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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Hybridantriebsstrang und ein Verfahren zum Steuern desselben.
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HINTERGRUND
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Viele Hybridfahrzeuge benutzen Hybridantriebsstränge, die mehr als eine Leistungsquelle für den Vortrieb aufweisen. Zum Beispiel umfasst ein Hybridelektrofahrzeug eine Kraftmaschine und zumindest eine Elektromaschine. Die Kraftmaschine kann eine Brennkraftmaschine sein, und die Elektromaschine kann ein Elektromotor-Generator sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist zweckmäßig, Leistungsverluste in einem Hybridantriebsstrang zu minimieren, wenn die Elektromaschinen das Fahrzeug antreiben, um den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs zu maximieren. Zu diesem Zweck beschreibt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die folgenden Schritte, dass: (a) über einen Controller eine Drehmomentanforderung empfangen wird; (b) über den Controller eine Mehrzahl von möglichen Motordrehmomenten der ersten und zweiten Elektromaschine, die in der Lage sind, das angeforderte Drehmoment zu erreichen, ermittelt werden; (c) die Systemleistungsverluste des Antriebsstrangs für alle möglichen Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine, die in der Lage sind, das angeforderte Drehmoment zu erreichen, ermittelt werden; (d) ein niedrigster Leistungsverlust der Systemleistungsverluste, die für die Mehrzahl von möglichen Motordrehmomenten der ersten und zweiten Elektromaschinen ermittelt werden, ermittelt wird; (e) ein erstes Betriebsdrehmoment für die erste Elektromaschine und ein zweites Betriebsdrehmoment für die zweite Elektromaschine, die dem niedrigsten Leistungsverlust entsprechen, ermittelt werden; und (f) über den Controller die erste Elektromaschine angewiesen wird, das erste Betriebsdrehmoment zu erzeugen, und die zweite Elektromaschine angewiesen wird, das zweite Betriebsdrehmoment zu erzeugen, um das angeforderte Drehmoment zu erreichen, während die Systemleistungsverluste minimiert werden.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft auch einen Hybridantriebsstrang. In einer Ausführungsform umfasst der Hybridantriebsstrang eine Antriebsachse, eine Kraftmaschine, die mit der Antriebsachse funktional gekoppelt ist, eine erste Elektromaschine, die mit der Antriebsachse funktional gekoppelt ist, eine zweite Elektromaschine, die mit der Antriebsachse funktional gekoppelt ist, und einen Controller in Verbindung mit der Kraftmaschine, der ersten Elektromaschine und der zweiten Elektromaschine. Der Controller ist programmiert, um die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Hybridantriebsstrang; und
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Hybridantriebsstrangs von 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Komponenten beziehen, veranschaulicht 1 ein Fahrzeug 110, das einen Hybridantriebsstrang 127 umfasst. Der Hybridantriebsstrang 127 kann Drehmoment erzeugen, um das Fahrzeug 110 anzutreiben. Der Hybridantriebsstrang 127 oder irgendein anderer geeigneter Hybridantriebsstrang kann gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren 200 gesteuert werden, um Leistungsverluste zu minimieren. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Hybridantriebsstrang 127 eine erste Elektromaschine 160, eine zweite Elektromaschine 180 und eine Kraftmaschine 126. So wie es hierin verwendet wird, kann eine ”Kraftmaschine” eine Brennkraftmaschine oder irgendein anderes Antriebsaggregat sein. Eine ”Elektromaschine” kann irgendein Elektromotor sein, der Drei-Phasen-Wechselstrom nutzt. Eine Elektromaschine kann in verschiedenen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung ausgestaltet sein, um als nur ein Motor, als nur ein Generator oder als ein Motor und ein Generator verwendet zu werden.
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Die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 sind durch eine Zahnradanordnung 150 als ein hybrides elektrisch verstellbares Getriebe 122 verbunden. Ein ”elektrisch verstellbares Getriebe” kann ein Getriebe mit einem Planetenradsatz sein, der ein Element aufweist, das funktional mit einer Elektromaschine verbunden ist, und ein weiteres Element, das funktional mit einer Kraftmaschine verbunden ist. Die Drehzahl der Elektromaschine kann gesteuert werden, um die Drehzahl eines dritten Elements des Planetenradsatzes zu verändern und somit angewiesenen Drehmomentanforderungen nachzukommen, wobei zugelassen wird, dass die Kraftmaschine 126 mit ausgewählten Wirkungsgradparametern betrieben werden kann.
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Die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 können derart gesteuert werden, dass sie als Motoren oder als Generatoren funktionieren und mit der Kraftmaschine 126 unter verschiedenen Betriebsbedingungen eine Vielzahl von verschiedenen Betriebsmodi bereitstellen. Die erste Elektromaschine 160 weist einen Rotor 161 mit einer Rotorwelle 163, die um eine Achse A1 drehbar ist, und einen Stator 167 mit Statorwicklungen 169 auf. Der Stator 167 ist an einem feststehenden Element 133 festgelegt, das das gleiche feststehende Element sein kann, an dem eine Eingangsbremse 131 festgelegt ist, oder ein anderes feststehendes Element, wie etwa ein Motorgehäuse. Kabel 162 verbinden einen Leistungsstromrichter 165A mit den Statorwicklungen 169.
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Die zweite Elektromaschine 180 weist einen Rotor 181 mit einer Rotorwelle 183 auf, die um eine Achse A2 drehbar ist, und einen Stator 187 mit Statorwicklungen 189. Der Stator 187 ist an einem feststehenden Element 133 festgelegt, das das gleiche feststehende Element sein kann, an dem die Eingangsbremse 131 und der Stator 187 festgelegt sind, oder ein anderes feststehendes Element, wie etwa ein Motorgehäuse. Kabel 162 verbinden einen Leistungsstromrichter 165B mit den Statorwicklungen 189. Die Leistungsstromrichter 165A, 165B können Drei-Phasen-Spannungsquellen-Stromrichtermodule sein.
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Ein Controller 164 ist mit den beiden Leistungsstromrichtern 165A und 165B und mit einer Energiespeichereinrichtung, wie etwa einer Batterie 170 oder einem Batteriemodul, funktional verbunden. Der Controller 164 steht mit der Kraftmaschine 126, der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 in Verbindung. Der Controller 164 steuert den Betrieb der ersten und zweiten Elektromaschine 160 und 180 als Motoren oder als Generatoren und weist einen Prozessor auf, der mit einem Algorithmus ausgestaltet ist, der das unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Verfahren 200 zum Minimieren des Systemleistungsverlustes ausführt. Der Controller 164 kann Sperr- oder Freigabesignale erzeugen, um das Schalten innerhalb der Leistungsstromrichter 165A und 165B zu sperren oder freizugeben. Zum Beispiel kann der Controller 164 Signale empfangen, die eine gemessene Gleichspannungsglied- oder Eingangsspannung (Vdc), Drehmomentbefehlssignale (Tcmd-Signale) von einem Fahrzeugführer oder einem Fahrzeugsteuerungssystem (z. B. einem Fahrtregelungssystem), Statorstrombefehlssignale (Iscmnd-Signale) oder alternativ Statorstrombefehlssignale von einem Stromkennfeldmodul, das dazu verwendet wird, Iscmd zu berechnen, Gegen-EMK-Signale (BEMF-Signale), die aus den Statorstrombefehlssignalen berechnet werden können, Mindestfluß-Vorbereitungsbefehlssignale (Psidrcmd-Signale), Vorhersage-Drehmomentbefehlssignale (TPredcmd-Signale) und andere Betriebssignale umfassen. Basierend auf den oben beschriebenen Signalen kann der Controller 164 elektrische Leistungsverlustwerte für den Betrieb der ersten und zweiten Elektromaschine 160, 180 und Leistungsstromrichter 165A und 165B des Hybridantriebsstrangs 127 berechnen und Steuersignale erzeugen, um effektiv die Leistungsstromrichter 165A und 165B des Hybridantriebsstrangs 127 freizugeben oder zu sperren.
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Die Kraftmaschine 126 weist eine Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 auf, die über einen Dämpfungsmechanismus 129 mit einem Eingangselement 132 des Getriebes 122 verbunden ist. Ein separater Controller kann mit dem Controller 164 in Verbindung stehen und den Betrieb des Motors 126 steuern. Eine Eingangsbremse 131 kann eingerückt sein, um das Eingangselement 132 mit einem feststehenden Element 133 zu verbinden. In der dargestellten Ausführungsform kann sich die Eingangsbremse 131 zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung bewegen. In der eingerückten Stellung verbindet die Eingangsbremse 131 die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 mit dem feststehenden Element 133. Infolgedessen kann die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 nicht rotieren, und die Kraftmaschine 126 kann nicht laufen. Mit anderen Worten kann die Eingangsbremse 131 die Kraftmaschine 126 stoppen (oder bremsen), wenn sie sich in der eingerückten Stellung befindet. Wenn sich umgekehrt die Eingangsbremse 131 in der ausgerückten Stellung befindet, ist die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 nicht mit dem feststehenden Element 133 gekoppelt. Folglich kann die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 frei rotieren, und die Kraftmaschine 126 kann frei laufen.
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Die Zahnradanordnung 150 umfasst zwei miteinander verbundene Planetenradsätze 151A und 151B. Der erste Planetenradsatz 151A weist ein Sonnenradelement 153A auf, das verbunden ist, um mit dem Eingangselement 132, zu rotieren, ein Trägerelement 155A, das Ritzelräder 157A abstützt, und ein Hohlradelement 159A. Die Ritzelräder 157A kämmen mit dem Sonnenradelement 153A und dem Hohlradelement 159A. Der zweite Planetenradsatz 151B weist ein Sonnenradelement 153B auf, das verbunden ist, um mit der Rotorwelle 163 zu rotieren und mit Ritzelrädern 157B kämmt, die an einem Trägerelement 155B abgestützt sind. Die Ritzelräder 157B kämmen auch mit einem Hohlradelement 159B. Die Zahnradanordnung 150 umfasst ein Übertragungszahnradsatz 151C mit Übertragungszahnrädern 151D, 151E, 151F und 151G, die Drehmoment zwischen der Rotorwelle 183 und dem Hohlradelement 159A übertragen. Das Hohlradelement 159B ist ständig mit dem Trägerelement 155A und einer Scheibe 163A durch ein Verbindungselement 150B verbunden, um mit der gleichen Drehzahl zu rotieren. Das Trägerelement 155B ist ständig mit dem Sonnenradelement 153A und dem Eingangselement 132 verbunden, um mit der gleichen Drehzahl zu rotieren oder um festgehalten zu werden, wenn die Eingangsbremse 131 eingerückt ist. Die Scheibe 163A rotiert mit dem Trägerelement 155A und dient als ein Ausgangselement des Getriebes 122, das Drehmoment über einen Riemen 171 oder eine Kette auf eine weitere Scheibe 163B überträgt, die Drehmoment durch ein Differenzial 115 auf eine Antriebsachse 112 überträgt.
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Der Hybridantriebsstrang 127 ist steuerbar, um in einer Vielfalt von unterschiedlichen Betriebsmodi zu arbeiten, die von dem Controller 164 basierend auf Betriebsbedingungen des Fahrzeugs ausgewählt werden. Ein solcher Betriebsmodus ist ein elektrisch verstellbarer Betriebsmodus, in welchem die Kraftmaschine 126 eingeschaltet ist und die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 derart gesteuert werden, dass sie als Motoren oder als Generatoren fungieren, wie es erforderlich ist, um die Drehzahl des Ausgangselements (Scheibe 163A) zu verändern, um dem vom Bediener angeforderten Drehmoment an der Antriebsachse 112 nachzukommen.
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Der Hybridantriebsstrang 127 ist auch in einem rein elektrischen Betriebsmodus betreibbar, wobei die Kraftmaschine 126 aus ist und die Eingangsbremse 131 eingerückt ist. Beide Elektromaschinen 160 und 180 werden gesteuert, um als Motoren oder als Generatoren zu fungieren, wie es notwendig ist, um dem Bedienerdrehmomentbedarf nachzukommen, solange der Ladezustand der Batterie 170 über einem vorgegebenen Mindestladezustand bleibt. Der Hybridantriebsstrang 127 ist auch in einem regenerativen Modus mit ausgeschaltetem Motor betreibbar, in welchem die Kraftmaschine 126 ausgeschaltet ist und beide Elektromaschinen 160 und 180 gesteuert werden, um als Generatoren zu arbeiten und somit das Ausgangselement, die Scheibe 163A und dadurch die Antriebsachse 112 zu verlangsamen. Die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 sind deshalb funktional mit der Antriebsachse 112 gekoppelt. Die Kraftmaschine 126 ist auch funktional mit der Antriebsachse 112 gekoppelt.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern des Hybridantriebsstrangs 127, um Systemleistungsverluste zu minimieren. Das Verfahren 200 beginnt mit Schritt 202. Schritt 202 umfasst, dass eine Drehmomentanforderung empfangen wird. Wie oben besprochen wurde, kann der Controller 164 die Drehmomentanforderung empfangen. Dabei kann der Controller 164 zum Beispiel das Drehmomentbefehlssignal Tcmd von dem Fahrzeugbediener oder einem Fahrzeugsteuerungssystem, wie etwa einem Fahrtregelungssystem, empfangen. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff ”Drehmomentanforderung” auf einen Betrag an an der Antriebsachse 112 angefordertem Drehmoment. Dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 204 fort.
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Schritt 204 umfasst, dass über den Controller 164 ermittelt wird, ob der Hybridantriebsstrang 127 in dem rein elektrischen Betriebsmodus oder in dem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine ist. Wenn der Hybridantriebsstrang 127 weder in dem rein elektrischen Betriebsmodus noch in dem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine ist, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 206 fort, in welchem das Verfahren 200 endet. Wenn umgekehrt der Controller 164 ermittelt, dass der Hybridantriebsstrang 127 entweder in dem rein elektrischen Betriebsmodus oder in dem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine arbeitet, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 208 fort.
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Schritt 208 ist optional und umfasst, dass über den Controller 164 ermittelt wird, ob die Eingangsbremse 131 in der eingerückten Stellung ist und daher die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 und das feststehende Element 133 verbindet. Wenn die Eingangsbremse 131 in der ausgerückten Stellung ist und die Kraftmaschine 126 daher frei läuft, dann schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 206 fort. Wie oben besprochen wurde, endet das Verfahren 200 bei Schritt 206. Wenn andererseits die Eingangsbremse 131 in der eingerückten Stellung ist und daher die Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 und das stationären Element 133 verbindet, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 210 fort.
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Schritt 210 umfasst, dass über den Controller 164 ein maximales Ausgangsdrehmoment und ein minimales Ausgangsdrehmoment, die gemeinsam von der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 erzeugt werden können, basierend zumindest teilweise auf einer maximalen Batterieleistung, einer minimalen Batterieleistung, einem maximalen Motormoment der ersten Elektromaschine 160, einem maximalen Motormoment der zweiten Elektromaschine 180 und einem minimalen Motormoment des ersten Elektromaschine 160, einem minimalen Motordrehmoment der zweiten Elektromaschine 180 und der Eingangsbremsen-Drehmomentkapazität ermittelt. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich das ”maximale Ausgangsdrehmoment” auf das maximale Drehmoment, das durch die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 auf die Antriebsachse 112 aufgebracht werden kann. Das ”minimale Ausgangsdrehmoment” bezieht sich auf das minimale Drehmoment, das durch die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 auf die Antriebsachse 112 aufgebracht werden kann. Wie hierin verwendet, bezieht sich das ”maximale Motordrehmoment” auf das maximale Drehmoment, das durch die erste Elektromaschine 160 und/oder die zweite Elektromaschine 180 erzeugt werden kann. Das ”minimale Motordrehmoment” bezieht sich auf das minimale Drehmoment, das durch die erste Elektromaschine 160 und/oder die zweite Elektromaschine 180 erzeugt werden kann. Die ”minimale Batterieleistung” bezieht sich auf die minimale elektrische Leistung, die von der Batterie 170 (oder dem Batteriepaket) der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 zugeführt werden kann. Die ”maximale Batterieleistung” bezieht sich auf die maximale elektrische Leistung, die von der Batterie 170 (oder dem Batteriepaket) der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 zugeführt werden kann. Die ”Eingangsbremsen-Drehmomentkapazität” bezieht sich auf das maximale Drehmoment, dem die Eingangsbremse 131 standhalten kann, ohne dass eine Bewegung der Kraftmaschinen-Kurbelwelle 128 bewirkt wird. Daten, die die maximale Batterieleistung, die minimale Batterieleistung, das maximale Motordrehmoment der ersten Elektromaschine 160, das maximale Motordrehmoment der zweiten Elektromaschine 180, das minimale Motordrehmoment der ersten Elektromaschine 160, das minimale Motordrehmoment der zweiten Elektromaschine 180 und die Eingangsbremsen-Drehmomentkapazität enthalten, können in dem Controller 164 oder in einem externen Speicher gespeichert werden. Das maximale Ausgangsdrehmoment und das minimale Ausgangsdrehmoment begrenzen einen Ausgangsdrehmomentbereich für die erste Elektromaschine 160 und die zweite Elektromaschine 180. Nach dem Ermitteln des maximalen Ausgangsdrehmoments und des minimalen Ausgangsdrehmoments schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 212 fort.
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Schritt 212 umfasst, dass über den Controller 164 ermittelt wird, ob das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment in den Ausgangsdrehmomentbereich fällt, der durch das maximale Ausgangsdrehmoment und das minimale Ausgangsmotordrehmoment definiert ist, die gemeinsam von der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 erzeugt werden können. Mit anderen Worten vergleicht der Controller 164 das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment mit dem maximalen Ausgangsdrehmoment und dem minimalen Ausgangsmotordrehmoment, die gemeinsam von der ersten Elektromaschine 160 und der zweiten Elektromaschine 180 erzeugt werden können. Dabei kann der Controller 164 ermitteln, ob das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment kleiner oder gleich wie das maximale Ausgangsmotordrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird, bzw. größer als oder gleich wie das minimale Motorausgangsdrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird. Wenn das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment außerhalb des Ausgangsdrehmomentbereichs liegt, der durch das maximale Ausgangsdrehmoment und das minimale Ausgangsmotordrehmoment, die bei Schritt 210 ermittelt werden, definiert ist, dann schreitet das Verfahren zu Schritt 214 fort. Mit anderen Worten, wenn der Controller 164 ermittelt, dass das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment größer oder gleich wie das minimale Ausgangsdrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird, oder kleiner als oder gleich wie das minimale Ausgangsdrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird, dann schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 214 fort. Wenn das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment innerhalb des Ausgangsdrehmomentbereichs liegt, der durch das maximale Ausgangsdrehmoment und das minimale Ausgangsmotordrehmoment, die bei Schritt 210 ermittelt werden, definiert ist, dann schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 216 fort. Anders ausgedrückt, wenn der Controller 164 ermittelt, dass das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment kleiner oder gleich wie das maximale Ausgangsdrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird, und größer oder gleich wie das minimale Ausgangsdrehmoment ist, das bei Schritt 210 ermittelt wird, dann fährt das Verfahren 200 mit Schritt 216 fort.
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Schritt 214 umfasst, dass über den Controller 164 das erste Betriebsausgangsdrehmoment für die erste Elektromaschine 160 und das zweite Betriebsdrehmoment für die zweite Elektromaschine 180 basierend zumindest teilweise auf dem maximalen Ausgangsdrehmoment und dem minimalen Ausgangsdrehmoment, die bei Schritt 210 ermittelt werden, ermittelt werden, um die Einschränkungen des Hybridantriebsstrangs 127 (d. h. die Systemeinschränkungen) zu erfüllen. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Ausdruck ”erstes Betriebsdrehmoment” auf das Drehmoment, das durch die erste Elektromaschine 160 erzeugt wird, und das ”zweite Betriebsdrehmoment” bezieht sich auf das Drehmoment, das von der zweiten Elektromaschine 180 erzeugt wird. Bei Schritt 214 ermittelt und wählt der Controller 164 das erste und zweite Betriebsdrehmoment für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 basierend zumindest teilweise auf dem maximalen Ausgangsdrehmoment und dem minimalen Ausgangsmotordrehmoment, die bei Schritt 210 ermittelt werden. Als nächstes schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 215 fort.
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Schritt 215 umfasst, dass über den Controller 164 die erste Elektromaschine 160 angewiesen wird, das erste Betriebsdrehmoment, das bei Schritt 214 ermittelt wird, zu erzeugen, und die zweite Elektromaschine 180 angewiesen wird, das zweite Betriebsdrehmoment, das bei Schritt 214 ermittelt wird, zu erzeugen. Ferner umfasst Schritt 215, dass das erste und zweite Betriebsdrehmoment, die bei Schritt 214 ermittelt werden, jeweils unter Verwendung der ersten bzw. zweiten Elektromaschine 160, 180 erzeugt werden.
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Wie oben besprochen wurde, fährt dann, wenn das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment in den Ausgangsdrehmomentbereich fällt, der durch das maximale Ausgangsdrehmoment und das minimale Ausgangsdrehmoment, die bei Schritt 210 ermittelt werden, definiert ist, das Verfahren 200 mit Schritt 216 fort. Schritt 216 umfasst, dass über den Controller 164 eine Mehrzahl von möglichen Motordrehmomenten für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 ermittelt werden, die das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment erreichen können. Mit anderen Worten kann der Controller 164 eine Mehrzahl von möglichen Kombinationen der Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 berechnen, die das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment erreichen können. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Ausdruck ”eine Mehrzahl von möglichen Motordrehmomente” auf eine Mehrzahl von möglichen Kombinationen des Motormoments der ersten Elektromaschine 160 (d. h. des ersten Motordrehmoments) und des Motordrehmoments der zweiten Elektromaschine 180 (d. h. des zweiten Motordrehmoments), die das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment erreichen können. Wenn bei Schritt 216 eine Mehrzahl von möglichen Motordrehmomenten ermittelt werden, ermittelt der Controller 164 auch die Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 selbst dann, wenn eine der Elektromaschinen frei läuft (d. h. um Drehmoment von Null aufzunehmen oder zu liefern). Dann schreitet das Verfahren 200 zu Schritt 218 fort.
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Schritt 218 umfasst, dass über den Controller 164 die Systemleistungsverluste des Hybridantriebsstrangs 127 für alle möglichen Kombinationen der Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180, die bei Schritt 216 ermittelt werden, bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, um das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment zu erreichen. Bei der vorliegenden Offenbarung können ”Systemleistungsverluste” des Hybridantriebsstrangs 127 als Gesamtverlustleistung bezeichnet werden und umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Motorverluste, Stromrichterverluste, lastabhängige mechanische Verluste und Batterieverluste. Die ”Motorverluste” beziehen sich auf die Leistungsverluste in der ersten und zweiten Elektromaschine 160, 180. Die ”Stromrichterverluste” beziehen sich auf die Leistungsverluste in den Leistungsstromrichtern 165A, 165B. Die ”Batterieverluste” beziehen sich auf die Leistungsverluste in der Batterie 170. Die ”lastabhängigen mechanischen Verluste” beziehen sich auf die Leistungsverluste in den mechanischen Komponenten, wie etwa der Zahnradanordnung 150 und der Antriebsachse 112, die Drehmoment übertragen sollten, um das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment zu erreichen. Um die Systemleistungsverluste zu berechnen, kann der Controller 164 die Motorverluste, die Stromrichterverluste, die lastabhängigen mechanischen Verluste und die Batterieverluste addieren. Somit ist die Summe aus den Motorverlusten, den Stromrichterverlusten, den lastabhängigen mechanischen Verlusten und den Batterieverlusten gleich den Systemleistungsverlusten. Bei Schritt 218 werden die lastfreien mechanischen Verluste nicht notwendigerweise berücksichtigt, wenn der Hybridantriebsstrang 127 entweder in dem rein elektrischen Betriebsmodus oder in dem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine arbeitet, weil lastfreie mechanische Verluste nur von der Geschwindigkeit abhängen und sich alle mechanischen Komponenten bei jeder gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit mit der festen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit bewegen. Bei der vorliegenden Offenbarung bezieht sich bei Schritt 202 der Ausdruck ”lastfreie mechanische Verluste” auf die Leistungsverluste in den mechanischen Komponenten, wie etwa manchen Zahnrädern in der Zahnradanordnung 150, die nur von der Drehzahl abhängen und nicht mit Drehmoment in Beziehung stehen. Alternativ können bei Schritt 218 die lastfreien mechanischen Verluste berücksichtigt werden. Unabhängig davon kann der Schritt 218 online oder offline durchgeführt werden. Das heißt der Controller 164 kann die Systemleistungsverluste in Echtzeit (d. h. online) ermitteln oder alternativ kann den Controller 164 gespeicherte Nachschlagetabellen oder Systemmodelle verwenden, um die Systemleistungsverluste (offline) zu ermitteln. Unabhängig davon, ob der Controller 164 die Systemleistungsverluste online oder offline ermittelt, beruht diese Ermittlung zumindest teilweise auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und -leistung. Zusammengefasst umfasst Schritt 218, dass über den Controller 164 die Systemleistungsverluste des Hybridantriebsstrangs 127 für alle möglichen Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180, die bei Schritt 216 ermittelt werden und die in der Lage sind, das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen, ermittelt werden. Nach der Ermittlung der Systemleistungsverluste für eine Mehrzahl von möglichen Motordrehmomenten für die erste und zweite Elektromaschine 160 und 180 schreitet das Verfahren 200 mit Schritt 220 fort.
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Schritt 220 umfasst, dass über den Controller 164 der niedrigste Leistungsverlust aller bei Schritt 218 ermittelten Systemleistungsverluste für eine Mehrzahl von bei Schritt 216 ermittelten möglichen Motordrehmomenten für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180 ermittelt wird. Mit anderen Worten ermittelt der Controller 164 den niedrigsten Leistungsverlust für alle möglichen Motordrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180, die in der Lage sind, gemeinsam das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment zu erreichen. Der niedrigste Leistungsverlust entspricht einer bestimmten Motordrehmomentkombination für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180. Somit umfasst Schritt 220 auch, dass über den Controller 164 ein erstes Betriebsdrehmoment für die erste Elektromaschine und ein zweites Betriebsdrehmoment für die zweite Elektromaschine 180, die dem minimalen Systemleistungsverlust entsprechen (d. h. dem geringsten Leistungsverlust aller Systemleistungsverluste, die bei Schritt 218 ermittelt werden) ermittelt werden. Wie oben erläutert wurde, bezieht sich der Ausdruck ”erstes Betriebsdrehmoment” auf das durch die erste Elektromaschine 160 erzeugte Drehmoment, und das ”zweite Betriebsdrehmoment” bezieht sich auf das durch die zweite Elektromaschine 180 erzeugte Drehmoment. Bei Schritt 220 identifiziert der Controller 164 die Betriebsausgangsdrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180, die in der Lage sind, das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment zu erzeugen, während die Systemleistungsverluste minimiert werden. Es ist zweckmäßig, die Systemleistungsverluste zu minimieren, um den Wirkungsgrad des Antriebsstrangs zu maximieren. Es ist vorgesehen, dass die Betriebsausgangsdrehmomente für die erste und zweite Elektromaschine 160, 180, die den minimalen Systemleistungsverlusten entsprechen, eine Situation umfassen können, wenn eine von der ersten und zweiten Elektromaschine 160, 180 frei läuft (d. h. um ein Drehmoment von Null aufzunehmen oder zu liefern). Als Nächstes fährt das Verfahren 200 mit Schritt 222 fort.
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Schritt 222 umfasst, dass über den Controller 164 die erste Elektromaschine 160 angewiesen wird, das erste Betriebsdrehmoment, das bei Schritt 220 ermittelt wird, zu erzeugen, und die zweite Elektromaschine 180 angewiesen wird, das zweite Betriebsdrehmoment, das bei Schritt 220 ermittelt wird, zu erzeugen, um das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment zu erreichen, während die Systemleistungsverluste minimiert werden. Zusätzlich umfasst Schritt 222, dass das erste und zweite Betriebsdrehmoment, die das bei Schritt 202 angeforderte Drehmoment produzieren, erzeugt werden, während die Systemleistungsverluste unter Verwendung der ersten und/oder zweiten Elektromaschine 160, 180 minimiert werden.
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Obgleich die besten Ausführungsarten der Lehren ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Offenbarung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Lehren im Umfang der beigefügten Ansprüche praktisch auszuführen.
