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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Verbesserung von gleichmäßiger Leistungskonsistenz eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren können besonders nützlich für Hybridfahrzeuge sein, die einen Elektromotor oder Generator enthalten, der selektiv mit einer Kraftmaschine gekoppelt werden kann.
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Hintergrund und Kurzfassung
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Die Leistung eines Hybridfahrzeugs kann auf der Leistung einer Kraftmaschine und der Leistung eines im Triebstrang integrierten Starter-Generators (DISG – driveline integrated starter/generator) basieren. Die maximale Drehmomentkurve eines Hybridfahrzeugs (zum Beispiel das Triebstrangdrehmoment eines Hybridfahrzeugs an einem Drehmomentwandler-Pumpenrad, unter dem Triebstrangdrehmoment zu jeder Zeit gehalten wird, zu der das Maximum wirkt) kann eine Summierung der maximalen Drehmomentkurve der Kraftmaschine (zum Beispiel des Kraftmaschinendrehmoments, unter dem das Kraftmaschinendrehmoment zu jeder Zeit gehalten wird, zu der das Maximum wirkt) und der maximalen Drehmomentkurve des DISG (zum Beispiel des Drehmoments der elektrischen Maschine, unter dem das Drehmoment der elektrischen Maschine zu jeder Zeit gehalten wird, zu der das Maximum wirkt) sein. Ein Fahrer kann unter Fahrbedingungen bis zu dem kombinierten maximalen Drehmoment des DISG und der Kraftmaschine anfordern. Die Kraftmaschine kann ein eher gleichmäßiges maximales Drehmoment bei einer vorbestimmten Drehzahl bereitstellen. Das maximale Drehmoment der Kraftmaschine variiert als Funktion von Barometerdruck, Kraftmaschinendrehzahl, Kraftmaschinentemperatur und verbrauchtem Kraftstoff. Andererseits kann das maximale Drehmoment des Motors basierend auf Motortemperatur, Batterieladezustand (SOC – state of charge) und Motordrehzahl stärker variieren. Wenn eine maximale Drehmomentkurve der Kraftmaschine zu einer maximalen Drehmomentkurve des DISG addiert wird, kann folglich die sich ergebende maximale Drehmomentkurve für den Fahrzeugtriebstrang wesentliche Änderungen des maximalen Triebstrangdrehmoments über Betriebsbedingungen aufweisen.
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Ein Fahrer kann wesentliche Änderungen des Triebstrangdrehmoments über einen Fahrzyklus bei einem starken Niederdrücken des Fahrpedals, während SOC reduziert wird und DISG-Maximaldrehmoment reduziert wird, bemerken. Zum Beispiel kann das Hybridfahrzeug einen Fahrzyklus beginnen und dabei in der Lage sein, mit einer ersten Rate zu beschleunigen, und das Hybridfahrzeug kann den Fahrzyklus beenden und dabei in der Lage sein, mit einer zweiten Rate zu beschleunigen, wobei die zweite Rate langsamer ist als die erste Rate. Der Fahrer kann die Reduzierung der Beschleunigung als unangenehm empfinden. Deshalb kann es wünschenswert sein, eine gleichmäßigere Fahrzeugleistung über einen Fahrzyklus bereitzustellen.
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Die vorliegenden Erfinder haben die oben genannten Nachteile erkannt und haben ein Triebstrangverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Einstellen einer maximalen Triebstrangdrehmomentschwelle als Reaktion auf eine Triebstrangdrehzahl und eine Batterieentladungsleistungsgrenze; und Begrenzen von Triebstrangdrehmoment als Reaktion auf eine maximale Triebstrangdrehmomentschwelle.
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Durch Einstellen einer maximalen Triebstrangdrehmomentschwelle als Reaktion auf eine Triebstrangdrehzahl und eine Batterieentladungsleistungsgrenze (zum Beispiel eine Batterieentladungsleistungshöhe, die eine Batterieentladungsleistung nicht übersteigen kann) kann das technische Ergebnis der Verbesserung von Triebstrangleistungskonsistenz erreicht werden. Zum Beispiel kann Batterieleistung bei höheren Triebstrangdrehzahlen, bei denen Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine reduziert sein kann, eingespart werden, indem dem Triebstrang kein Drehmoment von der elektrischen Maschine zugeführt wird. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten kann die eingesparte Ladung zur Bereitstellung von Drehmoment für den Triebstrang verwendet werden. Auf diese Weise kann es möglich sein, die Anzahl von Fahrzeugstarts, bei denen die elektrische Maschine eine Kraftmaschine zum Starten des Fahrzeugs unterstützt, zu erhöhen. Folglich kann ein Fahrer weniger Situationen erfahren, in denen die elektrische Maschine nicht zur Verfügung steht oder in einem reduzierten Drehmomentmodus unter Fahrzeugstartbedingungen arbeitet.
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Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Ansatz Triebstrangleistungskonsistenz verbessern. Des Weiteren kann der Ansatz Triebstrangreaktionen bereitstellen, die auf spezielle Fahrmodi zugeschnitten sind. Darüber hinaus kann der Ansatz auf Hybridfahrzeuge angewandt werden, die Benzin-, Diesel- oder Gasmotoren enthalten.
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Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor.
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Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, 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. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, hier als ausführliche Beschreibung bezeichnet, alleine betrachtet oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, besser verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Schemadiagramm einer Kraftmaschine;
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2 eine beispielhafte Fahrzeugtriebstrangkonfiguration;
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3 und 4 verschiedene Triebstrangdrehmomentkurven;
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5–7 verschiedene DISG-Drehmomenteinstellungen zur Verbesserung von Triebstrangleistungskonsistenz;
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8 ein beispielhaftes Verfahren zur Verbesserung von Leistungskonsistenz über einen Fahrzeugfahrzyklus.
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Ausführliche Beschreibung
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Die vorliegende Beschreibung betrifft die Verbesserung von Triebstrangleistungskonsistenz von Hybridfahrzeugen über einen Fahrzeugfahrzyklus. Der Triebstrang kann eine Kraftmaschine, wie in 1 gezeigt, enthalten. Die Kraftmaschine kann mechanisch mit anderen Fahrzeugkomponenten gekoppelt sein, um einen Triebstrang zu bilden, wie in 2 gezeigt. Eine Drehmomentkurve für einen Hybridtriebstrang, bei der Kraftmaschinen- und DISG-Drehmomente zugefügt sind, wird in 3 gezeigt. Eine beispielhafte Drehmomentkurve eines Hybridtriebstrangs zur Bereitstellung einer gleichmäßigeren Triebstrangleistung wird in 4 gezeigt. DISG-Drehmomenteinstellungen zum Gewähren einer gleichmäßigen Triebstrangleistung über einen Fahrzeugfahrzyklus werden in den 5–7 gezeigt. Schließlich wird ein Verfahren zur Verbesserung von Hybridtriebstrangleistung über einen Fahrzeugfahrzyklus in 8 gezeigt.
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Auf 1 Bezug nehmend, wird eine mehrere Zylinder, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, umfassende Brennkraftmaschine 10 durch die elektronische Kraftmaschinensteuerung 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Starter 96 enthält eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 gezielt zur Ineingriffnahme des Hohlrads 99 vorrücken. Der Starter 96 kann direkt an dem Vorderende der Kraftmaschine oder dem Hinterende der Kraftmaschine angebracht sein. In einigen Beispielen kann der Starter 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette gezielt Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Starter 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Kraftmaschinenkurbelwelle in Eingriff steht. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
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In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 66 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Als Alternative dazu kann Kraftstoff zu einem Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite von der Steuerung 12. Kraftstoff wird von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine (nicht gezeigte) Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, an das Kraftstoffeinspritzventil 66 geliefert.
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Außerdem steht der Einlasskrümmer 44 in der Darstellung mit dem Turboladerverdichter 162 in Verbindung. Die Welle 161 koppelt mechanisch das Turboladerturbinerad 164 mit dem Turboladerverdichter 162. Eine optionale elektronische Drosselklappe 62 stellt eine Stellung der Drosselklappenplatte 64 ein, um Luftstrom vom Lufteinlass 42 zum Verdichter 162 und Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. In einigen Beispielen können die Drosselklappe 62 und die Drosselklappenplatte 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Einlasskrümmer 44 positioniert sein, so dass es sich bei der Drosselklappe 62 um eine Einzeldrosselklappe handelt.
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Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken zur Brennkammer 30. In der Darstellung ist eine Universal-Lambdasonde 126 (UEGO-Sonde, UEGO – Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts eines Katalysators 70 mit dem Auslasskrümmer 48 verbunden. Als Alternative dazu kann anstelle der UEGO-Sonde 126 eine Zweizustands-Lambdasonde eingesetzt werden.
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Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungssysteme, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
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In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, einen Nurlesespeicher (ROM) 106 zum Beispiel einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 erhält in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit der Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren, darunter die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der durch den Fuß 132 angelegten Kraft; einen mit dem Bremspedal 150 gekoppelten Positionssensor zur Erfassung der durch den Fuß 152 angelegten Kraft; eine Messung eines Einlasskrümmerdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Kraftmaschinenpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung von in die Kraftmaschine eintretender Luftmasse von dem Sensor 120; und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 58. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Kraftmaschinenpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen, aus denen die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
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In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein, wie in 2 gezeigt. Des Weiteren können bei einigen Beispielen andere Kraftmaschinenkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
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Im Betrieb erfährt jeder Zylinder in 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 von dem 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 komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende befindet und der 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. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel 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. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern.
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2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugtriebstrangs 200. Der Triebstrang von 2 enthält die in 1 gezeigte Kraftmaschine 10. Der Triebstrang 200 kann durch die Kraftmaschine 10 angetrieben werden. Die Kraftmaschine 10 kann mit einem in 1 gezeigten Kraftmaschinenstartsystem oder über den DISG 240 gestartet werden. Der DISG 240 kann auch als elektrische Maschine, elektrischer Motor und/oder elektrischer Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Kraftmaschine 10 Drehmoment über den Drehmomentaktuator 204, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Drosselklappe usw., erzeugen oder einstellen.
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Ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment kann zu einer Eingangsseite einer Triebstrangtrennkupplung 236 übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt sein. Die stromabwärtige Seite der Trennkupplung 236 ist in der Darstellung mechanisch mit der DISG-Eingangswelle 237 gekoppelt.
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Der DISG 240 kann dazu betrieben werden, dem Triebstrang 200 Drehmoment zuzuführen oder Triebstrangdrehmoment in in der Vorrichtung 275 zur Speicherung von elektrischer Energie zu speichernde elektrische Energie umzuwandeln. Der DISG 240 hat ein höheres Ausgangsleistungsvermögen als der in 1 gezeigte Starter 96. Ferner treibt der DISG 240 den Triebstrang 200 direkt an oder wird vom Triebstrang 200 direkt angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten zur Kopplung des DISG 240 mit dem Triebstrang 200. Stattdessen dreht sich der DISG 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Triebstrang 200. Bei der Vorrichtung 275 zur Speicherung von elektrischer Energie kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder eine Drosselspule handeln. Die stromabwärtige Seite des DISG 240 ist über die Welle 241 mit dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 mechanisch gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des DISG 240 ist mit der Trennkupplung 236 mechanisch gekoppelt.
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Der Drehmomentwandler 206 enthält ein Turbinenrad 286 zur Abgabe von Drehmoment an die Getriebeeingangswelle 270. Die Getriebeeingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch mit dem Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 enthält auch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC – torque converter bypass lock-up clutch) 212. Drehmoment wird vom Pumpenrad 285 direkt zum Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird durch die Steuerung 12 elektrisch betrieben. Als Alternative dazu kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden.
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Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 Kraftmaschinendrehmoment über Fluidübertragung zwischen dem Turbinenrad 286 des Drehmomentwandlers und dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers zum Automatikgetriebe 208, wodurch eine Drehmomentverstärkung ermöglicht wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 jedoch vollständig eingerückt ist, wird das Kraftmaschinenausgangsdrehmoment über die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung direkt zu einer (nicht gezeigten) Eingangswelle des Getriebes 208 übertragen. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, wodurch eine Einstellung der Höhe des direkt an das Automatikgetriebe weitergeleiteten Drehmoments ermöglicht wird. Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Drehmomenthöhe einzustellen, indem sie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen oder basierend auf einer fahrerbasierenden Kraftmaschinenbetriebsanforderung einstellt.
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Das Automatikgetriebe 208 enthält Gangkupplungen (zum Beispiel Gänge 1–6) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Drehmomentabgabe vom Automatikgetriebe 208 kann wiederum an die Hinterräder 216 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrbedingung vor Übertragung eines Ausgangsantriebsdrehmoments auf die Räder 216 übertragen.
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Des Weiteren kann eine Reibkraft durch Einrücken der Radbremsen 218 an die Räder 216 angelegt werden. In einem Beispiel können die Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt, eingerückt werden. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 oder eine mit der Steuerung 12 gekoppelte Steuerung die Radbremsen betätigen. Auf gleiche Weise kann eine Reibkraft durch Ausrücken der Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß von einem Bremspedal nimmt, zu den Rädern 216 reduziert werden. Des Weiteren können die Fahrzeugbremsen eine Reibkraft über die Steuerung 12 als Teil einer automatisierten Kraftmaschinenanhaltprozedur an die Räder 216 anlegen.
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Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, Eingaben von der Kraftmaschine 10 zu empfangen, wie in 1 ausführlicher gezeigt, und eine Drehmomentabgabe der Kraftmaschine und/oder den Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, der Kupplungen und/oder der Bremsen entsprechend zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Kraftmaschinendrehmomentabgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulssteuerung und/oder Luftladung durch Steuern der Drosselklappenöffnung und/oder der Ventilsteuerzeit, des Ventilhubs und der Aufladung für turboaufgeladene oder mechanisch aufgeladene Kraftmaschinen gesteuert werden. Bei einem Dieselmotor kann die Steuerung 12 die Kraftmaschinendrehmomentabgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulssteuerung und Luftladung steuern. In jedem Fall kann die Kraftmaschinensteuerung auf zylinderselektiver Basis zur Steuerung der Kraftmaschinendrehmomentabgabe durchgeführt werden. Die Steuerung 12 kann auch die Drehmomentabgabe und die Erzeugung von elektrischer Energie vom DISG durch Einstellung von zu und von den Feld- und/oder Ankerwicklungen des DISG fließendem Strom steuern, wie in der Technik bekannt ist.
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Wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung 42 ein Abschalten der Kraftmaschine durch Abstellen des Kraftstoffs und Funkens zur Kraftmaschine einleiten. Die Kraftmaschine kann sich jedoch in einigen Beispielen weiter drehen. Zum Aufrechterhalten eines Torsionsgrads in dem Getriebe kann die Steuerung 12 ferner rotierende Elemente des Getriebes 208 an ein Gehäuse 259 des Getriebes und dadurch an den Rahmen des Fahrzeugs verankern. Wenn Kraftmaschinenneustartbedingungen erfüllt sind und/oder ein Fahrzeugführer das Fahrzeug starten möchte, kann die Steuerung 12 die Kraftmaschine 10 durch Anschleppen der Kraftmaschine 10 und Wiederaufnahme der Zylinderverbrennung neu aktivieren.
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Somit stellt das System der 1 und 2 ein Triebstrangsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine; eine elektrische Maschine; eine die Kraftmaschine und die elektrische Maschine selektiv koppelnde Triebstrangtrennkupplung; und eine Steuerung, die in dem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum Schließen der Triebstrangtrennkupplung und Begrenzen des maximalen Triebstrangdrehmoments auf weniger als eine Summe des maximalen Kraftmaschinendrehmoments und des maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine enthält. Das Triebstrangsystem umfasst, dass das maximale Triebstrangdrehmoment eine Höhe des Drehmoments ist, die von der elektrischen Maschine und der Kraftmaschine als Reaktion auf eine Vollgas-Pedalstellung gleichzeitig ausgegeben wird.
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In einigen Beispielen umfasst das Triebstrangsystem, dass das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine basierend auf einer Funktion von Triebstrangdrehzahl unabhängig von Betriebseigenschaften der elektrischen Maschine begrenzt wird. Das Triebstrangsystem umfasst, dass das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine basierend auf einer Funktion einer Batterieentladungsleistungsgrenze begrenzt wird. Des Weiteren umfasst das Triebstrangsystem, dass das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine basierend auf einem maximalen Kraftmaschinendrehmoment über einen Triebstrangdrehzahlbereich begrenzt wird.
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Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein Diagramm gezeigt, das maximale Triebstrangdrehmomente unter verschiedenen Betriebsbedingungen zeigt. Die Y-Achse des Diagramms stellt Triebstrangdrehmoment am Getriebepumpenrad dar, und das Drehmoment nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse des Diagramms stellt Triebstrangdrehzahl am Getriebepumpenrad dar, und die Drehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der X-Achse zu.
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Kurve 301 stellt eine maximale Drehmomentkurve für einen DISG oder Motor dar, wenn sich die den Motor versorgende Batterie auf ihrer maximalen oder Nennentladungsgrenze befindet und wenn sich die DISG-Temperatur auf einer vorbestimmten Temperatur befindet, die unter einer Schwellentemperatur liegt. Kurve 301 besteht aus mehreren maximalen Drehmomenthöhen für den DISG bei verschiedenen DISG- oder Triebstrangdrehzahlen. Der DISG gibt ein konstantes Drehmoment von einer Drehzahl von null ab, bis die Drehzahl an der vertikalen Markierung 330 erreicht ist. Der DISG wechselt von einem Modus mit konstantem Drehmoment zu einem Modus mit konstanter Leistung bei Drehzahlen, die größer sind als die Drehzahl bei Markierung 330. Somit fällt das DISG-Drehmoment hinter der Drehzahl bei 330 ab.
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Kurve 302 stellt maximales Triebstrangdrehmoment dar, wenn allein die Kraftmaschine unter erwärmten Bedingungen bei einer statischen Höhe dem Triebstrang Drehmoment zuführt. Das Kraftmaschinendrehmoment nimmt von niedrigeren Drehzahlen bis höheren Drehzahlen zu und verringert sich dann, während die Kraftmaschinendrehzahl weiter zunimmt. Kurve 302 besteht aus mehreren maximalen Drehmomenthöhen für die Kraftmaschine bei verschiedenen Kraftmaschinen- oder Triebstrangdrehzahlen. Somit liefert die Kraftmaschine niedrigeres Drehmoment bei niedrigeren und höheren Kraftmaschinendrehzahlen.
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Kurve 306 stellt maximales Triebstrangdrehmoment dar, wenn die Kraftmaschine und der DISG dem Triebstrang bei voller Kapazität für den DISG und die Kraftmaschine Drehmoment zuführen. Kurve 306 besteht aus einer Summe mehrerer maximaler Drehmomenthöhen für den DISG und die Kraftmaschine bei verschiedenen DISG- und Kraftmaschinentriebstrangdrehzahlen. Die Kraftmaschine stellt die gleiche Drehmomenthöhe wie bei Kurve 302 gezeigt bereit, da das Kraftmaschinendrehmoment auf den gleichen Kraftmaschinenbetriebsbedingungen basiert. Das zusätzliche Drehmoment, das dem Triebstrang durch den DISG zugeführt werden kann, ist die Differenz zwischen Kurve 306 und Kurve 302. Das maximale DISG-Drehmoment ist von einer Drehzahl von null bis zu einer Drehzahl, bei der der DISG von Bereitstellen von konstantem Drehmoment zu Bereitstellen von konstanter Leistung wechselt, konstant. Somit kann beobachtet werden, dass sich das maximale DISG-Drehmoment bei niedrigeren Drehzahlen auf einer größeren Höhe befindet und bei höheren Drehzahlen abnimmt.
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Kurve 304 stellt maximales Triebstrangdrehmoment dar, wenn die Kraftmaschine und der DISG dem Triebstrang bei weniger als voller Kapazität für den DISG Drehmoment zuführen. Der DISG kann im Vergleich zu dem Drehmoment von Kurve 301 basierend auf seinen derzeitigen Betriebsbedingungen ein reduziertes maximales Drehmoment bereitstellen. Zum Beispiel kann das maximale DISG-Drehmoment reduziert werden, wenn sich eine dem DISG Leistung zuführende Batterie auf einer niedrigen Batterieentladungsgrenze befindet. Das maximale DISG-Drehmoment kann auch basierend auf der DISG-Temperatur und anderen Betriebsbedingungen reduziert werden. Somit können maximales kombiniertes Kraftmaschinen- und DISG-Drehmoment in Abhängigkeit von den DISG-Betriebsbedingungen zwischen Kurven 302 und 306 variieren.
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Wenn ein Fahrer maximales Drehmoment vom Triebstrang anfordert, kann beobachtet werden, dass das maximale Triebstrangdrehmoment von DISG- und Batteriebetriebsbedingungen abhängig ist. Wenn das Fahrzeug zu Beginn mit einer vollständig geladenen Batterie eine Fahrt beginnt, kann sich Fahrzeugbeschleunigung aus dem Halt mit Reduzierung einer Batterieentladungsgrenze verschlechtern. Ein Fahrer kann dieses Triebstrangverhalten bemerken und es als unangenehm empfinden. Die deutlichste Änderung des Triebstrangdrehmoments kann unter Bedingungen niedriger Drehzahl beobachtet werden, wobei die Reduzierung der Fahrzeugbeschleunigung am deutlichsten zu bemerken ist.
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Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird ein Diagramm darüber gezeigt, wie Triebstrangleistung über mindestens einen Teil eines Fahrzeugfahrzyklus (zum Beispiel von einem Zeitpunkt, zu dem ein Fahrer das Fahrzeug dazu bringt, mit dem Fahren entlang einer Fahrtroute zu beginnen, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug seinen Zielort erreicht und angehalten wird) gewährt werden kann. Die Y-Achse des Diagramms stellt Drehmoment dar, und das Drehmoment nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse des Diagramms stellt Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad dar. Die vertikale Linie 410 stellt eine Triebstrangdrehzahl, die von Interesse ist, dar.
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Kurve 402 stellt ähnlich wie Kurve 302 von 3 maximales Triebstrangdrehmoment, wenn allein die Kraftmaschine unter erwärmten Bedingungen bei einer statischen Höhe dem Triebstrang Drehmoment zuführt, dar. Kurve 404 stellt maximales Triebstrangdrehmoment, wenn der DISG und die Kraftmaschine bei Anwendung des Verfahrens von 8 zur Verbesserung von Triebstrangleistungskonsistenz über mindestens einen Teil eines Fahrzyklus dem Triebstrangdrehmoment zuführen, dar. Kurve 404 kann eine maximale Triebstrangdrehmomentkurve in einem Leistungsmodus sein. Kurve 404 besteht aus mehreren summierten DISG- und Kraftmaschinendrehmomentwerten über den Triebstrangdrehzahlbereich.
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Kurve 406 folgt Kurve 404, außer dort, wo die Kurve 406 gestrichelt gezeigt ist. Kurve 406 kann das maximale Triebstrangdrehmoment für einen Schleppmodus sein. Das maximale Triebstrangdrehmoment wird im Schleppmodus im Wesentlichen konstant gehalten (zum Beispiel innerhalb von +2% des vollen maximalen Triebstrangdrehmoments), nachdem das maximale Triebstrangdrehmoment gleich dem maximalen Kraftmaschinendrehmoment über den Triebstrangdrehzahlbereich (zum Beispiel die größte Kraftmaschinendrehmomenthöhe über den Triebstrangdrehzahlbereich, Kraftmaschinendrehmoment bei 410) ist oder diesem entspricht. Bei niedrigeren Kraftmaschinendrehzahlen, bei denen maximales Kraftmaschinendrehmoment plus maximales DISG-Drehmoment geringer ist als das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den Triebstrangdrehzahlbereich (zum Beispiel Kraftmaschinendrehmoment bei 410) ist das maximale Triebstrangdrehmoment die Summe des maximalen DISG-Drehmoments und des maximalen Kraftmaschinendrehmoments bei einer bestimmten Drehzahl. Nachdem das maximale Kraftmaschinendrehmoment plus dem maximalen DISG-Drehmoment größer ist als das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den Triebstrangdrehzahlbereich (zum Beispiel Kraftmaschinendrehmoment bei 410), wird das maximale Triebstrangdrehmoment auf das maximale Kraftmaschinendrehmoment gehalten. Der DISG führt dem Triebstrang bei Triebstrangdrehzahlen, die größer sind als 410 in diesem Beispiel bei Schleppmodus, kein Drehmoment zu.
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In diesem Beispiel verstärkt das DISG-Drehmoment dem Triebstrang zugeführtes Kraftmaschinendrehmoment bis zu der Drehzahl bei 410. Die Drehzahl bei 410 entspricht der Drehzahl, bei der Kraftmaschinendrehmoment ein Maximum über den Kraftmaschinendrehzahlbereich ist. Der DISG liefert dem Triebstrang bei Triebstrangdrehzahlen, die größer als 410 sind, kein Drehmoment. Indem über der Schwellendrehzahl 410 kein DISG-Drehmoment bereitgestellt wird, kann es möglich sein, dem DISG elektrische Leistung zuführende Batterieladung einzusparen. Die eingesparte Ladung kann dann bei niedrigeren Kraftmaschinendrehzahlen verwendet werden, so dass der Triebstrang bei niedrigeren Triebstrangdrehzahlen (zum Beispiel wenn Motor- und Kraftmaschinendrehmoment bei voller Kapazität arbeiten) maximales Drehmoment erzeugen kann, wodurch die Zeitdauer, die der Fahrer Zugriff auf ein höheres maximales Drehmoment hat, verlängert wird.
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Die Bereitstellung von Drehmoment über den DISG bei niedrigeren Kraftmaschinendrehzahlen kann für turboaufgeladene Kraftmaschinen, bei denen ein Turboladerloch auftreten kann, wünschenswert sein. Die Drehzahl, über der das DISG-Drehmoment für den Triebstrang nicht bereitgestellt wird, kann auf Kraftmaschinendrehzahl und -drehmoment, DISG-Drehzahl, Aufladedruck oder anderen Betriebsbedingungen basieren. Zum Beispiel steht das DISG-Drehmoment dem Triebstrang möglicherweise nicht zur Verfügung, nachdem der Aufladedruck einen Schwellenaufladedruck erreicht hat. Auf diese Weise kann für einen Triebstrang zur Verfügung stehendes maximales DISG-Drehmoment eingestellt werden, um ein gleichmäßigeres Drehmoment über einen Fahrzyklus bereitzustellen.
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Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass das hierin beschriebene Verfahren Einstellen des maximalen Triebstrangdrehmoments wie erwünscht zum Entsprechen bestimmter Fahrzeuganforderungen bereitstellt. Deshalb kann in anderen Beispielen DISG-Drehmoment dem gesamten Triebstrangdrehzahlbereich zugeführt werden oder dem Triebstrang nur bei Triebstrangdrehzahlen über einer Schwellendrehzahl (zum Beispiel höheren Triebstrangdrehzahlen) oder in ausgewählten Triebstrangdrehzahlbereichen, die zum Beispiel durch eine untere Triebstrangdrehzahlgrenze (zum Beispiel keine Bereitstellung von DISG-Drehmoment unter der Drehzahl) und einer oberen Triebstrangdrehzahlgrenze definiert werden können, zugeführt werden.
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Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird ein erstes beispielhaftes Diagramm einer Funktion λ zur Herstellung eines maximalen DISG-Drehmoments gezeigt. Das maximale DISG-Drehmoment kann zu einem maximalen Kraftmaschinendrehmoment addiert werden, um ein maximales Triebstrangdrehmoment bereitzustellen, wie bei dem Verfahren von 8 beschrieben. Die Verwendung von λ wird auch bei dem Verfahren von 8 näher erläutert.
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Die Funktion λ enthält eine oder mehrere Kurven, die auf mehreren Drehmomentverhältnissen basieren, und jede der einen oder mehreren Kurven entspricht einer anderen Batterieentladungsleistungsgrenze. Insbesondere ist ein Drehmomentverhältnis, das die eine oder die mehreren Kurven bildet, zulässiges DISG-Drehmoment dividiert durch maximales DISG-Drehmoment. Zulässiges DISG-Drehmoment ist ein kalibriertes vorbestimmtes DISG-Drehmoment, das den DISG- und Fahrzeuganforderungen bei einer angegebenen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur entspricht. Das maximale DISG-Drehmoment ist das durch den DISG bei der maximalen Batterieentladungsgrenze bereitgestellte Drehmoment. Zum Beispiel kann das zulässige DISG-Drehmoment 200 Nm betragen, und das maximale DISG-Drehmoment kann 250 Nm für einen bestimmten Satz von Betriebsbedingungen betragen. Deshalb beträgt der λ-Wert bei den bestimmten Betriebsbedingungen 200/250 gleich 0,8. In einem anderen Beispiel, in dem die Batterieentladungsleistungsgrenze reduziert ist, kann das zulässige DISG-Drehmoment 100 Nm betragen, und das maximale DISG-Drehmoment kann 100 Nm betragen. Folglich beträgt der λ-Wert bei den bestimmten Betriebsbedingungen 100/100 = 1,0. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Batterieentladungsleistungsgrenze in kW oder Watt ausgedrückt werden kann.
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Die Y-Achse stellt einen λ-Wert zwischen 0 und 1 dar. Die X-Achse stellt Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad dar. Die vertikale Linie 510 stellt eine Triebstrangdrehzahl dar, bei der λ gleich null ist. Lambda ist ein Multiplikator, der auf einer maximalen DISG-Drehmomentkurve, die eine Funktion der DISG-Drehzahl ist, betrieben wird. Die maximale DISG-Drehmomentkurve stellt das DISG-Drehmoment bei der aktuellen Entladungsgrenze der Batterie und DISG-Temperatur dar.
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Das Diagramm zeigt drei Kurven, es können aber, falls gewünscht, mehr Kurven bereitgestellt werden, und die Werte von λ zwischen den Kurven können durch Interpolationen zwischen den Kurven gefunden werden. Kurve 502 stellt die Werte von λ für eine erste Batterieentladungsleistungshöhe oder -grenze bei variierender DISG-Drehzahl dar. Kurve 504 stellt die Werte von λ für eine zweite Batterieentladungsleistungshöhe oder -grenze bei variierender DISG-Drehzahl dar. Kurve 506 stellt die Werte von λ für eine dritte Batterieentladungsleistungshöhe oder -drehzahl bei variierender DISG-Drehzahl dar. Bei einer DISG-Drehzahl von null (zum Beispiel beim Schnittpunkt mit der Y-Achse) ist der λ-Wert für jede der Kurven 502–506 eins. Bei einer Drehzahl 510 ist λ für jede der Kurven 502–506 gleich null.
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Zwischen einer Drehzahl von null und einer Drehzahl bei 510 krümmt sich jede Kurve nach unten. Kurve 502 tendiert zu einem Wert von null vor den Kurven 504 und 506, nähert sich aber 0 mit einer langsameren Rate als die Kurven 504 und 506 an. Kurve 502 stellt die λ-Werte für Bedingungen dar, wenn eine Batterieentladungsleistungsgrenze höher ist. Eine Batterieentladungsleistungsgrenze kann empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert werden. Die Batterieentladungsgrenze kann empirisch bestimmt sein und auf Batterie-SOC, Batterietemperatur, der Anzahl von Lade- und Entladezyklen und der Verwendungszeit ab dem Zeitpunkt, ab dem von der Batterie kein Strom entnommen oder zugeführt wurde, basieren. Durch Annähern an einen Wert von null bei niedrigeren Drehzahlen wird das Verhältnis von zulässigem Motordrehmoment zu maximalem Motordrehmoment bei niedrigeren Drehzahlen im Vergleich zu dem maximalen Motordrehmoment, wenn die Kurven 504 und 506 zur Bestimmung von maximalem Triebstrangdrehmoment verwendet werden, reduziert. Kurve 506 tendiert auch zu einem Wert von null mit zunehmender Drehzahl, aber Kurve 506 bleibt nahe einem Wert von eins für höhere Drehzahlen als Kurve 502. Wenn das maximale Motordrehmoment mit der geeigneten λ-Kurve multipliziert wird, liefern DISG-Drehmomente folglich bei verschiedenen Batterieentladungsleistungsgrenzen gleichmäßigere revidierte maximale Motordrehmomente. Kurve 504 zeigt, wie sich die Werte von λ ändern, wenn die Batterieentladungsleistungsgrenze zwischen dem Wert für die Kurven 502 und 506 liegt. (beispielsweise die Batterieentladungsleistungsgrenze nicht übersteigen). Die Werte für die maximale Drehmomentkurve sind größer, wenn Kurve 504 angewandt wird im Vergleich dazu, wenn Kurve 502 angewandt wird, aber kleiner als die Werte, wenn Kurve 506 angewandt wird.
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Der aus der DISG-Drehzahl und der Batterieentladungsleistungsgrenze bestimmte λ-Wert wird unter Bedingungen für eine angegebene Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur mit der maximalen DISG-Drehmomentkurve multipliziert, um eine revidierte maximale DISG-Drehmomentkurve bereitzustellen. Die revidierte maximale DISG-Drehmomentkurve wird zu der maximalen Kraftmaschinendrehmomentkurve addiert, um die maximale Triebstrangdrehmomentkurve zu bestimmen. Die maximalen DISG-Drehmomente bei den verschiedenen DISG-Drehzahlen können die maximale DISG-Drehmomentkurve bei der aktuellen Batterieentladungsgrenze und der aktuellen DISG-Temperatur darstellen. Die Batterieentladungsleistungsgrenze für Kurve 502 ist höher als die Batterieentladungsleistungsgrenze für Kurve 504, und die Batterieentladungsleistungsgrenze 506 ist kleiner als die Batterieentladungsleistungsgrenze für Kurve 504.
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Somit kann das revidierte maximale DISG-Drehmoment für dieses Beispiel bei Triebstrangdrehzahlen, die kleiner sind als die Drehzahl bei 510, reduziert werden, so dass das maximale Triebstrangdrehmoment reduziert wird. Bei Triebstrangdrehzahlen, die größer sind als die Drehzahl bei 510, beträgt das DISG-Ausgangsdrehmoment null. Folglich kann Batterieladung, die bei höheren Triebstrangdrehzahlen möglicherweise eingesetzt worden wären, um vom Fahrer angefordertem Drehmoment zu entsprechen, eingespart werden und bei niedrigeren Triebstrangdrehzahlen eingesetzt werden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu verbessern und eine gleichmäßige Triebstrangleistung zu gewähren.
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Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, zeigt diese die Kurven 602–606, die identisch mit den Kurven 502–506 von 5 sind. Ferner weisen die Diagramme die gleichen Achsen auf. Deshalb wird der Kürze halber die Beschreibung dieser Merkmale nicht wiederholt. Es gilt jedoch die Beschreibung von 5. Darüber hinaus entspricht die Drehzahl bei 610 der Drehzahl bei 510.
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6 enthält eine zusätzliche Kurve 620, die bei einem Wert von null beginnt und mit zunehmender Triebstrangdrehzahl zunimmt. In diesem Beispiel beginnt λ hinter einem mittleren Triebstrangdrehzahlbereich, wenn kein DISG-Drehmoment auf den Triebstrang angewandt wird, basierend auf einem λ-Wert von null, zuzunehmen. Durch Vergrößern des λ-Werts bei höheren Triebstrangdrehzahlen (zum Beispiel Drehzahlen größer als 610) kann es möglich sein, Triebstrangdrehmoment in einem geringen Ausmaß zu erhöhen, während die Batterie entladen wird, um die Batterieladungsspeicherkapazität in Erwartung einer Regeneration (zum Beispiel wenn der DISG die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umwandelt) zu vergrößern. Der λ-Wert wird bei einer angegebenen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur mit der maximalen DISG-Drehmomentkapazität multipliziert, um die maximale Triebstrangdrehmomentkurve bei Betrieb unter aktuellen Bedingungen zu bestimmen. Somit kann die in 6 gezeigte λ-Funktion die Zuführung des DISG-Drehmoments zu dem Triebstrang unter Bedingungen von niedrigen Drehzahlen und Bedingungen von hohen Drehzahlen, aber nicht unter Bedingungen von Drehzahlen im mittleren Bereich, gestatten.
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Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, zeigt diese die Kurven 702–706 und 720, die mit den Kurven 602–606 und 620 von 6 identisch sind. Ferner weisen die Diagramme die gleichen Achsen auf. Deshalb wird der Kürze halber die Beschreibung dieser Merkmale nicht wiederholt. Jedoch gilt die Beschreibung von 6 auch für diese Elemente. Darüber hinaus entspricht die Drehzahl bei 710 der Drehzahl bei 610.
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7 enthält eine zusätzliche Kurve 722, die bei einem Wert von null beginnt und mit zunehmender Triebstrangdrehzahl zunimmt. Kurve 722 nimmt von einem Wert von null bei einer höheren Drehzahl zu als die Kurve 730 von null zunimmt. In diesem Beispiel beginnt der λ-Wert, hinter einem mittleren Triebstrangdrehzahlbereich zuzunehmen, wobei das maximale DISG-Drehmoment basierend auf einem λ Wert von null null ist. Durch Erhöhen des λ-Werts bei höheren Triebstrangdrehzahlen wird das Verhältnis von zulässigem Motordrehmoment zu maximalem Motordrehmoment erhöht, um das Triebstrangdrehmoment in einem geringen Ausmaß zu erhöhen, während die Batterie entladen wird, um die Batterieladungsspeichkapazität in Erwartung einer Regeneration (zum Beispiel wenn der DISG die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umwandelt) zu erhöhen. Der λ-Wert wird mit der maximalen DISG-Drehmomentkapazität bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur multipliziert, um die maximale Triebstrangdrehmomentkurve unter aktuellen Bedingungen zu bestimmen. Somit kann die in 7 gezeigte λ-Funktion eine Zuführung des DISG-Drehmoments zu dem Triebstrang unter Bedingungen von geringen Drehzahlen und Bedingungen von hohen Drehzahlen, aber nicht Bedingungen von Drehzahlen im mittleren Bereich, gestatten.
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Der Unterschied zwischen Kurve 720 und Kurve 722 besteht darin, dass Kurve 722 angewandt wird, wenn die Batterieentladungsgrenze geringer ist als die, wenn Kurve 720 angewandt wird. Kurve 722 erhöht λ bei höheren Triebstrangdrehzahlen als Kurve 720. Durch Bereitstellung von verschiedenen λ-Werten basierend auf unterschiedlichen Batterieentladungsleistungsgrenzen kann es möglich sein, mehr Triebstrangdrehmoment bei höheren Triebstrangdrehzahlen für eine höhere Batterieentladungsleistung bereitzustellen.
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Nunmehr auf 8 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zur Verbesserung der Leistungskonsistenz von Hybridfahrzeugen beschrieben. Das Verfahren von 8 kann die in den 5–7 beschriebenen λ-Funktionen anwenden, um unter ausgewählten Betriebsbedingungen ein maximales Triebstrangdrehmoment zu bestimmen. Das Verfahren von 8 kann in dem System der 1 und 2 als im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen enthalten sein.
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Bei 802 bestimmt das Verfahren 801 das maximale Kraftmaschinendrehmoment. Das maximale Kraftmaschinendrehmoment kann über Leistungsprüfstandversuche empirisch bestimmt werden. In einem Beispiel sind maximale Kraftmaschinendrehmomentwerte im Steuerungsspeicher gespeichert, der über die Kraftmaschinendrehzahl indexiert ist. Die maximalen Drehmomentwerte können basierend auf der Kraftmaschinentemperatur und dem Barometerdruck modifiziert werden. Wenn die Kraftmaschine zum Beispiel aktuell bei 800 RPM (Umdrehungen pro Minute) betrieben wird, lässt sich das maximale Kraftmaschinendrehmoment bei 800 RPM durch Indexieren einer Tabelle unter Verwendung eines Drehzahlwerts von 800 RPM finden. Die Tabelle kann einen Wert wie beispielsweise 220 Nm ausgeben, wenn aber die Kraftmaschine in einer Höhenlage betrieben wird, kann der Wert basierend auf Barometerdruck zum Beispiel auf 210 Nm reduziert werden. Das Verfahren 800 geht nach der Bestimmung des maximalen Kraftmaschinendrehmoments zu 804 über.
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Bei 804 bestimmt das Verfahren 800 das maximale DISG- oder Motordrehmoment. Das DISG-Drehmoment kann auch in dem über DISG-Drehzahl indexierten Speicher gespeichert sein. Eine Tabelle im Speicher kann ein maximales DISG-Drehmoment basierend auf einer maximalen Batterieentladungsgrenze unter aktuellen Bedingungen und DISG-Temperatur unter aktuellen Bedingungen ausgeben. Verfahren 800 geht nach Bestimmung des maximalen DISG-Drehmoments zu 806 über.
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Bei 806 beurteilt das Verfahren 800, ob sich das Fahrzeug in einem Leistungsmodus befindet. Ein Fahrzeug kann sich in einem Leistungsmodus befinden, wenn ein Fahrer den Leistungsmodus über ein Anzeigenfeld oder einen Schalter wählt. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass sich das Fahrzeug in einem Leistungsmodus befindet, ist die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 808 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 816 über.
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Bei 808 beurteilt das Verfahren 800, ob der Batterie-SOC größer als ein Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann der Schwellenwert eine obere Schwellenwertgrenze (zum Beispiel 75% einer voll aufgeladenen Batterie) sein. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass der SOC größer als der Schwellenwert ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 812 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 810 über.
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Bei 810 bestimmt das Verfahren 800 das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ1(ω, Pd, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp die Umgebungstemperatur ist, λ1 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ1-Funktion und dem bei 804 bestimmten maximalen DSIG-Drehmoment addiert.
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In einem Beispiel ist λ1 eine Funktion der in 5 gezeigten Form, wobei für jede Batterieentladungsleistungsgrenze eine Kurve 502–506 besteht. Somit ist die λ1-Ausgabe ein Wert von 0 bis 1, der das maximale DISG-Drehmoment zur Bereitstellung eines revidierten maximalen DISG-Drehmoments skaliert. Die λ1-Funktion kann ein drittes Maß (zum Beispiel die Z-Achse) basierend auf dem SOC enthalten, das den Multiplikator bei der λ1-Funktion basierend auf dem SOC einstellt. Somit gestattet die λ1 mehr revidiertes maximales DISG-Drehmoment bis zu einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der Spitzenkraftmaschinendrehmoment auftritt (zum Beispiel 410 von 4). Bei Drehzahlen, die höher sind als die Drehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment auftritt (zum Beispiel 410 von 4) ist die Ausgabe der λ1-Funktion null, wodurch der DISG-Drehmomentbeitrag zu dem maximalen Triebstrangdrehmoment null wird. Auf diese Weise kann Batterieenergie, die möglicherweise von dem DISG bei Triebstrangdrehzahlen über der Drehzahl, bei der das Kraftmaschinendrehmoment maximal ist, verwendet worden wäre, eingespart werden, um Fahrzeugbeschleunigung zu verbessern und die Anzahl von Beschleunigungen, bei denen maximales Kraftmaschinendrehmoment und maximales DISG-Drehmoment angelegt werden können, zu erhöhen. Folglich kann Fahrzeugleistungskonsistenz verbessert werden. Das Verfahren 800 geht nach der Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments zu 855 über.
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Bei 855 betreibt das Verfahren 800 den Triebstrang basierend auf dem maximalen Triebstrangdrehmoment. In einem Beispiel werden Fahrpedalstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment abgebildet, und das vom Fahrer angeforderte Drehmoment wird durch das maximale Triebstrangdrehmoment begrenzt. Wenn der Fahrer das Fahrpedal in eine Vollgas-Pedalstellung wechselt, liefert das DISG-Motordrehmoment das maximale DISG-Drehmoment, das durch die geeignete λ-Funktion skaliert ist, wie bei 810, 812, 820, 822, 830, 832, 842 und 844 beschrieben. Auf diese Weise begrenzen die λ-Funktionen das DISG-Ausgangsdrehmoment und das Triebstrangdrehmoment. Das DISG-Ausgangsdrehmoment wird durch Einstellen eines maximalen Stroms, der dem DISG zugeführt werden kann, basierend auf dem revidierten maximalen DISG-Drehmoment (z.B. λ multipliziert mit dem maximalen DISG-Drehmoment) begrenzt. Das Verfahren 800 geht nach Betrieb des Triebstrangs basierend auf der geeigneten gewählten λ-Funktion (zum Beispiel der gemäß den Schritten 806–850 gewählten Lambda-Funktion) zum Ende.
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Bei 812 bestimmt das Verfahren 800 auch das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ2(ω, Pd, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp Umgebungstemperatur ist, λ2 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ2-Funktion und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment addiert.
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In einem Beispiel ist λ2 eine Funktion der in den 6 oder 7 gezeigten Form, wobei für jede Batterieentladungsleistungsgrenze eine Kurve 602–606 besteht. Ferner gibt es Kurve 620 und/oder 722. Somit ist die λ2-Ausgabe ein Wert von 0 bis 1, der das maximale DISG-Drehmoment zur Bereitstellung eines revidierten maximalen DISG-Drehmoments skaliert. Die λ2-Funktion kann ein drittes Maß (zum Beispiel die Z-Achse) basierend auf dem SOC enthalten, das den Multiplikator bei der λ2-Funktion basierend auf dem SOC einstellt. Somit gestattet λ2 im Leistungsmodus das maximale DISG-Drehmoment, wenn sich die Batterieentladungsgrenze auf ihrer maximalen Höhe befindet, bis zu einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der Spitzenkraftmaschinendrehmoment auftritt (zum Beispiel 410 von 4). Bei Drehzahlen, die höher sind als die Drehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment auftritt (zum Beispiel 410 von 4) ist die λ2-Funktion null für einen mittleren Drehzahlbereich und nimmt dann bei höheren Triebstrangdrehzahlen zu, wodurch der DISG-Drehmomentbeitrag zu dem maximalen Triebstrangdrehmoment bei mittlerer Triebstrangdrehzahl null wird und das DISG-Drehmoment bei höheren Triebstrangdrehzahlen zunimmt. Auf diese Weise kann Batterieenergie, die möglicherweise von dem DISG bei Triebstrangdrehzahlen über den Drehzahlen des mittleren Bereichs verwendet worden wäre, bei geringen Triebstrangdrehzahlen eingesetzt werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen, und bei höheren Triebstrangdrehzahlen, um die Batteriekapazität in Vorbereitung darauf, dass das Fahrzeug in einen Regenerationsmodus eintritt, zu reduzieren. Folglich kann die Fahrzeugleistungskonsistenz durch Bereitstellung gleichmäßiger Drehmomenthöhen bei Beschleunigung und durch Bereitstellung von Batteriespeicherkapazität in Erwartung darauf, dass das Fahrzeug in einen Regenerationsmodus eintritt, verbessert werden. Nach der Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments geht das Verfahren 800 zu 855 über.
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Bei 816 beurteilt das Verfahren 800, ob sich das Fahrzeug in einem Economy-Modus befindet. Ein Fahrzeug kann sich in einem Economy-Modus befinden, wenn der Fahrer den Economy-Modus über ein Anzeigenfeld oder einen Schalter wählt. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass sich das Fahrzeug in einem Economy-Modus befindet, ist die Antwort ja, und das Verfahren geht zu 818 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren geht zu 826 über.
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Bei 818 urteilt das Verfahren 800, dass der Batterie-SOC größer als ein Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann der Schwellenwert eine obere Schwellenwertgrenze (zum Beispiel 75% einer voll aufgeladenen Batterie) sein. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass der SOC größer als der Schwellenwert ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 822 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 820 über
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Bei 820 bestimmt das Verfahren 800 das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ3(ω, Pd, MAP, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp die Umgebungstemperatur ist, λ3 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, MAP der Krümmerdruck ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. In einigen Beispielen können die Turbolader-Turbinenraddrehzahl oder das Kraftmaschinendrehmoment MAP ersetzen, so dass λ3 eine Funktion der Turbinenraddrehzahl oder des Kraftmaschinendrehmoments ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ3-Funktion und des bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoments addiert.
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In einem Beispiel ist λ3 eine Funktion der in 5 gezeigten Form, wobei für jede Batterieentladungsleistungsgrenze eine Kurve 502–506 besteht, der Maximalwert der λ3-Funktion jedoch kleiner als 1 (zum Beispiel 0,75) ist. Somit ist die λ3-Ausgabe ein Wert von 0 bis 0,75, der das maximale DISG-Drehmoment skaliert. Die λ3-Funktion kann ein drittes Maß (zum Beispiel die Z-Achse) basierend auf MAP, Kraftmaschinendrehmoment oder Turbinenraddrehzahl enthalten, das den Multiplikator bei der λ3-Funktion basierend auf MAP, Kraftmaschinendrehmoment oder Turbolader-Turbinenraddrehzahl einstellt. Somit gestattet die λ3-Funktion im Economy-Modus weniger als das maximale DISG-Drehmoment, wenn sich die Batterieentladungsgrenze auf ihrer maximalen Höhe befindet, bis zu einer vorbestimmten Triebstrangdrehzahl. Bei Drehzahlen, die höher sind als die vorbestimmte Drehzahl, ist die Ausgabe λ3-Funktion null, wodurch der DISG-Drehmomentbeitrag zu dem maximalen Triebstrangdrehmoment null wird. Auf diese Weise kann Batterieenergie, die möglicherweise von dem DISG bei Triebstrangdrehzahlen über der vorbestimmten Drehzahl verwendet worden wäre, zur Verbesserung von Fahrzeugbeschleunigung und zur Erhöhung der Anzahl von Beschleunigungen, bei denen das maximale Kraftmaschinendrehmoment und das maximale DISG-Drehmoment eingesetzt werden können.
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Die Ausgabe der λ3-Funktion kann als Reaktion auf den MAP so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ3-Ausgabe reduziert), wenn der MAP einen vorbestimmten MAP (zum Beispiel 1,05 bar) übersteigt. Die Ausgabe der λ3-Funktion kann als Reaktion auf das Kraftmaschinendrehmoment so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ3-Ausgabe reduziert), wenn das Kraftmaschinendrehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment übersteigt. Die Ausgabe der λ3-Funktion kann als Reaktion auf die Turbolader-Turbinenraddrehzahl so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ3-Ausgabe reduziert), wenn die Turbolader-Turbinenraddrehzahl eine vorbestimmte Turbinenraddrehzahl übersteigt. Folglich kann die Fahrzeugleistungskonsistenz durch Begrenzen des maximalen DISG-Drehmoments und Gewähren der Anzahl von DISG-Drehmoment-unterstützten Fahrzeugbeschleunigungen verbessert werden. Nach Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments geht das Verfahren 800 auf 855 über.
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Bei 822 bestimmt das Verfahren 800 auch das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ4(ω, Pd, MAP, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp die Umgebungstemperatur ist, λ4 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, MAP der Krümmerdruck ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. In einigen Beispielen können die Turbolader-Turbinenraddrehzahl oder das Kraftmaschinendrehmoment MAP ersetzen, so dass λ4 eine Funktion der Turbinenraddrehzahl oder des Kraftmaschinendrehmoments ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ4-Funktion und des bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoments addiert.
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In einem Beispiel ist λ4 eine Funktion der in den 6 oder 7 gezeigten Form, wobei für jede Batterieentladungsleistungsgrenze eine Kurve 602–606 besteht, der Maximalwert der λ4-Funktion jedoch kleiner als 1 (zum Beispiel 0,75) ist. Ferner gibt es Kurve 620 und/oder 722. Somit ist die λ4-Ausgabe ein Wert von 0 bis zu einem vorbestimmten Wert minus dem (zum Beispiel 0,75), der das maximale DISG-Drehmoment skaliert. Die λ4-Funktion kann ein drittes Maß (zum Beispiel die Z-Achse) basierend auf MAP, Kraftmaschinendrehmoment oder Turbinenraddrehzahl enthalten. Somit gestattet die λ4-Funktion im Economy-Modus einen Bruchteil des maximalen DISG-Drehmoments, wenn sich die Batterieentladungsgrenze auf ihrer maximalen Höhe befindet, bis zu einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der Spitzenkraftmaschinendrehzahl auftritt. Bei Drehzahlen, die höher sind als die Drehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment auftritt, ist die λ4-Funktion null für einen mittleren Drehzahlbereich und nimmt dann bei höheren Triebstrangdrehzahlen zu, wodurch der DISG-Drehmomentbeitrag zu dem maximalen Triebstrangdrehmoment bei mittlerer Triebstrangdrehzahl null wird und das DISG-Drehmoment bei höheren Triebstrangdrehzahlen erhöht wird. Auf diese Weise kann Batterieenergie, die möglicherweise von dem DISG bei Triebstrangdrehzahlen über den Drehzahlen des mittleren Bereichs verwendet worden wäre, bei geringen Triebstrangdrehzahlen eingesetzt werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen, und bei höheren Triebstrangdrehzahlen, um die Batteriekapazität im Vorbereitung darauf, dass das Fahrzeug in einen Regenerationsmodus eintritt, zu reduzieren.
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Die Ausgabe der λ4-Funktion kann als Reaktion auf den MAP so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ4-Ausgabe reduziert), wenn der MAP einen vorbestimmten MAP (zum Beispiel 1,05 bar) übersteigt. Die Ausgabe der λ4-Funktion kann als Reaktion auf das Kraftmaschinendrehmoment so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ4-Ausgabe reduziert), wenn das Kraftmaschinendrehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment übersteigt. Die Ausgabe der λ4-Funktion kann als Reaktion auf die Turbolader-Turbinenraddrehzahl so eingestellt werden, dass das maximale DISG-Drehmoment reduziert wird (zum Beispiel wird die λ4-Ausgabe reduziert), wenn die Turbolader-Turbinenraddrehzahl eine vorbestimmte Turbinenraddrehzahl übersteigt. Folglich kann die Fahrzeugleistungskonsistenz durch Begrenzen des maximalen DISG-Drehmoments und Gewähren der Anzahl von DISG-Drehmoment-unterstützten Fahrzeugbeschleunigungen verbessert werden. Nach Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments geht das Verfahren 800 auf 855 über.
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Bei 826 beurteilt das Verfahren 800, ob sich das Fahrzeug in einem Schleppmodus befindet. Ein Fahrzeug kann sich in einem Schleppmodus befinden, wenn ein Fahrer den Schleppmodus über ein Anzeigenfeld oder einen Schalter wählt oder wenn ein mit dem Fahrzeug gekoppelter Anhänger erfasst wird. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass sich das Fahrzeug in einem Schleppmodus befindet, ist die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 828 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 850 über.
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Bei 828 urteilt das Verfahren 800, dass der Batterie-SOC größer als ein Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann der Schwellenwert eine obere Schwellenwertgrenze (zum Beispiel 75% einer voll aufgeladenen Batterie) sein. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass der SOC größer als der Schwellenwert ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 832 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 830 über
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Bei 830 bestimmt das Verfahren 800 das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ5(ω, Pd, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp die Umgebungstemperatur ist, λ5 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ5-Funktion und des bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoments addiert.
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In einem Beispiel ist λ5 eine Funktion der in 5 gezeigten Form, aber die λ-Kurve beginnt bei einem Wert von eins für niedrige Kraftmaschinendrehzahlen und nimmt dann bei einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment plus dem maximalen DISG-Drehmoment das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den Drehzahlbereich übersteigt (zum Beispiel das Kraftmaschinendrehmoment des größten Werts wie beispielsweise das Kraftmaschinendrehmoment bei 410 von 2) zu. Der λ5-Wert verringert sich, so dass das maximale Kraftmaschinendrehmoment plus dem maximalen DISG-Drehmoment gleich dem Kraftmaschinendrehmoment des größten Werts über den Triebstrangdrehzahlbereich ist. Der λ5-Wert ist bei Drehzahlen, die größer sind als die Drehzahl, bei der sich das Kraftmaschinendrehmoment auf seinen Maximalwert über den Triebstrangdrehzahlbereich befindet, null. Die λ5-Funktion kann ein drittes Maß (zum Beispiel die Z-Achse) basierend auf SOC enthalten, das den Multiplikator bei der λ5-Funktion basierend auf dem SOC einstellt. Somit begrenzt die λ5-Funktion im Schleppmodus das maximale Triebstrangdrehmoment auf das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den Drehzahlbereich bis zu der Drehzahl des maximalen Kraftmaschinendrehmoments. Bei Triebstrangdrehzahlen, die höher sind als die Drehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment über den Drehzahlbereich auftritt, ist der λ5-Wert null, so dass der DISG kein Drehmoment für den Triebstrang bereitstellt. Auf diese Weise kann Batterieenergie bei geringeren Triebstrangdrehzahlen verwendet werden, um ein maximales Triebstrangdrehmoment bereitzustellen, das gleich dem maximalen Kraftmaschinendrehmoment über den Triebstrangdrehzahlbereich ist. Folglich kann das Triebstrangdrehmoment gleichförmiger sein, und die Gleichförmigkeit kann für mehr Fahrzeugstarts bereitgestellt werden. Nach der Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments geht das Verfahren 800 zu 855 über.
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Bei 832 bestimmt das Verfahren 800 das maximale Triebstrangdrehmoment basierend auf dem bei 802 bestimmten maximalen Kraftmaschinendrehmoment und dem bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoment. In einem Beispiel wird das maximale Triebstrangdrehmoment anhand der folgenden Gleichung bestimmt: Tdrv_mx(ω) = Teng_mx(ω, bp, temp) + λ6(ω, Pd, MAP, SOC)·Tmot_mx(ω, Pd, mtr_tmp) wobei Tdrv_mx das maximale Triebstrangdrehmoment ist, ω die Triebstrangdrehzahl am Drehmomentwandler-Pumpenrad ist, Teng_max das maximale Kraftmaschinendrehmoment ist, bp Umgebungsbarometerdruck ist, temp die Umgebungstemperatur ist, λ6 eine das Motor- oder DISG-Drehmoment begrenzende Funktion ist, Pd die Batterieentladungsleistungsgrenze ist, SOC der Batterieladezustand ist, mtr_tmp die Motortemperatur ist und Tmot_mx das maximale Motor- oder DISG-Drehmoment bei der aktuellen Batterieentladungsleistungsgrenze und DISG-Temperatur ist. In einigen Beispielen kann die Turbolader-Turbinenraddrehzahl oder das Kraftmaschinendrehmoment MAP ersetzen, so dass λ6 eine Funktion der Turbinenraddrehzahl oder des Kraftmaschinendrehmoments ist. Somit wird das bei 802 bestimmte maximale Kraftmaschinendrehmoment zu dem Produkt der λ6-Funktion und des bei 804 bestimmten maximalen DISG-Drehmoments addiert.
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In einem Beispiel ist λ6 eine Funktion der in 6 oder 7 gezeigten Form, aber die λ-Kurve beginnt bei einem Wert von eins für niedrige Kraftmaschinendrehzahlen und nimmt dann bei einer Kraftmaschinendrehzahl, bei der maximales Kraftmaschinendrehmoment plus maximales DISG-Drehmoment das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den Drehzahlbereich übersteigt (zum Beispiel das Kraftmaschinendrehmoment des größten Werts wie beispielsweise das Kraftmaschinendrehmoment bei 410 von 2) zu. Der λ6-Wert verringert sich, so dass das maximale Kraftmaschinendrehmoment plus dem maximalen DISG-Drehmoment gleich dem Kraftmaschinendrehmoment des größten Werts über den Triebstrangdrehzahlbereich ist. Der λ6-Wert ist bei Drehzahlen, die größer sind als die Drehzahl, bei der sich das Kraftmaschinendrehmoment auf seinen Maximalwert über den Triebstrangdrehzahlbereich befindet, null, er nimmt aber über einer Schwellendrehzahl zu, um Batteriezellen auf den Regenerationsmodus vorzubereiten (zum Beispiel Kurve 620 von 6). Nach der Bestimmung des maximalen Triebstrangdrehmoments geht das Verfahren 800 zu 855 über.
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Bei 850 tritt das Verfahren 800 in einen Ladungserhaltungsmodus ein, wobei maximales Triebstrangdrehmoment über den Triebstrang den maximalen Kraftmaschinendrehmoment gleichgesetzt wird. Wenn ein Fahrer ein Fahrpedal vollständig in eine Vollgas-Pedalstellung (WOP – wide open pedal) niederdrückt, ist das maximale Triebstrangdrehmoment das maximale Kraftmaschinendrehmoment bei einer bestimmten Drehzahl, mit der sich der Triebstrang dreht. Folglich muss die Batterieladung nicht für den DISG bereitgestellt werden, um dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment zu entsprechen, und die Batterieladung kann erhalten werden.
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Somit stellt das Verfahren von 8 ein Triebstrangverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen einer maximalen Triebstrangdrehmomentschwelle als Reaktion auf eine Triebstrangdrehzahl und eine Batterieentladungsleistungsgrenze; und Begrenzen von Triebstrangdrehmoment als Reaktion auf eine maximale Triebstrangdrehmomentschwelle. Das Verfahren umfasst, dass das Triebstrangdrehmoment einer elektrischen Maschine zugeführten Begrenzungsstrom enthält. Das Verfahren umfasst, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle mehrere Drehmomentschwellenwerte über einen Triebstrangdrehzahlbereich enthält. Das Verfahren umfasst, dass die mehreren Drehmomentschwellenwerte auf einer Summe der maximalen Kraftmaschinendrehmomentschwellenwerte und der maximalen Drehmomentschwellenwerte der elektrischen Maschine über den Triebstrangdrehzahlbereich basieren.
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In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle auf maximale Kraftmaschinendrehmomentwerte bei mehreren Triebstrangdrehzahlen und maximalen Drehmomentwerten der elektrischen Maschine bei den mehreren Triebstrangdrehzahlen für Triebstrangdrehzahlen, die geringer als eine Triebstrangdrehzahl sind, basiert, wobei das Kraftmaschinendrehmoment ein Maximalwert über einen gesamten Triebstrangdrehzahlbereich ist und wobei die Triebstrangdrehmomentschwelle allein auf maximale Kraftmaschinendrehmomentwerte bei Triebstrangdrehzahlen, die größer sind als die Triebstrangdrehzahl, bei der das Kraftmaschinendrehmoment über den gesamten Triebstrangdrehzahlbereich ein Maximalwert ist, basiert. Ferner umfasst das Verfahren Reduzieren der Triebstrangdrehmomentschwelle als Reaktion auf Aufladedruck. Das Verfahren umfasst, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle auf ein maximales Kraftmaschinendrehmoment über einen gesamten Triebstrangdrehzahlbereich bei Triebstrangdrehzahlen unter einer Schwellentriebstrangdrehzahl eingestellt wird. Das Verfahren umfasst, dass die Schwellendrehzahl eine Drehzahl ist, bei der das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den gesamten Triebstrangdrehzahlbereich ist.
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Das Verfahren von 8 stellt ferner ein Triebstrangverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Triebstrangdrehmomentschwelle basierend auf einer Summe des maximalen Kraftmaschinendrehmoments und des maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine in einem ersten Triebstrangdrehzahlbereich; Bereitstellen der Triebstrangdrehmomentschwelle in einem zweiten Triebstrangdrehzahlbereich allein basierend auf dem maximalen Kraftmaschinendrehmoment, wobei Drehzahlen im zweiten Triebstrangdrehzahlbereich größer sind als Drehzahlen im ersten Triebstrangdrehzahlbereich; und Begrenzen von Triebstrangdrehmoment auf die Triebstrangdrehmomentschwelle. Das Verfahren umfasst, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle eine maximale Triebstrangdrehmomentschwelle ist.
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In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle im ersten Triebstrangdrehzahlbereich und die Triebstrangdrehmomentschwelle im zweiten Drehzahlbereich auf dem maximalen Drehmoment der elektrischen Maschine multipliziert mit einem Wert, der eine Funktion der Triebstrangdrehzahl und einer Entladungsleistungsgrenze für die elektrischen Maschine ist, basiert. Ferner umfasst das Verfahren Bereitstellen der Triebstrangdrehmomentschwelle in einem dritten Triebstrangdrehzahlbereich, wobei Drehzahlen im dritten Drehzahlbereich größer sind als Drehzahlen im zweiten Drehzahlbereich, wobei die Triebstrangdrehmomentschwelle im dritten Triebstrangdrehzahlbereich auf einer Summe des maximalen Kraftmaschinendrehmoments und des maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine basiert. Das Verfahren umfasst, dass die Triebstrangdrehmomentschwelle eine Basis zum Begrenzen des Triebstrangdrehmoments unter Bedingungen einer Vollgas-Pedalstellung ist.
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Ferner umfasst das Verfahren Einstellen der Triebstrangdrehmomentschwelle basierend auf einem mehrerer vom Fahrer gewählter Modi. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass eines der mehreren vom Fahrer gewählten Modi ein Schleppmodus ist und dass die Triebstrangdrehmomentschwelle auf ein maximales Kraftmaschinendrehmoment über einen gesamten Triebstrangdrehzahlbereich bei Triebstrangdrehzahlen, bei denen das maximale Kraftmaschinendrehmoment über den gesamten Triebstrangdrehzahlbereich kleiner ist als das maximale Kraftmaschinendrehmoment, eingestellt wird.
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Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass zu dem Verfahren von 8 zusätzliche Modi hinzugefügt werden können, zum Beispiel können ein Stadtfahrmodus oder ein Überlandfahrmodus hinzugefügt werden. In jedem Modus kann eine neue λ-Funktion angewandt werden, um das maximale DISG-Drehmoment einzustellen und dadurch das maximale Triebstrangdrehmoment einzustellen.
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Wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, kann das in 8 beschriebene Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interrupt-gesteuert, 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 Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine(r) oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden kann/können. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Grenze ein Wert oder ein Schwellenwert, der nicht zu überschreiten ist, oder ein Wert oder ein Schwellenwert, dessen Überschreiten durch andere Parameter verhindert wird, wenn die Grenze in Kraft ist. Ein maximaler Wert ist ein Wert oder ein Schwellenwert, unter den mit dem Maximum in Verbindung stehende Parameter zu jeder Zeit, zu der das Maximum in Kraft ist, gehalten werden. Zum Beispiel ist ein maximales Drehmoment einer elektrischen Maschine eine Drehmomentschwelle, unter der das Drehmoment der elektrischen Maschine gehalten wird, während das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine in Kraft ist.
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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-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen. ZEICHENERKLÄRUNG FIG. 8
| ENGLISH | GERMAN |
| START | START |
| END | ENDE |
| YES | JA |
| NO | NEIN |
802 | DETERMINE MAXIMUM ENGINE TORQUE | MAXIMALES KRAFTMASCHINENDREHMOMENT BESTIMMEN |
804 | DETERMINE MAXIMUM MOTOR TORQUE | MAXIMALES MOTORDREHMOMENT BESTIMMEN |
806 | PERFORMANCE MODE? | LEISTUNGSMODUS? |
808 | SOC G. T. THRESHOLD? | SOC GRÖSSER ALS SCHWELLENWERT? |
810 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ1 FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ1-FUNKTION BESTIMMEN |
812 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ2-FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ2-FUNKTION BESTIMMEN |
816 | ECONOMY MODE? | ECONOMY-MODUS? |
818 | SOC G. T. THRESHOLD? | SOC GRÖSSER ALS SCHWELLENWERT? |
820 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ3 FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ3-FUNKTION BESTIMMEN |
822 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ4 FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ4-FUNKTION BESTIMMEN |
826 | TOW MODE? | SCHLEPPMODUS? |
828 | SOC G. T. THRESHOLD? | SOC GRÖSSER ALS SCHWELLENWERT? |
830 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ5 FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ5-FUNKTION BESTIMMEN |
832 | DETERMINE MAXIMUM DRIVELINE TORQUE VIA λ6 FUNCTION | MAXIMALES TRIEBSTRANGDREHMOMENT ÜBER λ6-FUNKTION BESTIMMEN |
850 | SUSTAIN CHARGE MODE | LADUNGSERHALTUNGSMODUS |
855 | OPERATE DRIVETRAIN BASED ON MAXIMUM DRIVELINE TORQUE | TRIEBSTRANG BASIEREND AUF MAXIMALEM TRIEBSTRANGDREHMOMENT BETREIBEN |