DE102015118019A1

DE102015118019A1 - Verfahren und system zur verbesserung von hybridfahrzeugschaltvorgängen

Info

Publication number: DE102015118019A1
Application number: DE102015118019.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander O'Connor Gibson; John Edward Brevick; Seung-Hoon Lee; Matthew John Shelton; Felix Nedorezov
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-04-28
Also published as: US20160114780A1; CN105539422B; CN105539422A; US9415761B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zur Verbesserung des Schaltvorgangs eines Stufenautomatikgetriebes in einem Hybridfahrzeug vorgestellt. Die Systeme und Verfahren können Einstellen der Drehmomentkapazität einer oder mehrerer Triebstrangkupplungen zum Reduzieren von Triebstrangdrehmomentstörungen, die mit Triebstrangträgheitsmoment beim Getriebegangschalten in Zusammenhang stehen können, bereitstellen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zur Verbesserung von Hybridfahrzeugschaltvorgängen. Die Verfahren können besonders nützlich für Hybridfahrzeuge sein, die eine elektrische Maschine über eine Triebstrangtrennkupplung selektiv direkt an eine Kraftmaschine koppeln.
Hintergrund und Kurzfassung
Eine Hybridfahrzeugkonfiguration enthält eine Kraftmaschine, die direkt an eine Triebstrangtrennkupplung gekoppelt ist, und die Trennkupplung ist direkt an einen im Triebstrang integrierten Starter-Generator (DISG – driveline integrated starter/generator) gekoppelt, der direkt an ein Drehmomentwandlerpumpenrad gekoppelt ist. Der Triebstrang kann auch ein Doppelmassenschwungrad enthalten, das Federn enthält, die mit den Massen des Schwungrads wirken, um eine mechanische Dämpfung zwischen der Kraftmaschine und der Triebstrangtrennkupplung bereitzustellen. Das Doppelmassenschwungrad reduziert die Amplitude von Kraftmaschinendrehmomentimpulsen, die auf das Getriebe und die Räder des Fahrzeugs übertragen werden können. Die Schwungradmasse erhöht jedoch die Triebstrangträgheit unter Verringerung der Kraftstoffökonomie. Darüber hinaus trägt die Schwungradträgheit zu einem erhöhten Trägheitsmoment bei, das an einer Eingangswelle eines Getriebes erzeugt wird. Das erhöhte Trägheitsmoment kann aufgrund dessen, dass ein durch Getriebegangkupplungen übertragenes Drehmoment zunimmt, Triebstrangdrehmomentstörungen bei Getriebegangschaltvorgängen erhöhen. Deshalb wäre es wünschenswert, die Vorzüge eines Doppelmassenschwungrads bereitzustellen, während bei Getriebegangschaltvorgängen immer noch ein reduziertes Trägheitsmoment für eine Getriebeeingangswelle bereitgestellt wird.
Die vorliegenden Erfinder haben die obengenannten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: proportionales Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung als Reaktion auf eine Amplitude eines über eine sich stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung befindenden Trägheit erzeugten Trägheitsmoments, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst, wobei die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist.
Durch Einstellen der Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung kann es möglich sein, das technische Ergebnis des Reduzierens eines an einer Getriebeeingangswelle vorliegenden Trägheitsmoments während Gangschaltvorgängen bereitzustellen, so dass Drehmomentstörungen während Gangschaltvorgängen reduziert werden können. Darüber hinaus kann es möglich sein, eine Masse eines zwischen einer Kraftmaschine und einer Triebstrangtrennkupplung positionierten Dämpfungsschwungrads zu eliminieren oder zu reduzieren, wodurch die Fahrzeugkraftstoffeffizienz verbessert wird. Bei Getriebegangschaltvorgängen kann zum Beispiel die Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung reduziert werden, so dass die Drehmomentwandlerkupplung schlupft und an einer stromabwärts der Drehmomentwandlerkupplung positionierten Getriebewelle vorliegende oder beobachtete Trägheit effektiv reduziert. Das Schlupfen der Drehmomentwandlerkupplung kann gestatten, dass weniger Trägheitsmoment von stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung zu einer stromabwärts der Drehmomentwandlerkupplung positionierten Getriebeeingangswelle übertragen wird.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Ansatz Getriebeschaltvorgänge verbessern, indem Getriebeschaltvorgänge sanfter gestaltet werden. Ferner kann der Ansatz die Fahrzeugkraftstoffökonomie durch Reduzieren von Triebstrangträgheit verbessern. Darüber hinaus kann der Ansatz Triebstrangkosten durch Eliminieren oder Reduzieren der Masse eines Dämpfungsschwungrads reduzieren. Die beschriebenen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht ersichtlich.
Es sollte auf der Hand liegen, dass die obige Kurzfassung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, hier als detaillierte Beschreibung bezeichnet, alleine betrachtet oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, besser verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
1 ein Schemadiagramm einer Kraftmaschine;
2 eine beispielhafte Fahrzeugtriebstrangkonfiguration;
3A und 3B beispielhafte Kraftmaschinenträgheitsmomente;
4 eine beispielhafte Hybridfahrzeugbetriebssequenz;
5A und 5B ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugtriebstrangs; und
6 die Kraftmaschinenkurbelwellen- und -pleuelkinematik zur Bestimmung von Kurbelwellendynamikgleichungen.
Detaillierte Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft die Verbesserung des Hybridfahrzeugtriebstrangbetriebs. Das Hybridfahrzeug kann eine Kraftmaschine gemäß der Darstellung in 1 enthalten. Die Kraftmaschine kann in einem Triebstrang gemäß der Darstellung in 2 enthalten sein. Die Kraftmaschine kann ein Trägheitsmoment gemäß der Darstellung in den 3A und 3B aufweisen. Der Hybridfahrzeugtriebstrang kann gemäß der Darstellung in der Triebstrangbetriebssequenz von 4 betrieben werden. Ferner kann der Hybridfahrzeugtriebstrang gemäß dem Verfahren der 5A und 5B im System der 1 und 2 dahingehend betrieben werden, die in 4 gezeigte Betriebssequenz bereitzustellen. Schließlich basieren Kurbelwellendynamikgleichungen auf der in 6 gezeigten Kurbelwellen- und Pleuelkinematik.
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 an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Starter 96 (zum Beispiel eine (mit weniger als 30 Volt betriebene) elektrische Niederspannungsmaschine) enthält eine Planetenradwelle 98 und ein Planetenrad 95. Die Planetenradwelle 98 kann das Planetenrad 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 selektiv 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.
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.
Darüber hinaus steht der Einlasskrümmer 44 in der Darstellung mit dem Turboladerverdichter 162 in Verbindung. Die Welle 161 koppelt mechanisch das Turboladerturbinenrad 164 an den 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.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken zur Brennkammer 30. In der Darstellung ist eine Breitband-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.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit (CPU) 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 (Engine Coolant Temperature, ECT) von dem an die Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen an das Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der durch den Fuß 132 angelegten Kraft; einen an das Bremspedal 150 gekoppelten Positionssensor 154 zur Erfassung der durch den Fuß 152 angelegten Kraft; eine Messung eines Einlasskrümmerdrucks (Manifold Pressure, MAP) von dem an den Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; ein Kraftmaschinenpositionssignal 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.
In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein, wie in 2 gezeigt. Des Weiteren können in einigen Beispielen andere Kraftmaschinenkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
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.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Triebstrang 200 enthält. 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 einen im Triebstrang integrierten Starter-Generator (DISG) 240 gestartet werden. Der DISG 240 (zum Beispiel eine (mit über 30 Volt betriebene) elektrische Hochspannungsmaschine) kann auch als elektrische Maschine, elektrischer Motor und/oder elektrischer Generator bezeichnet werden. Ferner kann das Drehmoment der Kraftmaschine 10 über den Drehmomentaktuator 204, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Drosselklappe usw., eingestellt werden.
Ein Kraftmaschinenausgangsdrehmoment kann durch ein optionales Zweimassenschwungrad 215 zu einer Eingangsseite einer Triebstrangtrennkupplung 236 übertragen werden. Somit ist die Kraftmaschine ohne Zwischenzahnräder oder -vorrichtungen direkt an die Triebstrangtrennkupplung 236 gekoppelt. Das Zweimassenschwungrad kann Massen und Federn enthalten, die als ein mechanischer Dämpfer wirken. Deshalb kann das Zweimassenschwungrad als ein Dämpfungsschwungrad beschrieben werden, im Gegensatz zu Schwungrädern, die keine Federn enthalten und die nicht als Dämpfungsschwungräder beschrieben werden. Schwungräder die keine Federn enthalten können auch als nicht dämpfende Schwungräder bezeichnet werden, obgleich die Schwungradträgheit ein geringes Ausmaß an Dämpfung für den Triebstrang bereitstellen kann. Bei einigen beispielhaften Triebstrangkonfigurationen kann das Zweimassenschwungrad 215 fehlen, oder es kann eine reduzierte Masse haben, was durch Triebstrangkupplungsdrehmomentkapazitätssteuerung ermöglicht wird. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt sein. Die stromabwärtige Seite der Trennkupplung 236 ist in der Darstellung mechanisch an die DISG-Eingangswelle 237 gekoppelt. Somit ist die Trennkupplung 236 ohne Zwischenzahnräder oder -vorrichtungen direkt an den DISG 240 gekoppelt.
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 eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität 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 an den 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 (zum Beispiel eine Hochspannungsbatterie oder -energiequelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder eine Drosselspule handeln. Die stromabwärtige Seite des DISG 240 ist über die Welle 241 mechanisch an das Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des DISG 240 ist mechanisch an die Trennkupplung 236 gekoppelt.
Der Drehmomentwandler 206 enthält ein Turbinenrad 286 zur Abgabe von Drehmoment an die Eingangswelle 270. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an das Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 enthält auch eine Wandler-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.
Wenn die Wandler-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 Wandler-Überbrückungskupplung 212 jedoch vollständig eingerückt ist, wird das Kraftmaschinenausgangsdrehmoment über die Wandler-Überbrückungskupplung direkt zu einer (nicht gezeigten) Eingangswelle des Getriebes 208 übertragen. Als Alternative dazu kann die Wandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, wodurch eine Einstellung der Höhe des direkt an das Getriebe weitergeleiteten Drehmoments ermöglicht wird. Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, die durch den Drehmomentwandler 206 übertragene Drehmomenthöhe einzustellen, indem sie die Wandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen oder basierend auf einem fahrerbasierenden Kraftmaschinenbetriebswunsch einstellt.
Das Automatikgetriebe 208 enthält Gangkupplungen (zum Beispiel Gänge 1 bis 6) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. Die Gangkupplungen 211 (zum Beispiel 1 bis 10) und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Drehmomentabgabe vom Automatikgetriebe 208 kann wiederum an die Räder 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.
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.
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.
Wenn Leerlaufstoppbedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung 12 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 anfahren möchte, kann die Steuerung 12 die Kraftmaschine 10 durch Anschleppen der Kraftmaschine 10 und Wiederaufnahme der Zylinderverbrennung neu aktivieren.
Nunmehr auf 3A Bezug nehmend, wird ein Diagramm eines Trägheitsmoments eines Vierzylindermotors bei verschiedenen Kraftmaschinendrehzahlen gezeigt. Die Y-Achse des Diagramms stellt das Trägheitsmoment der Kraftmaschine dar. Die X-Achse des Diagramms stellt den Kurbelwellenwinkel der Kraftmaschine dar.
Verlauf 302 stellt das Trägheitsmoment der Kraftmaschine bei einer Kraftmaschinendrehzahl von 2000 Umdrehungen pro Minute (RPM – revolutions per minute) dar. Verlauf 304 stellt das Trägheitsmoment der Kraftmaschine bei einer Kraftmaschinendrehzahl von 4000 RPM dar. Verlauf 306 stellt das Trägheitsmoment der Kraftmaschine bei einer Kraftmaschinendrehzahl von 6000 RPM dar. Somit kann beobachtet werden, dass die Trägheitsmomentamplitude der Kraftmaschine mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl zunimmt. Die Zunahme des Kraftmaschinendrehmoments steht mit der erhöhten Kraftmaschinenbeschleunigung bei höheren Kraftmaschinendrehzahlen in Zusammenhang. Das Kraftmaschinendrehmoment überkreuzt sich bei null beim gleichen Kurbelwellenwinkel für jede der Kraftmaschinendrehzahlen, da der Pumpzyklus der Kraftmaschine bezüglich des Kraftmaschinenkurbelwellenwinkels unveränderlich ist.
Nunmehr auf 3B Bezug nehmend, wird ein Diagramm eines Trägheitsmoments eines Sechszylindermotors gegenüber der Kraftmaschinendrehzahl gezeigt. Die Y-Achse des Diagramms stellt das Trägheitsmoment der Kraftmaschine dar. Die X-Achse des Diagramms stellt die Kraftmaschinendrehzahl dar. Somit kann beobachtet werden, dass das Trägheitsmoment der Kraftmaschine mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl und mit zunehmender zyklischer Kolbenbeschleunigung zunimmt. Ferner ist die Zunahme des Trägheitsmoments der Kraftmaschine bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl nicht linear. Es kann also beobachtet werden, dass die Frequenz des Trägheitsmoments der Kraftmaschine mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl zunimmt, da die Anzahl von Kraftmaschinenzyklen pro Sekunde mit zunehmender Kraftmaschinendrehzahl zunimmt.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, wird eine beispielhafte Hybridfahrzeugbetriebssequenz gezeigt. Die Sequenz von 3 kann durch das das als Anweisungen im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Verfahren von 4 ausführende System der 1 und 2 bereitgestellt werden. Die vertikalen Linien bei T1 bis T4 stellen bestimmte Zeitpunkte dar, die während der Sequenz von Interesse sind.
Das erste Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm des Kraftmaschinenbetriebszustands gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt den Kraftmaschinenbetriebszustand dar, und die Kraftmaschine ist in Betrieb, wenn sich der Verlauf auf einer größeren Höhe nahe des Pfeils der Y-Achse befindet. Die Kraftmaschine ist nicht im Betrieb oder verbrennt nicht, wenn sich der Verlauf auf einer geringeren Höhe nahe der X-Achse befindet. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu.
Das zweite Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Getriebeganganforderung gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt die Getriebeganganforderung dar, und der angeforderte Getriebegang wird entlang des Pfeils der Y-Achse angezeigt. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu.
Das dritte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Triebstrangtrennkupplungsdrehmomentkapazität gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt die Trennkupplungsdrehmomentkapazität dar, und die Trennkupplungsdrehmomentkapazität nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu. Die Trennkupplungsdrehmomentkapazität kann durch Erhöhen eines Drucks oder einer Kraft, der bzw. die zum Schließen der Trennkupplung angelegt wird, erhöht werden. Die Trennkupplungsdrehmomentkapazität kann durch Verringern des Drucks oder der Kraft, der bzw. die an die Trennkupplung angelegt wird, verringert werden. Die horizontale Linie stellt eine Trennkupplungsdrehmomentkapazität dar, die dazu ausreicht, die Triebstrangtrennkupplung vollständig geschlossen zu halten (zum Beispiel kein Kupplungsschlupf), wenn die Kraftmaschine bei maximalem Kraftmaschinendrehmoment betrieben wird.
Das vierte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Kraftmaschinendrehzahl gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt die Kraftmaschinendrehzahl dar, und die Kraftmaschinendrehzahl nimmt in Richtung der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu.
Das fünfte Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm des Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment dar, und das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu.
Das sechste Diagramm von oben von 4 ist ein Diagramm der Wandler-Überbrückungskupplungsdrehmomentkapazität (TCC-Drehmomentkapazität) gegenüber der Zeit. Die Y-Achse stellt die TCC-Drehmomentkapazität dar, und die TCC-Drehmomentkapazität nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die X-Achse stellt Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken zur rechten Seite der Figur zu.
Zum Zeitpunkt T0 ist die Kraftmaschine nicht im Betrieb, und die TCC-Drehmomentkapazität befindet sich auf einer größeren Höhe. Das Getriebe befindet sich im ersten Gang, wie durch den Ganganforderungsverlauf angezeigt. Die Triebstrangtrennkupplungsdrehmomentkapazität ist null, da die Triebstrangtrennkupplung vollständig geöffnet ist. Die Kraftmaschinendrehzahl und das Drehmoment sind null, da die Kraftmaschine nicht in Betrieb ist. Der (nicht gezeigte) DISG kann unter solchen Bedingungen Triebstrangdrehmoment für den Hybridfahrzeugtriebstrang bereitstellen, um das Fahrzeug anzutreiben.
Zum Zeitpunkt T1 geht der Kraftmaschinenzustand von aus zu ein über, um anzuzeigen, dass die Kraftmaschine gestartet wird. Die Kraftmaschine kann als Reaktion auf ein Fahreranforderungsdrehmoment, Fahrzeuggeschwindigkeit oder andere Fahrzeugbedingungen gestartet werden. Die Trennkupplung ist geschlossen, um Drehmoment von dem (nicht gezeigten) DISG zum Starten der Kraftmaschine bereitzustellen. Die Kraftmaschinendrehzahl nimmt mit Beschleunigung der Kraftmaschine durch das DISG-Drehmoment zu. Das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment nimmt auch zu, während die Kraftmaschine beginnt, Luft und Kraftstoff zu verbrennen. Die TCC-Drehmomentkapazität wird reduziert, um Drehmomentschwankungen zu verringern, die sich aus dem Schließen der Trennkupplung und dem Starten der Kraftmaschine ergeben können. Die Drehmomentwandlerkupplung kann schlupfen (zum Beispiel Differenz zwischen der Drehzahl einer Eingangsseite der TCC und einer Drehzahl einer Ausgangsseite der TCC), wenn die TCC-Drehmomentkapazität reduziert wird.
Zum Zeitpunkt T2 forderte das Getriebe als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahreranforderungsdrehmoment (nicht gezeigt) Gangwechsel aus dem ersten Gang in den zweiten Gang an. Die Trennkupplungsdrehmomentkapazität und die TCC-Drehmomentkapazität werden als Reaktion auf das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und das Trägheitsmoment stromaufwärts der TCC reduziert. Das Trägheitsmoment stromaufwärts der TCC umfasst Trägheiten der Kraftmaschine, des DISG und der Trennkupplung. Das Doppelmassenschwungrad ist in diesem Beispiel in der Triebstrangkonfiguration nicht vorhanden. Die relativ hohe Kraftmaschinendrehzahl erhöht das (in 4 nicht gezeigte) Trägheitsmoment der Kraftmaschine, wie in den 3A und 3B gezeigt. Das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment befindet sich auch auf einer relativ großen Höhe. Zum Reduzieren von Drehmoment an der Getriebeeingangswelle wird deshalb Kraftmaschinendrehmoment über Zündverstellung nach spät reduziert, und Trägheitsmoment wird durch Reduzieren der TCC-Drehmomentkapazität und der Trennkupplungskapazität auf eine Kapazität reduziert, bei der sowohl die TCC als die Trennkupplung schlupfen. In diesem Beispiel wird die Trennkupplungskapazität auf eine höhere Drehmomentkapazität als die TCC-Drehmomentkapazität eingestellt. Durch Reduzieren der TCC- und der Trennkupplungsdrehmomentkapazität können Trägheits- und Verbrennungsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle reduziert werden.
Zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 ist die Kraftmaschine weiter im Betrieb, und das Getriebe bleibt im zweiten Gang. Ferner bleibt die Trennkupplung vollständig geschlossen, und die Kraftmaschinendrehzahl nimmt als Reaktion auf Fahreranforderungsdrehmoment zu. Das Kraftmaschinendrehmoment wird als Reaktion auf ein reduziertes Fahreranforderungsdrehmoment (nicht gezeigt) reduziert. Die TCC-Drehmomentkapazität befindet sich auf einer größeren Höhe, es ist jedoch ein gewisser Schlupf erlaubt, um durch Verbrennung in Kraftmaschinenzylindern erzeugte Drehmomentimpulse mit höherer Frequenz zu dämpfen. Somit wird der TCC gestattet zu schlupfen, wenn das Getriebe nicht geschaltet wird, um Triebsstrangdrehmomentpulsationen von der Kraftmaschine zu reduzieren.
Zum Zeitpunkt T3 wechselt der angeforderte Getriebegang als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahreranforderungsdrehmoment (nicht gezeigt) aus dem zweiten Gang in den dritten Gang. Der angeforderte Gang wird bei einer geringeren Kraftmaschinendrehzahl als die Kraftmaschinendrehzahl, bei der der angeforderte Gang zum Zeitpunkt T2 wechselte, gewechselt. Ferner ist das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment zum Zeitpunkt T3 kleiner als zum Zeitpunkt T2. Deshalb liegen weniger Trägheitsmoment und Verbrennungsdrehmoment vor, die an die Getriebeeingangswelle angelegt werden können. Folglich wird zum Zeitpunkt T3 nur die TCC-Drehmomentkapazität reduziert. Die Trennkupplung bleibt vollständig geschlossen, wodurch Trennkupplungsschlupf eliminiert wird. Ferner wird die TCC-Drehmomentkapazität auf einen höheren Wert als der Drehmomentkapazitätswert der TCC zum Zeitpunkt T2 reduziert. Die TCC-Drehmomentkapazität wird als Reaktion auf die Trägheitsmomentamplitude und -frequenz eingestellt (zum Beispiel reduziert). Die Kraftmaschinendrehzahl nimmt als Reaktion auf das Schalten des Getriebes aus dem zweiten Gang in den dritten Gang ab.
Zwischen dem Zeitpunkt T3 und dem Zeitpunkt T4 nimmt das Kraftmaschinendrehmoment weiter ab, während das Fahreranforderungsdrehmoment (nicht gezeigt) durch einen Fahrer als Reaktion auf Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit (nicht gezeigt) reduziert wird. Die Kraftmaschinendrehzahl nimmt zu, aber mit einer geringeren Geschwindigkeit als zu Zeitpunkten vor T4. Die TCC-Drehmomentkapazität wird als Reaktion auf das geringere Verbrennungsdrehmoment erhöht, so dass der TCC-Schlupf reduziert wird. Die TCC-Drehmomentkapazität kann erhöht werden, da die Verbrennungsdrehmomentamplitude bei geringeren Kraftmaschinendrehmomenthöhen reduziert ist.
Zum Zeitpunkt T4 wechselt der angeforderte Getriebegang aus dem dritten Gang in den vierten Gang als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahreranforderungsdrehmoment (nicht gezeigt). Der angeforderte Gang wird bei einer geringeren Kraftmaschinendrehzahl als die Kraftmaschinendrehzahl, bei der der angeforderte Gang zum Zeitpunkt T3 wechselte, gewechselt. Darüber hinaus ist das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment zum Zeitpunkt T4 geringer als zum Zeitpunkt T3. Deshalb liegen weniger Trägheitsmoment und Verbrennungsdrehmoment vor, die an die Getriebeeingangswelle angelegt werden können. Infolgedessen wird die TCC-Drehmomentkapazität zum Zeitpunkt T4 weniger reduziert als zum Zeitpunkt T3. Die Trennkupplung bleibt vollständig geschlossen. Die TCC-Drehmomentkapazität wird als Reaktion auf die Trägheitsmomentamplitude und -frequenz eingestellt (zum Beispiel reduziert). Somit ist die TCC-Drehmomentkapazität während des Schaltens zum Zeitpunkt T4 größer als die TCC-Drehmomentkapazität während des Schaltens zum Zeitpunkt T3. Die Kraftmaschinendrehzahl nimmt als Reaktion auf das Schalten des Getriebes aus dem dritten Gang in den vierten Gang ab.
Auf diese Weise können die TCC- und Triebstrangkupplungsdrehmomentkapazität während des Schaltens von Gängen und während des Nichtschaltens von Gängen basierend auf Kraftmaschinenverbrennung und Trägheitsmoment eingestellt werden. In einem Beispiel kann/können die TCC- und/oder Trennkupplungsdrehmomentkapazität zur Reduzierung von Drehmoment an der Getriebeeingangswelle reduziert werden, wenn das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und das Trägheitsmoment am Getriebe größer sein würden als ein Solldrehmoment, wenn die TCC und/oder die Trennkupplung vollständig geschlossen wäre(n).
Nunmehr auf die 5A und 5B Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugtriebstrangs gezeigt. Das Verfahren der 5A und 5B kann als im nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen in dem System der 1 und 2 enthalten sein. Darüber hinaus kann das Verfahren der 5A und 5B die in 4 gezeigte Betriebssequenz bereitstellen. Das Verfahren der 5A und 5B stellt Triebstrangkupplungen stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle zur Steuerung von Triebstrangdrehmomentstörungen ein. Gleichung 1 zeigt, dass das Getriebeausgangsdrehmoment eine Funktion von Trägheit stromaufwärts des Getriebes ist: T_OS = T_IS – T_FC2 – (I_rω ._r + (I_c + I_us)ω ._c + I_sω ._s) (Gleichung 1) wobei T_OS das Getriebeausgangswellendrehmoment ist, T_IS das Getriebeeingangswellendrehmoment ist; T_FC2 das durch eine lastannehmende Kupplung übertragene Drehmoment ist; I_r die Trägheit des Hohlrads des Getriebes ist; ω . die Winkelbeschleunigung des Hohlrads des Getriebes ist; I_c die wirksame Trägheit des Trägers des Getriebes ist; I_us die stromaufwärtige Trägheit oder die Trägheit stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle ist, die die Kraftmaschine und/oder den DISG und/oder die Trennkupplung und/oder die Triebstrangtrennkupplung enthalten kann; ω ._c die Winkelbeschleunigung des Trägers des Getriebes ist; I_s die Trägheit des Sonnenrads des Getriebes ist; und ω ._s die Winkelbeschleunigung des Sonnenrads des Getriebes ist. Zum Reduzieren von Drehmomentstörungen während des Schaltens eines Stufengetriebes kann es somit wünschenswert sein, Trägheit stromaufwärts der Getriebeeingangswelle zu reduzieren.
Bei 502 beurteilt das Verfahren 500, ob dem Hybridantriebsstrang ein Doppelmassenschwungrad oder eine andere Art von mechanischer Dämpfungsvorrichtung, die Federn und Massen enthält, fehlt. Als Alternative oder zusätzlich dazu kann das Verfahren 500 beurteilen, ob der Hybridantriebsstrang ein Doppelmassenschwungrad mit einer relativ geringen Trägheit enthält. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass eine oder beide Bedingungen zutreffen, ist die Antwort ja, und das Verfahren 500 geht zu 506 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 500 geht zu 504.
Bei 504 stellt das Verfahren 500 die Drehmomentwandlerkupplungskapazität (TCC-Kapazität) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, den Getriebegangschaltanforderungen und dem Drehmoment des Drehmomentwandlerpumpenrads oder dem Fahreranforderungsdrehmoment ein. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt und eine Gangwechselanforderung vom 2. Gang zum 3. Gang gestellt wird, kann die TCC-Drehmomentkapazität während des Schaltens reduziert werden. Darüber hinaus kann die TCC-Drehmomentkapazität als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Fahrpedal freigibt oder das Fahreranforderungsdrehmoment auf einen Wert zunimmt, der größer ist als ein Schwellenwert, reduziert werden. In einigen Beispielen wird die TCC-Betätigungskraft oder -drehmomentkapazität basierend auf Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel Fahreranforderungsdrehmoment, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gangschaltanforderungen, abgebildet. Auf diese Weise kann die TCC dahingehend betrieben werden, Triebstrangdrehmomentstörungen als Reaktion auf Fahrbedingungen zu glätten, wenn ein mechanisches Dämpfungsschwungrad im Triebstrang enthalten ist. Nach dem Planen des TCC-Betriebs geht das Verfahren 500 zum Ende.
Bei 506 stellt das Verfahren 500 die Drehmomentwandlerkupplung (TCC) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, den Getriebegangschaltanforderungen und dem Drehmomentwandlerpumpenraddrehmoment oder dem Fahreranforderungsdrehmoment ein. Die TCC-Drehmomentkapazität bei 506 kann jedoch auf andere Kapazitäten als jene bei 504 eingestellt werden, da das Doppelmassenschwungrad nicht vorhanden ist oder eine reduzierte Masse aufweist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Beispiel zunimmt und eine Gangwechselanforderung vom zweiten zum dritten Gang gestellt wird, kann die TCC-Drehmomentkapazität während des Schaltens bei 506 stärker reduziert werden als bei 504. Darüber hinaus kann die TCC-Drehmomentkapazität als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Fahrpedal freigibt oder dass das Fahreranforderungsdrehmoment auf einen Wert zunimmt, der größer ist als ein Schwellenwert, bei 506 stärker reduziert werden als bei 504. Folglich kann die TCC dahingehend betrieben werden, Triebstrangdrehmomentstörungen als Reaktion auf Fahrbedingungen zu glätten, wenn im Triebstrang kein mechanisches Dämpfungsschwungrad enthalten ist. Nach Planen des TCC-Betriebs geht das Verfahren 500 zum Ende.
Bei 510 bestimmt das Verfahren 500 die Kraftmaschinendrehzahl und -last. Die Kraftmaschinendrehzahl kann über einen Kraftmaschinenpositionssensor bestimmt werden, und die Kraftmaschinenlast kann basierend auf einer die Kraftmaschine durchströmenden Luftmasse oder Fahreranforderungsdrehmoment gemäß der Interpretation einer Stellung des Fahrpedals bestimmt werden. Nach der Bestimmung der Kraftmaschinendrehzahl und -last geht das Verfahren 500 zu 512 über.
Bei 512 bestimmt das Verfahren 500 das Trägheitsmoment und die Trägheitsmomentfrequenz der Kraftmaschine. Die Trägheitsmomentfrequenz der Kraftmaschine kann durch Teilen der Kraftmaschinendrehzahl durch sechzig und Multiplizieren des Ergebnisses mit der Anzahl von Zylinderzyklen pro Kraftmaschinenumdrehung (zum Beispiel zwei Zylinderzyklen für jede Umdrehung eines Vierzylinder-Viertaktmotors) bestimmt werden.
Die Kraftmaschinenkurbelwellendynamik kann basierend auf den in 6 gezeigten Pleuel- und Kurbelwellenkinematikdeskriptoren gemäß der folgenden Gleichung beschrieben werden:
wobei I_CSh die Kurbelwellenträgheit ist, I_FW die Kraftmaschinenschwungradträgheit ist, I_FEAD die Trägheit des Vorbaunebenaggregatantriebs ist (zum Beispiel die Trägheit der Schwungscheibe plus die Trägheit des Klimakompressors), m_p die Masse eines Kraftmaschinenkolbens ist, L_eff die effektive Länge des Pleuels ist, θ .. die Winkeltheta-Beschleunigung ist, T_comb das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment ist, T_I das Kraftmaschinenträgheitsmoment ist und T_EAD das Vorbaunebenaggregatantriebsmoment ist.
Die effektive Pleuellänge kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden:
wobei r ein Radius von der Mitte der Kurbelwelle zum Kurbelwellenpleuelzapfen ist, θ_i der in 6 gezeigte Winkel θ für den i_ten Zylinder ist und L die Pleuellänge ist. Aus L_eff kann das Kraftmaschinenträgheitsmoment als:
bestimmt werden.
Somit basiert das Kraftmaschinenträgheitsmoment auf einer Stellung jedes Kolbens in jedem Zylinder, während sich die Kraftmaschine dreht. Nach der Bestimmung des Trägheitsmoments der Kraftmaschine geht das Verfahren 500 zu 512 über.
Bei 514 bestimmt das Verfahren 500 das bzw. die Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und -frequenz. Die Kraftmaschinenverbrennungsfrequenz kann durch Dividieren der Kraftmaschinendrehzahl durch sechzig und Multiplizieren des Ergebnisses mit der Anzahl von Zylindern, die ein Luftkraftstoffgemisch in jedem Kraftmaschinenzyklus pro Kraftmaschinenumdrehung verbrennen (zum Beispiel ein Zylinder für jede Umdrehung eines Vierzylinder-Viertaktmotors mit zwei abgeschalteten Zylindern), bestimmt werden. Das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden:

wobei p_i der Druck im i_ten Zylinder ist und A_p die Fläche des Kolbenkopfs ist. Druck im Zylinder kann basierend auf der Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftmaschinenlast, dem Zündzeitpunkt und dem Luft-Kraftstoffverhältnis empirisch bestimmt und im Speicher für anschließendes Abrufen gespeichert werden. Somit ist das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment eine Summe von Verbrennungsdrehmomenten jedes Kraftmaschinenzylinders. Nach der Bestimmung des bzw. der Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments und -frequenz geht das Verfahren 500 zu 516 über.
Bei 516 beurteilt das Verfahren 500, ob ein Gangschaltvorgang des Stufengetriebes angefordert wird. In einem Beispiel kann ein Gangschaltvorgang als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahreranforderungsdrehmoment angefordert werden. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass ein Gangschaltvorgang angefordert wird oder gerade stattfindet, ist die Antwort ja, und das Verfahren 500 geht zu 520 über. Ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 500 geht zu 518 über.
Bei 518 stellt das Verfahren 500 die Drehmomentkapazität einer ersten Kupplung als Reaktion auf Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und -frequenz ein. In einem Beispiel kann es sich bei der ersten Kupplung um eine TCC handeln. In einem anderen Beispiel kann es sich bei der ersten Kupplung um eine Triebstrangtrennkupplung handeln. Durch Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung kann es möglich sein, das durch die Kraftmaschine auf die Getriebeeingangswelle übertragene Drehmoment zu filtern und Kraftmaschinenträgheitsmoment an der Getriebeeingangswelle zu reduzieren. Insbesondere kann die Drehmomentkapazität auf einen Wert reduziert werden, bei dem Schlupf zwischen einer Eingangsseite der ersten Kupplung und einer Ausgangsseite der ersten Kupplung erzeugt wird. Durch die erste Kupplung übertragenes Kraftmaschinendrehmoment kann reduziert werden, wenn die erste Kupplung schlupft.
In einem Beispiel werden empirisch bestimmte Schlupfgrade für die erste Kupplung bestimmt und in einer Tabelle oder Funktion im Speicher gespeichert. Die Tabelle oder die Funktion kann durch Kraftmaschinendrehzahl und -last indexiert sein, und die Tabelle oder die Funktion gibt einen gewünschten Schlupfgrad oder als Alternative eine Drehmomentkapazität der ersten Kupplung, die einen gewünschten Schlupfgrad zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite der ersten Kupplung bereitstellt, aus. Ferner kann als Reaktion auf die Verbrennungsfrequenz zusätzlicher Schlupf bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung bei geringeren Verbrennungsfrequenzen dahingehend eingestellt werden, mehr Schlupf als bereitgestellt bereitzustellen, wenn die Kraftmaschine bei höheren Verbrennungsfrequenzen mit der gleichen Drehzahl und Last betrieben wird. Wenn sich die Kraftmaschine bei einer Last von 0,5 bei zwei abgeschalteten Zylindern mit 2500 RPM dreht, kann das Verfahren 500 die erste Kupplung 100 RPM schlupfen lassen. Wenn sich die gleiche Kraftmaschine jedoch bei einer Last von 0,5 ohne abgeschaltete Zylinder mit 2500 RPM dreht, kann das Verfahren 500 die erste Kupplung 50 RPM schlupfen lassen.
Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass die erste Kupplung über einer Schwellentemperatur betrieben wird, kann das Verfahren 500 darüber hinaus Kühlmittelfluss zu der ersten Kupplung erhöhen. Wenn das Verfahren 500 in einem anderen Beispiel urteilt, dass die erste Kupplung über der Schwellentemperatur betrieben wird, kann das Verfahren 500 das Schlupfen der ersten Kupplung anhalten und mit dem Schlupfenlassen einer zweiten Kupplung beginnen (zum Beispiel der anderen von der Trennkupplung und der TCC). Die zweite Kupplung kann basierend auf Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und -frequenz auf ähnliche Weise wie das Schlupfenlassen der ersten Kupplung schlupfen gelassen werden.
Auf diese Weise kann die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion auf das Erhöhen des Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments unter Bedingungen, unter denen das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment ein Schwingen des Triebstrangs verursachen kann, wenn die erste Kupplung nicht schlupfen gelassen wird, auf eine Drehmomentkapazität verringert werden, die geringer als das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment ist. Ferner kann die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung unter Bedingungen, unter denen die Verbrennungsfrequenz niedrig genug ist, um von einem Fahrer bemerkt zu werden, auf eine Drehmomentkapazität reduziert werden, die geringer als das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment ist. Somit kann die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion darauf, dass die Verbrennungsdrehmomentfrequenz unter einer Schwellenfrequenz (zum Beispiel 20 Hz) liegt, reduziert werden.
Bei 520 reduziert das Verfahren 500 das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment durch das Verstellen des Zündzeitpunkts nach spät von geringster Vorzündung für bestes Drehmoment (MBT – Minimum spark timing for Best Torque). In einem Beispiel wird der Zündzeitpunkt nach spät verstellt, um ein gewünschtes Kraftmaschinendrehmoment bereitzustellen, aber das Ausmaß der Spätzündung ist hinsichtlich Verbrennungsstabilität begrenzt. Wenn zum Beispiel ein gewünschtes Verbrennungsdrehmoment an einem Drehmomentwandlerpumpenrad 10 Nm beträgt und zwanzig Grad Spätverstellung von MBT erforderlich sind, um das Kraftmaschinendrehmoment auf 10 Nm zu reduzieren, aber die Verbrennungsstabilität bei fünfzehn Grad Spätverstellung von MBT geringer als erwünscht ist, ist eine Spätverstellung von mehr als fünfzehn Grad nicht gestattet. Zündverstellung nach spät für ein Kraftmaschinendrehmoment oder eine Reduzierung des Kraftmaschinendrehmoments kann im Speicher gespeichert und basierend auf einem gewünschten Reduzierungsausmaß des Kraftmaschinendrehmoments während eines Getriebegangschaltens abgerufen werden. Die gewünschte Zündverstellung nach spät oder Spätverstellung von MBT kann aus dem Speicher abgerufen und während des Schaltens ausgegeben werden. Nach der Einstellung des Kraftmaschinenzündzeitpunkts geht das Verfahren 500 zu 522 über.
Bei 522 reduziert das Verfahren 500 das effektive Trägheitsmoment und das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle durch Reduzieren der Drehmomentkapazität einer ersten Kupplung, wodurch gestattet wird, dass die erste Kupplung rutscht und für die Getriebeeingangswelle ein geringeres kombiniertes Trägheitsmoment und Verbrennungsmoment bereitstellt. Bei der ersten Kupplung kann es sich um die TCC oder die Triebstrangtrennkupplung handeln. Die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung ist reduziert, um ein gewünschtes Kraftmaschinenträgheitsmoment und -verbrennungsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle bereitzustellen, das auf einer oder mehreren der folgenden Bedingungen, einschließlich dass der Getriebegang eingelegt ist, Fahrzeuggeschwindigkeit, vorliegendem Kraftmaschinenträgheitsmomentausmaß, vorliegender Trägheitsmomentfrequenz, vorliegendem Verbrennungsdrehmomentausmaß, vorliegender Verbrennungsdrehmomentfrequenz und/oder anderen Bedingungen basieren kann. Bei Basieren auf einer vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit, eingelegtem Gang, Kraftmaschinenträgheitsmoment, Kraftmaschinenträgheitsmomentfrequenz, Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und Kraftmaschinenverbrennungsdrehmomentfrequenz beträgt das gewünschte Drehmoment an der Getriebeeingangswelle während eines Schaltvorgangs zum Beispiel 20 Nm, die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung kann auf 20 Nm oder einer nächstliegenden erreichbaren Drehmomentkapazität eingestellt werden. Die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung kann proportional zu dem Kraftmaschinenträgheitsmomentausmaß, der Trägheitsmomentfrequenz, der vorliegenden Verbrennungsdrehmomentamplitude und der vorliegenden Verbrennungsdrehmomentfrequenz eingestellt werden.
In einem Beispiel, in dem es sich bei der TCC um die erste Kupplung handelt, kann TCC-Drehmomentkapazität so eingestellt werden, dass sie unter der Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung liegt. Zum Beispiel kann Dynamik am DISG wie folgt ausgedrückt werden: I_rω ._r = T_DC + T_ISG – (T_BPC – T_IMP) (Gleichung 6) wobei I_r die Trägheit des DISG-Rotors ist, ω ._r die Winkelbeschleunigung des DISG-Rotors ist, T_DC das durch die Triebstrangtrennkupplung übertragene Drehmoment ist, T_ISG das DISG-Drehmoment ist, T_BPC das durch die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung oder TCC übertragene Drehmoment ist und T_IMP das Drehmoment am Drehmomentwandlerpumpenrad ist, das als eine Funktion der Drehmomentwandlerpumpenraddrehzahl und der Drehmomentwandlerturbinenraddrehzahl ausgedrückt werden kann. Die Beziehungen zwischen der TCC-Kupplungsdrehmomentkapazität und der Trennkupplungsdrehmomentkapazität können wie folgt ausgedrückt werden: Capacity_TDC > Capacity_TBPC + I_rω ._r – T_ISG + T_IMP wobei Capacity_TDC die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlertrennkupplung ist, Capacity_TBPC die Drehmomentkapazität der TCC oder Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist. Auf diese Weise kann die TCC-Kupplungskapazität so eingestellt werden, dass die TCC vor der Triebstrangtrennkupplung rutscht und weniger Drehmoment als diese überträgt, wenn solch ein Betrieb erwünscht ist.
In anderen Beispielen kann die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion auf das Einlegen des Getriebegangs und Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine gewünschte Drehmomentkapazität reduziert werden. Das Getriebeausgangsdrehmoment kann jedoch gewisse Kraftmaschinenverbrennungsfrequenzen auf die Fahrzeugräder übertragen, wenn die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion auf weniger Betriebsbedingungen eingestellt wird.
Die erste Kupplung wird auf die gewünschte Drehmomentkapazität an der Getriebeeingangswelle oder eine nächstliegende erzielbare Drehmomentkapazität angesteuert, wenn die Drehmomentkapazität auf innerhalb eines Schwellendrehmoments der gewünschten Drehmomentkapazität wiederholbar und genau ist. Die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung kann auf die nächstliegende erreichbare Drehmomentkapazität für gewünschte Kupplungskapazitäten, die nicht wiederholbar oder stabil sind, eingestellt werden. Nach dem Einstellen der ersten Kupplung auf eine Drehmomentkapazität entsprechend dem gewünschten Drehmoment an der Getriebeeingangswelle während des Schaltvorgangs geht das Verfahren 500 zu 524 über.
In einigen Beispielen kann die Drehmomentkapazität der ersten und der zweiten Kupplung als Reaktion darauf, dass die Drehzahl eines DISG eine Schwellendrehzahl übersteigt, eingestellt werden. Wenn die Drehzahl des DISG zum Beispiel größer ist als eine Drehzahl, unter der der DISG ein konstantes maximales Drehmoment bereitstellt, kann die Drehmomentkapazität der ersten und der zweiten Kupplung als Reaktion auf auf die Getriebeeingangswelle übertragene(s) Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment, Verbrennungsdrehmomentfrequenz, Kraftmaschinenträgheitsmoment und Kraftmaschinenträgheitsmomentfrequenz reduziert werden. In einem Beispiel kann sich der DISG während des Gangschaltens in einem Rekuperationsmodus befinden, um das an der Getriebeeingangswelle beobachtete Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment zu reduzieren. Wenn das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment das maximale Drehmoment des DISG übersteigt, kann die Drehmomentkapazität der ersten oder der zweiten Kupplung reduziert werden.
Bei 524 beurteilt das Verfahren 500, ob Drehmoment an der Getriebewelle während des Schaltvorgangs durch Einstellen der ersten Kupplung auf das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment gegebenenfalls reduziert werden kann. Unter einigen Bedingungen ist es möglicherweise nicht möglich, das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment durch Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung bereitzustellen. Deshalb kann die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung eingestellt werden. Die zweite Kupplung kann die jeweils andere der TCC oder der Triebstrangtrennkupplung sein. Wenn es sich bei der ersten Kupplung zum Beispiel um die Triebstrangtrennkupplung handelt, kann die Trägheit des DISG und der Komponenten zwischen der Getriebeeingangswelle und der Trennkupplung derart sein, dass das an der Getriebeeingangswelle vorliegende Trägheitsmoment größer ist als das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment. Unter solchen Bedingungen kann die TCC-Drehmomentkapazität reduziert werden, um der TCC zu gestatten, zu schlupfen, wodurch das für die Getriebeeingangswelle bereitgestellte Trägheitsmoment reduziert wird. Wenn es sich bei der ersten Kupplung andererseits um die TCC handelt, kann die TCC vollständig geöffnet sein, und der Drehmomentwandler kann mehr Verbrennungsdrehmoment und Trägheitsmoment als das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment auf die Getriebeeingangswelle übertragen. Unter solchen Bedingungen kann die Drehmomentkapazität der Triebstrangtrennkupplung reduziert werden, um das bzw. die für die Getriebeeingangswelle bereitgestellte Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und -trägheit zu reduzieren. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass das Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung allein nicht dazu ausreichend ist, das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment bereitzustellen, oder dass das Drehmoment an der Getriebeeingangswelle größer als das gewünschte Getriebeeingangswellendrehmoment ist oder sein würde, ist die Antwort ja, und das Verfahren 500 geht zu 540 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 500 geht zu 544 über.
Bei 540 reduziert das Verfahren 500 das effektive Trägheitsmoment und das Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle durch Reduzieren der Drehmomentkapazität einer zweiten Kupplung, wodurch der zweiten Kupplung gestattet wird, zu schlupfen und ein geringeres kombiniertes Trägheitsmoment und Verbrennungsdrehmoment für die Getriebeeingangswelle bereitzustellen. Somit kann die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung als Reaktion auf eine Reduzierung der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung, die nicht dazu ausreichend ist, die Summe des Trägheitsmoments und des Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments auf ein Schwellendrehmoment zu reduzieren, reduziert werden. Die zweite Kupplung kann die andere der TCC oder der Triebstrangtrennkupplung sein, die nicht die erste Kupplung ist. Die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung wird reduziert, um ein gewünschtes Kraftmaschinenträgheitsmoment und -verbrennungsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle bereitzustellen, das auf einer oder mehrerer der folgenden Bedingungen, einschließlich dem Einlegen eines Getriebegangs, Fahrzeuggeschwindigkeit, vorliegendem Kraftmaschinenträgheitsmomentausmaß, vorliegender Trägheitsmomentfrequenz, vorliegendem Verbrennungsdrehmomentausmaß, vorliegender Verbrennungsdrehmomentfrequenz und/oder anderer Bedingungen, basieren kann. Wenn es zum Beispiel auf einer vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit, einem eingelegten Gang, Kraftmaschinenträgheitsmoment, Kraftmaschinenträgheitsmomentfrequenz, Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment und Kraftmaschinenverbrennungsdrehmomentfrequenz basiert, beträgt das gewünschte Drehmoment an der Getriebeeingangswelle 20 Nm während eines Schaltvorgangs, und Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung reduziert das Getriebeeingangswellendrehmoment nur auf 30 Nm, die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung kann auf 20 Nm eingestellt werden, während das Getriebeeingangswellendrehmoment höher als gewünscht sein würde, wenn nur die Drehmomentkapazität der ersten Kupplung eingestellt werden würde. Die Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung kann proportional zu dem Kraftmaschinenträgheitsmomentausmaß, der Kraftmaschinenträgheitsmomentfrequenz, der vorliegenden Verbrennungsdrehmomentamplitude und der vorliegenden Verbrennungsdrehmomentfrequenz eingestellt werden. Nach dem Einstellen der zweiten Kupplung auf eine Drehmomentkapazität, die dem gewünschten Drehmoment an der Getriebeeingangswelle während des Schaltvorgangs entspricht, geht das Verfahren 500 zu 542 über.
Bei 542 beurteilt das Verfahren 500, ob der neue Gang eingelegt ist oder nicht eingelegt ist. Wenn das Getriebe zum Beispiel aus dem 2. in den 3. Gang hochschaltet, ist der neue Gang der 3. Gang. Das Verfahren 500 kann urteilen, dass der neue Gang eingelegt ist, wenn der Kupplung des neuen Gangs zugeführter Öldruck größer als ein Schwellendruck ist. Als Alternative dazu kann das Verfahren 500 urteilen, dass der neue Gang eingelegt ist, wenn die Getriebeeingangsdrehzahl gleich der Getriebeausgangsdrehzahl multipliziert mit dem neuen Übersetzungsverhältnis ist. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass der neue Gang eingelegt ist, ist die Antwort ja, und das Verfahren 500 geht zu 544 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 500 kehrt zu 542 zurück.
Bei 544 beurteilt das Verfahren 500, ob sowohl die erste als auch die zweite Kupplung schlupft. In einem Beispiel können die erste und die zweite Kupplung basierend auf einer Drehzahldifferenz zwischen Kupplungseingängen und Kupplungsausgängen als schlupfend bestimmt werden. Wenn das Verfahren 500 urteilt, dass die erste und die zweite Kupplung schlupfen, ist die Antwort ja, und das Verfahren 500 geht zu 548 über, ansonsten ist die Antwort nein, und das Verfahren 500 geht zu 546 über.
Bei 546 reduziert das Verfahren 500 Schlupf der schlupfenden Kupplung durch Erhöhen der Drehmomentkapazität der Kupplung. Wenn es sich bei der ersten Kupplung zum Beispiel um die TCC handelt, wird die Drehmomentkapazität der TCC erhöht, obgleich ein gewisser Schlupf beibehalten werden kann, um Kraftmaschinendrehmomentpulsationen zu dämpfen. Wenn es sich bei der ersten Kupplung um die Triebstrangtrennkupplung handelt, wird ebenso die Drehmomentkapazität der Trennkupplung erhöht. Nach dem Reduzieren des Schlupfs der ersten Kupplung geht das Verfahren 500 zum Ende.
Bei 548 reduziert das Verfahren 500 den Schlupf der ersten oder zweiten Kupplung basierend auf Fahrzeugbetriebsbedingungen. In einem Beispiel wird die Drehmomentkapazität einer Kupplung, die sich am nächsten an ihrer Schwellenbetriebstemperatur befindet, zunächst erhöht, um die Kupplungstemperatur zu reduzieren. In einem anderen Beispiel wird zunächst die Drehmomentkapazität der Kupplung, die den Wirkungsgrad des Triebstrangs stärker erhöht, erhöht. Unter noch anderen Bedingungen kann die Drehmomentkapazität einer der ersten und zweiten Kupplung immer vor Erhöhen der Drehmomentkapazität der anderen der ersten und zweiten Kupplung erhöht werden. Nach dem Erhöhen der Drehmomentkapazität der ersten oder zweiten Kupplung geht das Verfahren 500 zu 550 über.
Bei 550 reduziert das Verfahren 500 Schlupf der anderen der ersten und zweiten Kupplung basierend auf Fahrzeugbedingungen. Wenn zum Beispiel die Kupplungsdrehmomentkapazität der TCC bei 548 erhöht wird, wird die Drehmomentkapazität der Trennkupplung bei 550 erhöht. In einem Beispiel kann die Drehmomentkapazität der anderen Kupplung erhöht werden, nachdem die Kupplungsdrehmomentkapazität bei 548 erhöht wird oder nach anderen Bedingungen. In einem Beispiel wird die Drehmomentkapazität der anderen Kupplung bei 550 als Reaktion auf eine vorbestimmte Zeitdauer nach Erhöhen der Kupplungsdrehmomentkapazität bei 548 erhöht. Nach Erhöhen der Drehmomentkapazität der anderen Kupplung bei 550 geht das Verfahren 500 zum Ende.
Somit stellt das Verfahren der 5A und 5B ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: proportionales Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung als Reaktion auf eine Amplitude eines über eine sich stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung befindende Trägheit erzeugten Trägheitsmoments, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst, wobei die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist. Das Verfahren umfasst, dass die Trägheit keine Dämpfungsschwungradträgheit umfasst. Ferner umfasst das Verfahren Einstellen der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung als Reaktion auf eine Frequenz des Trägheitsmoments. Ferner umfasst das Verfahren Einstellen der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers als Reaktion auf ein Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Trennkupplung auf eine höhere Drehmomentkapazität als die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung. Das Verfahren umfasst, dass die Trägheit eine Kraftmaschinenträgheit umfasst. Ferner umfasst das Verfahren Reduzieren einer Drehmomentkapazität einer Trennkupplung als Reaktion auf das Trägheitsmoment.
Das Verfahren der 5A und 5B stellt weiterhin ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Gangschaltanforderung und nur, wenn eine Trennkupplung vollständig geschlossen ist oder schlupft, Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung auf eine Drehmomentkapazität, die geringer ist als eine Drehmomentkapazität der Trennkupplung, wobei die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung ferner als Reaktion auf ein über eine sich stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung befindende Trägheit erzeugtes Trägheitsmoment und Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment eingestellt wird. Das Verfahren umfasst, dass die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst und dass die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist. Das Verfahren umfasst, dass die Trägheit ferner eine Trägheit einer Kraftmaschine umfasst und dass die Kraftmaschine direkt an die Trennkupplung gekoppelt ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren, dass die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung proportional zu der Amplitude des Trägheitsmoments eingestellt wird. Das Verfahren umfasst, dass die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung basierend auf einer Frequenz des Trägheitsmoments eingestellt wird. Ferner umfasst das Verfahren Einstellen einer Drehmomentkapazität der Trennkupplung als Reaktion auf das Trägheitsmoment. Das Verfahren umfasst, dass die Drehmomentkapazität der Trennkupplung als Reaktion darauf, dass Reduzieren der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung nicht dazu ausreicht, die Summe des Trägheitsmoments und des Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments auf ein Schwellendrehmoment zu reduzieren, reduziert wird.
Des Weiteren stellt das Verfahren der 5A und 5B ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Drehmomentkapazität einer sich stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle befindenden ersten Kupplung als Reaktion auf ein über eine sich stromaufwärts der ersten Kupplung befindende Trägheit erzeugtes Trägheitsmoment, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst, wobei die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist; Einstellen einer Drehmomentkapazität einer sich stromaufwärts der Getriebeeingangswelle befindenden zweiten Kupplung als Reaktion auf eine Betriebsbedingung der ersten Kupplung oder darauf, dass eine Summe des Trägheitsmoments und eines Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments ein Schwellendrehmoment an einer Eingangswelle eines Getriebes übersteigt. Das Verfahren umfasst, dass die Betriebsbedingung der ersten Kupplung darin besteht, dass eine Temperatur der ersten Kupplung eine Schwellentemperatur übersteigt.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Verstärken des Kühlmittelstroms zu der ersten Kupplung als Reaktion darauf, dass die erste Kupplung die Schwellentemperatur übersteigt. Das Verfahren umfasst, dass die sich stromaufwärts der ersten Kupplung befindende Trägheit keine Trägheit eines Dämpfungsschwungrads umfasst. Ferner umfasst das Verfahren Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion auf ein Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment während eines Getriebegangschaltens. Ferner umfasst das Verfahren Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten oder zweiten Kupplung als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl eines im Triebstrang integrierten Starter-Generators eine Schwellendrehzahl übersteigt.
Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass die in den 5A und 5B beschriebenen Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interrupt-gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen können. 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 oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinensteuersystem zu programmierenden Code darstellen.
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.
Bezugszeichenliste
Fig. 5A

502: FEHLT TRIEBSTRANGDOPPELMASSENSCHWUNGRAD?
504: TCC-DREHMOMENTKAPAZITÄT BASIEREND AUF FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT, SCHALTANFORDERUNGEN UND DREHMOMENT DES DREHMOMENTWANDLERPUMPENRADS EINSTELLEN
506: TRIEBSTRANGTRENNKUPPLUNG GESCHLOSSEN ODER SCHLUPFEND?
508: TCC-DREHMOMENTKAPAZITÄT BASIEREND AUF FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT, SCHALTANFORDERUNGEN UND DREHMOMENTWANDLERPUMPENRADDREHMOMENT EINSTELLEN
510: KRAFTMASCHINENDREHZAHL UND -LAST BESTIMMEN
512: KRAFTMASCHINENTRÄGHEITSMOMENT UND -FREQUENZ BESTIMMEN
514: KRAFTMASCHINENVERBRENNUNGSDREHMOMENT UND -FREQUENZ BESTIMMEN
516: GETRIEBEGANGSCHALTUNG ANGEFORDERT?
518: TRIEBSTRANGDREHMOMENT AM PUMPENRAD DURCH SCHLUPFENLASSEN DER ERSTEN KUPPLUNG ALS REAKTION AUF KRAFTMASCHINENVERBRENNUNGSDREHMOMENT UND -FREQUENZ EINSTELLEN
520: KRAFTMASCHINENDREHMOMENT ÜBER ZÜNDVERSTELLUNG NACH SPÄT REDUZIEREN
522: TRIEBSTRANGTRÄGHEITSMOMENT UND VERBRENNUNGSDREHMOMENT AN GETRIEBEEINGANGSWELLE DURCH SCHLUPFENLASSEN DER ERSTEN KUPPLUNG ALS REAKTION AUF KRAFTMASCHINENTRÄGHEITSMOMENT, TRÄGHEITSMOMENTFREQUENZ, VERBRENNUNGSDREHMOMENT UND VERBRENNUNGSDREHMOMENTFREQUENZ REDUZIEREN
524: DREHMOMENT AM PUMPENRAD GRÖSSER ALS ERWÜNSCHT?

540: TRIEBSTRANGTRÄGHEITSMOMENT UND VERBRENNUNGSDREHMOMENT AN GETRIEBEEINGANGSWELLE DURCH SCHLUPFENLASSEN DER ZWEITEN KUPPLUNG ALS REAKTION AUF KRAFTMASCHINENTRÄGHEITSMOMENT, -TRÄGHEITSMOMENTFREQUENZ, VERBRENNUNGSDREHMOMENT UND VERBRENNUNGSDREHMOMENTFREQUENZ REDUZIEREN
542: NEUER GANG EINGELEGT?
544: SCHLUPFEN ERSTE UND ZWEITE KUPPLUNG?
546: TRIEBSTRANGDREHMOMENT AN PUMPENRAD DURCH REDUZIEREN VON SCHLUPF DER SCHLUPFENDEN KUPPLUNG ERHÖHEN
548: SCHLUPF VON ERSTER UND ZWEITER KUPPLUNG BASIEREND AUF BETRIEBSBEDINGUNGEN REDUZIEREN
550: SCHLUPF DER ANDEREN DER ERSTEN ODER ZWEITEN KUPPLUNG BASIEREND AUF BETRIEBSBEDINGUNGEN REDUZIEREN

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: proportionales Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung als Reaktion auf eine Amplitude eines über eine sich stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung befindende Trägheit erzeugten Trägheitsmoments, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst, wobei die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trägheit keine Dämpfungsschwungradträgheit umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Einstellen der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung als Reaktion auf eine Frequenz des Trägheitsmoments.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Einstellen der Drehmomentkapazität des Drehmomentwandlers als Reaktion auf ein Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Trennkupplung auf eine höhere Drehmomentkapazität als die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägheit eine Kraftmaschinenträgheit umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Reduzieren einer Drehmomentkapazität einer Trennkupplung als Reaktion auf das Trägheitsmoment.
Verfahren, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf eine Gangschaltanforderung und nur, wenn eine Trennkupplung vollständig geschlossen ist oder schlupft, Einstellen einer Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandlerkupplung auf eine Drehmomentkapazität, die geringer ist als eine Drehmomentkapazität der Trennkupplung, wobei die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung ferner als Reaktion auf ein über eine sich stromaufwärts der Drehmomentwandlerkupplung befindende Trägheit erzeugtes Trägheitsmoment und Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst und die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Trägheit ferner eine Trägheit einer Kraftmaschine umfasst und wobei die Kraftmaschine direkt an die Trennkupplung gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung proportional zu der Amplitude des Trägheitsmoments eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung basierend auf einer Frequenz des Trägheitsmoments eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner umfassend Einstellen einer Drehmomentkapazität der Trennkupplung als Reaktion auf das Trägheitsmoment.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Drehmomentkapazität der Trennkupplung als Reaktion darauf, dass Reduzieren der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandlerkupplung nicht dazu ausreicht, die Summe des Trägheitsmoments und des Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments auf ein Schwellendrehmoment zu reduzieren, reduziert wird.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Einstellen einer Drehmomentkapazität einer sich stromaufwärts einer Getriebeeingangswelle befindenden ersten Kupplung als Reaktion auf ein über eine sich stromaufwärts der ersten Kupplung befindende Trägheit erzeugtes Trägheitsmoment, wobei die Trägheit eine Trägheit einer Trennkupplung und eine Trägheit eines Motors umfasst, wobei die Trennkupplung direkt an den Motor gekoppelt ist; Einstellen einer Drehmomentkapazität einer sich stromaufwärts der Getriebeeingangswelle befindenden zweiten Kupplung als Reaktion auf eine Betriebsbedingung der ersten Kupplung oder darauf, dass eine Summe des Trägheitsmoments und eines Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoments ein Schwellendrehmoment an einer Eingangswelle eines Getriebes übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Betriebsbedingung der ersten Kupplung darin besteht, dass eine Temperatur der ersten Kupplung eine Schwellentemperatur übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend Verstärken des Kühlmittelstroms zu der ersten Kupplung als Reaktion darauf, dass die erste Kupplung die Schwellentemperatur übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die sich stromaufwärts der ersten Kupplung befindende Trägheit keine Trägheit eines Dämpfungsschwungrads umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, ferner umfassend Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten Kupplung als Reaktion auf ein Kraftmaschinenverbrennungsdrehmoment während eines Getriebegangschaltens.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner umfassend Einstellen der Drehmomentkapazität der ersten oder zweiten Kupplung als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl eines im Triebstrang integrierten Starter-Generators eine Schwellendrehzahl übersteigt.