von dem Bediener befohlene Beschleunigung 112, die von einem Gaspedal eingegeben wird, die von dem Bediener befohlene Bremskraft 113, die von einem Bremspedal eingegeben wird, einen von dem Bediener befohlenen Getriebebereich 114, der von einer Getriebebereichswahleinrichtung (PRNDL) eingegeben wird, und eine von dem Bediener befohlene Fahrzeuggeschwindigkeit 116, die von einer Geschwindigkeitsregelanlage eingegeben wird, umfasst. Die von einem Bediener befohlene Beschleunigung 112, die von dem Gaspedal eingegeben wird, kann in einem Bereich von einem 0%-Pegel, der keine Bedienereingabe in das Gaspedal angibt, bis zu einem 100%-Pegel liegen, der eine maximale Bedienereingabe in das Gaspedal angibt, die eine Bedieneranforderung für maximale Ausgangsleistung von dem Antriebsstrangsystem ist, die oft als ein Volllastmanöver (WOT-Manöver) bezeichnet wird. Die von dem Bediener befohlene Bremskraft 113 kann in einem Bereich von einem 0%-Pegel, der keine Bedienereingabe in das Bremspedal angibt, bis zu einem 100%-Pegel, das eine Bedienereingabe in das Bremspedal angibt, die ein Bremsdrehmoment bis zu einem maximal erreichbaren Bremsdrehmoment befiehlt, das erforderlich ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit von null zu erreichen, liegen. Die Getriebebereichswahleinrichtung sorgt bevorzugt für von dem Bediener wählbare Getriebebereiche, die dem Bewirken eines Fahrzeugvortriebs zugeordnet sind, z. B. R, D und L, und für von dem Bediener wählbare Getriebebereiche, die einem Entkoppeln der Drehmomentgeneratoren, die die Kraftmaschine 12 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 umfassen, von dem Ausgangselement 92 zugeordnet sind, z. B. P und N. Die Getriebebereichswahleinrichtung kann für eine diskrete Anzahl von von dem Bediener wählbaren Getriebebereichen sorgen, die eine von dem Bediener beabsichtigte Fahrtrichtung des Fahrzeugs, entweder eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsrichtung, angeben, wodurch eine bevorzugte Drehrichtung des Ausgangselements 92 angegeben wird. 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, von dem Bediener beabsichtigten Bewegungsrichtung bewegen kann.
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Die von dem Bediener wählbaren Stellungen der Getriebebereichswahleinrichtung können direkt einzelnen Getriebebereichen, die unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschrieben sind, entsprechen oder können Teilsätzen der Getriebebereiche, die unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschrieben sind, entsprechen. 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.
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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.
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Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines 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 (vorzugsweise einem Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehörigem Speicher und Ablage (Nur-Lese-, programmierbarer Nur-Lese-, Direktzugriffs-, Festplatten- usw.), der/die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder -routinen ausführt/ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis/Eingabe/Ausgabe-Schaltkreise und Einrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere 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, die als Schleifenzyklen bezeichnet werden, zum Beispiel alle 100 Mikrosekunden und 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
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Der Antriebsstrang 100 ist ausgestaltet, um in einem von einer Mehrzahl von Antriebsstrangzuständen zu arbeiten, die eine Mehrzahl von Getriebebereichen und Kraftmaschinenzuständen umfassen, um Drehmoment zu erzeugen und auf den Endantrieb 90 zu übertragen. Die Kraftmaschinenzustände umfassen einen EIN-Zustand und einen AUS-Zustand. Die Kraftmaschine 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 sind und zünden, um Drehmoment zu erzeugen, und einen Zylinderdeaktivierungszustand (DEAC), wobei ein Teil der Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt ist und zündet, um Drehmoment zu erzeugen, und die restlichen Zylinder nicht mit Kraftstoff beaufschlagt sind, nicht zünden und kein Drehmoment erzeugen. Der EIN-Zustand der Kraftmaschine umfasst ferner einen Kraftstoffabschaltungszustand (FCO-Zustand), wobei keiner der Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt ist, zündet und Drehmoment erzeugt. Wenn sich die Kraftmaschine in dem AUS-Zustand befindet, läuft sie nicht um. Ein Betrieb bei im AUS-Zustand befindlicher Kraftmaschine kann bewerkstelligt werden, indem eine Rotation des Eingangselements an dem Getriebekasten unter Verwendung einer Kupplung oder ähnlichen Einrichtung unterbunden wird. Beispielsweise kann das Antriebsstrangsystem 100 von 1 bei im AUS-Zustand befindlicher, d. h. nicht umlaufender Kraftmaschine 12 arbeiten, indem Kupplung C5 50 aktiviert wird, um eine Rotation des Eingangselements 14 an dem Getriebekasten 55 zu unterbinden, wobei Drehzahlen der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 gesteuert werden, um eine Ausgangsdrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment zu erreichen, die auf die Ausgangsdrehmomentanforderung ansprechen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Betrieb mit im AUS-Zustand befindlicher Kraftmaschine bewerkstelligt werden, indem Drehzahlen der Drehmomentmaschinen gesteuert werden, um eine Eingangsdrehzahl, die null beträgt, und eine Ausgangsdrehzahl und ein Ausgangsdrehmoment, die auf die Ausgangsdrehmomentanforderung ansprechen, zu erreichen. Die Ausgangsdrehmomentanforderung umfasst eine Anforderung für positives Ausgangsdrehmoment, die zu Fahrzeugbeschleunigung und/oder einem Fahrbetrieb in einem stetigen Zustand führt. Wenn die Kraftmaschine in dem FCO-Zustand arbeitet, läuft die Kraftmaschine um, wird aber nicht mit Kraftstoff beaufschlagt und zündet nicht. Die Kraftmaschine kann in Ansprechen auf einen Bedienerbefehl für eine Fahrzeugverzögerung, wie er etwa auftritt, wenn ein Bediener seinen Fuß vom Gaspedal hebt, in dem FCO-Zustand arbeiten, der hierin als ein Schubabschaltungszustand (dFCO von decel-fuel cutoff state) bezeichnet wird. Der Kraftmaschine kann unter Betriebsbedingungen ohne Verzögerung befohlen werden, in dem FCO-Zustand zu arbeiten.
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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 50, C2 52, C3 54, C4 56 und C5 58 erreicht werden. Die Pseudogangbereiche sind Getriebebereiche mit variablem Modus, in welchen der Betrag an Drehmoment, der von dem Getriebe an den Endantrieb ausgegeben wird, mit dem Betrag des Eingangsdrehmoments der Kraftmaschine korreliert, wobei Drehmomentverluste, die den Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 14 zugeordnet sind, berücksichtigt werden. Der/die Pseudogangbereich(e) kann/können als Zwischengetriebebereiche während Schaltvorgänge zwischen EVT-Modi-Bereichen angewandt werden und kann/können auch als stationäre Getriebebetriebszustände angewandt werden.
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Tabelle 1 zeigt eine Mehrzahl von Getriebebereichen und Kraftmaschinenzuständen zum Betreiben des -Antriebsstrangs
100, wobei ”x” eine aktivierte Kupplung für den entsprechenden Getriebebereich angibt. Tabelle 1
| Bereich | Kraftmaschinenzustand | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 |
| Neutral 1 | EIN | | | | | |
| Neutral 2 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | | x | | |
| Neutral 3 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | | | x | |
| Pseudogang 1 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | | | | |
| Pseudogang 2 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | x | | | |
| Neutral | AUS | | | | | x |
| EVT-Modus 1 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | | x | | |
| EVT-Modus 2 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | | | x | |
| EVT-Modus 3 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | x | | x | |
| EVT-Modus 4 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | x | x | | |
| EV-Übergangszustand 1 | AUS | x | | | | x |
| EV-Übergangszustand 2 | AUS | | x | | | x |
| Gang 1 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | | x | x | |
| Gang 2 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | x | | x | |
| Gang 3 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | | x | x | x | |
| EV1 | AUS | x | | x | | x |
| EV2 | AUS | x | | | x | x |
| EV3 | AUS | | x | | x | x |
| EV4 | AUS | | x | x | | x |
| EV-Übergangszustand 3 | AUS | x | x | | | x |
| Neutral | AUS | | | x | x | |
| Pseudogang 3 | EIN(ALLE/DEAC/dFCO) | x | x | | | |
| Neutral | AUS | | | x | | x |
| Neutral | AUS | | | | x | x |
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Das Fahrzeug von 1 wird in Ansprechen auf Bedienerbefehle unter verschiedenen Betriebsbedingungen gesteuert, um Drehmoment auf ein Ausgangselement, das mit einem Laufrad gekoppelt ist, zu übertragen. Dies kann ein Identifizieren eines unerwünschten Betriebsbereichs für das Multi-Mode-Getriebe, der einen Eingangsdrehmomentbereich und einen Ausgangsdrehmomentbereich, dem Endantriebsknurren zugeordnet ist, umfasst, einschließen. In Ansprechen auf eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment, wenn die Brennkraftmaschine sich in einem EIN-Zustand befindet und ein Eingangsdrehmoment erzeugt, kann eine der Drehmomentmaschinen derart gesteuert werden, dass das Multi-Mode-Getriebe außerhalb des unerwünschten Betriebsbereichs arbeitet, und ein mechanisches Bremsdrehmoment an dem Laufrad wird in Ansprechen auf das von dem Bediener befohlene Bremsen und das Ausgangsdrehmoment des Multi-Mode-Getriebes gesteuert.
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Fahrzeugkriechen ist eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs, bei der ein von dem Bediener befohlener Getriebebereich 114 einer der von dem Bediener wählbaren Getriebebereiche ist, die dem Bewirken eines Fahrzeugvortriebs in entweder einem Vorwärtsgangbereich (z. B. D oder Fahren) oder einem Rückwärtsgangbereich (z. B. R oder Rückwärtsgang) zugeordnet ist, die von dem Bediener befohlene Beschleunigung 112 bei oder nahe bei Null ist, z. B. eine Gaspedalstellung, die kleiner als 5% ist, um Fehler zuzulassen, die einem Prellen eines Pedalsensors zugeordnet sind, und die von dem Bediener befohlene Bremskraft 113 irgendein Wert zwischen 0% und 100% der Bremskraft ist, die erforderlich ist, um das Fahrzeug in einer stationären Position zu halten. Wenn die Bremskraft 113 irgendein Wert kleiner als 100% ist, wird ein gewisses Endantriebsdrehmoment zugelassen, um das Fahrzeug voranzutreiben, ungeachtet einer niedrigeren Beschleunigungsrate, d. h. eines niedrigeren Drehmoments und einer niedrigeren Drehzahl. Eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment wird eingeleitet, wenn alle der vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllt sind. Die Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment wird in einen Drehmomentbefehlsausgang von dem Antriebsstrang an den Endantrieb übersetzt, mit einem maximalen Drehmomentbefehl, der ausreicht, um das Fahrzeug mit einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit unter bekannten Bedingungen voranzutreiben, wie etwa dass sich das Fahrzeug auf einer ebenen, glatten Straßenoberfläche befindet. Eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch einen Fahrzeugcontroller unter einer Fahrzeugkriechbedingung auferlegt wird, kann 8 km/h (5 MPH) betragen, und ein entsprechendes maximales Ausgangskriechdrehmoment 150 Nm. Ein Kriechdrehmoment umfasst Drehmoment, das von dem Antriebsstrangsystem unter solchen Bedingungen erzeugt wird. Ein Antriebsstrangsystem, wie etwa das von 1, kann einen Fahrzeugkriechbetrieb bewirken, wobei die Kraftmaschine entweder in dem EIN-Zustand oder in dem AUS-Zustand ist. Das Antriebsstrangsystem kann bei im EIN-Zustand befindlicher Kraftmaschine unter einer Fahrzeugkriechbedingung in Ansprechen auf andere Antriebsstrangsystemnotwendigkeiten oder -erfordernisse arbeiten, die einen Betrieb der Kraftmaschine einschließen, um ein Batterieladen zu bewirken, oder ein Betreiben der Kraftmaschine, um ein Aufwärmen von Auspuffanlagenkomponenten zu bewirken. Ein Multi-Mode-Getriebe, das aus Komponenten mit hoher Trägheit und Planetenradsätzen zusammengesetzt ist, kann gegenüber zu beanstandendem Endantriebsrauschen und Vibration in bestimmten Betriebsbereichen anfällig sein, die im Hinblick auf Drehzahlen definiert sein können, die die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl umfassen. Ein Anfahren eines Fahrzeugs und ein Kriechen eines Fahrzeugs können bewirken, dass ein Multi-Mode-Getriebe in einen derartigen Betriebsbereich eintritt, was unter Bedingungen einschließt, wenn sich die Kraftmaschine in dem EIN-Zustand befindet und Traktions- oder Vortriebsdrehmoment erzeugt.
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2 zeigt schematisch einen Prozess zum Vermeiden von Knurren 200, der ausgeführt werden kann, um einen Betrieb eines Fahrzeugs zu steuern, das ein Antriebsstrangsystem anwendet, das ein Multi-Mode-Getriebe umfasst, das Drehmoment auf ein Laufrad in Ansprechen auf eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment überträgt, was einen Betrieb in Ansprechen auf eine von dem Bediener befohlene Beschleunigung, die bei oder nahe bei Null liegt, und eine von dem Bediener befohlene Bremskraft umfasst, die kleiner als eine Bremskraft ist, die erforderlich ist, um das Fahrzeug in einer stationären Position zu halten, wenn sich die Kraftmaschine in einem EIN-Zustand befindet und Drehmoment erzeugt.
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Der Prozess zum Vermeiden von Knurren
200 wird in einem oder mehreren der Controller ausgeführt und umfasst ein Wählen eines Betrages eines Drehmoments, der von einer oder mehreren der Drehmomentmaschinen in der Form eines elektrischen Bremsdrehmoments ausgegeben wird, und eines entsprechenden Betrages eines Radbremsens, das ein mechanisches Bremsdrehmoment liefert, das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine entgegenwirkt und auf die Ausgangsdrehmomentanforderung anspricht. Das elektrische Bremsdrehmoment, das mechanische Bremsdrehmoment und das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine werden gewählt, um einen Gesamtleistungsverlust durch das Multi-Mode-Getriebe zu minimieren und gleichzeitig einen Betrieb des Antriebsstrangs in einem unerwünschten Betriebsbereich zu vermeiden, der ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich ist, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist. Der Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich ist durch einen Bereich von Eingangsdrehmomenten von der Kraftmaschine und einen entsprechenden Bereich von Ausgangsdrehmomenten des Antriebsstrangs definiert. Ein beispielhafter Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren wird unter Bezugnahme auf
3 oder
4 beschrieben. Tabelle 2 ist als ein Schlüssel für
2 angegeben, wobei die mit Zahlen markierten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt aufgeführt sind. Tabelle 2
| BLOCK | BLOCKINHALTE |
| 202 | Start |
| 204 | Identifiziere Eingangs/Ausgangsdrehmomentbereich für Getriebe, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist |
| 206 | Überwache Fahrzeug- und Antriebsstrangbetrieb
PRNDL in einem von R, D, L
Topr-accel = 0
Topr-brake = 0% bis 100%
Taxle = Topr-accel + Topr-brake
Vss
Kraftmaschine EIN und erzeugt Eingangsdrehmoment Te |
| 208 | Bedingungen erfüllt? |
| 210 | Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment
Befehle Tb, um To zu erzeugen, das unerwünschten Betriebsbereich vermeidet, in Koordination mit Eingangsdrehmoment Te
UND
Befehle Tbrake-mech in Ansprechen auf To, um Taxle zu erreichen |
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Der Prozess zum Vermeiden von Knurren 200 wird während des Fahrzeugbetriebs ausgeführt (202). Ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist, wird identifiziert (204). Ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist, ist unter Bezugnahme auf 3 beschrieben und veranschaulicht und ist bevorzugt im Hinblick auf einen Bereich von Eingangsdrehmomenten und einen entsprechenden Bereich von Ausgangsdrehmomenten des Getriebes definiert.
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Ein Betrieb des Fahrzeugs, das das Antriebsstrangsystem umfasst, wird überwacht (206) und bewertet, um zu ermitteln, ob das Antriebsstrangsystem unter Bedingungen arbeitet, die den Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich umfassen, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist (208). Überwachte Parameter umfassen die von dem Bediener befohlene Beschleunigung von dem Gaspedal (Topr-accel), das von dem Bediener befohlene Bremsen von dem Bremspedal (Topr-brake), den von dem Bediener befohlenen Getriebebereich von der Getriebebereichswähleinrichtung (PRNDL), einen Kraftmaschinenzustand und eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit (Vss). Ein post-mechanisches Bremsachsdrehmoment (Taxle) wird als eine arithmetische Summe der von dem Bediener befohlenen Beschleunigung von dem Bremspedal und dem von dem Bediener befohlenen Bremsen von dem Bremspedal ermittelt (Topr-accel + Topr-brake).
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Zustände der überwachten Parameter, denen zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist, können einer Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment entsprechen und umfassen die von dem Bediener befohlene Beschleunigung (Topr-accel) bei oder nahe bei 0%, das von dem Bediener befohlene Bremsen (Topr-brake) zwischen 0% und 100% einer maximalen Bremskraft, einen Kraftmaschinenzustand von EIN und Drehmoment erzeugend, einen Betrieb in einem der von dem Bediener befohlene Getriebebereiche, die dem Bewirken eines Fahrzeugvortriebs zugeordnet sind, d. h. entweder ein Vorwärtsgangsbereich (D, L) oder ein Rückwärtsgangbereich (R), und bevorzugt eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit, die kleiner als eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die unter einer Fahrzeugkriechbedingung auferlegt wird, z. B. kleiner als 8 km/h (5 MPH). Es ist festzustellen, dass, wenn die von dem Bediener befohlene Beschleunigung (Topr-accel) bei oder nahe bei 0% liegt, die befohlene Beschleunigung ein minimaler Kriech-/Rollbeschleunigungsdrehmomentbefehl von nicht Null ist, der in Relation zu der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, die zulässt, dass das Fahrzeug bei höheren Geschwindigkeiten rollen und bei niedrigeren Geschwindigkeiten kriechen kann. Das Steuerungsschema interpretiert eine Kombination aus einer von dem Bediener befohlenen Beschleunigung bei oder nahe bei 0% und einer von dem Bediener befohlenen Bremskraft zwischen 0% und 100% einer maximalen Bremskraft, wenn die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die unter einer Fahrzeugkriechbedingung auferlegt wird, z. B. kleiner als 8 km/h (5 MPH), als eine Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment, die zu zu beanstandendem Endantriebsknurren führen kann. Es können auch zusätzliche oder andere Bedingungen, unter denen auf zu beanstandendes Endantriebsknurren getroffen wird, ohne Einschränkung angewandt werden.
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Wenn all die Bedingungen, unter denen auf zu beanstandendes Endantriebsknurren getroffen werden kann, nicht erfüllt sind (208) (0), wird keine weitere Aktion im Hinblick auf das Vermeiden von Knurren vorgenommen. Ein Betrieb des Fahrzeugs, das das Antriebsstrangsystem umfasst, wird weiterhin überwacht (206).
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Wenn das Antriebsstrangsystem unter Bedingungen arbeitet, unter denen auf zu beanstandendes Endantriebsknurren getroffen werden kann (208) (1), ermittelt das Steuerungsschema bevorzugte Steuerungsparameter, die funktionale Steuerungen umfassen, die einen Betrieb des Getriebes bei Eingangsdrehmoment- und Ausgangsdrehmoment-Arbeitspunkten vermeiden, die innerhalb des Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereichs liegen, dem Endantriebsknurren zugeordnet ist, während auf die Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment angesprochen wird (210). Dies umfasst ein Wählen eines Betrages von Ausgangsdrehmoment an dem Ausgangselement des Getriebes, das ein elektrisches Bremsdrehmoment in den Endantrieb (To-brk) einleitet, und ein Wählen eines entsprechenden Betrages eines mechanischen Bremsdrehmoments (Tbrake-mech), die, wenn sie kombiniert sind, auf das von dem Bediener befohlene Bremsdrehmoment (Topr-brake) ansprechen und ein befohlenes Achsdrehmoment (Taxle) erreichen. Der Betrag des elektrischen Bremsdrehmoments in dem Endantrieb durch das Ausgangselement umfasst ein elektrisch induziertes Reaktionsdrehmoment von einer oder beiden von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine, das ebenfalls dem Kraftmaschinen- oder Eingangsdrehmoment entgegenwirkt. Das elektrisch induzierte reaktive Drehmoment von einer oder beiden von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine, das auch dem Kraftmaschinen- oder Eingangsdrehmoment entgegenwirkt, wird gewählt, um einen Betrieb des Antriebsstrangs in dem Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich zu vermeiden, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist, und minimiert gleichzeitig einen Gesamtleistungsverlust durch das Multi-Mode-Getriebe.
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Auf diese Weise arbeiten die mechanischen Bremsen, um anstelle oder in Verbindung mit einem der Elektromotoren in dem Multi-Mode-Getriebe in Ansprechen auf einen Bedienerbremsaufwand ein Reaktionsdrehmoment bereitzustellen. Dieser Betrieb modifiziert den Betrieb der verschiedenen Bauteile des Antriebsstrangsystems in Ansprechen auf die Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment. Die strategische Modifikation des angeforderten Kriechdrehmoments ermöglicht es, dass mechanische Komponenten des Getriebes den zu beanstandenden Betriebsbereich vermeiden, indem eine Vorlast darin induziert wird, wodurch zu beanstandendes Endantriebsgeräusch und Vibration beseitigt oder vermindert werden. Eine signifikante Verringerung der Leerlaufdrehzahl der Kraftmaschine und Zunahme des Drehmoments der Kraftmaschine ermöglichen ein Kraftmaschinenladen bei niedriger Drehzahl während Leerlauf-/Kriechmanövern bei niedergedrücktem Bremspedal.
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3 veranschaulicht graphisch Daten von dem Antriebsstrang von 1, die bei einem Gebiet von (Eingangs-)Drehmoment der Kraftmaschine zu Ausgangsdrehmoment veranschaulicht sind, wobei ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich dargestellt ist, in welchem zu beanstandendes Endantriebsknurren in dem Antriebsstrangsystem auftreten kann. Das Betriebsszenario zeigt das Bewirken eines Betrages an Kriechdrehmoment, der Energie- oder Leistungsverlust minimiert, während der Drehmomentbereich vermieden wird, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist. Die horizontale Achse 302 veranschaulicht Ausgangsdrehmoment von dem Multi-Mode-Getriebe 10, und die vertikale Achse 304 veranschaulicht Kraftmaschinen-Drehmoment von der Kraftmaschine 12, das Eingangsdrehmoment in das Multi-Mode-Getriebe 10 liefert. Linie 310 veranschaulicht eine Bedingung, bei der ein Motordrehmoment über einen Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten gleich Null ist. Linie 312 stellt Arbeitspunkte dar, bei denen Motordrehmoment –15 Nm von Linie 310 entfernt ist, über den Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten. Linie 314 stellt Arbeitspunkte dar, bei denen Motordrehmoment +15 Nm von Linie 310 entfernt ist, über den Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten. Bereich 315 ist innerhalb von Linien 312 und 314 definiert und stellt einen Eingangsdrehmoment-/Ausgangsdrehmomentbereich des Getriebes dar, bei dem das Multi-Mode-Getriebe gegenüber zu beanstandendem Endantriebsknurren anfällig ist. Wie gezeigt ist, umschreiben die Linien 312 und 314 einen Bereich 315, der innerhalb von +/–15 Nm einer Null-Motordrehmomentlinie liegt, über einen Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten für das veranschaulichte Multi-Mode-Getriebe, und veranschaulichen einen Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315, der unter Bezugnahme auf messbare Betriebsgrößen des Antriebsstrangsystems definiert ist, speziell einen Eingangsdrehmomentbereich und einen entsprechenden Ausgangsdrehmomentbereich. Der Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315 kann für eine besondere Ausgestaltung des Antriebsstrangs spezifisch sein und wird bevorzugt in einer Umgebung außerhalb des Betriebs durch Experimentieren, Simulation, Modellieren und/oder andere geeignete analytische Techniken entwickelt. Der Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315 veranschaulicht einen Bereich eines Antriebsstrangbetriebs, der bevorzugt vermieden wird, um das Auftreten von Knurren zu verhindern.
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In dem Beispiel von 3 ist ein optimales Drehmoment der Kraftmaschine als 60 Nm definiert, das aufgrund einer Drehmomentvervielfachung der Kraftmaschine in dem Getriebe von 1,5X in 90 Nm an dem Ausgangselement übersetzt wird. Bei Arbeitspunkt 1 320 beträgt die von dem Bediener befohlene Bremskraft 100%, was eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null angibt. Wenn das elektrische Bremsdrehmoment, d. h. der Drehmomentausgang von den Drehmomentmaschinen, die Motor B umfassen, 0 Nm beträgt, beträgt das erforderliche mechanische Bremsdrehmoment, um dem Ausgangsdrehmoment entgegenzuwirken, 90 Nm·FD, wobei FD das Achsantriebsverhältnis durch den Endantrieb ist. Bei Arbeitspunkt 2, der Punkte 322 und 324 umfasst, löst der Bediener das Bremspedal vollständig, ohne das Gaspedal niederzudrücken. Die von dem Bediener befohlene Bremskraft beträgt 0%, und die von dem Bediener befohlene Beschleunigungskraft beträgt 0%, was als ein Hinweis interpretiert wird, dass ein Bediener Kriechdrehmoment bei dem maximalen Kriechdrehmoment anfordert. Wie es gezeigt ist, kann die Bedieneranforderung für maximales Kriechdrehmoment 150 Nm betragen. Die Drehmomentvervielfachung der Kraftmaschine bewirkt, dass die Kraftmaschine dem Ausgangselement 90 Nm zuführt, und das restliche Drehmoment wird durch Motor B zugeführt, der 20 Nm erzeugt, mit einer Drehmomentvervielfachung durch den Motor von 3X, um ein Gesamtausgangsdrehmoment an dem Endantrieb von 90 Nm + 60 Nm = 150 Nm zu erreichen. Das Antriebsstrangsystem minimiert somit Energieverlust, während bei Kriechdrehmoment gearbeitet wird, und kann ferner einen Betrieb in einem Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren vermeiden.
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4 veranschaulicht Daten, die analog zu den Daten von 3 sind, von dem Antriebsstrang von 1, bei einem Gebiet von (Eingangs-)Drehmoment zu Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine veranschaulicht, wobei ein Eingangs-/Ausgangsdrehmomentbereich dargestellt ist, bei dem zu beanstandendes Endantriebsknurren in dem Antriebsstrangsystem auftreten kann. Das Betriebsszenario zeigt das Bewirken eines Betrages an Kriechdrehmoment, der den Drehmomentbereich vermeidet, dem zu beanstandendes Endantriebsknurren zugeordnet ist. Die horizontale Achse 302 veranschaulicht Ausgangsdrehmoment von dem Multi-Mode-Getriebe 10, und die vertikale Achse 304 veranschaulicht Kraftmaschinen-Drehmoment von der Kraftmaschine 12, die Eingangsdrehmoment an das Multi-Mode-Getriebe 10 liefert. Linie 310 veranschaulicht eine Bedingung, bei der ein Motordrehmoment über einen Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten Null ist. Linie 312 stellt Arbeitspunkte dar, bei denen Motordrehmoment –15 Nm von Linie 310 entfernt ist, über den Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten. Linie 314 stellt Arbeitspunkte dar, bei denen Motordrehmoment +15 Nm von Linie 310 entfernt ist, über den Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten. Ein Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren ist innerhalb der Linien 3112 und 314 definiert und stellt einen Eingangsdrehmoment-/Ausgangsdrehmomentbereich des Getriebes dar, bei dem das Multi-Mode-Getriebe gegenüber zu beanstandendem Endantriebsknurren anfällig ist. Wie gezeigt ist, umschreiben die Linien 312 und 314 den Bereich 315, der innerhalb +/–15 Nm bei einer Null-Motordrehmomentlinie liegt, über einen Bereich von Drehmomenten der Kraftmaschine und Ausgangsdrehmomenten für das veranschaulichte Multi-Mode-Getriebe, und veranschaulichen einen Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315, der unter Bezugnahme auf messbare Betriebsgrößen des Antriebsstrangsystems definiert ist, speziell einen Eingangsdrehmomentbereich und einen entsprechenden Ausgangsdrehmomentbereich. Der Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315 kann für eine besondere Ausgestaltung von Antriebsstrang spezifisch sein und wird bevorzugt in einer Umgebung außerhalb des Betriebes durch Experimentieren, Simulation, Modellieren und/oder andere geeignete analytische Techniken entwickelt. Der Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315 veranschaulicht einen Bereich eines Antriebsstrangbetriebs, der bevorzugt vermieden wird, um das Auftreten von Knurren zu verhindern.
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In dem unter Bezugnahme auf 4 gezeigten Beispiel ist ein optimales Drehmoment der Kraftmaschine als 60 Nm definiert, das aufgrund einer Drehmomentvervielfachung der Kraftmaschine in dem Getriebe von 1,5X zu 90 Nm an dem Ausgangselement übersetzt wird. Bei Arbeitspunkt 1 420 beträgt die von dem Bediener befohlene Bremskraft 100%, was eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null angibt. Das elektrische Bremsdrehmoment, d. h. der Drehmomentausgang von den Drehmomentmaschinen, die Motor B umfassen, beträgt 15 Nm, das aufgrund einer Motordrehmomentvervielfachung von 3X in dem Getriebe in 45 Nm an dem Ausgangselement übersetzt wird. Das Betreiben des Motors B mit 15 Nm Drehmoment vermeidet den gegenwärtigen Antriebsstrangbetrieb in dem Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren 315. Unter der gegenwärtigen Bedingung beträgt das erforderliche mechanische Bremsdrehmoment, um dem Ausgangsdrehmoment entgegenzuwirken, 90 Nm (Kraftmaschine) – 45 Nm = 45 NM × FD, wobei FD das Achsantriebsverhältnis durch den Endantrieb ist. Bei Arbeitspunkt 2, der Punkte 422 und 424 umfasst, löst der Bediener das Bremspedal vollständig, ohne das Gaspedal niederzudrücken. Die von dem Bediener befohlene Bremskraft beträgt 0%, und die von dem Bediener befohlene Beschleunigungskraft beträgt 0%, was als ein Hinweis einer Bedieneranforderung für Kriechdrehmoment bei dem maximalen Kriechdrehmoment interpretiert wird. Wie es gezeigt ist, kann die Bedieneranforderung für maximales Kriechdrehmoment 150 Nm betragen. Das mechanische Bremsdrehmoment beträgt 0 Nm, das Drehmoment der Kraftmaschine beträgt 90 Nm an dem Ausgangselement, und das restliche Drehmoment wird durch Motor B zugeführt, der 20 Nm erzeugt, mit einer Motordrehmomentvervielfachung von 3X, um ein Gesamtausgangsdrehmoment an dem Endantrieb von 90 Nm + 60 Nm = 150 Nm zu erreichen. Das Antriebsstrangsystem vermeidet während des gesamten Prozesses einen Betrieb in einem Bereich mit zu beanstandendem Endantriebsknurren, und die elektrische Energie, die verbraucht wird, wenn die von dem Bediener befohlene Bremskraft 100% kleiner ist als die, die aufgetreten wäre, wenn die Drehmomentmaschine, d. h. Motor B, angewandt worden wäre, um das gesamte Drehmoment zu erzeugen, das unter den Bedingungen dem Drehmoment der Kraftmaschine entgegenwirkt. Dies gestattet einen Kompromiss zwischen Leistungsverlust und zu beanstandendem Endantriebsknurren.
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Zu beanstandendes Endantriebsknurren kann an verschiedenen Stellen innerhalb eines Antriebsstrangs erzeugt werden. Jede der Stellen kann unterschiedliche Bereiche zeigen, die zu Knurren führen. Die hierin offenbarten Verfahren können verwendet werden, um gleichzeitig Knurren an jedem der unterschiedlichen Stellen zu vermeiden. In einem Beispiel können Strafen in einer Steuerungsroutine einem Betrieb in irgendeinem der Bereiche, die zu Knurren führen, zugewiesen werden, so dass verhindert wird, dass eine Steuerung des Antriebsstrangs in irgendeinen der Bereiche eintritt, in welchen Knurren ermöglicht wird. Hierin sind Übergänge offenbart, um sich von einem Arbeitspunkt des Antriebsstrangs zu einem anderen zu bewegen, während ein Betriebsbereich des Antriebsstrangs vermieden wird, in welchem Knurren ermöglicht wird. Manchmal können schnelle Übergänge in dem Betrieb der Kraftmaschine einen glatten Übergang ermöglichen oder beim Vermeiden der Bereiche, in welchen Knurren ermöglicht wird, helfen. Unter manchen Bedingungen können das Luft- oder Zündfunkendrehmoment der Kraftmaschine und die Drehzahl der Kraftmaschine verwendet werden, um die Kraftmaschine schnell zu steuern.
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Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können beim Lesen und Verstehen der Beschreibung deutlich werden. Es ist deshalb beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere Ausführungsform(en), die als die beste Art und Weise zur Ausführung dieser Offenbarung in Betracht gezogen wird/werden, begrenzt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
