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Diese Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotorstartens in einem Hybridfahrzeug.
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Ein elektrisches Hybridfahrzeug (HEV) verwendet eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, um die für den Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Leistung bereitzustellen. Diese Anordnung sieht verbesserte Kraftstoffeinsparung im Vergleich zu einem Fahrzeug vor, das nur einen Verbrennungsmotor hat. Ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffeinsparung in einem HEV ist das Abschalten des Verbrennungsmotors während Zeiten, in welchen der Verbrennungsmotor ineffizient arbeitet und sonst nicht zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist. In diesen Situationen wird der Elektromotor verwendet, um sämtliche Leistungen bereitzustellen, die zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist. Wenn die Leistungsanfrage des Fahrers zunimmt, so dass der Elektromotor nicht mehr genug Leistung bereitstellen kann, um die Anfrage zu decken, oder falls der Batterieladezustand (SOC) unter ein bestimmtes Niveau sinkt, muss der Verbrennungsmotor schnell und ruhig auf eine Art starten, die für den Fahrer fast transparent ist.
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Das Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem HEV kann auftreten, wenn das Fahrzeug unter irgendeiner Anzahl unterschiedlicher Bedingungen arbeitet. Das Steuern des Startens des Verbrennungsmotors unter unterschiedlichen Fahrzeugbetriebsbedingungen kann basierend auf einer Anzahl von Fahrzeugbauteilfaktoren unterschiedlich sein. Die Strategie zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem HEV kann ein raues Starten, ein schleppendes Starten des Antriebsstrangsystems verursachen, zusätzliche Geräusche und Schwingungen an dem Antriebsstrang verursachen und/oder Materialschaden an Bauteilen verursachen, die in den Verbrennungsmotor zum Starten bei bestimmten Antriebsstrangdrehzahlen eingreifen. Zusätzlich kann das Starten des Verbrennungsmotors in einem HEV, wenn dieses mit der Leistung des Elektromotors fährt, eine beachtliche und daher unerwünschte Drehmomentstörung in dem Fahrzeugantriebsstrang verursachen.
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Ein Fahrzeug weist einen Verbrennungsmotor auf, der eine Kurbelwelle hat, ein Getriebe, das einen Eingang hat, und einen Elektromotor, der mechanisch mit dem Getriebeeingang gekuppelt ist. Das Fahrzeug weist ferner eine Kupplung auf, die ausgelegt ist, um den Elektromotor und die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mechanisch zu kuppeln, und mindestens eine Steuervorrichtung. Die mindestens eine Steuervorrichtung ist programmiert, um einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor als Reaktion auf einen Verbrennungsmotor-Startzustand und das darauf folgende teilweise Einrücken der Kupplung auszugeben. Die Steuervorrichtung kann den Drehmomentbefehl für den Elektromotor berechnen, um die Drehzahl der Kurbelwelle basierend auf dem vom Fahrer geforderten Drehmoment zu erhöhen, und eine Änderung der Drehzahl der Kurbelwelle, die durch Änderungen im Druck an der Kupplung verursacht wird. Die Steuervorrichtung kann die Drehzahl der Kurbelwelle auf eine Drehzahl des Getriebeeingangs erhöhen, bevor Kraftstoffeinspritzung und Zünden des Verbrennungsmotors erlaubt werden.
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Ein Fahrzeug weist einen Verbrennungsmotor auf, der eine Kurbelwelle hat, ein Getriebe, das einen Eingang hat, einen Elektromotor, der mechanisch mit dem Getriebeeingang gekuppelt ist, und eine Kupplung, die ausgelegt ist, um den Elektromotor und die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mechanisch zu kuppeln. Das Fahrzeug weist auch mindestens eine Steuervorrichtung auf, die programmiert ist, um einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor als Reaktion auf einen Verbrennungsmotor-Startzustand und das darauf folgende teilweise Einrücken der Kupplung auszugeben. Der ausgegebene Drehmomentbefehl für den Elektromotor kann auf einem vom Fahrer geforderten Drehmoment, auf der Verbrennungsmotortemperatur, der Drehzahl der Kurbelwelle und einer Änderung der Drehzahl der Kurbelwelle, die durch Änderungen in dem Druck an der Kupplung verursacht wird, basieren. Die Druckänderungen an der Kupplung können die Drehzahl der Kurbelwelle auf eine Drehzahl des Getriebeeingangs erhöhen, bevor Kraftstoffeinspritzung von der Steuervorrichtung befohlen wird. Die Steuervorrichtung kann die Kupplung als Reaktion darauf, dass die Drehzahl der Kurbelwelle in etwa gleich ist wie die Drehzahl des Getriebeeingangs, verriegeln.
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Ein Verfahren zum Starten des Verbrennungsmotors wird als Reaktion auf eine Verbrennungsmotor-Startbedingung und ein teilweises Einrücken einer Kupplung, die konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor und einen Elektromotor mechanisch zu kuppeln, aktiviert. Das Verfahren zum Starten des Verbrennungsmotors kann einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einem vom Fahrer geforderten Drehmoment und Änderungen der Drehzahl des Verbrennungsmotors ausgeben. Das Verfahren steuern die Änderungen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, indem es Änderungen des Drucks an der Kupplung befiehlt. Das Verfahren kann die Änderungen des Drucks an der Kupplung zum Steigern der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf eine Drehzahl des Elektromotors erlauben, bevor Kraftstoffeinspritzen des Verbrennungsmotors befohlen wird.
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Konfiguration eines Hybrid-Elektrofahrzeugs,
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2 ist ein Beispiel eines Steuerverfahrens in offener Schleife für Drehmoment, das zu einem Elektromotor in einem Hybrid-Elektrofahrzeug befohlen wird,
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3 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Algorithmus zum Schätzen von Drehmoment durch die Ausrückkupplung in einem Hybrid-Elektrofahrzeug veranschaulicht,
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Algorithmus zum Befehlen des Startens des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Ausrückkupplung veranschaulicht, und
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5 ist eine Grafik, die die Verwendung einer Kupplung in einem Hybrid-Leistungsstrangsystem zum Starten des Verbrennungsmotors veranschaulicht.
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Wie vorgeschrieben, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart, man muss jedoch verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung bloß beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabgerecht, bestimmte Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Bauteile zu zeigen. Die spezifischen Struktur- und Funktionseinzelheiten, die hier offenbart werden, dürfen daher nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern nur als eine repräsentative Basis für das Belehren eines Fachmanns zu unterschiedlichen Verwendungen der vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Skizze eines elektrischen Hybridfahrzeugs (HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Bauteilen. Die physikalische Platzierung und Ausrichtung der Bauteile innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 weist einen Antriebsstrang 12 auf. Der Antriebsstrang 12 weist einen Verbrennungsmotor 14 auf, der ein Getriebe 16 antreibt, das ein modulares Hybridgetriebe (MHT) genannt werden kann. Wie unten ausführlicher beschrieben, weist das Getriebe 16 einen Elektromotor, wie zum Beispiel einen elektrischen Motor/Generator (M/G) 18, eine dazu gehörende Antriebsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 sowie ein Mehrstufen-Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24 auf.
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Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Verbrennungsmotor 14 stellt im Allgemeinen eine Leistungsquelle dar, die einen Verbrennungsmotor aufweisen kann, wie zum Beispiel einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor, oder eine Kraftstoffzelle. Der Verbrennungsmotor 14 erzeugt eine Verbrennungsmotorleistung und entsprechendes Verbrennungsmotordrehmoment, das zu dem M/G 18 geliefert wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 mindestens teilweise eingerückt wird. Der Verbrennungsmotor kann anhand mehrerer Verfahren gestartet werden, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Anlassermotor 15, der in ein Schwungrad eingreift, um den Verbrennungsmotor zum Starten zu drehen. Der M/G 18 kann durch irgendeine einer Mehrzahl von Typen von Elektromaschinen umgesetzt sein. Der M/G 18 kann zum Beispiel ein Dauermagnet-Synchronmotor sein. Leistungselektronik 56 bereitet Gleichstrom (DC), der von der Batterie 20 geliefert wird, gemäß den Anforderungen des M/G 18, wie unten beschrieben, auf. Leistungselektronik kann zum Beispiel Dreiphasen-Wechselstrom (AC) zu dem M/G 18 liefern.
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Wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt wird, ist der Leistungsstrom von dem Verbrennungsmotor 14 zu dem M/G 18 oder von dem M/G 18 zu dem Verbrennungsmotor 14 möglich. Die Ausrückkupplung 26 kann zum Beispiel eingerückt sein, und der M/G 18 kann als ein Generator arbeiten, um Rotationsenergie, die von einer Verbrennungsmotor-Kurbelwelle 28 und der M/G-Welle 30 geliefert wird, in elektrische Energie, die in der Batterie 20 zu speichern ist, umzuwandeln. Die Ausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um den Verbrennungsmotor 14 von dem Rest des Antriebsstrangs 12 derart zu trennen, dass der M/G 18 als alleinige Antriebsquelle für das HEV 10 wirken kann. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist ständig antreibbar mit der Welle 30 verbunden, während der Verbrennungsmotor 14 antreibbar mit der Welle 30 nur verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt ist.
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Der M/G 18 ist mit dem Drehmomentwandler 22 über die Welle 30 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit dem Verbrennungsmotor 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 weist ein Laufrad, das an der M/G-Welle 30 befestigt ist, und eine Turbine, die an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigt ist, auf. Der Drehmomentwandler 22 stellt daher eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung von dem Laufrad zu der Turbine, wenn das Laufrad schneller dreht als die Turbine. Das Ausmaß des Turbinendrehmoments und des Laufraddrehmoments hängt im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis der Laufraddrehzahl zu der Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Laufraddrehmoments. Eine Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 kann ebenfalls bereitgestellt sein, die, wenn sie eingerückt ist, das Laufrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 mechanisch kuppelt, was effizientere Leistungsübertragung erlaubt. Die Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 kann als eine Anfahrkupplung zum Bereitstellen eines ruhigen Anfahrens des Fahrzeugs betrieben werden. Alternativ oder kombiniert, kann eine Anfahrkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen bereitgestellt werden, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 aufweisen. Bei einigen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 allgemein eine vorgeschaltete Kupplung genannt, und die Anlasskupplung 34 (die eine Drehmomentwandler-Bypasskupplung sein kann) wird allgemein eine nachgeschaltete Kupplung genannt.
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Das Schaltgetriebe 24 kann Radsätze (nicht gezeigt) aufweisen, die selektiv in unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse platziert werden, indem Reibungselemente, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv eingerückt werden, um die gewünschten mehrfachen getrennten oder Schritt-Übersetzungsverhältnisse einzurichten. Die Reibungselemente können durch einen Schaltplan gesteuert werden, der bestimmte Elemente der Radsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird automatisch von einem Gang zum anderen basierend auf unterschiedlichen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen von einer dazugehörenden Steuervorrichtung, wie zum Beispiel einer Antriebsstrang-Steuervorrichtung (ECU) 50 gesteuert. Der Schaltgetriebe 24 stellt dann Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoment zu der Ausgangswelle 36 bereit.
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Es ist klar, dass das hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24, das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, nur ein Beispiel eines Schaltgetriebes oder einer Getriebeanordnung ist; irgendein Schaltgetriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen, das Eingangsdrehmoment(e) von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor akzeptiert und dann Drehmoment zu einer Ausgangswelle mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen bereitstellt, ist für den Gebrauch bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Zum Beispiel kann das Schaltgetriebe 24 durch ein automatisches mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT) umgesetzt werden, das einen oder mehrere Servermotoren zum Verschieben/Drehen von Schaltgabeln entlang einer Schaltleiste zum Auswählen eines gewünschten Gangs aufweist. Wie der Durchschnittsfachmann versteht, kann ein AMT zum Beispiel bei Anwendungen mit höheren Drehmomenterfordernissen verwendet werden.
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Wie in der repräsentativen Ausführungsform der 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differenzial 40 verbunden. Das Differenzial 40 treibt ein Paar von Rädern 42 über jeweilige Achsen 44, die mit dem Differenzial 40 verbunden sind, an. Das Differenzial überträgt in etwa gleiches Drehmoment an jedes Rad 42, während leichte Drehzahlunterschiede erlaubt werden, wie zum Beispiel, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Typen von Differenzialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um Drehmoment von dem Antriebsstrang zu einem oder mehreren Rädern zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung zum Beispiel von besonderen Betriebsmodi oder Betriebsbedingungen abhängig variieren.
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Der Antriebsstrang 12 weist ferner eine dazugehörende Antriebsstrang-Steuereinheit (PCU) 50 auf. Obwohl die PCU 50 als eine Steuervorrichtung veranschaulicht ist, kann sie Teil eines größeren Steuersystems sein und kann von unterschiedlichen anderen Steuervorrichtungen in dem Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie zum Beispiel von einer Fahrzeugsystem-Steuervorrichtung (VSC). Es ist daher klar, dass die Antriebsstrang-Steuereinheit 50 und eine oder mehrere andere Steuervorrichtungen gemeinsam eine „Steuervorrichtung“ genannt werden können, die unterschiedliche Stellantriebe als Reaktion auf Signale von unterschiedlichen Sensoren steuert, um Funktionen, wie zum Beispiel das Starten/Stoppen des Verbrennungsmotors 14, den Betrieb des M/G 18 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder Aufladen der Batterie 20, Auswählen oder Planen von Gangschaltungen usw., zu steuern. Die Steuervorrichtung 50 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) verbunden mit unterschiedlichen Typen von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Trägern aufweisen. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Träger können zum Beispiel flüchtige und nicht flüchtige Nurlesespeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und batteriestromgestützte Speicher (KAM) sein. Ein batteriestromgestützter Speicher (KAM) ist ein persistenten Speicher, der verwendet werden kann, um unterschiedliche Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Träger können unter Verwendung irgendeiner Anzahl bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt werden, wie zum Beispiel PROMs (programmierbarer Nurlesespeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flashspeicher oder irgendeine andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichervorrichtung, die in der Lage ist, Daten zu speichern, von welchen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von den Steuervorrichtungen beim Steuern des Verbrennungsmotors oder Fahrzeugs verwendet werden.
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Die Steuervorrichtung tauscht mit unterschiedlichen Verbrennungsmotor-/Fahrzeugsensoren und Stellantrieben über eine Eingangs-/Ausgangs-(E/A)-Schnittstelle aus, die als eine einzige integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die unterschiedliche Rohdaten oder Signalaufbereitung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um besondere Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie zu der CPU geliefert werden. Wie allgemein in der darstellenden Ausführungsform der 1 veranschaulicht, kann die PCU 50 Signale zu und/oder von dem Verbrennungsmotor 14, der Ausrückkupplung 26, dem M/G 18, der Anlasskupplung 34, dem Schaltgetriebe 24 und der Leistungselektronik 48 austauschen. Obwohl dies nicht explizit veranschaulicht ist, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass unterschiedliche Funktionen und Bauteile von der PCU 50 innerhalb jedes der oben identifizierten Subsysteme gesteuert werden können. Zu den repräsentativen Beispielen von Parametern, Systemen und/oder Bauteilen, die direkt oder indirekt unter Verwendung von Steuerlogik, die von der Steuervorrichtung ausgeführt wird, betätigt werden können, gehören Kraftstoffeinspritztaktung, -rate und -dauer, Drosselventilposition, Zündkerzen-Zündungstaktung (für Verbrennungsmotoren mit Funkenzündung), Ansaug-/Auslassventiltaktung und -dauer, Frontend-Zusatzantrieb-(FEAD)-Bauteile, wie zum Beispiel Lichtmaschine, Klimaanlagenkompressor, Batterieaufladung, Bremsen mit Energierückgewinnung, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für Ausrückkupplung 26, Anlasskupplung 34 und Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, die Eingabe durch die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um zum Beispiel Turbolader-Aufladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Motordrehzahl (RPM), Raddrehzahl (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Ansaugrohrdruck (MAP), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Drosselventilposition (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoff (EGO) oder andere Abgas-Komponentenkonzentration oder -gegenwart, Ansaugluftstrom (MAF), Gang, Übersetzungsverhältnis oder Modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebe-Turbinendrehzahl (TS), Zustand der Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 (TCC), Verlangsamung oder Schaltmodus (MDE) anzuzeigen.
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Steuerlogik oder Funktionen, die von der PCU 50 ausgeführt werden, können durch Flussdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Diese Figuren können eine oder mehrere unterschiedliche Steuerstrategien und/oder Logik bereitstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können die veranschaulichten Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge ausgeführt, parallel ausgeführt oder in bestimmten Fällen weggelassen werden. Obwohl dies nicht immer explizit veranschaulicht ist, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der besonderen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden können. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht zwingend erforderlich, um die Zielsetzungen und Vorteile, die hier beschrieben wurden, zu verwirklichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann in der Hauptsache in Software umgesetzt werden, die von einer auf Mikroprozessor basierenden Fahrzeug-, Motor- und/oder Antriebsstrang-Steuereinheit, wie zum Beispiel von der PCU 50 ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in Software, Hardware oder einer Kombination von Software und Hardware in einer oder mehreren Steuervorrichtungen in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung umgesetzt werden. Wenn sie in Software umgesetzt wird, kann die Steuerlogik in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder computerlesbaren Speicherträgern bereitgestellt sein, die Daten gespeichert haben, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Subsysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Träger können eine oder eine Mehrzahl bekannter physikalischer Vorrichtungen aufweisen, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung verwenden, um ausführbare Anweisungen und dazugehörende Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu erhalten.
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Ein Gaspedal 52 wird von dem Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um einen geforderten Drehmoment-, Leistungs- oder Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Drücken und Freigeben des Pedals 52 ein Gaspedal-Positionssignal, das von der Steuervorrichtung 50 jeweils als eine Anfrage nach erhöhter Leistung oder verringerter Leistung ausgelegt werden kann. Basierend mindestens auf Eingabe von dem Pedal, steuert die Steuervorrichtung 50 Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 14 und/oder dem M/G 18. Die Steuervorrichtung 50 steuert auch das Timing der Gangschaltungen innerhalb des Schaltgetriebes 24 sowie das Einrücken oder Ausrücken der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26, kann die Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 über einen Bereich zwischen den eingerückten und ausgerückten Positionen moduliert werden. Das erzeugt einen variablen Schlupf in dem Drehmomentwandler 22 zusätzlich zu dem variablen Schlupf, der von der hydrodynamischen Kupplung zwischen dem Laufrad und der Turbine erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Bypasskupplung 34 als verriegelt oder offen betrieben werden, ohne eine modulierte Betriebsart in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung zu verwenden.
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Um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 14 anzutreiben, wird die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt, um mindestens einen Teil des Drehmoments des Verbrennungsmotors durch die Ausrückkupplung 26 zu dem M/G 18 zu übertragen, und dann von dem M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24. Der M/G 18 kann den Verbrennungsmotor 14 beim Bereitstellen zusätzlicher Leistung zum Drehen der Welle 30 unterstützen. Dieser Vorgang kann eine „Hybridbetriebsart“ oder eine „elektrische Unterstützungsbetriebsart“ genannt werden.
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Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als einzige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsstrom derselbe, mit der Ausnahme, dass die Ausrückkupplung 26 den Verbrennungsmotor 14 von dem Rest des Antriebsstrangs 12 trennt. Die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 14 kann deaktiviert oder anderswie während dieser Zeit AUS sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Antriebsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch Verdrahtung 54 zur Leistungselektronik 56, die zum Beispiel einen Wandler aufweisen kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt Gleichspannung von der Batterie 20 in Wechselspannung um, um von dem M/G 18 verwendet zu werden. Die PCU 50 steuert die Leistungselektronik 56, um Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die zu dem M/G 18 bereitgestellt wird, um positives oder negatives Antriebsdrehmoment zu der Welle 30 bereitzustellen. Diese Betriebsart kann „nur elektrische“ Betriebsart genannt werden.
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Der M/G 18 kann bei irgendeinem Betriebsmodus als ein Motor wirken und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als ein Generator wirken und kinetische Energie von dem Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 zu speichern ist. Der M/G 18 kann als ein Generator wirken, während der Verbrennungsmotor 14 zum Beispiel Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 liefert. Der M/G 18 kann zusätzlich als ein Generator während Zeiten des Bremsens mit Energierückgewinnung wirken, bei dem Rotationsenergie von der drehenden Rädern 42 durch das Schaltgetriebe 24 zurück übertragen und zum Speichern in der Batterie 20 in elektrische Energie umgewandelt wird.
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Es ist klar, dass die Skizze, die in 1 veranschaulicht ist, allein beispielhaft und nicht dazu bestimmt ist, einschränkend zu sein. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, die selektives Eingreifen sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Elektromotors zum Übertragen durch das Getriebe heranziehen. Der M/G 18 kann zum Beispiel von der Kurbelwelle 28 versetzt sein, ein zusätzlicher Motor kann bereitgestellt werden, um das Anlassen des Verbrennungsmotors 14 bereitzustellen, und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Schaltgetriebe 24 bereitgestellt sein. Es werden andere Konfigurationen in Betracht gezogen, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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2 ist ein Beispiel eines Steuerverfahrens in offener Schleife für Drehmoment, das zu einem Elektromotor in einem Hybrid-Elektrofahrzeug befohlen wird. Ein Hybridfahrzeug kann ein oder mehrere Steuermodule in Verbindung miteinander haben, um Drehmomentanfragen zu berechnen und zu dem Antriebsstrangsystem (zum Beispiel Elektromotor, Verbrennungsmotor usw.) zu übertragen. Das Drehmoment, das zu dem Antriebsstrangsystem gefordert wird, weist, ohne darauf beschränkt zu sein, vom Fahrer gefordertes Drehmoment, Fahrzeugsysteme, die Leistung/Drehmoment fordern, und die Menge des Drehmoments auf, die erforderlich ist, um die Ausrückkupplung zum Starten des Verbrennungsmotors einzurücken. Das System kann mehrere Sensoren, Algorithmen und/oder Hardwarebauteile aufweisen, die verwendet werden, um die Steuerung des Elektromotors und/oder der Verbrennungsmaschine in einem Hybrid-Elektrofahrzeug zu bestimmen.
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Es kann mehrere Strategien geben, die verwendet werden, um das Starten eines Hybrid-Elektrofahrzeugmotors zu steuern, während eine ruhige Fahrzeugreaktion auf die Fahreranfrage beibehalten wird. Bei einer Ausführungsform weist die Hybrid-Elektrofahrzeug-Startstrategie des Verbrennungsmotors den Gebrauch des Elektromotors auf, während gleichzeitig eine Kupplung geschlossen wird, die den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor verbindet. Eine Startstrategie des Verbrennungsmotors in geschlossener Schleife kann zum Beispiel ein Starten des Verbrennungsmotors basierend auf Fahreranfrage und Verbinden der Ausrückkupplung mit dem Antriebsstrang aufweisen, während der Verbrennungsmotor mit Kraftstoff versorgt wird, und Vorhersage einer gewünschten Elektromotordrehzahl. Die Startstrategie des Verbrennungsmotors in geschlossener Schleife kann kontinuierlich ein gewünschtes Motordrehmoment durch ein Feedbacksignal, das tatsächliche Antriebsstrangdrehzahl angibt, berechnen.
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Bei einem anderen Beispiel kann eine Startstrategie des Verbrennungsmotors in offener Schleife für ein Hybrid-Elektrofahrzeug vom Fahrer gefordertes Drehmoment und das Ausrückkupplungsdrehmoment von einem oder mehreren Steuermodulen empfangen. Das System kann es erlauben, dass das Motordrehmoment basierend auf den empfangenen Antriebsstrang-Drehmomentwerten, die von einem oder mehreren Fahrzeug-Rechensystemeingaben, gefordert werden, gefordert wird.
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Bei Schritt 202, kann das System die Fahrer-Drehmomentanfrage von mehreren Eingaben empfangen, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Gaspedaleingaben, Cruise-Control-Eingaben und/oder andere Systemeingaben, die Drehmoment basierend auf dem Bedarf der Bauteile und/oder basierend auf der Fahreranfrage fordern können. Das vom Fahrer geforderte Drehmoment kann auf mehreren kalibrierbaren Tabellen basieren, die mit Drehmomentkapazitäten des Elektromotors verbunden sind. Das Fahrzeugsystem kann auch eine oder mehrere kalibrierbare Tabellen haben, die mit dem vom Fahrer geforderten Drehmoment und dem verfügbaren Drehmoment des Systems bei eingeschaltetem Motor und/oder ausgeschaltetem Motor zusammenhängen.
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Bei Schritt 204, sobald es bestimmt hat, dass ein Verbrennungsmotorstarten gefordert wird, kann das Hybrid-Antriebsstrangsystem ein Ausrückkupplungs-Drehmoment bestimmen, das für Motordrehmomentanfrage zu übertragen ist. Das Ausrückkupplungs-Drehmoment kann berechnet werden, indem eine oder mehrere kalibrierbare Tabellen verwendet werden, die mehrere Fahrzeugfaktoren berücksichtigen, darunter, ohne auf sie beschränkt zu sein, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Luftdruck und/oder Charakteristiken des Kupplungsdesigns.
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Bei Schritt 206 kann das System das vom Fahrer und der Ausrückkupplung geforderte Drehmoment empfangen und diese jeweiligen Werte anwenden, um eine Motordrehmomentanfrage für den/die Elektromotor(en) zu erhalten. Die Motordrehmomentanfrage kann berücksichtigen, dass das Ausrückkupplungs-Drehmoment zusätzliches Drehmoment berücksichtigt, das erforderlich ist, um den Verbrennungsmotor zu starten, anderenfalls kann das Eingangsdrehmoment zu dem Getriebe von der Anfrage des Fahrers in der Form eines Drehmomentausfalls oder einer Drehmomentspitze abweichen. Der Drehmomentausfall und/oder die Drehmomentspitze können die verlangte Drehmomentreaktion des Antriebsstrangsystems beeinträchtigen und/oder zusätzliches Antriebsstranggeräusch und Schwingung verursachen. Die Motordrehmomentanfrage kann bestimmt und zu dem Elektromotor bei Schritt 208 übertragen werden.
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3 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Algorithmus zum Bestimmen des Kupplungszustands und zum Schätzen des Drehmoments, das durch die Ausrückkupplung in einem Hybrid-Elektrofahrzeug läuft, veranschaulicht. Eine präzise Schätzung des Drehmoments, das durch die Ausrückkupplung läuft, kann das Befehlen einer präzisen Drehmomentanfrage zu dem Getriebe erlauben, wenn ein Starten des Verbrennungsmotors gefordert wird. Eine präzise Drehmomentanfrage zum Getriebe, wenn ein Verbrennungsmotorstarten gefordert wird, erlaubt eine verbesserte Fahreranfrage-Drehmomentreaktion des Antriebsstrangsystems, während Geräusch und Schwingung des Antriebsstrangs verringert werden und ein einfacheres Verbrennungsmotorstartdesign zur Umsetzung in einem Hybrid-Elektrofahrzeug-Antriebsstrangsystem bereitgestellt wird.
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Bei Schritt 302, kann das Hybrid-Antriebsstrangsystem in eine Drehmoment-Schätzungsstrategie einsteigen, um ein geschätztes Drehmoment, das durch die Ausrückkupplung läuft, zu bestimmen. Die Drehmoment-Schätzungsstrategie kann von dem Ausrückkupplungszustand abhängen und davon, ob das Fahrzeug in elektronischem Fahrzeugmodus (Kupplung offen), Hybridmodus (Verbrennungsmotor mit verriegelter Kupplung Ein) und/oder einen Verbrennungsmotor (Kupplungsschlupfen) startet. Das System kann mehrere Faktoren berücksichtigen, wenn es versucht, das geschätzte Drehmoment der Ausrückkupplung zu bestimmen, darunter, aber nicht ausschließlich, der gesteuerte Kupplungsdruck, der von dem tatsächlichen Kupplungsdruck unterschiedlich sein kann, der Hubdruck und der Kupplungsscheibenreibungskoeffizient, die sich bei Betriebsbedingungen ändern, und/oder die Kupplungsschlupfrichtung.
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Bei Schritt 304 kann das System ein oder mehrere Signale empfangen, um zu ermitteln, ob die Ausrückkupplung offen ist. Falls die Ausrückkupplung offen ist, kann das System bestimmen, dass das Kupplungsdrehmoment bei Schritt 306 an null ist. Wenn das Hybrid-Elektrofahrzeug im elektrischen Modus ist, ist die Ausrückkupplung an null Drehmoment, und der Elektromotor liefert die ganze Leistung von dem Antriebsstrangsystem zu den Rädern.
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An Schritt 310 kann das System bestimmen, ob die Kupplung blockierend oder schlüpfend ist, wenn die Ausrückkupplung nicht offen ist. Falls die Ausrückkupplung schlüpft oder verriegelt ist, kann das System das Kupplungsdrehmoment basierend auf einer Berechnung ermitteln, die das Verbrennungsmotor-Anlassdrehmoment (zum Beispiel Verbrennungsmotorreibung/-widerstand) und die Beschleunigung bei Schritt 312 aufweist. Die Berechnung des Verbrennungsmotor-Anlassdrehmoments des Schlupf-/Verriegelungszustands der Ausrückkupplung berücksichtigt den Verbrennungsmotorwiderstand, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, die anfängliche Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors, die Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors, den Luftdruck, die Drehzahl des Verbrennungsmotors, Pumpverluste, ein oder mehrere Kolben, die sich innerhalb eines Zylinders bewegen, und/oder Frontend-Zusatzantriebslasten des Verbrennungsmotors. Basierend auf den Variablen des Verbrennungsmotorwiderstands, kann das System das Anlassdrehmoment des Verbrennungsmotors bestimmen. Der Beschleunigungsfaktor der Berechnung des Kupplungsdrehmoments des Schlupf-/Verriegelungszustands der Ausrückkupplung berücksichtigt die Drehzahl des Verbrennungsmotors im Vergleich zur Zeit. Während des Berechnungsprozesses des Kupplungsdrehmoments ist keine Kraftstoffeinspritzung und Zündfunkenaktivierung für den Verbrennungsmotor geplant. Die Verbrennung des Verbrennungsmotors wird daher nicht eingeleitet. Ohne das Verbrennungsmotor-Verbrennungsdrehmoment, das schwierig zu schätzen ist, ist die Schätzung des Kupplungsdrehmoments, die das Anlassdrehmoment des Verbrennungsmotors und die Beschleunigung des Verbrennungsmotors verwendet, präzis und robust.
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Bei Schritt 314 kann das System bestimmen, dass die Ausrückkupplung verriegelt ist, weshalb das Kupplungsdrehmoment der Verbrennungsmotor-Bremsdrehmomentwert ist. Das Verriegeln der Ausrückkupplung an dem Verbrennungsmotor kann stattfinden, wenn das Hybrid-Elektrofahrzeug in einem Hybridmodus ist, indem man den Verbrennungsmotor und die Elektromotorleistung zu dem Antriebsstrangsystem zuführen lässt. Der Motordrehmomentwert kann berechnet werden, indem man vom Fahrer gefordertes Drehmoment zum Kupplungsdrehmomentwert bei Schritt 308 addiert. Das System kann den bestimmten Motordrehmomentwert zu dem Motor übertragen.
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4 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Algorithmus zum Steuern des Verbrennungsmotorstartens 400 unter Verwendung der Ausrückkupplung in einem Hybrid-Elektrofahrzeug veranschaulicht. Das Verfahren wird unter Verwendung von Softwarecode, der innerhalb des Fahrzeugsteuermoduls gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen enthalten ist, umgesetzt werden. Bei anderen Ausführungsformen wird das Verfahren 400 in anderen Fahrzeugsteuervorrichtungen umgesetzt oder auf mehrere Fahrzeugsteuervorrichtungen verteilt.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 4, sind das Fahrzeug und seine Bauteile, wie in 1 veranschaulicht, in der gesamten Besprechung des Verfahrens referenziert, um das Verstehen unterschiedlicher Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern. Das Verfahren zum Steuern des Startens eines Verbrennungsmotors in dem Hybrid-Elektrofahrzeug kann durch einen Computeralgorithmus, von einer Maschine ausführbaren Code oder Softwareanweisungen, die in geeignete programmierbare Softwarevorrichtung(en) des Fahrzeugs programmiert sind, wie zum Beispiel das Fahrzeugsteuermodul, das Hybridsteuermodul andere Steuervorrichtungen in Kommunikation mit dem Fahrzeugrechensystem oder eine Kombination davon umgesetzt werden. Obwohl die verschiedenen Schritte, die in dem Flussdiagramm 400 gezeigt sind, in einer chronologischen Abfolge auftreten zu scheinen, können mindestens einige der Schritte in einer unterschiedlichen Reihenfolge auftreten, und einige Schritte können gleichzeitig oder überhaupt nicht ausgeführt werden.
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Die Hybrid-Elektrofahrzeug-Antriebsstrangkonfiguration (zum Beispiel modulares Hybridgetriebe) erlaubt es dem Verbrennungsmotor, den Antriebsstrang mit dem Gebrauch einer Ausrückkupplung zu verbinden. Das Flussdiagramm offenbart ein Verfahren zum Starten des Verbrennungsmotors in einem Hybrid-Antriebsstrangsystem, das eine Ausrückkupplung und einen Elektromotor verwendet, während eine ruhige Fahrzeugreaktion auf Fahreranfrage beibehalten wird. Das Startverfahren des Verbrennungsmotors, das den Elektromotor verwendet, während gleichzeitig die Ausrückkupplung geschlossen wird, um den Verbrennungsmotor zu verbinden, erfordert einen Algorithmus zum Schätzen des Anlassdrehmoments und der Beschleunigung des Verbrennungsmotors. Erwähnenswert ist am Anfang des Einsteigens in das Strategieverfahren des Verbrennungsmotors oder seines Ausführens, dass das System konfiguriert werden kann, um an irgendeinem Punkt der Strategie zu enden, falls eine Fahrzeugbremse angelegt wird oder irgendeine andere Eingabe den Wert wechselt (nicht gezeigt).
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Bei 402 beginnt die Startstrategie des Verbrennungsmotors mit einem Befehl von der Fahrzeugsystem-Steuervorrichtung, in einen Verbrennungsmotor-Startmodus einzusteigen. Das eine oder die mehreren Steuermodule, die mit dem Hybrid-Antriebsstrangsystem austauschen, können die Anfrage zum Starten des Verbrennungsmotors bei Schritt 404 empfangen. Falls das Starten des Verbrennungsmotors nicht gefordert wird oder die Forderung abgebrochen wird, kann das System ununterbrochen auf das Ausführen eines Startens des Verbrennungsmotors durch ein oder mehrere Fahrzeugsysteme, Subsysteme und/oder Bauteile überwachen.
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Bei 406 kann das System in den Startmodus des Verbrennungsmotors einsteigen und die Kupplung anweisen, das Drehen/Anlassen des Verbrennungsmotors zu beginnen. Das System kann den Verbrennungsmotor weiterhin mit der Ausrückkupplung drehen, während es bei Schritt 408 überwacht, ob die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich der Drehzahl des Elektromotors ist. Falls die Drehzahl des Verbrennungsmotors kleiner ist als die Drehzahl des Elektromotors, kann das System der Kupplung weiterhin das Drehen/Anlassen des Verbrennungsmotors, 406 befehlen.
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Die Ausrückkupplung kann weiterhin drehen, bis die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich der Drehzahl des Elektromotors ist, was ein ruhiges Starten des Verbrennungsmotors erlaubt. Das Drehen der Ausrückkupplung zum Hochfahren der Drehzahl des Verbrennungsmotors wird erlaubt, indem man die Kupplung schlupfen lässt. Es wird kein Kupplungsdrehmoment berechnet, weil Funken und Kraftstoff während dieses Zustands des Drehens des Verbrennungsmotors deaktiviert sind, weshalb das Kupplungsdrehmoment das einzige Drehmoment zum Drehen des Verbrennungsmotors ist. Da während des Drehzustands des Verbrennungsmotors keine Verbrennung des Verbrennungsmotors besteht, überschreitet die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Drehzahl des Elektromotors nicht, und daher ist die Richtung des Kupplungsdrehmoments immer von dem Elektromotor zu dem Verbrennungsmotor. Das System kann die Notwendigkeit, die Drehmomentrichtung zum Steuern einer Umkehrrichtung der Kupplung zum Steuern des Überschreitens der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu erfassen außer Acht lassen, da die Richtung des Kupplungsdrehmoments immer von dem Elektromotor zu dem Verbrennungsmotor ist.
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In Fällen, in welchen es erlaubt ist, dass der Verbrennungsmotor verbrennt, bevor die Kupplung verriegelt wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Drehzahl des Elektromotors überschreitet, was bewirkt, dass sich die Richtung des Kupplungsdrehmoments ändert. Die tatsächliche Erfassung der übermäßigen Drehzahl ist jedoch aufgrund des Rauschens in den Signalen und anderer dynamischer Effekte, die durch die Verbrennung des Verbrennungsmotors verursacht werden, schwierig. Das System kann auch die Größe der Ausrückkupplung durch Überwachen des tatsächlichen Kupplungsdrucks berücksichtigen und durch Verstehen anderer Kupplungsdesigncharakteristiken, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Schätzen des Drucks aus befohlenem Druck.
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Das System kann von der Ausrückkupplung befohlenen Druck und/oder gemessenen Druck empfangen. Das System kann den Kupplungsdruck in Kupplungsdrehmoment umwandeln und das Drehmoment zu dem Elektromotor übertragen. Der Kupplungsdruck kann basierend auf der Berechnung des Kupplungsdrehmoments unter Heranziehung von Reibung und Beschleunigung des Verbrennungsmotors (wie oben erwähnt) bestimmt werden. Der Kupplungsdruck kann auch die Merkmale des Kupplungsdesigns beim Bestimmen des gesteuerten Drucks berücksichtigen.
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Das Kupplungsdrehmoment, das an den Verbrennungsmotor angelegt wird, kann schwer zu schätzen sein, falls der Verbrennungsmotor Kraftstoff und Funken anwendet, was Verbrennung während eines Startens des Verbrennungsmotors verursacht. Das System kann verlangen, dass Kraftstoff und Funken während des Drehens der Kupplung ausgeschlossen werden, um eine verbesserte Kupplungsdrehmomentschätzung ohne das Rauschen der Verbrennung des Verbrennungsmotors zu erlauben.
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Bei Schritt 410, falls die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich der Drehzahl des Elektromotors ist, kann das System die Ausrückkupplung anweisen, an dem Verbrennungsmotor zu verriegeln. Sobald die Ausrückkupplung mit dem Verbrennungsmotor verriegelt ist, kann das System den Kraftstoff und den Funken des Verbrennungsmotors zum Einleiten der Verbrennung, 412 befehlen.
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5 ist eine Grafik, die die Verwendung einer Kupplung in einem Hybrid-Leistungsstrangsystem zum Starten des Verbrennungsmotors veranschaulicht. Das System kann die Ausrückkupplung steuern, um zu drehen, indem Kupplungsdrehmoment basierend auf dem geschätzten Drehmoment von der Reibung des Verbrennungsmotors, Pumpverlusten und Beschleunigung des Verbrennungsmotors, die alle gut ermittelt werden, gefordert wird. Das System kann den Kupplungsdruck verwenden, um das Drehmoment der Ausrückkupplung zu befehlen, um Schlüpfen während des Anlassens des Verbrennungsmotors zu erlauben. Da der Verbrennungsmotor kein Verbrennungsdrehmoment erzeugt (da weder Kraftstoff noch Funken verlangt werden), ist die Drehmomentrichtung immer von dem Elektromotor zu dem Verbrennungsmotor, was das Bestimmen der Drehmomentrichtung unter Verwendung gemessener Drehzahlen vermeidet. Das System befiehlt, dass die Verbrennung des Verbrennungsmotors während des Schlupfens der Kupplung verzögert wird, da das Verbrennungsdrehmoment, falls Verbrennung erlaubt wird, schwer genau zu schätzen sein kann.
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Das Rechensystem des Fahrzeugs kann eine oder mehrere Steuervorrichtungen in Kommunikation miteinander haben, um Fahrzeugsystemdaten während des Betriebs eines Hybrid-Antriebsstrangsystems zu übertragen und zu empfangen. Das System kann eine Anfrage 502 nach Starten des Verbrennungsmotors als Aus erkennen, weshalb der Verbrennungsmotormodus 504 deaktiviert wird und der Kupplungsbefehl 506 offen ist. Während eines ausgeschalteten Zustands 502 des Verbrennungsmotors, kann das System ein Drehmoment von der Kupplung 514 fordern, während das Fahrzeug in einem elektrischen Modus sein kann, bei dem das Motordrehmoment 512 Leistung zu dem Antriebsstrangsystem basierend auf der Fahrerdrehmomentanfrage 522 bereitstellt.
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Das Fahrzeugrechensystem kann basierend auf einem oder mehreren Faktoren bestimmen, dass ein Starten des Verbrennungsmotors gefordert wird. Zu dem einen oder den mehreren Faktoren können, ohne darauf beschränkt zu sein, der Ladezustand der Batterie, vom Fahrer gefordertes Drehmoment und/oder Forderung nach Leistung von dem Verbrennungsmotor von einem oder mehreren Systemen/Subsystemen gehören. Sobald die Anfrage zum Einschalten des Verbrennungsmotors 502 von dem Hybrid-Antriebsstrangsystem empfangen wird, kann der Verbrennungsmotormodus 504 in eine Startsequenz einsteigen, die enthält, dass der Kupplungsbefehl 506 das Beginnen des Anlassens aufweist.
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Das Hybrid-Antriebsstrangsystem kann die Verbrennung des Verbrennungsmotors während des Anlassens 524 des Verbrennungsmotors deaktivieren, indem der Verbrennungsmotor-Kraftstoffbefehl 508 auf Aus gefordert wird. Die eine oder die mehreren Steuervorrichtungen können das geschätzte Kupplungsdrehmoment berechnen, das erforderlich ist, um den Verbrennungsmotor anzulassen, während es dem Antriebsstrangsystem erlaubt wird, das vom Fahrer geforderte Drehmoment 522 aufrechtzuerhalten. Wie auf der Grafik gezeigt, kann das Motordrehmoment 512 zunehmen, um das geschätzte Drehmoment zu berücksichtigen, das erforderlich ist, um die Kupplung 506 zum Anlassen des Verbrennungsmotors während des Startereignisses 524 anzutreiben. Die Grafik veranschaulicht das zusätzliche Drehmoment, das von dem Motordrehmoment 512, das zu dem Kupplungsdrehmoment 514 geliefert wird, erzeugt wird. Während des Startens des Verbrennungsmotors 524, kann die Drehzahl des Elektromotors 518 konstant bleiben, während die Drehzahl des Verbrennungsmotors 520 während des Anlassereignisses hochgefahren wird.
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Das System erlaubt es der Kupplung, während des Anlassens des Verbrennungsmotors zu schlüpfen, um ein ruhiges Hochfahren der Drehzahl des Verbrennungsmotors 520 zu erlauben. Es wird dem System erlaubt, das Drehmoment der Kupplung zu berechnen, um eine minimales Überschreiten der Drehzahl des Verbrennungsmotors 520 zu erlauben, weil der Kraftstoff des Verbrennungsmotors auf Aus befohlen wird, was die Menge an Rauschen, das auf dem Antriebsstrangsystem erzeugt wird, verringert.
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Das System überwacht die Motordrehzahl 518 und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 520 weiter, und sobald die Drehzahl des Verbrennungsmotors 520 gleich der Drehzahl des Elektromotors 518 ist, kann das System die Kupplung 506 anweisen, sich an dem Verbrennungsmotor zu verriegeln. Das Kupplungsverriegelungsereignis 526 ist auf der Grafik veranschaulicht, nachdem die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich der Drehzahl des Elektromotors geworden ist. Während des Kupplungsverriegelungsereignisses 526, wird das Kupplungsdrehmoment 514 immer noch basierend auf Reibung/Widerstand des Verbrennungsmotors, Pumpverlust und/oder Zusatzdrehmoment berechnet, während der Kraftstoffbefehl 508 des Verbrennungsmotors Aus ist.
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Das System kann fordern, dass der Kraftstoffbefehl 508 des Verbrennungsmotors eingeschaltet wird, was es dem Verbrennungsmotor erlaubt, die Verbrennung zu beginnen, um Leistung zu dem Antriebsstrangsystem zu liefern. In der Verbrennungsphase 528 des Verbrennungsmotors aktiviert das System Kraftstoff und Funken zu dem Verbrennungsmotor, was es dem Drehmoment des Verbrennungsmotors erlaubt, hochgefahren zu werden, und dem Kupplungsdrehmoment 514, die Richtung zu wechseln, da der Verbrennungsmotor jetzt Leistung erzeugt. Wenn der Verbrennungsmotor beginnt, Leistung zu dem Antriebsstrangsystem zu liefern, sinkt das Drehmoment des Elektromotors. Die Kombination von Drehmoment des Elektromotors und Drehmoment des Verbrennungsmotors in dem Hybridantriebsstrangsystem kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment 522, das erforderlich ist und/oder von einem oder mehreren Fahrzeugsteuermodulen berechnet wird, liefern.
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Auch wenn oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, wird nicht bezweckt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Die in der Spezifikation verwendeten Wörter sind beschreibende Wörter und keine Einschränkung, und man muss verstehen, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können, ohne den Sinn und den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
