DE102015107508A1

DE102015107508A1 - Verfahren und Systeme zum Verbessern des Wirkungsgrads eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015107508A1
Application number: DE102015107508.3A
Authority: DE
Inventors: Mark Steven Yamazaki; Christopher Alan Lear
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2015-11-26
Also published as: CN105083262A; US20150336563A1; CN105083262B; US9802604B2

Abstract

Es sind Systeme und Verfahren zum Verbessern des Wirkungsgrads eines Hybridfahrzeugs dargestellt. In einem Beispiel stellt eine elektrische Maschine wenigstens einen Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments zum Antreiben eines Fahrzeugs bereit. Der Betrieb der elektrischen Maschine wird eingestellt, um Bedingungen zu vermeiden, in welchen der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als erwünscht ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein System und Verfahren zum Verbessern des Wirkungsgrads eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren können insbesondere für Hybridfahrzeuge nützlich sein, die einen Elektromotor oder Generator umfassen, der selektiv mit einem Motor gekoppelt werden kann.
Hintergrund und Zusammenfassung
Die Drehmomentanforderung eines Fahrers kann zwischen einem Motor und einer elektrischen Maschine aufgeteilt werden. Die Aufteilung des Drehmoments zwischen der elektrischen Maschine und dem Motor kann mit Betriebsbedingungen wie dem Ladezustand (state of charge, SOC) der Batterie, der Fahrerdrehmomentanforderung, der Menge an Kohlenwasserstofftreibstoff, die im Fahrzeug gespeichert ist, und anderen Bedingungen variieren. Zusätzlich dazu kann es erwünscht sein, einen Motor bei seinen treibstoffeffizientesten Betriebsbedingungen zu betreiben, um den Treibstoffverbrauch zu reduzieren. Ist aber das Fahreranforderungssdrehmoment zu erfüllen und der Motor wird nur bei seinen effizientesten Betriebsbedingungen betrieben, so kann der Betriebswirkungsgrad der elektrischen Maschine mehr als erwünscht reduziert werden.
Die Erfinder haben die oben erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems entwickelt, das wie folgt umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; und Einstellen einer elektrischen Maschine, um ein Wirkungsgrad-begrenztes Drehmoment bereitzustellen, wenn eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment in einer Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine liegt.
Durch Betreiben einer elektrischen Maschine, um Betriebsbedingungen zu vermeiden, in welchen der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine reduziert werden kann, kann das technische Resultat des Erhöhens des Betriebswirkungsgrads einer elektrischen Maschine erzielt werden. So kann z.B. ein Motorbetrieb in Verbindung mit der elektrischen Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs bei effizienten Betriebsbedingungen betrieben werden, um das Fahreranforderungsdrehmoment zu erfüllen und den Motorwirkungsgrad zu verbessern. Gleichzeitig kann die elektrische Maschine betrieben werden, um einen Totzonenbetriebsbereich zu vermeiden, in welchem der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als erwünscht sein kann. In einem Beispiel kann der Totzonenbetriebsbereich bei niedrigeren Geschwindigkeiten der elektrischen Maschine und höheren Lasten der elektrischen Maschine gegeben sein. In manchen Beispielen kann der Betrieb des Motors ferner eingestellt werden, um das Fahreranforderungsdrehmoment während Bedingungen zu erfüllen, in welchen der Betrieb der elektrischen Maschine eingestellt wird, um den Totzonenbetriebsbereich zu vermeiden.
Die vorliegende Beschreibung kann verschiedene Vorteile bereitstellen. So kann der Lösungsansatz z.B. den Wirkungsgrad des Antriebssystems verbessern. Ferner kann der Lösungsansatz elektrische Energie für den Betrieb einer elektrischen Maschine zum Antreiben eines Fahrzeugs konservieren. Zusätzlich dazu kann der Ansatz auf Hybridfahrzeuge angewendet werden, die mit Benzin, Diesel oder gasförmig betriebene Motoren umfassen.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, entweder allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, leicht verständlich.
Es ist zu verstehen, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, welche ferner in der detaillierten Beschreibung beschrieben sind. Sie soll keineswegs Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, dessen Umfang allein durch die Ansprüche definiert wird, die der detaillierten Beschreibung folgen.
Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die beliebige obige oder in einem anderen Teil dieser Offenbarung erwähnte Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, die hierin als detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, allein oder mit Verweis auf die Zeichnungen, besser verständlich, worin:
1 eine schematische Darstellung eines Motors ist;
2 ein Beispiel für eine Konfiguration eines Fahrzeugantriebssystems ist;
3 eine beispielhafte Weise zum Bestimmen des Motordrehmoments und des Drehmoments der elektrischen Maschine zeigt;
4 eine graphische Darstellung ist, die den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine gegenüber der Geschwindigkeit zeigt;
5 eine graphische Darstellung ist, die eine Weise zeigt, um das Fahreranforderungsdrehmoment zu erfüllen, während der Betrieb einer elektrischen Maschine in einem weniger effizienten Betriebsbereich vermieden wird; und
6 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Verbessern des Betriebswirkungsgrads des Antriebssystems ist.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf das Verbessern des Wirkungsgrads des Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs. Das Antriebssystem kann einen Motor umfassen, wie dies in 1 dargestellt ist. Der Motor kann mechanisch mit anderen Fahrzeugteilen gekoppelt sein, um ein Antriebssystem zu bilden, wie dies in 1 dargestellt ist. Ein Ausmaß eines Antriebssystemdrehmoments, das von einem DISG (in das Antriebssystem integrierter Anlasser/Generator) bereitgestellt wird, kann bestimmt werden, wie dies in 3 gezeigt ist. Der DISG kann betrieben werden, um einen gewählten Betriebsbereich zu vermeiden, in welchem sein Wirkungsgrad geringer als erwünscht ist. Eine beispielhafte Betriebssequenz, in welcher der DISG den Betrieb in einem weniger effizienten Betriebsbereich vermeidet, ist in 5 dargestellt. Der DISG und ein Motor können nach dem in 6 gezeigten Verfahren betrieben werden, um den Betriebswirkungsgrad des Antriebssystems zu verbessern.
Mit Verweis auf 1 wird ein Verbrennungsmotor 10, der eine Mehrzahl von Zylindern umfasst, wovon ein Zylinder in 1 gezeigt ist, von einer elektronischen Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 umfasst die Verbrennungskammer 30 und Zylinderwände 32, wobei ein Kolben 36 darin positioniert und mit der Kurbelwelle 40 verbunden ist. Das Schwungrad 97 und das Ringzahnrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der Anlasser 96 umfasst eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzelzahnrad 95. Die Ritzelwelle 98 kann selektiv das Ritzelzahnrad 95 vorschieben, damit es in das Ringzahnrad 99 eingreift. Der Anlasser 96 kann direkt auf der Vorderseite des Motors oder auf der Rückseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 selektiv Drehmoment zur Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette zuführen. In einem Beispiel ist der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht in die Motorkurbelwelle eingegriffen ist. Die Verbrennungskammer 30 steht mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 über das jeweilige Ansaugventil 52 und Abgasventil 54 in Kommunikation. Jedes Ansaug- und Abgasventil kann von einem Ansaugnocken 51 und einem Abgasnocken 53 betrieben werden. Die Position des Ansaugnockens 51 kann durch den Ansaugnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Abgasnockens 53 kann durch den Abgasnockensensor 57 bestimmt werden.
Der Treibstoffeinspritzer 66 ist so positioniert dargestellt, dass er direkt Treibstoff in den Zylinder 30 einspritzt, was Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ dazu kann Treibstoff auch über eine Ansaugöffnung eingespritzt werden, was Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Der Treibstoffeinspritzer 66 führt flüssigen Treibstoff in Proportion zur Pulsweite von der Steuerung 12 zu. Der Treibstoff wird zum Treibstoffeinspritzer 66 von einem Treibstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt, das einen Treibstofftank, eine Treibstoffpumpe und einen Treibstoffzuteiler (nicht dargestellt) umfasst. Zusätzlich dazu ist der Ansaugkrümmer 44 in Kommunikation mit einer optionalen elektronischen Drossel 62 dargestellt, die eine Position der Drosselplatte 64 einstellt, um den Luftstrom von der Luftansaugung 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdrucktreibstoffsystem verwendet werden, um höhere Treibstoffdrücke zu erzeugen. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselplatte 64 zwischen dem Ansaugventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, so dass die Drossel 62 eine Saugrohrdrossel ist.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Verbrennungskammer 30 über die Zündkerze 92 in Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken bereit. Der UEGO-Sensor (Universal Exhaust Gas Oxygen, UEGO) 126 ist mit dem Abgaskrümmer 48 stromaufwärts des katalytischen Wandlers 70 gekoppelt dargestellt. Alternativ dazu kann der UEGO-Sensor 126 durch einen Zwei-Zustands-Abgassauerstoffsensor ersetzt werden.
Der Wandler 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuerungsvorrichtungen, jede mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. Der Wandler 70 kann in einem Beispiel ein Katalysator vom Drei-Wege-Typ sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, der wie folgt umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 104, einen Nur-Lese-Speicher 106, einen Random Access Memory 108, einen Keep-Alive-Memory 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 ist dargestellt, dass sie verschiedene Signale von Sensoren empfängt, die mit dem Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den zuvor besprochenen Signalen, welche umfassen: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature, ECT) vom Temperatursensor 112, der mit der Kühlhülse gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 gekoppelt ist, um die vom Fuß 132 angelegte Kraft abzutasten; einen Positionssensor 154, der mit dem Bremspedal 150 gekoppelt ist, um die vom Fuß 152 angelegte Kraft abzufühlen; eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (engine manifold pressure, MAP) vom Drucksensor 122, der mit dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 abtastet; eine Messung der Luftmasse, die in den Motor gelangt, vom Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition vom Sensor 58. Auch der barometrische Druck kann abgefühlt werden (wobei der Sensor nicht dargestellt ist), um von der Steuerung 12 verarbeitet zu werden. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl an gleich beabstandeten Pulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, wovon die Motordrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Motor mit einem elektrischen Motor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein, wie dies in 2 dargestellt ist. Ferner können in einigen Beispielen andere Motorkonfigurationen verwendet werden, so z.B. ein Dieselmotor.
Im Betrieb wird jeder Zylinder im Motor 10 einem Vier-Hub-Zyklus unterzogen: der Zyklus umfasst den Ansaughub, den Kompressionshub, den Expansionshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Abgasventil 54 und das Ansaugventil 52 öffnet sich. Luft wird in die Verbrennungskammer 30 über den Ansaugkrümmer 44 eingeführt, und der Kolben 36 bewegt sich zur Unterseite des Zylinders, um somit das Volumen in der Verbrennungskammer 30 zu erhöhen. Die Position, bei welcher der Kolben 36 sich nahe an der Unterseite des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (z.B. wenn die Verbrennungskammer 30 ihr größtes Volumen aufweist) wird von Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik typischerweise als unterer Totpunkt (bottom dead center, BDC) bezeichnet. Während des Kompressionshubs werden das Ansaugventil 52 und das Abgasventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf hin, um die Luft in der Verbrennungskammer 30 zusammenzudrücken. Der Punkt, an welchem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs und am nächsten zum Zylinderkopf befindet (z.B. wenn die Verbrennungskammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist) wird von Fachpersonen auf dem Gebiet der Technik typischerweise als oberer Totpunkt (top dead center, TDC) bezeichnet. In einem Prozess, der hierin nachfolgend als Einspritzung bezeichnet wird, wird Treibstoff in die Verbrennungskammer eingeführt. In einem Prozess, der hierin nachfolgend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Treibstoff von einem bekannten Zündmittel wie einer Zündkerze 92 entzündet, was in Verbrennung resultiert. Während des Expansionshubs drücken sich ausdehnende Gase den Kolben 36 zurück zum BDC. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Rotationsdrehmoment der Rotationswelle um. Schließlich öffnet sich während des Auslasshubs das Abgasventil 54, um das verbrannte Luft-Treibstoff-Gemisch zum Abgaskrümmer 48 freizugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es ist anzumerken, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt ist, und dass die Öffnungs- und/oder Schließtaktungen des Ansaug- und des Abgasventils variieren können, um somit eine positive oder negative Ventilüberlappung bereitzustellen, einen späten Ansaugventilverschluss oder verschiedene andere Beispiele.
2 ist ein Blockdiagramm eines Antriebssystems 200 eines Fahrzeugs. Das Antriebssystem der 2 umfasst einen Motor 10, der in 1 dargestellt ist. Mechanische Vorrichtungen sind unter Verwendung von durchgängigen Linien gezeigt, während hydraulische Durchgänge 290 als gepunktete Linien mit Pfeilen gezeigt sind, die die Richtung des Stroms des Getriebefluids anzeigen.
Das Antriebssystem 200 kann vom Motor 10 betrieben werden. Der Motor 10 kann mit einem Motorstartsystem gestartet werden, das in 1 gezeigt ist, oder über einen DISG (in das Antriebssystem integrierten Anlasser / Generator) 240. Ferner kann das Drehmoment des Motors 10 über die Drehmomentbetätigungsvorrichtung 204 eingestellt werden, so z.B. den Treibstoffeinspritzer, die Drossel etc.
Ein Motorausgabedrehmoment kann zu einer Eingangsseite der Antriebssystemtrennkupplung 236 übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die nachgeschaltete Seite der Trennkupplung 236 ist mechanisch mit der Eingangswelle 237 des DISG gekoppelt dargestellt.
Der DISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebssystem 200 Drehmoment bereitzustellen oder um das Antriebssystemdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 275 gespeichert werden soll. Der DISG 240 weist eine höhere Ausgabedrehmomentkapazität als der in 1 gezeigte Anlasser 96 auf. Ferner treibt der DISG 240 direkt das Antriebssystem 200 an, oder er wird direkt vom Antriebssystem 200 angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den DISG 240 mit dem Antriebssystem 200 zu koppeln. Vielmehr rotiert der DISG 240 mit derselben Geschwindigkeit wie das Antriebssystem 200. Die elektrische Energiespeichervorrichtung 275 kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die nachgeschaltete Seite des DISG 240 ist mechanisch mit dem Antriebsrad 285 des Drehmomentwandlers 206 und der mechanischen Übertragungspumpe 214 über die Welle 241 gekoppelt. Die vorgeschaltete Seite des DISG 240 ist mechanisch mit der Trennkupplung 236 gekoppelt.
Der Drehmomentwandler 206 umfasst eine Turbine 286, um das Drehmoment zur Eingangswelle 270 auszugeben. Die Eingangswelle 270 koppelt mechanisch den Drehmomentwandler 206 mit dem automatischen Getriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 umfasst auch eine Drehmomentwandler-Bypass-Lock-Up-Kupplung 212 (torque converter clutch, TCC). Das Drehmoment wird direkt vom Antriebsrad 285 zur Turbine 286 übertragen, wenn die TCC gesperrt ist. Die TCC wird von der Steuerung 12 elektrisch betrieben. Alternativ dazu kann die TCC hydraulisch gesperrt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler auch als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Ist die Lock-Up-Kupplung 212 des Drehmomentwandlers vollständig aus dem Eingriff gelöst, so überträgt der Drehmomentwandler 206 das Motordrehmoment zum automatischen Getriebe 208 über die Fluidübertragung zwischen der Turbine 286 des Drehmomentwandlers und dem Antriebsrad 285 des Drehmomentwandlers, wodurch eine Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Lock-Up-Kupplung 212 des Drehmomentwandlers vollständig im Eingriff ist, das Ausgabedrehmoment des Motors direkt über die Drehmomentwandlerkupplung zu einer Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 208 übertragen. Alternativ dazu kann die Lock-Up-Kupplung 212 des Drehmomentwandlers teilweise im Eingriff sein, wodurch ermöglicht wird, dass der Anteil des Drehmoments, der direkt zum Getriebe weitergeleitet wird, eingestellt werden kann. Die Steuerung 12 kann ausgelegt sein, die Menge an Drehmoment, die vom Drehmomentwandler 212 übertragen wird, einzustellen, indem die Lock-Up-Kupplung des Drehmomentwandlers in Reaktion auf verschiedene Betriebsbedingungen oder auf der Grundlage einer fahrerbasierten Motorbetriebsanfrage eingestellt wird.
Das automatische Getriebe 208 umfasst Zahnradkupplungen (z.B. die Kupplungen 1–6) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. In die Zahnradkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 kann selektiv eingegriffen werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Die Drehmomentausgabe von dem automatischen Getriebe 208 kann wiederum zu den Rädern 216 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das automatische Getriebe 208 ein Eingangsfahrdrehmoment an der Eingangswelle 270 in Reaktion auf eine Fahrbedingung des Fahrzeugs übertragen, bevor sie ein Ausgabefahrdrehmoment an die Räder 216 überträgt.
Ferner kann eine Reibungskraft an die Räder 216 angelegt werden, indem in die Radbremsen 218 eingegriffen wird. In einem Beispiel kann in die Radbremsen 218 in Reaktion darauf eingegriffen werden, dass ein Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht dargestellt) drückt. In anderen Beispielen können die Steuerung 12 oder eine mit der Steuerung 12 verbundene Steuerung Eingriff an die Radbremsen anlegen. Auf dieselbe Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 in Reaktion darauf aus dem Eingriff gebracht werden, dass der Fahrer seinen Fuß von einem Bremspedal nimmt. Ferner können die Fahrzeugbremsen eine Reibungskraft an die Räder 216 über die Steuerung 12 als Teil eines automatisierten Motorstoppverfahrens anlegen.
Eine mechanische Ölpumpe 214 kann mit dem automatischen Getriebe 208 über den Durchgang 291 in Fluidverbindung stehen, um hydraulischen Druck bereitzustellen, um in die verschiedenen Kupplungen wie die Vorwärtskupplung 210, die Zahnradkupplungen 211 und/oder die Lock-Up-Kupplung 212 des Drehmomentwandlers einzugreifen. Die mechanische Ölpumpe 214 steht ebenfalls mit dem DISG 240 in Fluidkommunikation, um den DISG-Anker und/oder die Statorwicklungen 239 zu kühlen. Die mechanische Ölpumpe 214 kann gemäß dem Drehmomentwandler 206 betrieben werden, und sie kann z.B. durch die Rotation des Motors oder des DISG über die Eingangswelle 241 angetrieben werden. Somit kann der hydraulische Druck, der in der mechanischen Ölpumpe 214 erzeugt wird, mit steigender Motordrehzahl und/oder Geschwindigkeit des DISG ansteigen, und er kann mit abnehmender Motordrehzahl und/oder Geschwindigkeit des DISG abnehmen. Die mechanische Ölpumpe 214 zieht Öl aus der Ölwanne 279. Das Öl wird über den Wärmetauscher 280 gekühlt, bevor es in die Ölwanne 279 gelangt. In einigen Beispielen kann aber der Wärmetauscher 280 zwischen der mechanischen Pumpe 214 und der Ölwanne 279 positioniert sein. Wie dargestellt ist, versorgt die mechanische Pumpe das automatische Getriebe 208 mit Öl oder Getriebefluid, und das Öl fließt daraufhin, um den DISG 240 zu kühlen, bevor es wieder in die Ölwanne 279 durch den Wärmetauscher 280 rückgeführt wird.
Das Antriebssystem 200 umfasst eine elektrische Pumpe 278, um Öl oder Getriebefluid zum automatischen Getriebe 208 und zum DISG 240 zuzuführen, wenn die Welle 241 nicht rotiert. Die Ölausgabe von der elektrischen Pumpe 278 kann durch das Drei-Wege-Ventil 277 und das Rückschlagventil 276 fließen, um den Durchgang 291 zu erreichen, bevor sie zum Getriebe 208 und zum DISG 240 fortsetzt. Das Rückschlagventil 276 begrenzt den Ölfluss von der mechanischen Pumpe 214 zur elektrischen Pumpe 277, und das Rückschlagventil 273 begrenzt den Ölfluss von der elektrischen Pumpe 277 zur mechanischen Pumpe 214. Die elektrische Pumpe 277 zieht Öl oder Getriebefluid aus der Ölwanne 279.
Alternativ dazu kann die elektrische Pumpe 278 direkt Öl oder Getriebefluid zum DISG 240 mittels des Ventils 277 zuführen. Das Rückschlagventil 281 begrenzt den Ölfluss von der elektrischen Pumpe 278 zum Getriebe 208, wenn die elektrische Pumpe 278 den DISG 240 direkt mit Öl versorgt. Die elektrische Pumpe 278 kann aktiviert werden, wenn der Motor 10 und/oder der DISG 240 rotieren oder nicht rotieren. In einem Beispiel führt die elektrische Pumpe 278 Öl zu den Kupplungen 211 zu, wodurch die Betriebszustände der Kupplungen 211 gehalten werden, um die Bewegung des Fahrzeugs zu begrenzen, wenn das Fahrzeug 225 angehalten wird.
Die Steuerung 12 kann ausgelegt sein, Eingaben vom Motor 10 zu empfangen, wie dies im Detail in 1 gezeigt ist, und demgemäß eine Drehmomentausgabe des Motors und/oder die Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, der Kupplungen und/oder der Bremsen steuern. Beispielsweise kann eine Drehmomentausgabe des Motors gesteuert werden, indem eine Kombination aus Zündfunkentaktung, Treibstoffpulsweitentaktung und/oder Luftladung eingestellt wird, indem die Drosselöffnung und/oder die Ventiltaktung, die Ventilanhebung und/oder die Verstärkung für Turbo- oder Superladermotoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Drehmomentausgabe des Motors steuern, indem sie eine Kombination aus Treibstoffpulsweite, Treibstoffpulstaktung und Luftladung steuert. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf einer Zylinder-nach-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Drehmomentausgabe des Motors zu steuern. Die Steuerung 12 kann auch die Drehmomentausgabe und die Produktion von elektrischer Energie vom DISG steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und vom Feld und/oder den Ankerwicklungen des DISG fließt, wie dies in der Technik bekannt ist.
Wenn Leerlauf-Stopp-Bedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung 12 das Abschalten des Motors initiieren, indem sie den Treibstoff und den Zündfunken zum Motor abschaltet. Der Motor kann aber immer noch in weiteren Beispielen weiterrotieren. Ferner kann, um ein Ausmaß an Torsion in dem Getriebe zu halten, die Steuerung 12 die rotierenden Elemente des Getriebes 208 zu einem Gehäuse 259 des Getriebes und damit zum Fahrzeugrahmen erden. Sind die Bedingungen für einen Neustart des Motors erfüllt und/oder wenn eine Bedienperson des Fahrzeugs das Fahrzeug in Gang bringen will, kann die Steuerung 12 den Motor 10 reaktivieren, indem sie den Motor 10 hochfährt und die Zylinderverbrennung wieder aufnimmt.
Somit stellt das System der 1 und 2 ein Antriebssystem bereit, das umfasst: einen Motor; eine elektrische Maschine; eine Antriebssystemtrennkupplung, die selektiv den Motor und die elektrische Maschine koppelt; und eine Steuerung, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Instruktionen umfasst, um die elektrische Maschine nicht in einer Totzone auf der Grundlage der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine und des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine zu betreiben. Das System umfasst ferner zusätzliche Instruktionen, um das Drehmoment der elektrischen Maschine einzustellen, um eine Drehmomentdifferenz zwischen einem Fahreranforderungsdrehmoment und einem Motordrehmoment bereitzustellen. Das System umfasst ferner zusätzliche Instruktionen, um das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine durch die Totzone in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von einem positiven Wert zu einem negativen Wert überzuleiten.
In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Instruktionen, um das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine durch die Totzone in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von einem negativen Wert zu einem positiven Wert überzuleiten, und wobei die Totzone eine Wirkungsgradtotzone ist. Das System umfasst, dass die Antriebssystemkupplung geschlossen ist. Das System umfasst ferner zusätzliche Instruktionen, um einen Anteil des Fahreranforderungsdrehmoments über die elektrische Maschine bereitzustellen.
Mit Verweis nun auf 3 ist ein Blockdiagramm zum Bestimmen des Motordrehmoments und des Drehmoments der elektrischen Maschine auf der Grundlage des Fahreranforderungsdrehmoments gezeigt. Das in 3 veranschaulichte Verfahren kann im Verfahren der 6 zur Anwendung gebracht werden.
Der Block 302 stellt eine Funktion oder Tabelle dar, die ein empirisch bestimmtes Motordrehmoment in Reaktion auf eine Eingabe der Motordrehzahl oder der Winkelgeschwindigkeit ω ausgibt. Die Drehmomentausgabe des Motors aus der Tabelle oder der Funktion ist das Motordrehmoment bei den effizientesten abgebildeten Betriebsbedingungen für die vorliegende Motordrehzahl. In einem Beispiel basiert die Drehmomentausgabe auf den Betriebsbedingungen bei der vorliegenden Motordrehzahl, in welchen der Motor am effizientesten arbeitet, und der Motorwirkungsgrad basiert auf der Motorausgabearbeit geteilt durch die Menge an verbrauchtem Treibstoff.
Das bei 302 bestimmte Motordrehmoment gelangt in den Summierungsblock 304, wo das Motordrehmoment vom Fahreranforderungsdrehmoment Tdriver (torque driver) subtrahiert wird. Das Resultat ist das erwünschte Drehmoment Tdes (torque desired) der elektrischen Maschine. Das erwünschte Drehmoment der elektrischen Maschine wird dem Antriebssystem bereitgestellt, sei die Differenz zwischen Fahreranforderungsdrehmoment und Motordrehmoment nun negativ oder positiv. Weist aber die elektrische Maschine nicht die Kapazität auf, um das Fahreranforderungsdrehmoment zu erfüllen oder ist sie nicht in der Lage, das bestimmte Drehmoment der elektrischen Maschine bereitzustellen, so kann das Motordrehmoment eingestellt werden, um das Fahreranforderungsdrehmoment bereitzustellen.
Mit Verweis nun auf 4 ist eine graphische Darstellung des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine gegenüber der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine gezeigt. Die graphische Darstellung zeigt die Grundlage für die Wirkungsgradtotzone zur Verbesserung des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine.
Die X-Achse stellt die Geschwindigkeit der elektrischen Maschine dar, und die Y-Achse stellt den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine oder des DISG dar. Es ist eine Schar von Kurven dargestellt, und jede Kurve stellt ein verschiedenes Drehmoment der elektrischen Maschine dar. Die Kurve 402 ist eine Kurve, die ein größeres Drehmoment als das Drehmoment der Kurve 410 darstellt, und die Drehmomentwerte der jeweiligen Kurven steigen von der Kurve 402 zur Kurve 410 an. In diesem Beispiel entspricht jede der Kurven, die ein Drehmoment darstellt, einem negativen Drehmoment, wobei die elektrische Maschine die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umwandelt. Bedingungen, in welchen das Drehmoment der elektrischen Maschine positiv ist, können durch ähnliche Kurven beschrieben werden.
In diesem Beispiel kann eine Wirkungsgradtotzone als die Region links der vertikalen Grenzlinie 420 gewählt werden. Die vertikale Grenzlinie 420 ist eine Grenze auf der Grundlage der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine. Ferner kann in manchen Beispielen die Wirkungsgradtotzone eine horizontale Grenzlinie 422 umfassen. Die horizontale Grenzlinie 422 basiert auf dem Wirkungsgrad der elektrischen Maschine, oder alternativ kann sie auf den Drehmomentwerten der dargestellten Kurven basieren. So kann z.B. eine Kurve des Drehmoments der elektrischen Maschine wie die Kurve 408 die horizontale Wirkungsgradtotzonengrenze beschreiben. Die Drehmomentkurven unterhalb der Kurve 408 und links der Grenzlinie 420 liegen innerhalb der Wirkungsgradtotzonengrenze, und die Kurven, die die Kurve 408 umfassen und darüber liegen, liegen außerhalb der Wirkungsgradtotzonengrenze. Indem ein Betrieb der elektrischen Maschine in der Wirkungsgradtotzone vermieden wird, kann der Betriebswirkungsgrad des Hybridfahrzeugs verbessert werden.
Mit Verweis nun auf 5 ist eine simulierte graphische Darstellung einer Weise gezeigt, wie das Fahreranforderungsdrehmoment erfüllt und der Betrieb einer elektrischen Maschine in einem weniger effizienten Betriebsbereich verhindert wird. Die graphische Darstellung stellt eine Sequenz dar, die vom Verfahren der 6 bereitgestellt werden kann.
Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit steigt von der linken Seite der 6 zur rechten Seiten der 6 an. Die Y-Achse stellt das Drehmoment dar, und das Drehmoment nimmt in die Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Das horizontale Doppel-SS stellt eine Unterbrechung der Y-Achse dar, um anzuzeigen, dass das Fahreranforderungsdrehmoment und das Motordrehmoment größer als das Drehmoment der elektrischen Maschine oder des DISG sein können.
Die Kurve 502 in strichpunktierter Linie stellt ein Motordrehmoment auf der Grundlage einer Motordrehzahl gemäß dem in 3 beschriebenen Verfahren dar. Die Kurve 504 in durchgängiger Linie stellt ein Fahreranforderungsdrehmoment dar, wie es von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Position des Gaspedals bestimmt ist. Die Kurve 510 in durchgängiger Linie stellt eine Kurve der elektrischen Maschine oder des DISG auf der Grundlage des Fahreranforderungsdrehmoments und des Motordrehmoments dar. Die Region zwischen der vertikalen Markierung 530 und der vertikalen Markierung 532 stellt eine Region dar, in welcher das Drehmoment der elektrischen Maschine von einem negativen Drehmoment zu einem positiven Drehmoment auf der Grundlage einer Differenz zwischen Motordrehmoment 502 und Fahreranforderungsdrehmoment 504 übergeht. Die Region 512 stellt einen DISG-Null-Drehmomentübergang von einem negativen Drehmoment zu einem positiven Drehmoment dar. Die Kurve 520 in Strich-Punkt-Punkt-Form stellt das beste Drehmoment für den geringsten bremsspezifischen Treibstoffverbrauch (brake specific fuel consumption, BSFC) dar. Die horizontale Linie 506 stellt eine Wirkungsgradtotzonengrenze für das positive Drehmoment der elektrischen Maschine dar (z.B. die positive Wirkungsgraddrehmomentgrenze), und die horizontale Linie 508 stellt eine Wirkungsgradtotzonengrenze für das negative Drehmoment der elektrischen Maschine dar (z.B. die negative Wirkungsgradtotzonengrenze). Somit erstreckt sich die Totzone vom Drehmoment der elektrischen Maschine bei 508 bis zum Drehmoment der elektrischen Maschine bei 506.
Zum Zeitpunkt nahe der Y-Achse ist das Fahreranforderungsdrehmoment 504 geringer als das Motordrehmoment 502. Somit liegt das DISG-Drehmoment 510 unterhalb der X-Achse und ist negativ. Der DISG wandelt das Motordrehmoment in elektrische Energie um und führt die elektrische Energie zu einer elektrischen Energiespeichervorrichtung zu. Mit zunehmender Zeit nähert sich das Fahreranforderungsdrehmoment 504 dem Motordrehmoment 502 an, und das DISG-Drehmoment trifft auf die Wirkungsgradtotzonengrenze 508. Das DISG-Drehmoment wird auf der Wirkungsgradtotzonengrenze 508 des Drehmoments gehalten, bis das Fahreranforderungsdrehmoment 504 bei 535 das Motordrehmoment überschreitet und größer als diese ist (z.B. wenn das Fahreranforderungsdrehmoment das Motordrehmoment schneidet). Das DISG-Drehmoment geht von der Wirkungsgradtotzonengrenze 508 zur Wirkungsgradtotzonengrenze 506 in der Region 512 des Nullübergangs über. Das DISG-Drehmoment wird beim Drehmoment der Wirkungsgradtotzonengrenze 506 gehalten, bis das Fahreranforderungsdrehmoment 504 um das Motordrehmoment an der Wirkungsgradtotzonengrenze 506 größer als das Motordrehmoment ist. Das DISG-Drehmoment steigt zur rechten der vertikalen Markierung 532 hin an, wenn das Fahreranforderungsdrehmoment weiter ansteigt. Somit verhindert das Verfahren der 6 den Betrieb des DISG, oder es arbeitet nicht im Wirkungsgradbereich zwischen 508 und 506, mit der Ausnahme, ein negatives Antriebssystemdrehmoment zum Erzeugen eines positiven Antriebssystemdrehmoments zu erzeugen. Auf diese Weise kann das Verfahren 600 den Betrieb in Bereichen begrenzen, in welchen der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als erwünscht ist.
Mit Verweis nun auf 6 ist ein Verfahren 600 zum Verbessern des Antriebssystemwirkungsgrads eines Hybrids gezeigt. Das Verfahren der 6 kann in das System der 1 und 2 als in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Instruktionen aufgenommen werden. Ferner kann das Verfahren der 6 die Betriebssequenz der 5 bereitstellen. Die Antriebssystemtrennkupplung kann während der Ausführung des Verfahrens 600 geschlossen sein.
Bei 602 bestimmte das Verfahren 600 das Fahreranforderungsdrehmoment. In einem Beispiel basiert das Fahreranforderungsdrehmoment auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Position des Gaspedals. Insbesondere sind die Position des Gaspedals und die Fahrzeuggeschwindigkeit Eingaben in eine Funktion, die ein Fahreranforderungsdrehmoment ausgibt. Das Verfahren 600 setzt mit 604 fort, nachdem das Fahreranforderungsdrehmoment bestimmt ist.
Bei 604 befiehlt das Verfahren 600 das Motordrehmoment zu einem Motordrehmoment, bei welchem der Motor bei seinem höchsten abgebildeten Wirkungsgrad bei der vorliegenden Motordrehzahl arbeitet (z.B. siehe die Beschreibung der 3). In einem Beispiel wird das Motordrehmoment, das dem höchsten abgebildeten Motorwirkungsgrad entspricht, in einer Look-Up-Tabelle gespeichert, die durch die Motordrehzahl indiziert ist. Die Look-Up-Tabelle gibt ein Motordrehmoment aus, und der Motor wird über das Einstellen der Drosselposition und der Nockentaktung zum Drehmoment befohlen. Das Verfahren 600 setzt mit 606 fort, nachdem das Motordrehmoment eingestellt ist.
Bei 606 bestimmt das Verfahren das erwünschte Drehmoment der elektrischen Maschine oder des DISG. In einem Beispiel ist das erwünschte DISG-Drehmoment das Fahreranforderungsdrehmoment minus dem bei 604 bestimmten Motordrehmoment. Das Verfahren 600 setzt mit 608 fort, nachdem das erwünschte DISG-Drehmoment bestimmt ist.
Bei 608 beurteilt das Verfahren 600, ob das erwünschte DISG-Drehmoment innerhalb der DISG-Wirkungsgradtotzone liegt. Die DISG-Wirkungsgradtotzone kann durch die DISG-Geschwindigkeit und das DISG-Drehmoment definiert werden, wie dies in der Beschreibung der 4 und 5 erläutert ist. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, ob das erwünschte DISG-Drehmoment innerhalb der Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine bei der vorliegenden DISG-Geschwindigkeit liegt, ist die Antwort ja und das Verfahren 600 setzt mit 610 fort. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 600 setzt mit 620 fort.
Bei 610 hält das Verfahren 600 das DISG-Drehmoment beim positiven oder negativen Drehmoment der DISG-Wirkungsgradtotzone (z.B. 506 oder 508 der 5), abhängig davon, ob das erwünschte DISG-Drehmoment positiv oder negativ ist. Ist das erwünschte DISG-Drehmoment positiv, wird das DISG-Drehmoment beim Drehmoment der positiven DISG-Wirkungsgradtotzonengrenze gehalten (z.B. 506 der 5). Ist das erwünschte DISG-Drehmoment negativ, so wird das DISG-Drehmoment beim Drehmoment der negativen DISG-Wirkungsgradtotzonengrenze (z.B. 508 der 5) gehalten. Mit der Ausnahme, wenn das erwünschte DISG-Drehmoment durch Null übergeht und ansteigt, dann wird das DISG-Drehmoment beim Drehmoment der positiven DISG-Wirkungsgradtotzonengrenze gehalten. Ebenso, wenn das erwünschte DISG-Drehmoment durch Null geht und abnimmt, wird das DISG-Drehmoment beim Drehmoment der negativen DISG-Wirkungsgradtotzonengrenze gehalten. Das DISG-Drehmoment wird zur passenden Totzonengrenze befohlen, oder es geht von einer ersten Totzonengrenze (z.B. positiv) zu einer zweiten Totzonengrenze (z.B. negativ) über, oder umgekehrt, wenn der DISG von einem positiven zu einem negativen Drehmoment übergeht, oder umgekehrt. Das Verfahren 600 setzt mit dem Ende fort, nachdem das DISG-Drehmoment ausgegeben ist.
Bei 620 befiehlt das Verfahren 600 dem DISG, das erwünschte DISG-Drehmoment bereitzustellen. Das DISG-Drehmoment kann positiv erhöht werden, indem der Stromfluss zum DISG erhöht wird. Das DISG-Drehmoment kann negativ erhöht werden, indem der zum DISG geführte Feldstrom erhöht wird, oder auf andere Weise, wodurch das vom DISG erzeugte negative Drehmoment erhöht wird. Das Verfahren 600 setzt mit dem Ende fort, nachdem das DISG-Drehmoment befohlen wurde.
Somit stellt das Verfahren der 6 das Betreiben eines Antriebssystems bereit, das umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; und Einstellen einer elektrischen Maschine, um ein Wirkungsgrad-begrenztes Drehmoment bereitzustellen, wenn eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment in einer Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine liegt. Das Verfahren umfasst, dass das Drehmoment ein Motordrehmoment ist, bei welchem der Motor über einem vorbestimmten Wirkungsgrad arbeitet. Das Verfahren umfasst, dass die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine in einem Betriebsbereich der elektrischen Maschine liegt, in welchem der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als ein Schwellenwirkungsgrad ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine sich von einem positiven Drehmoment der elektrischen Maschine zu einem negativen Drehmoment der elektrischen Maschine erstreckt. Das Verfahren umfasst, dass das Drehmoment in Reaktion auf die Motordrehzahl und das Fahreranforderungsdrehmoment bestimmt wird. Das Verfahren umfasst auch, dass der Motor über das Einstellen einer Position einer Drossel eingestellt wird. Das Verfahren umfasst, dass die elektrische Maschine ein Drehmoment der elektrischen Maschine bereitstellt, das größer als die Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment während einer Zeitspanne ist, in welcher die Drehmomentdifferenz geringer als ein Bereich der Drehmomenttotzone ist.
Zusätzlich dazu stellt das Verfahren der 6 den Betrieb eines Antriebssystems bereit, das umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; Einstellen einer elektrischen Maschine, um eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment bereitzustellen, wenn die elektrische Maschine nicht in einer Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine arbeitet; und Ausführen eines Übergangs von einer ersten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine zu einer zweiten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von negativ zu positiv.
Das Verfahren umfasst ferner das Ausführen eines Übergangs von der zweiten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine in Reaktion das Schalten der Drehmomentdifferenz von negativ zu positiv. Das Verfahren umfasst, dass die erste Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine auf einem Wirkungsgrad der elektrischen Maschine basiert. Das Verfahren umfasst, dass die zweite Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine auf einem Wirkungsgrad der elektrischen Maschine basiert. Das Verfahren umfasst, dass die Drehmomentdifferenz von negativ zu positiv bei einem Null-Drehmomentübergang schaltet. Das Verfahren umfasst, dass die erste Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine und die zweite Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine das Ausmaß einer Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine definieren. Das Verfahren umfasst, dass die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine auf der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine basiert.
Wie Personen mit allgemeinen Kenntnissen der Technik erkennen werden, kann das in 6 beschriebene Verfahren eine oder mehrere einer Reihe von Verarbeitungsstrategien wie ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen darstellen. Als solche können die verschiedenen veranschaulichten Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Sequenz oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen ausgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Ziele, Merkmale und Vorteile, die hierin beschrieben sind, zu erzielen, aber sie ist zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Obwohl nicht explizit veranschaulicht, werden Personen mit allgemeinen Kenntnissen der Technik erkennen, dass ein oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie durchgeführt werden können. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen, Erfindung und/oder Funktionen graphisch einen Code darstellen, der in den nicht-flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem programmiert werden kann.
Dies bildet den Abschluss der Beschreibung. Fachleute auf dem Gebiet der Technik werden beim Lesen viele Änderungen und Modifikationen erkennen, ohne vom Wesen und vom Umfang der Beschreibung abzuweichen. So können z.B. I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren in Konfigurationen mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Treibstoffen die vorliegende Beschreibung zu ihrem Vorteil verwenden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, das umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; und Einstellen einer elektrischen Maschine, um ein Wirkungsgrad-begrenztes Drehmoment bereitzustellen, wenn eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment eine Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine ist.
B. Verfahren nach A, wobei das Drehmoment ein Motordrehmoment ist, wobei der Motor über einem vorbestimmten Wirkungsgrad arbeitet.
C. Verfahren nach A, wobei die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine in einem Betriebsbereich der elektrischen Maschine liegt, wobei der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als ein Schwellenwirkungsgrad ist.
D. Verfahren nach A, wobei die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine sich von einem positiven Drehmoment der elektrischen Maschine zu einem negativen Drehmoment der elektrischen Maschine erstreckt.
E. Verfahren nach A, wobei das Drehmoment in Reaktion auf die Motordrehzahl und das Fahreranforderungsdrehmoment bestimmt ist.
F. Verfahren nach A, wobei der Motor über das Einstellen einer Position einer Drossel eingestellt wird.
G. Verfahren nach A, wobei die elektrische Maschine ein Drehmoment der elektrischen Maschine bereitstellt, das größer als die Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment während einer Zeitspanne ist, in welcher die Drehmomentdifferenz geringer als ein Bereich der Drehmomenttotzone ist.
H. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, das umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; Einstellen einer elektrischen Maschine, um eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment bereitzustellen, wenn die elektrische Maschine nicht in einer Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine arbeitet; und Ausführen eines Übergangs von einer ersten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine zu einer zweiten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von negativ zu positiv.
I. Verfahren nach H, das ferner das Ausführen eines Übergangs von der zweiten Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von negativ zu positiv umfasst.
J. Verfahren nach I, wobei die erste Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine auf einem Wirkungsgrad der elektrischen Maschine basiert.
K. Verfahren nach I, wobei die zweite Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine auf einem Wirkungsgrad der elektrischen Maschine basiert.
L. Verfahren nach H, wobei die Drehmomentdifferenz bei einem Null-Drehmomentübergang von negativ zu positiv schaltet.
M. Verfahren nach H, wobei die erste Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine und die zweite Wirkungsgradtotzonengrenze der elektrischen Maschine die Ausdehnung einer Wirkungsgradtotzone einer elektrischen Maschine definieren.
N. Verfahren nach M, wobei die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine auf der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine basiert.
O. Antriebssystem, das umfasst: einen Motor eine elektrische Maschine eine Antriebssystemtrennkupplung, die selektiv den Motor und die elektrische Maschine koppelt; und eine Steuerung, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Instruktionen umfasst, um die elektrische Maschine nicht in einer Totzone auf der Grundlage der Geschwindigkeit der elektrischen Maschine und des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine zu betreiben.
P. System nach O, das ferner zusätzliche Instruktionen zum Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine umfasst, um eine Drehmomentdifferenz zwischen einem Fahreranforderungsdrehmoment und einem Motordrehmoment bereitzustellen.
Q. System nach P, das ferner zusätzliche Instruktionen zum Ausführen eines Übergangs des Ausgabedrehmoments der elektrischen Maschine durch die Totzone in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von einem positiven Wert zu einem negativen Wert umfasst.
R. System nach Q, das ferner zusätzliche Instruktionen zum Ausführen eines Übergangs des Ausgabedrehmoments der elektrischen Maschine durch die Totzone in Reaktion auf das Schalten der Drehmomentdifferenz von einem negativen Wert zu einem positiven Wert umfasst, und wobei die Totzone eine Wirkungsgradtotzone ist.
S. System nach O, wobei die Antriebssystemtrennkupplung geschlossen ist.
T. System nach O, das ferner zusätzliche Instruktionen umfasst, um einen Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments über die elektrische Maschine bereitzustellen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, das umfasst: Einstellen eines Motors, um ein Drehmoment bereitzustellen, wobei das Drehmoment ein Anteil eines Fahreranforderungsdrehmoments ist; und Einstellen einer elektrischen Maschine, um ein Wirkungsgrad-begrenztes Drehmoment bereitzustellen, wenn eine Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment eine Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment ein Motordrehmoment ist, wobei der Motor über einem vorbestimmten Wirkungsgrad arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine in einem Betriebsbereich der elektrischen Maschine liegt, wobei der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine geringer als ein Schwellenwirkungsgrad ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wirkungsgradtotzone der elektrischen Maschine sich von einem positiven Drehmoment der elektrischen Maschine zu einem negativen Drehmoment der elektrischen Maschine erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment in Reaktion auf die Motordrehzahl und das Fahreranforderungsdrehmoment bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor über das Einstellen einer Position einer Drossel eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine ein Drehmoment der elektrischen Maschine bereitstellt, das größer als die Drehmomentdifferenz zwischen dem Fahreranforderungsdrehmoment und dem Drehmoment während einer Zeitspanne ist, in welcher die Drehmomentdifferenz geringer als ein Bereich der Drehmomenttotzone ist.