DE102015108669A1

DE102015108669A1 - Verfahren und systeme zum verbessern des gangschaltens von hybridfahrzeugen

Info

Publication number: DE102015108669A1
Application number: DE102015108669.7A
Authority: DE
Inventors: Bernard D. Nefcy; Marvin Paul Kraska; Daniel Scott Colvin; Matthew John Shelton
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105216786A; CN105216786B; US20150360674A1; US9707953B2

Abstract

Systeme und Verfahren zur Optimierung des Getriebeschaltens eines Hybridfahrzeugs werden präsentiert. In einem Beispiel wird ein Ausgangsdrehmoment einer elektrischen Maschine in Reaktion auf ein Herunterschalten eines Getriebes mit fester Übersetzung während des Rekuperationsbremsens eingestellt. Das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine kann in Reaktion auf eine Phase der Getriebeschaltung eingestellt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft ein System und Verfahren zum Verbessern des Getriebegangschaltens unter den Bedingungen des Rekuperationsbremsens. Die Verfahren können besonders nützlich für Hybridfahrzeuge sein, die eine Antriebsstrangtrennkupplung beinhalten, die zwischen einer Kraftmaschine und einer elektrischen Maschine positioniert ist.
Hintergrund und Kurzdarstellung
Wenn die Drehmomentanforderung des Fahrers gering ist, kann das Fahrzeug die eigene kinetische Energie zurückgewinnen und speichern. Konkret kann die kinetische Energie eines Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden, die in einer Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie gespeichert wird. Die gespeicherte elektrische Energie kann später zum Beschleunigen des Fahrzeugs eingesetzt werden, sodass das Fahrzeug weniger auf Kohlenwasserstoff basierenden Kraftstoff verbraucht. Die elektrische Maschine kann auch das Fahrzeugbremsen bereitstellen, wenn durch Produzieren und Anwenden eines negativen Drehmoments auf den Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs dessen kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Bei Serienhybridfahrzeugen, die eine Antriebsstrangtrennkupplung beinhalten, kann sich während des Schaltens des Getriebes im Rekuperationsbremsmodus des Fahrzeugs die Trägheit des Antriebsstrangs durch die Trennkupplung und die elektrische Maschine möglicherweise erhöhen, sodass der Fahrer möglicherweise eine Drehmomentstörung des Antriebsstrangs wahrnimmt.
Die Erfinder haben hier die oben erwähnten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs entwickelt, das Folgendes umfasst: Einstellen des Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine während einer Drehmomentübergangsphase beim Schalten eines Getriebes von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs bereitstellt.
Durch Reduzieren eines Betrags von negativem Drehmoment, das während des Rekuperationsbremsens über eine elektrische Maschine auf einen Antriebsstrang ausgeübt wurde, sowie Herunterschalten von einem höheren Gang und einen niedrigeren Gang kann das technische Ergebnis eines Reduzierens von Drehmomentstörungen am Antriebsstrang bereitgestellt werden. Das Reduzieren der negativen Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine kann das Getriebeausgangsdrehmoment allmählich auf ein niedrigeres Niveau übergehen und wird nicht mehr abrupt verringert, wenn ein gleichzeitiges Betätigen und Freigeben der Getriebekupplungen erfolgt. Beispielsweise kann während einer Drehmomentübergangsphase während des Herunterschaltens das negative Drehmoment der elektrischen Maschine reduziert werden. Darüber hinaus kann das negative Drehmoment der elektrischen Maschine in einigen Beispielen während einer Trägheitsphase beim Herunterschalten weiter reduziert werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere können durch den mit ihr verfolgten Ansatz Störungen im Antriebsstrangdrehmoment reduziert werden. Die Reduzierung der Störungen im Antriebsstrangdrehmoment kann auch ein Reduzieren der Drehmomentlöcher – einer stärker als gewünschten Reduzierung des Getriebeausgangsdrehmoments – beinhalten. Darüber hinaus kann dieser Ansatz mit weiteren Techniken zur Glättung des Antriebsstrangdrehmoments kombiniert werden, um die Fahreigenschaften des Fahrzeugs zu verbessern.
Die obigen Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klar hervor.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Zudem beschränkt sich der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen, welche die oben oder in einem anderen Teil der vorliegenden Offenbarung genannten Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hier beschriebenen Vorteile werden besser bei der Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier die ausführliche Beschreibung genannt wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verstanden, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Kraftmaschine ist;
2 ein Beispiel für die Konfiguration des Antriebsstrangs eines Fahrzeugs zeigt;
3 eine Beispielsequenz beim Herunterschalten des Getriebes während einer Rekuperationsbremsung zeigt; und
4 ein Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zur Optimierung des Schaltens des Getriebes während des Rekuperationsbremsens ist.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Verbessern des Getriebeschaltens eines Hybridfahrzeugs während des Rekuperationsbremsens. Das Hybridfahrzeug kann eine Kraftmaschine beinhalten, wie in 1 dargestellt. Die Kraftmaschine kann, wie in 2 dargestellt, mit anderen Fahrzeugkomponenten mechanisch gekoppelt sein und einen Antriebsstrang bilden. Das Hybridfahrzeug kann Reibungsbremsen und über eine elektrische Maschine Rekuperationsbremsen beinhalten. 3 zeigt ein Beispiel für das Herunterschalten eines Getriebes von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang entsprechend dem in 4 dargestellten Verfahren. Das Hybridfahrzeug kann ausführbare Anweisungen entsprechend dem in 4 dargestellten Verfahren beinhalten. Die ausführbaren Anweisungen können in einen nicht flüchtigen Speicher integriert sein.
Bezug nehmend auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die mehrere Zylinder umfasst, von welchen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Kraftmaschinensteuerung 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 umfasst eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit Kolben 36, die darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden sind. Schwungrad 97 und Zahnkranz 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der Anlasser 96 umfasst eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorrücken, um in den Zahnkranz 99 einzugreifen. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite der Kraftmaschine oder an der Rückseite der Kraftmaschine montiert werden. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zur Kurbelwelle 40 liefern. In einem Beispiel ist der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht im Eingriff mit der Kraftmaschinenkurbelwelle ist. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über das Einlassventil 52 bzw. das Auslassventil 54 mit dem Einlasskrümmer 44 und dem Auspuffkrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 positioniert gezeigt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Kanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert Flüssigkraftstoff proportional zu der von der Steuerung 12 übermittelten Impulsbreite. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung (nicht dargestellt) umfasst. Zusätzlich ist das Ansaugrohr 44 in Kommunikation mit der optionalen elektronischen Drossel 62 gezeigt, die eine Position der Drosselklappe 64 einstellt, um die Luftströmung von dem Lufteinlass 42 zu dem Ansaugrohr 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. In einigen Beispielen können eine Drosselklappe 62 und eine Drosselplatte 64 so zwischen dem Einlassventil 52 und dem Einlasskrümmer 44 positioniert werden, dass die Drosselklappe 62 eine Einlasskanaldrosselklappe ist.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 einen Zündfunken über die Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 bereit. In der Darstellung ist die UEGO-Sonde 126 (UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts des Katalysators 70 mit einem Auslasskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann an Stelle der UEGO-Sonde 126 ein bistabiler Abgassauerstoffsensor verwendet werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorziegel umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungssysteme, jeweils mit mehreren Ziegeln, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
Die Steuerung 12 wird in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Anschlüsse (E/A) 104, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus. In der Darstellung erhält die Steuerung 12 zusätzlich zu den vorher erläuterten Signalen verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren, darunter: der mit der Kühlhülse 114 gekoppelte Temperatursensor 112 zum Erfassen der Motorkühlmitteltemperatur (ECT); der mit einem Fahrpedal 130 gekoppelte Positionssensor 134 zum Erfassen der mit dem Fuß 132 ausgeübten Kraft; ein mit dem Bremspedal 150 gekoppelter Stellungssensor 154 zum Erfassen der mit dem Fuß 152 ausgeübten Kraft; ein mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelter Drucksensor 122 zum Erfassen eines Messwertes des Einlasskrümmerdrucks (MAP); ein Kraftmaschinenstellungssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118 zum Erfassen der Stellung der Kurbelwelle 40; ein Sensor 120 zum Messen der in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse; und ein Sensor 58 zum Erfassen des Messwertes der Drosselklappenstellung. Es kann auch Luftdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt ein Kraftmaschinenpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus welchen die Kraftmaschinendrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine mit einem Elektromotor-Batterie-System in einem Hybridfahrzeug gekoppelt werden, wie in 2 gezeigt. Darüber hinaus können in einigen Beispielen andere Kraftmaschinenauslegungen eingesetzt werden, zum Beispiel eine Dieselkraftmaschine.
Im Betrieb durchläuft jeder Zylinder innerhalb der Kraftmaschine 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich allgemein das Auslassventil 54, und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel vom Fachmann als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende befindet und am nächsten zum Zylinderkopf liegt (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. In einem Prozess, der nachfolgend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie beispielsweise eine Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum UT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Während des Auslasshubs öffnet sich schließlich das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass das Vorstehende rein beispielhaft ist und dass die Einlass- und Auslassventilöffnungs- und/oder -schließzeitpunkte variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberdeckung, ein spätes Einlassventilschließen oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 225. Der Antriebsstrang aus 2 umfasst die in der 1 dargestellte Kraftmaschine 10. Mechanische Vorrichtungen sind durch Volllinien dargestellt, während Hydraulikpassagen 290 durch gestrichelte Linien mit Pfeilen dargestellt sind, die die Strömungsrichtung des Getriebefluids angeben.
Der Antriebsstrang 200 kann durch die Kraftmaschine 10 angetrieben werden. Die Kraftmaschine 10 kann durch ein Motoranlassersystem gestartet werden, wie in 1 dargestellt, oder aber durch einen in den Antriebsstrang integrierten Anlasser/Generator (DISG – Driveline Integrated Starter/Generator) 240. Darüber hinaus kann das Drehmoment der Kraftmaschine 10 über einen Drehmomentaktuator 204 eingestellt werden, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzdüse, eine Drosselklappe usw.
Ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment kann an eine Eingangsseite der Antriebsstrangtrennkupplung 236 übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die nachgelagerte Seite der Trennkupplung 236 ist als mechanisch an die DISG-Eingangswelle 237 gekoppelt dargestellt.
Der DISG 240 kann so betätigt werden, dass er ein Drehmoment für den Antriebsstrang 200 bereitstellt oder das Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umwandelt, die in einer Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie 275 gespeichert werden kann. Im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Anlasser 96 hat der DISG 240 eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität. Darüber hinaus treibt der DISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an, oder wird vom Antriebsstrang 200 direkt angetrieben. Die Kopplung des DISG 240 an den Antriebsstrang 200 erfolgt nicht durch Riemen, Zahnräder oder Ketten. Stattdessen dreht sich der DISG 240 mit der gleichen Drehzahl wie der Antriebsstrang 200. Die Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie 275 kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die nachgelagerte Seite des DISG 240 ist über die Welle 241 mechanisch an das Treibrad 285 des Drehmomentwandlers 206 und die mechanische Getriebepumpe 214 gekoppelt. Die vorgelagerte Seite des DISG 240 ist mechanisch an die Trennkupplung 236 gekoppelt.
Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet eine Turbine 286 zum Abgeben von Drehmoment an eine Eingangswelle 270. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an das Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 umfasst darüber hinaus eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC – Torque Converter Bypass Lock-up Clutch) 212. Wenn die TCC gesperrt ist, wird das Drehmoment direkt von einem Treibrad 285 an eine Turbine 286 übertragen. Über eine Steuerung 12 wird die TCC elektrisch betätigt. Alternativ kann die TCC auch hydraulisch gesperrt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 über einen Fluidtransfer zwischen der Drehmomentwandlerturbine 286 und dem Drehmomentwandlertreibrad 285 ein Kraftmaschinendrehmoment an das Automatikgetriebe 208 und ermöglicht auf diese Weise eine Drehmomentmultiplikation. Im Gegensatz hierzu wird bei einem vollständigen Einrücken der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 das Kraftmaschinenausgangsdrehmoment über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an eine Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 auch teilweise eingerückt sein und so ermöglichen, dass das direkt an das Getriebe weitergeleitete Drehmoment eingestellt werden kann. Die Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, dass sie den Betrag des vom Drehmomentwandler 212 übertragenen Drehmoments dadurch anpasst, dass sie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung in Reaktion auf verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen oder auf der Grundlage einer fahrerbasierten Kraftmaschinenbetriebsanforderung einstellt. In alternativen Beispielen kann der Drehmomentwandler 206 durch eine Startkupplung ersetzt werden.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet Getriebekupplungen (beispielsweise Zahnräder 1–7) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. Die Getriebekupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Die Getriebekupplungen 211 können selektiv betätigt und freigegeben werden, um Zahnräder ein- und auszurücken und damit ein Getriebe mit einem fest abgestuften Übersetzungsverhältnis bereitzustellen. Der Drehmomentausgang vom Automatikgetriebe 208 kann wiederum an die Räder 216 weitergeleitet werden, um über eine Ausgangswelle 260 das Fahrzeug anzutreiben. Konkret kann das Automatikgetriebe 208 in Reaktion auf Fahrzeugfahrbedingungen an die Eingangswelle 270 ein Eingangsantriebsdrehmoment übertragen, ehe an die Räder 216 ein Ausgangsantriebsdrehmoment übertragen wird.
Darüber hinaus kann durch Eingreifen der Radbremsen 218 auf die Räder 216 eine Reibungskraft angewendet werden. In einem Beispiel können Radbremsen 218 in Reaktion auf das Treten eines Bremspedals (nicht dargestellt) durch den Fahrer eingreifen. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 oder eine mit der Steuerung 12 verbundene Steuerung ein Eingreifen der Radbremsen auslösen. Auf gleiche Art und Weise kann eine auf die Räder 216 wirkende Reibungskraft durch Ausrücken der Radbremsen 218 reduziert werden, wenn der Fahrer seinen Fuß vom Bremspedal nimmt. Darüber hinaus können die Fahrzeugbremsen auch im Rahmen eines automatisierten Haltevorgangs der Kraftmaschine über die Steuerung 12 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Eine mechanische Ölpumpe 214 kann sich über eine Passage 291 in einer Strömungsverbindung mit dem Automatikgetriebe 208 befinden, um den Hydraulikdruck zum Einrücken verschiedener Kupplungen bereitzustellen, beispielsweise der Vorwärtskupplung 210, der Getriebekupplungen 211 und/oder der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212. Die mechanische Ölpumpe 214 kann entsprechend dem Drehmomentwandler 206 betätigt werden, und sie kann durch die Rotation der Kraftmaschine oder des DISG angetrieben werden, beispielsweise über eine Eingangswelle 241. Folglich kann sich der in der mechanischen Ölpumpe 214 generierte Hydraulikdruck bei einer steigenden Motordrehzahl und/oder DISG-Drehzahl erhöhen sowie bei einer sinkenden Kraftmaschinendrehzahl und/oder DISG-Drehzahl verringern.
Die Steuerung 12 kann dazu ausgelegt sein, dass sie Eingangssignale von der Kraftmaschine 10 empfängt, wie detaillierter in 1 dargestellt ist, und dementsprechend einen Drehmomentausgang der Kraftmaschine und/oder den Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, der Kupplungen und/oder der Bremsen steuert. Beispielsweise kann ein Drehmomentausgang einer Kraftmaschine durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung, durch Steuerung der Drosselklappenöffnung und/oder durch die Ventilsteuerung, den Ventilhub sowie (bei Motoren mit Turbolader oder mechanischem Lader) den Ladedruck gesteuert werden. Im Falle einer Dieselkraftmaschine kann die Steuerung 12 den Drehmomentausgang der Kraftmaschine durch Steuerung einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung zylinderspezifisch ausgeführt werden, um so den Drehmomentausgang der Kraftmaschine zu steuern. Die Steuerung 12 kann auch den Drehmomentausgang und die Produktion von elektrischer Energie durch den DISG steuern, indem sie den Stromfluss zum und vom Feld und/oder zu und von den Ankerwicklungen einstellt, wie im Fachgebiet bekannt.
Wenn die Bedingungen für eine Leerlaufabschaltung erfüllt sind, kann die Steuerung 42 ein Abschalten der Kraftmaschine auslösen, indem sie die Kraftstoffversorgung der Kraftmaschine und die Zündung abschaltet. In einigen Fällen kann die Kraftmaschine jedoch weiter rotieren. Darüber hinaus kann die Steuerung 12 einen bestimmten Betrag der Getriebetorsion aufrechterhalten, um eine Masseverbindung zwischen drehenden Elementen des Getriebes 208 und einem Gehäuse 259 des Getriebes und damit zum Rahmen des Fahrzeugs herstellen. Wenn die Bedingungen für einen Neustart der Kraftmaschine gegeben sind und/oder ein Fahrzeugbediener das Fahrzeug starten möchte, kann die Steuerung 12 die Kraftmaschine 10 durch Anlassen der Kraftmaschine 10 und Wiederaufnehmen der Zylinderverbrennung reaktivieren.
Somit stellt das System von 3 ein Antriebsstrangsystem bereit, umfassend: eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine; eine Antriebsstrangtrennkupplung, die selektiv die Kraftmaschine und die elektrische Maschine koppelt; ein an die elektrische Maschine gekoppeltes Getriebe; und eine Steuerung, einschließlich ausführbarer Anweisungen, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert sind, um ein negatives Drehmoment der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase bei einem Herunterschalten des Getriebes zu reduzieren, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen ausführt. Das System umfasst darüber hinaus zusätzliche Anweisungen für eine weitere Reduzierung des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine während einer Trägheitsphase des Herunterschaltens. Das System beinhaltet, dass das Herunterschalten ein Schalten von einem höheren in einen niedrigeren Gang ist.
In einigen Beispielen beinhaltet das System, dass die Antriebsstrangtrennkupplung zwischen der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine positioniert ist. Das System umfasst darüber hinaus weitere Anweisungen zum Reduzieren des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase in Reaktion auf ein Getriebedrehmomentverhältnis. Das System umfasst darüber hinaus zusätzliche Anweisungen zur Erhöhung des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine in Reaktion auf das Ende einer Trägheitsphase des Herunterschaltens.
Nunmehr Bezug nehmend auf 3, wird eine Getriebeherunterschaltsequenz entsprechend dem in 4 dargestellten Verfahren gezeigt. Die Sequenz läuft während des Rekuperationsbremsens ab. Rekuperationsbremsen ist möglich, wenn sich das Fahrzeug in einem Modus der Fahrgeschwindigkeitsregelung befindet und bergab fährt, sodass die elektrische Maschine zum Aufrechterhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Rekuperationsbremsen bereitstellt. Darüber hinaus kann es zu einem Rekuperationsbremsen kommen, wenn die Drehmomentanforderung des Fahrers gering ist und die Bremsen betätigt werden, sowie bei anderen Bedingungen.
Der erste Plot oben in 3 ist ein Plot der angeforderten Getriebeschaltvorgänge im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt den angeforderten Gang dar; die Nummern der angeforderten Gänge sind entlang der Y-Achse angegeben. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
Der zweite Plot von oben in 3 ist ein Plot des Getriebekupplungsdrucks im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt den Getriebekupplungsdruck dar, und der Getriebekupplungsdruck nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Der Getriebekupplungsdruck steht in einem Zusammenhang mit dem Drehmomentübertragungsvermögen einer Kupplung und dem Betrag des Schließens der Kupplung. Folglich weist ein höherer Kupplungsdruck auf ein höheres Drehmomentübertragungskapazität und ein weiteres Schließen der Kupplung hin. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu. Die Linie 302 repräsentiert den Kupplungsdruck einer lastabgebenden Kupplung (beispielsweise der Kupplung des vierten Gangs). Die Linie 304 repräsentiert den Kupplungsdruck einer einrückenden Kupplung (beispielsweise der Kupplung des dritten Gangs).
Der dritte Plot von oben in 3 ist ein Plot der Drehzahl der Getriebeeingangswelle im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle dar, und diese Drehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
Der vierte Plot von oben in 3 ist ein Plot einer Drehmomentanforderung des Fahrers im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt die Drehmomentanforderung des Fahrers dar, und die Drehmomentanforderung des Fahrers nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu.
Der fünfte Plot von oben in 3 ist ein Plot des Drehmoments der elektrischen Maschine im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine dar, und das Drehmoment der elektrischen Maschine oberhalb der X-Achse nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse, der in den oberen Bereich der 3 zeigt, zu. Das Drehmoment der elektrischen Maschine unterhalb der X-Achse nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse, der in den unteren Bereich der 3 zeigt, zu. Auf der X-Achse ist das Drehmoment gleich null. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu. Die gestrichelte Linie 306 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine während eines Herunterschaltens dar, während sich das Fahrzeug in einem Modus des Rekuperationsbremsens befindet und das Drehmoment der elektrischen Maschine nur in der Drehmomentübergangsphase reduziert wird. Die Volllinie 308 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine während eines Herunterschaltens dar, während sich das Fahrzeug in einem Modus des Rekuperationsbremsens befindet und das Drehmoment der elektrischen Maschine nur in der Trägheitsphase reduziert wird.
Der sechste Plot von oben in 3 ist ein Plot des Getriebeausgangsdrehmoments im Verlauf der Zeit. Die Y-Achse stellt das Getriebeausgangsdrehmoment dar, und das Getriebeausgangsdrehmoment nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 3 zur rechten Seite von 3 zu. Die Volllinie 310 stellt das Getriebeausgangsdrehmoment dar, wenn der Antriebsstrang entsprechend dem Verfahren von 4 gesteuert wird. Die gestrichelte Linie 312 stellt das Getriebeausgangsdrehmoment während der Drehmomentübergangsphase dar, wenn das Verfahren von 4 nicht auf das System angewendet wird. Die gestrichelte Linie 314 stellt das Getriebeausgangsdrehmoment während der Trägheitsphase dar, wenn das Drehmoment der elektrischen Maschine in der Trägheitsphase nicht gemäß dem Verfahren von 4 eingestellt ist.
Zum Zeitpunkt T0 wird der vierte Gang angefordert. Der Druck der lastabgebenden Kupplung ist hoch, was darauf hinweist, dass die Freigabe der lastabgebenden Kupplung noch nicht begonnen hat. Der Druck der lastannehmenden Kupplung ist niedrig, was darauf hinweist, dass die lastannehmende Kupplung nicht betätigt wurde. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle befindet sich auf einem höheren Niveau; die Drehmomentanforderung des Fahrers ist hoch und nimmt ab. Das Drehmoment der elektrischen Maschine ist negativ und auf einem höheren Niveau, was darauf hinweist, dass die elektrische Maschine am Antriebsstrang des Fahrzeugs ein Rekuperationsbremsen bereitstellt. Konkret wandelt die elektrische Maschine die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie um, und während die elektrische Maschine Ladung produziert, wird das Fahrzeug verlangsamt. Auch das Getriebeausgangsdrehmoment sinkt. Diese Bedingungen weisen darauf hin, dass sich das Fahrzeug im Rekuperationsbremsmodus befindet.
Zum Zeitpunkt T1 wird das Herunterschalten des Getriebes vom vierten in den dritten Gang angefordert, wie durch den Übergang der Ganganforderungslinie in einen niedrigeren Gang zu erkennen ist. Das Herunterschalten des Getriebes kann in Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Drehmomentanforderung des Fahrers oder andere Fahrzeugbedingungen erfolgen. Die Getriebekupplungsdrücke bleiben bei den gleichen Werten wie zum Zeitpunkt T0. Die Getriebeeingangsdrehzahl wird bei einer reduzierten Fahreranforderung reduziert, und das negative Drehmoment der elektrischen Maschine bleibt auf einem größeren Niveau. Außerdem sinkt in Reaktion auf die reduzierte Drehmomentanforderung des Fahrers das Getriebeausgangsdrehmoment.
Zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 bleibt die Ganganforderung auf einem Niveau, auf dem der dritte Gang angefordert wird, der Druck der lastabgebenden Kupplung wird reduziert und der Druck der lastannehmenden Kupplung wird erhöht. Durch das Absenken des Drucks der lastabgebenden Kupplung und das Erhöhen des Drucks der lastannehmenden Kupplung wird das Getriebe für den vierten Gang allmählich geöffnet oder freigegeben und das Getriebe für den dritten Gang allmählich geschlossen oder betätigt. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wird in Reaktion auf die reduzierte Drehmomentanforderung des Fahrers reduziert, und das negative Drehmoment der elektrischen Maschine bleibt unverändert. Zusammen mit der reduzierten Drehmomentanforderung des Fahrers sinkt das Getriebeausgangsdrehmoment.
Zum Zeitpunkt T2 beginnt die Drehmomentübergangsphase der Getriebegangschaltung. Die Drehmomentübergangsphase beginnt, wenn der Druck der lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen (beispielsweise innerhalb einer Differenz von 10 %) dem Druck der lastabgebenden Kupplung gleicht. Das durch die Linie 306 dargestellte negative Drehmoment der elektrischen Maschine wird aufgrund eines Getriebedrehmomentverhältnisses auf ein erstes Niveau verringert. Die Getriebeeingangsdrehzahl sinkt weiter. Das Getriebeausgangsdrehmoment sinkt gleichmäßig, da das negative Drehmoment der elektrischen Maschine reduziert wird, wie durch die Linie 310 angegeben. Wird hingegen das negative Drehmoment der elektrischen Maschine nicht reduziert, folgt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Linie 308. Folgt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Linie 308, weist das Getriebeausgangsdrehmoment ein „Loch“ auf oder wird – für einen Fahrer spürbar – reduziert, wie mit der Zahl 312 dargestellt.
Zum Zeitpunkt T3 beginnt die Trägheitsphase der Getriebegangschaltung. Die Trägheitsphase beginnt, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist (das heißt, der Kupplungsdruck um maximal 10 % von null abweicht). Das durch die Linie 308 dargestellte negative Drehmoment der elektrischen Maschine wird aufgrund eines Getriebedrehmomentverhältnisses und des gewünschten Getriebeausgangsdrehmoments auf ein zweites Niveau verringert. Wird in der Drehmomentübergangsphase und in der Trägheitsphase das Drehmoment der elektrischen Maschine verringert, folgt das Drehmoment der elektrischen Maschine bis zum Zeitpunkt T3 der Linie 306; ab diesem Zeitpunkt der Linie 308. Die Getriebeeingangsdrehzahl erhöht sich, wenn durch Einlegen eines niedrigeren Gangs (beispielsweise des dritten Gangs) die Getriebeausgangswelle an die Getriebeeingangswelle gekoppelt wird. Das Getriebeausgangsdrehmoment sinkt nur leicht, da das negative Drehmoment der elektrischen Maschine ein zweites Mal reduziert wird. Wird hingegen das negative Drehmoment der elektrischen Maschine nicht reduziert, weist das Getriebeausgangsdrehmoment ein „Loch“ auf oder wird – für einen Fahrer spürbar – reduziert, wie bei 314 dargestellt.
Zum Zeitpunkt T4 endet die Trägheitsphase der Getriebegangschaltung. Die Trägheitsphase endet, wenn der Druck der lastannehmenden Kupplung den vollen Anwendungsdruck (beispielsweise den Pumpenleitungsdruck) erreicht. Das negative Drehmoment der elektrischen Maschine wird erhöht, um am Fahrzeug ein gewünschtes Niveau des Rekuperationsbremsens bereitzustellen. In Reaktion auf die geringe Drehmomentanforderung des Fahrers sinkt die Getriebeeingangsdrehzahl. Das Getriebeausgangsdrehmoment bleibt relativ konstant.
Auf diese Weise können Drehmomentlöcher oder Veränderungen im Getriebeausgangsdrehmoment reduziert werden. Das negative Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine kann während der Trägheitsphase reduziert werden, wie durch die Linie 308 angegeben, aber auch während der Drehmomentübergangsphase, wie durch die Linie 306 angegeben, oder sowohl während der Trägheitsphase als auch während der Drehmomentübergangsphase, wie durch die Linien 306 und 308 angegeben.
Nunmehr Bezug nehmend auf 4, ist ein Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zur Optimierung des Schaltverhaltens eines Hybridfahrzeugs während des Rekuperationsbremsens abgebildet. Das Verfahren von 4 kann in dem System aus den 1 und 2 als in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte, ausführbare Anweisungen enthalten sein. Darüber hinaus kann das Verfahren von 4 den in 3 gezeigten Betriebsablauf bereitstellen.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Zu den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs gehören unter anderem (nicht jedoch ausschließlich) die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bremspedalposition, die Drehmomentanforderung des Fahrers, die Getriebeeingangsdrehzahl und die Getriebekupplungsdrücke. Das Verfahren 400 kann die Betriebsbedingungen anhand des Ausgangs der in den 1 und 2 dargestellten Sensoren oder durch Interferenz bestimmen. Das Verfahren 400 fährt nach dem Bestimmen der Betriebsbedingungen bei 404 fort.
Bei 404 wird durch das Verfahren 400 beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einem Rekuperationsbremsmodus befindet. In einem Beispiel wird durch das Verfahren 400 beurteilt, dass sich das Fahrzeug in einem Rekuperationsbremsmodus befindet, wenn eine elektrische Maschine im Antriebsstrang Ladung abgibt, um eine Fahrzeugbatterie zu laden. Wenn das Verfahren 400 zu dem Urteil gelangt, dass sich das Fahrzeug im Rekuperationsbremsmodus befindet, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 fährt bei 406 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 geht zum Ende.
Im Verlauf des Verfahrens 400 wird beurteilt, ob ein Herunterschalten des Getriebes von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang (beispielsweise vom vierten Gang in den dritten Gang) angefordert wird. In einem Beispiel beurteilt das Verfahren 400 auf der Grundlage eines Status einer Variablen, die im Speicher gespeichert ist, ob ein Herunterschalten angefordert wird. Wenn sich ein Wert der Variablen verändert, wird ein Herunterschalten angefordert. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass ein Herunterschalten des Getriebes angefordert wird, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 fährt bei 408 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 geht zum Ende.
Bei 408 beginnt das Verfahren 400 mit dem Freigeben der lastabgebenden Kupplung. Die lastabgebende Kupplung für ein Herunterschalten ist eine Kupplung, die während des Herunterschaltens auf einen höheren Gang wirkt. Wenn beispielsweise ein Herunterschalten vom vierten in den dritten Gang angefordert wird, ist die Kupplung des vierten Gangs die lastabgebende Kupplung. Die lastabgebende Kupplung wird durch Reduzierung des Drucks des zur Kupplung strömenden Arbeitsfluids (beispielsweise des Öls) freigegeben. Nach dem Beginn der Freigabe der lastabgebenden Kupplung fährt das Verfahren 400 bei 410 fort.
Bei 410 beginnt das Verfahren 400, die lastannehmende Kupplung für das Herunterschalten zu betätigen. Die lastannehmende Kupplung für ein Herunterschalten ist eine Kupplung, die während des Herunterschaltens auf einen niedrigeren Gang wirkt. Wenn beispielsweise ein Herunterschalten vom vierten in den dritten Gang angefordert wird, ist die Kupplung des dritten Gangs die lastannehmende Kupplung. Die lastannehmende Kupplung wird durch Erhöhung des Drucks des zur Kupplung strömenden Arbeitsfluids (beispielsweise des Öls) betätigt. Nach dem Beginn des Betätigens der lastannehmenden fährt das Verfahren 400 bei 412 fort.
Bei 412 beurteilt das Verfahren 400, ob das angeforderte Herunterschalten eine Drehmomentübergangsphase erreicht hat. Während der Drehmomentübergangsphase beginnt die Weiterleitung des von der Getriebeeingangswelle durch den höheren Gang an die Getriebeausgangswelle übertragenen Drehmoments an den niedrigeren Gang. In einem Beispiel wird die Drehmomentübergangsphase erreicht, wenn der an die lastabgebende Kupplung übertragene Arbeitsfluiddruck dem an die lastannehmende Kupplung übertragenen Arbeitsfluiddruck gleicht. In anderen Beispielen kann die Drehmomentübergangsphase beginnen, wenn ein Druck des Arbeitsfluids in der lastabgebenden Kupplung einen ersten vorbestimmten Wert erreicht hat und wenn der Druck des Arbeitsfluids in der lastannehmenden Kupplung einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht hat. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass sich die Getriebegangschaltung in der Drehmomentübergangsphase befindet, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 fährt bei 414 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 geht zum Ende.
Bei 414 beurteilt das Verfahren 400, ob die Reduzierung im Getriebeausgangsdrehmoment größer als (>) ein Schwellenwert ist. Eine Reduzierung im Getriebeausgangsdrehmoment kann über einen Drehmomentsensor oder durch Interferenz auf der Grundlage der Drehzahl der Getriebeausgangswelle bestimmt werden. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass ein Drehmomentloch vorliegt oder das Getriebeausgangsdrehmoment reduziert ist, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 fährt bei 416 fort. Anderenfalls geht das Verfahren 400 zum Ende.
In einem alternativen Beispiel kann das Verfahren 400 den Schritt 414 überspringen und einfach mit Schritt 416 fortfahren, ungeachtet dessen, ob ein Anzeichen für eine Reduzierung des Getriebeausgangsdrehmoments vorliegt. Somit kann das Drehmoment der elektrischen Maschine in der Drehmomentübergangsphase automatisch auftreten.
Bei 416 verringert das Verfahren 400 den negativen Drehmomentausgang der elektrischen Maschine auf einen ersten negativen Drehmomentbetrag. In einem Beispiel wird der negative Drehmomentbetrag der elektrischen Maschine (beispielsweise das Getriebeeingangsdrehmoment) auf der Grundlage eines gewünschten Getriebeausgangsdrehmoments verringert, das möglicherweise festgestellt werden kann, wie im US-Patent 8,540,604 beschrieben, das durch diesen Verweis für alle Absichten und Zwecke ein vollständiger Bestandteil der vorliegenden Schrift wird. In einem Beispiel kann das Getriebeeingangsdrehmoment anhand der folgenden Gleichung ermittelt werden: G_ein = ((Gaus + Gv)/(GVerh_ideal + K1))·(1/DRDrehm_wandler)
Dabei ist G_ein das Getriebeeingangsdrehmoment der elektrischen Maschine, G_aus ist das gewünschte Getriebeausgangsdrehmoment, G_V sind die nicht proportionalen Getriebeverluste, G_{Verh_ideal} ist das ideale Getriebedrehmomentverhältnis, K1 ist ein proportionaler Getriebeverlustkoeffizient, und DR_{Drehm_wandler} ist das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers. Das ideale Getriebedrehmomentverhältnis ist eine Funktion des gewählten Gangs. Die proportionalen und die nicht proportionalen Getriebeverluste können empirisch ermittelt und in einem Speicher gespeichert werden, der zu einem späteren Zeitpunkt über die Getriebebetriebsbedingungen, beispielsweise die Drehzahl der Getriebeeingangswelle und die Drehzahl der Getriebeausgangswelle, indexiert werden kann. Das gewünschte Getriebeausgangsdrehmoment kann auf der Bremspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren; auf dieser Grundlage wird festgestellt, welches gewünschte Getriebeeingangsdrehmoment als Befehl an die elektrische Maschine zu übermitteln ist. Das gewünschte Getriebeeingangsdrehmoment wird auf der Grundlage des gewünschten Getriebeausgangsdrehmoments, des Getriebedrehmomentverhältnisses und weiterer oben beschriebener Parameter bestimmt, und das negative Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine wird auf das gewünschte Getriebeausgangsdrehmoment reduziert. Nach der Reduzierung des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine fährt das Verfahren 400 bei 416 fort.
Bei 418 beurteilt das Verfahren 400, ob sich die Getriebegangschaltung in einer Trägheitsphase befindet. In einem Beispiel beurteilt das Verfahren 400, dass sich die Getriebeschaltung in einer Trägheitsphase befindet, wenn die Drehzahl der Getriebeeingangswelle anzusteigen beginnt. In einigen Beispielen kann die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beginnen anzusteigen, wenn der Arbeitsflüssigkeitsdruck in der lastabgebenden Kupplung unter einem Schwellendruck liegt. Alternativ kann auch beurteilt werden, dass sich die Getriebegangschaltung in der Trägheitsphase befindet, wenn der Arbeitsfluiddruck in der lastabgebenden Kupplung unter einem Schwellendruck liegt. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die Getriebeschaltung eine Trägheitsphase erreicht hat, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 fährt bei 420 fort. Ansonsten ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 geht zum Ende.
Bei 420 reduziert das Verfahren 400 das negative Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine zu einem zweiten Drehmoment, wobei das zweite Drehmoment kleiner als das erste Drehmoment ist. Das negative Drehmoment der elektrischen Maschine kann so reduziert werden, wie in 416 beschrieben, doch das gewünschte Getriebeausgangsdrehmoment wird im Vergleich zum gewünschten Getriebeausgangsdrehmoment in 416 weiter reduziert, um das Drehmoment der elektrische Maschine zu bestimmen. Nachdem in der Trägheitsphase die Einstellung des Drehmoments der elektrischen Maschine bestimmt und angewendet wurde, fährt das Verfahren 400 mit 422 fort.
Bei 422 beurteilt das Verfahren 400, ob die lastannehmende Kupplung vollständig geschlossen ist oder nicht. Es kann auch festgestellt werden, dass die lastannehmende Kupplung vollständig geschlossen ist, wenn der Arbeitsfluiddruck in der lastannehmenden Kupplung über einem Schwellendruck liegt. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die lastannehmende Kupplung vollständig geschlossen ist, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 geht auf 424 über. Ansonsten ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 kehrt zu 422 zurück.
Bei 424 erhöht das Verfahren 400 das negative Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine, um nach dem vollständigen Einrücken der lastannehmenden Kupplung das gewünschte Rekuperationsbremsen bereitzustellen. Das negative Drehmoment wird auf ein Niveau erhöht, das das gewünschte Niveau der Antriebsstrangabbremsung bereitstellt. Das Verfahren 400 kommt nach dem Erhöhen des negativen Ausgangsdrehmoments der elektrischen Maschine zum Ende.
Auf diese Weise kann das negative Ausgangsdrehmoment einer elektrischen Maschine eingestellt werden. In einigen Beispielen können ausgewählte Schritte wie der Schritt 420 übersprungen oder alternativ so ausgeführt werden, dass das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine ausschließlich während der Drehmomentübertragungsphase, ausschließlich während der Trägheitsphase oder sowohl in der Drehmomentübertragungsphase als auch in der Trägheitsphase eingestellt wird.
Somit stellt das Verfahren von 4 ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs bereit, umfassend: das Einstellen des Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine während einer Drehmomentübergangsphase innerhalb eines Getriebeschaltens von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ausführt. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während einer Trägheitsphase der Getriebeschaltung von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste feste Übersetzung auf einem höheren Gang als die zweite feste Übersetzung basiert. Das Verfahren beinhaltet, dass die elektrische Maschine ein negatives Drehmoment ausgibt, um das Rekuperationsbremsen bereitzustellen.
In einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren, dass der negative Drehmomentausgang über das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase der Getriebeschaltung verringert wird. Das Verfahren beinhaltet, dass die elektrische Maschine Ladung für eine Batterie bereitstellt, während sie ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ermöglicht. Das Verfahren beinhaltet, dass es sich bei der Drehmomentübergangsphase um einen Zeitraum handelt, der beginnt, wenn der Druck einer lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen dem Druck einer lastabgebenden Kupplung gleicht. Das Verfahren beinhaltet, dass die Drehmomentübergangsphase der Zeitraum ist, der endet, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist (d. h. unter 5 PSI liegt).
Das Verfahren von 4 stellt auch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs bereit, umfassend: das Verringern eines negativen Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine auf ein erstes Drehmoment während einer Drehmomentübergangsphase einer Getriebeschaltung von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ausführt, wobei der Betrag der Verringerung des negativen Drehmomentausgangs von einem Getriebedrehmomentverhältnis abhängt. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Verringern des ersten Drehmoments auf ein zweites Drehmoment während einer Trägheitsphase der Getriebeschaltung. Das Verfahren beinhaltet, dass es sich bei der Drehmomentübergangsphase um einen Zeitraum handelt, der beginnt, wenn der Druck einer lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen dem Druck einer lastabgebenden Kupplung gleicht. Das Verfahren beinhaltet, dass die Drehmomentübergangsphase der Zeitraum ist, der endet, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist. Das Verfahren umfasst darüber hinaus, dass das Verringern des negativen Drehmoments in weiterer Reaktion auf eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments eines Getriebes erfolgt. Das Verfahren umfasst, dass sich die zweite feste Übersetzung von der ersten festen Übersetzung unterscheidet und ein Getriebe von der ersten festen Übersetzung auf die zweite feste Übersetzung heruntergeschaltet wird.
Wie der Durchschnittsfachmann versteht, kann das in 4 beschriebene Verfahren eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie beispielsweise ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, kann der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine/r oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Darüber hinaus können die beschriebenen Vorgänge, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen grafisch einen Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Kraftmaschinensteuerungssystem zu programmieren ist.
Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffauslegungen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Es wird ferner beschrieben:

A. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, umfassend: das Anpassen des Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine während einer Drehmomentübergangsphase innerhalb eines Getriebeschaltens von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ausführt.
B. Verfahren nach A, darüber hinaus umfassend das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während einer Trägheitsphase der Getriebeschaltung von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung.
C. Verfahren nach B, wobei die erste feste Übersetzung auf einem höheren Gang als die zweite feste Übersetzung basiert.
D. Verfahren nach A, wobei die elektrische Maschine ein negatives Drehmoment ausgibt, um das Rekuperationsbremsen bereitzustellen.
E. Verfahren nach D, wobei der negative Drehmomentausgang über das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase der Getriebeschaltung verringert wird.
F. Verfahren nach A, wobei die elektrische Maschine Ladung für eine Batterie bereitstellt, während sie ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ermöglicht.
G. Verfahren nach A, wobei es sich bei der Drehmomentübergangsphase um einen Zeitraum handelt, der beginnt, wenn der Druck einer lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen dem Druck einer lastabgebenden Kupplung gleicht.
H. Verfahren nach G, wobei die Drehmomentübergangsphase der Zeitraum ist, der endet, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist.
I. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, umfassend: das Verringern eines negativen Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine auf ein erstes Drehmoment während einer Drehmomentübergangsphase einer Getriebeschaltung von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ausführt, wobei der Betrag der Verringerung des negativen Drehmomentausgangs von einem Getriebedrehmomentverhältnis abhängt.
J. Verfahren nach I, darüber hinaus umfassend das Verringern des ersten Drehmoments auf ein zweites Drehmoment während einer Trägheitsphase der Getriebeschaltung.
K. Verfahren nach I, wobei es sich bei der Drehmomentübergangsphase um einen Zeitraum handelt, der beginnt, wenn der Druck einer lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen dem Druck einer lastabgebenden Kupplung gleicht.
L. Verfahren nach K, wobei die Drehmomentübergangsphase der Zeitraum ist, der endet, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist.
M. Verfahren nach I, darüber hinaus umfassend das Verringern des negativen Drehmoments in weiterer Reaktion auf eine Verringerung des Ausgangsdrehmoments eines Getriebes.
N. Verfahren nach I, wobei sich die zweite feste Übersetzung von der ersten festen Übersetzung unterscheidet und ein Getriebe von der ersten festen Übersetzung auf die zweite feste Übersetzung heruntergeschaltet wird.
O. Antriebsstrangsystem, umfassend: eine Kraftmaschine eine elektrische Maschine eine Antriebsstrangtrennkupplung, die die Kraftmaschine und die elektrische Maschine selektiv koppelt; ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe; und eine Steuerung, einschließlich ausführbarer Anweisungen, die in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt sind, um ein negatives Drehmoment der elektrischen Maschine während einer Drehmomentübergangsphase beim Herunterschalten des Getriebes zu reduzieren, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen ausführt.
P. System nach O, darüber hinaus umfassend zusätzliche Anweisungen für eine weitere Reduzierung des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine während einer Trägheitsphase des Herunterschaltens.
Q. System nach O, wobei das Herunterschalten ein Schaltvorgang von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang ist.
R. System nach O, wobei die Antriebsstrangtrennkupplung zwischen der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine positioniert wird.
S. System nach O, darüber hinaus beinhaltend weitere Anweisungen zur Reduzierung des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase in Reaktion auf ein Getriebedrehmomentverhältnis.
T. System nach O, darüber hinaus umfassend zusätzliche Anweisungen zum Erhöhen des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine in Reaktion auf das Ende einer Trägheitsphase des Herunterschaltens.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8540604 [0057]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, umfassend: das Anpassen des Drehmomentausgangs einer elektrischen Maschine während einer Drehmomentübergangsphase innerhalb eines Getriebeschaltens von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung, während die elektrische Maschine ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ausführt.
Verfahren nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während einer Trägheitsphase der Getriebeschaltung von einer ersten festen Übersetzung in eine zweite feste Übersetzung.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste feste Übersetzung auf einem höheren Gang als die zweite feste Übersetzung basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine ein negatives Drehmoment ausgibt, um das Rekuperationsbremsen bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der negative Drehmomentausgang über das Einstellen des Drehmomentausgangs der elektrischen Maschine während der Drehmomentübergangsphase der Getriebeschaltung verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine Ladung für eine Batterie bereitstellt, während sie ein Rekuperationsbremsen des Antriebsstrangs ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Drehmomentübergangsphase um einen Zeitraum handelt, der beginnt, wenn der Druck einer lastannehmenden Kupplung im Wesentlichen dem Druck einer lastabgebenden Kupplung gleicht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Drehmomentübergangsphase der Zeitraum ist, der endet, wenn der Druck der lastabgebenden Kupplung im Wesentlichen gleich null ist.