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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 62/129,376 , die am 6. März 2015 eingereicht wurde und deren Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Antriebsstrangsysteme, die mehrere Drehmoment erzeugende Einrichtungen anwenden, und diesen zugeordnete Steuerungseinrichtungen für dynamische Systeme.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen. Dementsprechend sollen derartige Aussagen keine Anerkenntnis eines Standes der Technik bilden.
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Antriebsstrangsysteme können ausgestaltet sein, um Drehmoment, das von mehreren Drehmoment erzeugenden Einrichtungen ausgeht, durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung auf ein Ausgangselement, das mit einem Endantrieb gekoppelt sein kann, zu übertragen. Derartige Antriebsstrangsysteme umfassen Hybridantriebsstrangsysteme und Elektrofahrzeugsysteme mit verlängerter Reichweite. Steuersysteme zum Betreiben derartiger Antriebsstrangsysteme betreiben die Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und wenden Drehmoment überführende Bauteile in dem Getriebe an, um Drehmoment in Ansprechen auf vom Bediener befohlene Ausgangsdrehmomentanforderungen, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Fahrbarkeit und andere Faktoren berücksichtigen, zu überführen. Beispielhafte Drehmoment erzeugende Einrichtungen umfassen Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Drehmomentmaschinen. Die nicht auf Verbrennung beruhenden Drehmomentmaschinen können Elektromaschinen umfassen, die als Motoren oder Generatoren arbeiten, um einen Drehmomenteingang in das Getriebe unabhängig von einem Drehmomenteingang von der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Die Drehmomentmaschinen können in einem als einen Rekuperationsbetrieb bezeichneten Vorgang kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb transferiert wird, in elektrische Energie umwandeln, die in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie speicherbar ist. Ein Steuersystem überwacht verschiedene Eingänge von dem Fahrzeug und dem Bediener und bietet eine funktionale Steuerung des Hybridantriebsstrangs, die das Steuern des Getriebebetriebszustandes und des Gangschaltens, das Steuern der Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und das Regeln des elektrischen Leistungsaustauschs zwischen der Speichereinrichtung für elektrische Energie und den Elektromaschinen, um Ausgänge des Getriebes, die Drehmoment und Drehzahl umfassen, zu verwalten, umfasst.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 209 200 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Drehmomentausgangs eines Hybridantriebssystems, bei denen eine Fahrerdrehmomentanforderung basierend auf Fahrereingaben in ein Gaspedal und ein Bremspedal ermittelt wird. Es werden Drehmomentgrenzen ermittelt und mit Systemeinschränkungen koordiniert, um eine abschließende Drehmomentanforderung zu erzeugen, die in Drehmomentbefehle für Vortriebsdrehmomentaktoren umgesetzt und auf diese angewendet werden.
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In der Druckschrift
US 7 606 649 B2 ist ein Fahrzeugsteuerungssystem offenbart, das die Stabilität der Steuerung sicherstellt, indem es einen zulässigen Ausgangsdrehmomentbereich eines Fahrzeugantriebsstrangs ermittelt und ein Zielausgangsdrehmoment beruhend auf einem Fahrzeugmanöver ermittelt. Wenn das Zielausgangsdrehmoment nicht in dem zulässigen Ausgangsdrehmomentbereich liegt, wird es entsprechend korrigiert.
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Die Druckschrift
US 2012 / 0 059 539 A1 offenbart ein Ausgangsdrehmomentmanagement in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang, bei dem eine Änderungsrate einer Ausgangsdrehmomentkapazität auf einen Anstiegsschwellenwert begrenzt wird, sodass die Änderung für einen Fahrer nicht wahrnehmbar ist.
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In der Druckschrift
US 2005 / 0 256 623 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln von Ausgangsdrehmomentgrenzen eines Antriebsstrangs mit einem elektrisch veränderlichen Getriebe unter Verwendung eines Modells dieses Getriebes offenbart. Ein Arbeitsraum des Getriebes wird durch Drehmomentbegrenzungen der elektrischen Maschine und der Kraftmaschine sowie durch Batterieleistungsbegrenzungen definiert. An den Grenzen des Getriebearbeitsraums werden die Ausgangsdrehmomentgrenzen ermittelt.
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Die Druckschrift
US 2009 / 0 118 950 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangsystems, bei dem eine Fahrerdrehmomentanforderung und eine Regenerationsbremsanforderung auf der Basis von Fahrereingaben in ein Gaspedal und ein Bremspedal ermittelt werden und eine Sollanforderung auf der Basis der Fahrerdrehmomentanforderung und der Regenerationsbremsanforderung ermittelt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es wird ein Antriebsstrangsystem beschrieben, das mehrere Vortriebsdrehmomentaktoren anwendet. Ein Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangsystems umfasst ein Interpretieren einer Fahreranforderung, was ein Ermitteln einer Fahrerdrehmomentanforderung und einer Regenerationsbremsanforderung auf der Basis von Fahrereingaben in ein Gaspedal und ein Bremspedal umfasst. Eine Sollanforderung wird auf der Basis der Fahrerdrehmomentanforderung und der Regenerationsbremsanforderung ermittelt. Drehmomentgrenzen für das Antriebsstrangsystem werden auf der Basis der Sollanforderung, der Fahrerdrehmomentanforderung, einer vorhergehenden Fahrerdrehmomentanforderung und einer Untätigkeitszeit, die der Fahrereingabe in das Gaspedal zugeordnet ist, wobei die Untätigkeitszeit und eine Differenz zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung und der Sollanforderung verwendet werden, koordiniert, um eine obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze zu ermitteln, und die obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze werden mit Systemeinschränkungen kombiniert, um eine abschließende Drehmomentanforderung zu erzeugen. Die abschließende Drehmomentanforderung wird angewandt, um Drehmomentbefehle für die Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln, und die Vortriebsdrehmomentaktoren werden auf der Basis der Drehmomentbefehle für die Vortriebsdrehmomentaktoren gesteuert.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
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Figurenliste
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Nun wird eine oder werden mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 schematisch ein Antriebsstrangsystem, das eine Brennkraftmaschine und ein Multi-Mode-Getriebe umfasst, das mit einem Endantrieb gekoppelt ist, dessen Betrieb durch ein Hybrid-Steuermodul gesteuert wird, gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
- 2 bis 6 schematisch eine Drehmomentsteuerroutine zum Koordinieren von Vortriebsdrehmomentaktorbefehlen in Ansprechen auf eine Richtungsänderung der Fahrerdrehmomentanforderung, um die Fahrqualität des Fahrzeugs zu verbessern, gemäß der Offenbarung zeigt; und
- 7 graphisch den Betrieb eines Fahrzeugs zeigt, das ein Antriebsstrangsystem umfasst, während die unter Bezugnahme auf die 2-6 beschriebene Drehmomentsteuerroutine gemäß der Offenbarung ausgeführt wird, wobei der Fahrzeugbetrieb ein Gaspedalzurücknahmemanöver ist, während das Fahrzeug unter einer Bedingung positiven Drehmoments arbeitet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei das Dargestellte lediglich zu dem Zweck dient, bestimmte beispielhafte Ausführungsformen zu veranschaulichen, und nicht zu dem Zweck selbige einzuschränken, veranschaulicht 1 schematisch Bauteile eines Antriebsstrangsystems 10, das eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 12 und ein Multi-Mode-Getriebe (Getriebe) 14 umfasst, das mit einem Endantrieb 90 gekoppelt ist, dessen Betrieb durch ein Hybrid-Steuermodul (HCP) 5 gesteuert wird. Das Antriebsstrangsystem 10 ist repräsentativ für ein Antriebsstrangsystem, das mehrere Vortriebsdrehmomentaktoren anwendet, die z.B. die Kraftmaschine 12, die erste und zweite Drehmomentmaschine 20 bzw. 22 und Drehmomentübertragungskupplungen, z.B. eine erste Kupplung 51 und eine zweite Kupplung 53 umfassen.
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Die Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 12 umfasst eine rotierende Kurbelwelle 11, die mit einem Eingangselement 16 des Getriebes 14 drehbar gekoppelt ist. Wie es hierin beschrieben ist, ist die rotierende Kurbelwelle 11 mit dem Eingangselement 16 des Getriebes 14 gekoppelt, so dass eine Rotation der Kurbelwelle 11 eine entsprechende Rotation des Eingangselements 16 bewirkt. Mechanismen, durch die die Kurbelwelle 11 fest mit dem Eingangselement 16 gekoppelt ist, umfassen, mittels nicht einschränkender Beispiele, eine direkte Welle, die Rotationen der Kurbelwelle 11 und des Eingangselements 16 koppelt, kämmend in Eingriff stehende Zahnräder, die Rotationen der Kurbelwelle 11 und des Eingangselements 16 koppeln, Kettenräder und eine Kette, die Rotationen der Kurbelwelle 11 und des Eingangselements 16 koppeln, oder Riemenscheiben und ein Riemen, die Rotationen der Kurbelwelle 11 und des Eingangselements 16 koppeln. Darüber hinaus kann die Kurbelwelle 11 mit dem Eingangselement 16 durch eine dazwischen eingreifende Kupplung, eine Drehmomentwandlereinrichtung oder eine andere Einrichtung gekoppelt sein, die in der Lage ist, eine Rotation der Kraftmaschinen-Kurbelwelle 11 von der entsprechenden Rotation des Eingangselements 16 des Getriebes 14 zu entkoppeln.
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Das Getriebe 14 umfasst einen ersten und zweiten Planetenradsatz 40, 50, die jeweils Bauteile aufweisen, die mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20 bzw. 22 drehbar gekoppelt sind. Der Planetenradsatz 40 umfasst Sonnenrad 42, Trägerelement 44 und Hohlrad 48. Das Trägerelement 44 lagert drehbar eine Mehrzahl von Ritzelrädern 46, die mit dem Sonnenrad 42 kämmen, und das Hohlrad 48 kämmt mit den Ritzelrädern 46. Planetenradsatz 50 umfasst Sonnenrad 52, Trägerelement 54, das eine Mehrzahl von Ritzelrädern 56 drehbar lagert, die mit dem Sonnenrad 52 kämmen, und das Hohlrad 58 kämmt mit den Ritzelrädern 56. Die Rotornabe 35 rotiert in Einklang mit dem Sonnenrad 52 durch eine Zwischenhohlwelle 64. In einer Ausführungsform und wie es hierin beschrieben ist, ist das Getriebe 14 eine elektromechanische Getriebeeinrichtung, wobei die erste und zweite Drehmomentmaschine 20, 22 elektrisch mit Leistung beaufschlagte Motoren/Generatoren sind. Es ist festzustellen, dass die Drehmomentmaschinen stattdessen hydraulische Leistung, pneumatische Leistung oder eine andere geeignete Leistungsquelle zum Erzeugen von Drehmoment im Umfang der in dieser Offenbarung beschriebenen Konzepte anwenden kann. Es ist ferner festzustellen, dass die hierin beschriebenen Konzepte nicht auf Getriebe begrenzt sind, die nur einen ersten und zweiten einfachen Planetenradsatz anwenden, sondern auch vorteilhaft für Getriebe gelten, die irgendeine Mehrzahl von einfachen oder komplexen Planetenradsätzen oder andere Zahnradstrangausgestaltungen anwenden.
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Die erste Drehmomentmaschine 20 und die zweite Drehmomentmaschine 22 sind in ein Kastengehäuse/Masse 24 gepackt und drehbar zwischen das Eingangselement 16 und ein Getriebeausgangselement 26 gekoppelt, das mit dem Endantrieb 90 reagiert. Die erste Drehmomentmaschine 20 umfasst einen ringförmigen Stator 30, der an dem Getriebekasten 24 festgelegt ist, und einen ringförmigen Rotor 32, der an einer drehbaren Rotornabe 34 abgestützt ist. Die zweite Drehmomentmaschine 22 umfasst einen ringförmigen Stator 31, der an dem Getriebekasten 24 festgelegt ist, und einen ringförmigen Rotor 33, der an einer drehbaren Rotornabe 35 abgestützt ist. Eine Hochspannungsbatterie 13 führt einem Leistungsstromrichter 17 elektrische Leistung zu, der mit dem ersten Stator 30 über Übertragungsleiter 41 zum Steuern seines Betriebes elektrisch verbunden ist. Der Leistungsstromrichter 17 ist auch elektrisch mit dem zweiten Stator 31 über Übertragungsleiter 43 zum Steuern des Betriebes der zweiten Drehmomentmaschine 22 zur Betriebssteuerung verbunden. Die erste und zweite Drehmomentmaschine 20, 22 können als Motoren oder Generatoren arbeiten. Entweder die erste oder die zweite Drehmomentmaschine 20, 22 kann als ein Elektromotor arbeiten, in welchem gespeicherte elektrische Leistung, die durch die Batterie 13 geliefert wird, durch den Leistungsstromrichter 17 umgewandelt und dem jeweiligen Stator 30, 31 zugeführt wird, um Drehmoment zu erzeugen. Entweder die erste oder die zweite Drehmomentmaschine 20, 22 kann als ein elektrischer Generator arbeiten, in welchem Fahrzeugmoment in elektrische Leistung umgewandelt werden kann, die in der Batterie 13 gespeichert oder von der zweiten Drehmomentmaschine 22 verwendet wird.
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Das Getriebe 14 umfasst ferner die erste Kupplung 51 und die zweite Kupplung 53. Die erste Kupplung 51 ist eine Festlegungskupplung oder -bremse, die selektiv aktiviert wird, um das Hohlradelement 58 an dem Getriebekasten 24 festzulegen.
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Das Eingangselement 16 ist axial beabstandet von und nicht konzentrisch mit Welle 60, die das Trägerelement 44 des ersten Planetenradsatzes 40 und das Trägerelement 54 des zweiten Planetenradsatzes 50 koppelt. Die Welle 72 ist bevorzugt koaxial mit dem Eingangselement 16, welches mit Nabenelement 70 gekoppelt ist, um mit dem Eingangselement 16 zur gemeinsamen Rotation mit dem Hohlrad 48 zu koppeln. Welle 62 koppelt Rotornabe 34 mit Sonnenrad 42 über Nabenelement 37 und einen sich axial erstreckenden Abschnitt 39. Die zweite Kupplung 53 ist zwischen einem sich axial erstreckenden Abschnitt 39, Nabe 37 und Welle 62 eingebettet. Ein Nabenelement 77 ist mit der zweiten Kupplung 53 gekoppelt. Eine separate Hohlwelle 60, die konzentrisch mit der Welle 62 ist, koppelt das Trägerelement 54 und die Nabenelemente 68 und 69 mit dem Trägerelement 44, und koppelt somit fest die Rotation des Trägerelements 44 mit der Rotation des Trägerelements 54. Hohlwelle 64 koppelt Rotornabe 35 mit Sonnenrad 52. Ein sich axial erstreckendes Element 78, Nabe 77 und ein sich axial erstreckendes Element 79, das eine ringförmige Welle ist, koppeln die zweite Kupplung 53 mit der ersten Kupplung 51 und dem Hohlrad 58. Das axial verlaufende Element 78 umschreibt den Planetenradsatz 50. Das Hohlradelement 58 entkoppelt von dem Sonnenradelement 42 wenn die zweite Kupplung 53 deaktiviert ist.
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Das Getriebe 14 arbeitet selektiv in Festgangmodi und variablen Modi, wobei die variablen Modi in einer Ausführungsform elektrisch variable Modi sind. Ein Getriebebetrieb in einem Festgangmodus umfasst jeden Betrieb, bei dem die Drehzahl des Ausgangselements 26 ein direktes Übersetzungsverhältnis der Drehzahl des Eingangselements 16 ist. Das Getriebe 14 arbeitet in einem Festgangmodus mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, indem sowohl die erste als auch die zweite Kupplung 51, 53 aktiviert sind. Das Getriebe 14 arbeitet in einem Festgangmodus mit ausgeschalteter Kraftmaschine mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis, indem die erste Kupplung 51 aktiviert ist in Kombination damit, dass die Kraftmaschine 12 in einem AUS-Zustand ist, unter Bedingungen wie sie hierin beschrieben sind. Das erste Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis können auf der Basis der Übersetzungsverhältnisse des ersten und zweiten Planetenradsatzes 40, 50 ermittelt werden. Ein Getriebebetrieb in einem der variablen Modi umfasst jede Betriebsbedingung, bei der die Drehzahl des Ausgangselements 26 auf der Basis der Drehzahl des Eingangselement 16 in Kombination mit Drehzahlen der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22, Übersetzungsverhältnissen der Planetenradsätze 40, 50, Aktivierungszuständen der ersten und zweiten Kupplung 51, 53 und anderen Faktoren festgelegt wird.
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Das HCP 5 kommuniziert mit einem Kraftmaschinen-Steuermodul (ECM) 23, dem Stromrichter-Controller 15 und einem Getriebesteuermodul (TCM) 21 zusammen mit anderen Einrichtungen. Das HCP 5 bietet eine überwachende Steuerung über das ECM 23 und den Stromrichter-Controller 15 und eine Bedienerschnittstelleneinrichtung 6, die Befehle von einem Fahrzeugfahrer empfängt. Das HCP 5 koordiniert Drehmomentbefehle zwischen der Kraftmaschine 12 und der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22, um Ausgangsdrehmoment in Ansprechen auf eine Fahrerdrehmomentanforderung zu steuern, die in die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 eingegeben wird, wobei eine solche Koordination durch die Steuerroutine 200 beschrieben wird, die unter Bezugnahme auf die 2 und 4-6 beschrieben wird, und genauer der Steuerroutine 300, die unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wird. Die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 umfasst eine oder eine Mehrzahl von Einrichtungen, durch die der Bediener den Betrieb des Fahrzeugs und Antriebsstrangsystems anweist, z.B. ein Gaspedal, ein Bremspedal, einen Zündschlüssel, eine Getriebebereichswahleinrichtung, eine Fahrtregelung und andere verwandte Einrichtungen umfasst. Die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 erzeugt Befehle zum Betreiben des Antriebsstrangsystems, die z.B. einen Antriebsstrang-Ein/AUS-Zustand, eine Getriebebereichswahl, z.B. eine von Parken, Rückwärts, Neutral und Drive (Fahren), die Fahrerdrehmomentanforderung und andere damit in Beziehung stehende Befehle umfassen. Das Antriebsstrangsystem 10 erzeugt ein Ausgangsdrehmoment, das an die Fahrzeugräder durch den Endantrieb 90 in Ansprechen auf die Fahrerdrehmomentanforderung und andere Eingänge in die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 abgegeben wird. Die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 ist zur Vereinfachung der Darstellung als eine einteilige Einrichtung gezeigt.
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Das Leistungs-Stromrichtermodul 17 umfasst bevorzugt ein Paar Leistungs-Stromrichter und jeweilige Motorsteuerungsmodule, die ausgestaltet sind, um Drehmomentbefehle zu empfangen und Stromrichterzustände daraus zu steuern und somit eine Motorantriebs- oder elektrische Stromrekuperationsfunktionalität vorzusehen, um den Motordrehmomentbefehlen nachzukommen. Die Leistungs-Stromrichter umfassen komplementäre Drei-Phasen-Leistungselektronikeinrichtungen, und jeder umfasst eine Mehrzahl von Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate (IGBT) oder andere geeignete Leistungsschalteinrichtungen zum Umwandeln von Gleichstromleistung von der Batterie 13 in Wechselstromleistung zur Beaufschlagung einer jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22 durch Umschalten mit hohen Frequenzen. Die IGBTs bilden ein Schaltnetzteil, das ausgestaltet ist, um Steuerungsbefehle zu empfangen. Jede Phase von jeder der Drei-Phasen-Elektromaschinen umfasst ein Paar IGBTs. Zustände der IGBTs werden gesteuert, um eine mechanische Motorantriebsleistungserzeugung oder Stromrekuperationsfunktionalität für elektrische Energie vorzusehen. Die Drei-Phasen-Stromrichter empfangen oder liefern elektrische Gleichstromleistung über Gleichstrom-Übertragungsleiter und wandeln diese in oder aus Drei-Phasen-Wechselstromleistung, die zu oder von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22 zum Betrieb als Motoren oder Generatoren jeweils über Übertragungsleiter geleitet wird. Der Stromrichter-Controller 15 steuert das Leistungs-stromrichtermodul 17 zum Übertragen elektrischer Leistung zu und von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22 in Ansprechen auf Motordrehmomentbefehle. Elektrischer Strom wird über den elektrischen Hochspannungsbus zu und von der Batterie 13 übertragen, um die Batterie 13 zu laden und zu entladen.
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Das ECM 23 verbindet über eine Mehrzahl von diskreten Leitungen oder andere geeignete Kommunikationsglieder die Kraftmaschine 12 funktional und funktioniert, um Daten von Sensoren zu beschaffen und Aktorbefehle an die Kraftmaschine 12 zu senden. Das ECM 23 überwacht die Kraftmaschinen-Drehzahl und -Last, die an das HCP 5 übermittelt werden. Der Stromrichter-Controller 15 überwacht und steuert ein erstes Motordrehmoment der ersten Drehmomentmaschine 20 und ein zweites Motordrehmoment der zweiten Drehmomentmaschine 22. Alternativ können zwei elektronische Controller benutzt werden, wobei jeder Controller eine entsprechende von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20 bzw. 22 überwacht. Das TCM 21 überwacht Drehzahlen und steuert eine Aktivierung und Deaktivierung der ersten und zweiten Kupplung 51, 53.
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Die Begriffe Controller, Steuermodul, Modul, Steuereinrichtung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeine oder verschiedene Kombinationen von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis / elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit / zentralen Verarbeitungseinheiten, z.B. einem Mikroprozessor / Mikroprozessoren, und einer zugehörigen permanenten Speicherkomponente in der Form von Speicher und Ablageeinrichtungen (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenlaufwerk usw.). Die permanente Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form von einer oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder Routinen zu speichern; sowie eine kombinatorische Logikschaltung / kombinatorische Logikschaltungen, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung / Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und Einrichtungen, eine Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Eine Eingangs-/Ausgangsschaltung / Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -einrichtungen umfassen Analog/Digital-Wandler und zugehörige Einrichtungen, die Eingänge von Sensoren überwachen, wobei diese Eingänge mit einer voreingestellten Abtastfrequenz oder in Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten jegliche von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jeder Controller führt eine Steuerroutine / Steuerroutinen aus, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen, einschließlich das Überwachen von Eingängen von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Controllern und ein Ausführen von Steuer- und Diagnoseroutinen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 100 Mikrosekunden oder 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Betriebes ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Auslöseereignisses ausgeführt werden. Kommunikation zwischen Controllern und Kommunikation zwischen Controllern, Aktoren und/oder Sensoren kann unter Verwendung einer direkt verdrahteten Verbindung, einer vernetzten Kommunikations-Busverbindung, einer drahtlosen Verbindung oder einer anderen geeigneten Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Kommunikation umfasst den Austausch von Datensignalen in jeder geeigneten Form, einschließlich beispielsweise elektrischen Signalen über ein leitendes Medium, elektromagnetischen Signalen über Luft, optischen Signalen über Lichtwellenleiter und dergleichen. Der Begriff „Modell“ bezieht sich auf einen auf einem Prozessor basierenden oder von einem Prozessor ausführbaren Code und zugehörige Kalibrierung, die eine physikalische Existenz einer Einrichtung oder eines physikalischen Prozesses simuliert. So wie hierin verwendet, beschreiben die Begriffe „dynamisch“ als Verb und Adverb Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und sich durch Überwachen oder anderweitiges Ermitteln von Parameterzuständen und regelmäßiges oder periodisches Aktualisieren der Zustände der Parameter während der Ausführung einer Routine oder zwischen Iterationen einer Ausführung der Routine auszeichnen.
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Der Drehmomentausgang von dem Antriebsstrangsystem kann einer Fahrerdrehmomentanforderung während vorübergehenden oder Richtungsänderungen der Fahrerdrehmomentanforderung nacheilen, wobei das Nacheilen zu einer Verschlechterung der Fahrqualität führt. Es kann vier unterschiedliche vom Fahrer beabsichtigte Szenarien geben, wenn Richtungsänderungen der Fahrerdrehmomentanforderung in Kombination mit einem gegenwärtigen Drehmomentbefehl betrachtet werden. Die Szenarien umfassen ein positiv ansteigendes Manöver, ein positiv abfallendes Manöver, ein negativ ansteigendes Manöver und ein negativ abfallendes Manöver, wobei „ansteigend“ sich auf eine Gaspedalbetätigung bezieht, „abfallend“ sich auf eine Gaspedalzurücknahme bezieht, „positiv“ sich auf ein Ausgangsdrehmoment größer als Null, z.B. für Vorwärtsvortrieb bezieht, und „negativ“ sich auf ein Ausgangsdrehmoment weniger als Null, z.B. zum Bremsen bezieht. Die vom Fahrer beabsichtigten Manöver können von einer schlechten Koordination der Vortriebsdrehmomentaktoren begleitet sein, z.B. wenn einer oder mehrere der Vortriebsdrehmomentaktoren durch eine Systemeinschränkung begrenzt ist/sind. Derartige Richtungsänderungen können zu Endantriebsspielübergängen führen, die Endantriebsklackern bewirken können. Endantriebsspiel bezieht sich auf Spiel zwischen kämmenden Bauteilen in dem Endantrieb 90 aufgrund von Zwischenräumen zwischen den kämmenden Bauteilen, Toleranzaddition und anderen Faktoren. Klackern bezieht sich auf hörbare und andere physikalisch wahrnehmbare Wirkungen im Endantrieb, die hervorgerufen werden, wenn der Endantrieb 90 von der Übertragung von Drehmoment in einer ersten Richtung zu der Übertragung von Drehmoment in einer zweiten Richtung übergeht, z.B. von einer Übertragung von Drehmoment in einem Beschleunigungszustand zu einer Übertragung von Drehmoment in einem Verzögerungszustand.
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Die 2 und 4-6 zeigen schematisch Details der Drehmomentsteuerroutine 200, die Vortriebsdrehmomentaktorbefehle koordiniert, was in Ansprechen auf eine Richtungsänderung einer Fahrerdrehmomentanforderung umfasst. Die Drehmomentsteuerroutine 200 bewirkt, dass die Fahrqualität des Fahrzeugs verbessert wird, in dem Ausgangsdrehmomentbereiche für jedes Manöver berechnet werden, Ausgangsdrehmomentformgebung vor der Berechnung von Bereichen angewandt wird, jedoch bevor Beschränkungen angewandt werden, und Manöver verwendet werden, um zu ermitteln, wann das Fahrergaspedal-Betätigungshäufigkeitsmaß oder eine schnelle Untätigkeit als ein Quantifizierer für die Manöver anzuwenden ist. Dies umfasst ein Klassifizieren der Manöver in vier Quadranten, die unabhängig bewertet werden können. Im Betrieb koordiniert die Drehmomentsteuerroutine 200 die Vortriebsdrehmomentaktorbefehle, die in einer Ausführungsform den Kraftmaschinendrehmomentbefehl, die Motordrehmomentbefehle und die Kupplungsträgheitsbeschränkungen einschließen. Die Drehmomentsteuerroutine 200 kann implementiert werden, um eine Ausführungsform des Antriebsstrangsystems 10 zu steuern, die mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. Alternativ kann die Drehmomentsteuerroutine 200 implementiert werden, um andere Antriebsstrangsysteme zu steuern, die mehrere Vortriebsdrehmomentaktoren anwenden. Alternativ kann die Drehmomentsteuerroutine 200 implementiert werden, um andere Antriebsstrangsysteme zu steuern, die Vortriebsdrehmomentaktoren anwenden, die eine Brennkraftmaschine und Getriebekupplungen umfassen.
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Wie es am besten unter Bezugnahme auf 2 gezeigt ist, umfasst ein Überblick über die Drehmomentsteuerroutine 200 eine Routine, um eine Fahreranforderung zu interpretieren 210, eine Routine, um eine Sollanforderung zu berechnen 220, eine Routine, um Drehmomentgrenzen zu koordinieren 400, eine Routine, um Ausgangsdrehmomentgrenzen 230 anzuwenden, eine Routine, um Aktorbefehle zu ermitteln 240, und eine Routine, um Aktorbefehle anzuwenden 250. Die Routine, um eine Fahreranforderung zu interpretieren 210, arbeitet, indem die Fahrereingabe/Fahrereingaben in das Gaspedal und das Bremspedal interpretiert werden, die über die Bedienerschnittstelleneinrichtung 6 übermittelt werden, einschließlich ein Ermitteln einer Fahrerdrehmomentanforderung 212 und einer Regenerationsbremsanforderung 214. Die Fahrerdrehmomentanforderung 212 wird auf der Basis einer Fahrereingabe in das Gaspedal ermittelt. Die Regenerationsbremsanforderung 214 ist eine Fahrzeugbremsdrehmomentanforderung, die durch das Antriebsstrangsystem 10 überführt wird, indem Reaktionsdrehmoment von der ersten und zweiten Elektromaschine 20, 22 auf den Endantrieb 90 übertragen wird. Die Regenerationsbremsanforderung 214 wird in Ansprechen auf eine Fahrereingabe in das Gaspedal ermittelt, die entweder eine Gaspedalzurücknahme- oder ein Rollbefehl ist, und eine Fahrereingabe in das Bremspedal, die durch regeneratives Bremsen in Kombination mit einem Bremsdrehmomentbefehl, der durch Fahrzeuggradbremsen ausgeübt wird, bewerkstelligt werden kann.
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Die Routine, um eine Sollanforderung 220 zu berechnen, bewertet und kombiniert die Fahrerdrehmomentanforderung 212 und die Regenerationsbremsanforderung 214, um eine Sollanforderung 222 zu ermitteln. Die Sollanforderung 222 stellt die Fahrerdrehmomentanforderung 212 dar, die auf der Basis einer Vortriebscharakterisierung modifiziert und geformt worden ist, die die Fähigkeit des Antriebsstrangsystems 10, Drehmoment an den Endantrieb abzugeben, spezifiziert und berücksichtigt, und die Regenerationsbremsanforderung 214 berücksichtigt.
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Die Routine, um Drehmomentgrenzen zu koordinieren 400, wendet die Sollanforderung 222 an, um Ausgangsdrehmomentgrenzen 225 für die Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln und zu koordinieren, wie es in den 4-6 beschrieben ist. Die Ausgangsdrehmomentgrenzen 225 für die Vortriebsdrehmomentaktoren umfassend eine obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze.
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Die Routine, um Ausgangsdrehmomentgrenzen anzuwenden 230, kombiniert die obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze mit Systembeschränkungen 224 durch Arbitrierung oder eine andere Routine, und wendet sie auf die Sollanforderung 222 an, um eine abschließende Drehmomentanforderung 232 zu erzeugen. Die Systembeschränkungen 224 erfassen und reflektieren physikalische und funktionale Fähigkeiten der verschiedenen Bauteile des Systems und umfassen bevorzugt mechanische Streckgrenzen, elektrische Belastungsfähigkeiten, Batterieladezustände und andere derartige Beschränkungen.
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Die Routine, um Aktorbefehle 240 zu ermitteln, wendet die abschließende Drehmomentanforderung 232 an, um Aktorbefehle 242 für die verschiedenen Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln, einschließlich, abhängig von der Ausführungsform des Antriebsstrangsystems, an welchen die Routine 200 entfaltet wird, die Kraftmaschine 12, die erste und zweite Elektromaschine 20, 22 und die Aktivierung/Aktivierungen der Kupplung/Kupplungen und anderer träger Einrichtungen.
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Die Routine, um Aktorbefehle anzuwenden 250, wendet die Aktorbefehle 242 an, um die Aktoren zu steuern und somit Vortriebsdrehmoment zu erzeugen, das auf die Fahrerdrehmomentanforderung 212 anspricht. Die Drehmomentsteuerroutine 200 wird bevorzugt periodisch ausgeführt, z.B. alle 12,5 ms während des fortwährenden Fahrzeugbetriebes.
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Die Fahrerdrehmomentanforderung 212 wird als ein Eingang in eine Routine 400 geliefert, um Ausgangsdrehmomentgrenzen zu koordinieren, was am besten unter Bezugnahme auf die 4, 5 und 6 gezeigt ist. Das Ausgangsdrehmoment ist der Betrag an Drehmoment, der an die Fahrzeugräder durch den Endantrieb 90 abgegeben wird.
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Die Routine für koordinierte Drehmomentgrenzen 400 umfasst ein Koordinieren einer Mehrzahl von vom System überwachten Eingängen und internen Grenzen, um eine obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze zu ermitteln, wobei eine Koordinationsroutine 500 angewandt wird, die am besten unter Bezugnahme auf 5 gezeigt ist. Die Eingänge umfassen die Fahrerdrehmomentanforderung 212, die Sollanforderung 222, einen vorhergehenden Ausgangsdrehmomentbefehl 410, eine obere Gradientenbegrenzung 410, eine untere Gradientenbegrenzung 412, eine Manöverrichtung 414 und ein Maß einer Fahreruntätigkeitszeit 416. Der vorhergehende Ausgangsdrehmomentbefehl 410 ist ein Ausgangsdrehmomentbefehl, der aus einer vorhergehenden Iteration der Drehmomentsteuerroutine 200 ermittelt wird.
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Die obere Gradientenbegrenzung 410 stellt eine maximal zulässige Zunahme des Ausgangsdrehmoments für die nächste Iteration der Drehmomentsteuerroutine 200 dar, und die untere Gradientenbegrenzung 412 stellt eine maximal zulässige Abnahme des Ausgangsdrehmoments für die nächste Iteration der Drehmomentsteuerroutine 200 dar. Die Manöverrichtung 414 gibt eine Änderung der Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration an, wobei ein ansteigendes Manöver anzeigt, dass die Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration zunimmt, und ein abfallendes Manöver anzeigt, dass die Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration abnimmt. Die Fahreruntätigkeitszeit 416 gibt eine verstrichene Zeit an, seit die Fahrerdrehmomentanforderung 212 ihren Betrag geändert hat. Somit gibt ein niedriger Wert für die Fahreruntätigkeitszeit 416 die letzte Gaspedalbewegung an, und ein hoher Wert für die Fahreruntätigkeitszeit 416 gibt eine beträchtliche Zeit an, die verstrichen ist, seit eine Gaspedalbewegung aufgetreten ist.
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5 zeigt schematisch eine Koordinationsroutine 500, die Details zum Koordinieren der vom System überwachten Eingänge und interner Grenzen umfasst, um die obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze in Ansprechen auf ein ansteigendes Manöver oder ein abfallendes Manöver zu ermitteln. Dies umfasst eine erste Routine 510, die in Ansprechen auf ein ansteigendes Manöver angewandt wird, d.h. wenn die Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration zunimmt, wie es durch die Manöverrichtung 414 angezeigt wird. Die erste Routine 510 wendet eine erste Differenz 213 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 212 und der Sollanforderung 222 und der Fahreruntätigkeitszeit 416 an, um einen ersten Kalibrierungswert K1 430 zu ermitteln. 6 veranschaulicht in tabellarischer Form einer Ausführungsform einer Beispieltabelle 600, die eine Mehrzahl von zulässigen K1-Werten 430 umfasst, die auf der Basis der ersten Differenz 213 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 212 und der Sollanforderung 222 und der Fahreruntätigkeitszeit 416 gewählt werden können. Der erste Kalibrierungswert K1 430 wird mit einem Absolutwert der oberen Gradientenbegrenzung 410 kombiniert, um ein Ergebnis 432 zu erzeugen, das zu der Fahrerdrehmomentanforderung von der vorhergehenden Iteration 420 addiert wird, um eine obere Ausgangsdrehmomentgrenze für das Ansteigen der Manöver 512 zu ermitteln. Eine zweite Differenz 223 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung von der vorhergehenden Iteration 420 und der Sollanforderung 222 wird angewandt, um einen zweiten Kalibrierungswert K2 440 zu ermitteln, der ein kalibrierbarer skalarer Offset von den gewählten K1-Wert 430 ist. Der zweite Kalibrierungswert K2 440 wird mit einem Absolutwert der oberen Gradientenbegrenzung 410 kombiniert, und dieses Ergebnis 442 wird von der Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration subtrahiert, um die untere Ausgangsdrehmomentgrenze für das ansteigende Manöver 514 zu ermitteln.
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Eine zweite Routine 520 wird in Ansprechen auf ein abfallendes Manöver angewandt, d.h. wenn die Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration abnimmt, wie es durch die Manöverrichtung 414 angezeigt wird. Die zweite Routine 520 wendet den Betrag der Differenz 213 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 212 und der Sollanforderung 222 und der Fahreruntätigkeitszeit 416 an, um den ersten Kalibrierungswert K1 430 zu ermitteln. 6 veranschaulicht in tabellarischer Form einer Ausführungsform einer Beispieltabelle 600, die eine Mehrzahl von zulässigen K1-Werten 430 umfasst, die auf der Basis des Betrages der Differenz 213 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 212 und der Sollanforderung 222 und der Fahreruntätigkeitszeit 416 gewählt werden können. Der erste Kalibrierungswert K1 430 wird mit einem Absolutwert der unteren Gradientenbegrenzung 412 kombiniert, um dieses Ergebnis 434 wird von der Fahrerdrehmomentanforderung von der vorhergehenden Iteration 420 subtrahiert, um eine untere Ausgangsdrehmomentgrenze für das abfallende Manöver 524 zu ermitteln. Der Betrag der Differenz 213 zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung 212 und der Sollanforderung 222 wird angewandt, um den zweiten Kalibrierungswert K2 440 zu ermitteln, der ein kalibrierbarer Skalarer Offset von dem gewählten K1-Wert 430 ist. Der zweite Kalibrierungswert K2 440 wird mit dem Absolutwert der unteren Gradientenbegrenzung 412 kombiniert, und dieses Ergebnis 444 wird zu der Fahrerdrehmomentanforderung 212 von der vorhergehenden Iteration addiert, um die obere Ausgangsdrehmomentgrenze für das ansteigende Manöver 522 zu ermitteln.
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Wieder unter Bezugnahme auf 2 kombiniert die Routine, um Ausgangsdrehmomentgrenzen 230 anzuwenden, die Ausgangsdrehmomentgrenzen 225, d.h. eine von der oberen und unteren Ausgangsdrehmomentgrenze 512 bzw. 514 oder 522 bzw. 524 mit den Systembeschränkungen 224 durch Arbitrierung oder eine andere Routine, wobei das Ergebnis auf die Sollanforderung 222 angewandt wird, um eine abschließende Drehmomentanforderung 232 zu erzeugen. Die Routine, um Aktorbefehle 240 zu ermitteln, wendet die abschließende Drehmomentanforderung 232 an, um Aktorbefehle 242 für die verschiedenen Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln, und die Routine, um Aktorbefehle 250 anzuwenden, wendet die Aktorbefehle 242 an, um die Aktoren zu steuern und somit Vortriebsdrehmoment zu erzeugen, das auf die Fahrerdrehmomentanforderung 212 anspricht.
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Die Aktorbefehle 242 werden auf die Drehmomentaktoren angewandt, um Vortriebsdrehmoment zu erzeugen, das auf die Fahrerdrehmomentanforderung 212 anspricht, aber innerhalb der oberen und unteren Ausgangsdrehmomentgrenze eingeschränkt ist. Dies kann in einer Ausführungsform einen Kraftmaschinendrehmomentbefehl, einen Elektromaschinendrehmomentbefehl und Kupplungs- und Trägheitsdrehmomentbefehle umfassen. Der Kraftmaschinendrehmomentbefehl kann an ein Kraftmaschinen-Drehmomentsteuermodul zur Implementierung geliefert werden, welches den Betrag an erreichten Kraftmaschinendrehmoment ermittelt. Eine Differenz zwischen dem Kraftmaschinendrehmomentbefehl und dem erreichten Kraftmaschinendrehmoment kann als ein Vorwärtskopplungs-Kraftmaschinendrehmoment gesendet werden.
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Die Fahrerdrehmomentanforderung 212, die Regenerationsbremsanforderung 214 und die Rückkopplungs-Motordrehmomentbefehle werden kombiniert, um eine geformte oder Sollfahreranforderung zu ermitteln. Von daher werden eine Sollfahreranforderung/Sollfahreranforderungen, Bauteilebeschränkungen, wie etwa Kupplungskapazitätsgrenzen, Trägheitseffekte und Drehmomentfähigkeiten der Drehmomentaktoren kombiniert und durch Grenzen beschränkt, die auf die Kraftmaschine 12 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 20, 22 durch Batterieleistungs- und Motordrehmomentgrenzen auferlegt werden, beschränkt. Die Drehmomentbefehle 242 sprechen auf die Fahrerdrehmomentanforderung 212 an, berücksichtigen aber die verschiedenen Beschränkungen und Begrenzungen, die darauf auferlegt werden, um Unzufriedenheit des Fahrers zu minimieren. Auf diese Weise werden Kraftmaschinen- und Motordrehmomentbefehle und Kupplungsträgheitsbeschränkungen koordiniert, um die Fahrqualität während einer Richtungsänderung der Eingabe/Eingaben des Fahrers in das Gaspedal und das Bremspedal zu verbessern, die die Fahrerdrehmomentanforderung 212 und die Regenerationsbremsanforderung 214 einschließen.
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3 zeigt schematisch eine Drehmomentsteuerroutine 300, die eine Ausführungsform der hierin beschriebenen Drehmomentsteuerroutine 200 ist, die auf das unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Antriebsstrangsystem 14 angewandt wird. Die Drehmomentsteuerroutine 300 umfasst eine Fahreranforderungsinterpretationsroutine 310, eine Routine, um eine Sollanforderung zu berechnen 320, die Routine, um Drehmomentgrenzen zu koordinieren 400, eine Routine, um Ausgangsdrehmomentgrenzen anzuwenden 330, eine Routine, um Aktorbefehle zu ermitteln 340, und eine Routine, um Aktorbefehle anzuwenden 350. Die Fahreranforderungsinterpretationsroutine 310 und die Routine, um eine Sollanforderung zu berechnen 320, sind analog zu den entsprechenden Routinen 210, 220, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurden, und die Routine, um Drehmomentgrenzen zu koordinieren 400, wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben, um Ausgangsdrehmomentgrenzen 325 für die Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln, die eine obere und untere Drehmomentgrenze umfassen.
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Die Fahreranforderungsinterpretationsroutine 310 interpretiert einen Eingang/Eingänge des Fahrers in das Gaspedal und das Bremspedal, um eine Fahrerdrehmomentanforderung 312 und eine Regenerationsbremsanforderung 314 zu ermitteln. Die Routine, um eine Sollanforderung zu berechnen 320, bewertet und kombiniert die Fahrerdrehmomentanforderung 312 und die Regenerationsbremsanforderung 314, um eine Sollanforderung 321 zu ermitteln, die die Fahrerdrehmomentanforderung 312 darstellt, die auf der Basis einer Vortriebscharakterisierung modifiziert und geformt worden ist, die die Fähigkeit des Antriebsstrangsystems 10 spezifiziert und berücksichtigt, Drehmoment an den Endantrieb 90 abzugeben, und die Regenerationsbremsanforderung 314 berücksichtigt.
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Die Routine, um Drehmomentgrenzen zu koordinieren 400, wendet die Sollanforderung 321 und die Fahrerdrehmomentanforderung 312 an, um Ausgangsdrehmomentgrenzen 325 für die Vortriebsdrehmomentaktoren zu ermitteln und zu koordinieren, wie es in den 4-6 beschrieben ist. Die Ausgangsdrehmomentgrenzen 325 für die Vortriebsdrehmomentaktoren umfassen eine obere und untere Ausgangsdrehmomentgrenze.
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Die Routine, um Ausgangsdrehmomentgrenzen anzuwenden 330, wird mit der Routine, um Aktorbefehle zu ermitteln 340, kombiniert und umfasst eine Kraftmaschinendrehmomentbefehlsroutine 322, eine Kupplungsträgheitssteuerroutine 324 und eine Motordrehmomentsteuerroutine 326. Die Kraftmaschinendrehmomentbefehlsroutine 322 ermittelt einen Kraftmaschinendrehmomentbefehl 323, der auf die Fahrerdrehmomentanforderung 312 anspricht, wie durch die Ausgangsdrehmomentgrenzen 325 beschränkt. Der Kraftmaschinendrehmomentbefehl 323 wird an das ECM 23 übermittelt, um den Betrieb der Kraftmaschine 12 zu steuern. Der Kraftmaschinen-Controller 23 liefert Informationen, die von einer Routine für erreichtes Kraftmaschinendrehmoment 354 bewertet werden, um einen Vorwärtskopplungs-Kraftmaschinendrehmomentterm 355 zu ermitteln.
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Die Kupplungsträgheitssteuerroutine 324 ermittelt Kupplungskapazitätsgrenzen und einen Trägheitsdrehmomentbefehl 328, der durch die Ausgangsdrehmomentgrenzen 325 beschränkt ist, und wird bevorzugt in dem TCM 21 ausgeführt. Die Motordrehmomentsteuerroutine 326 ermittelt Motordrehmomentbefehle 327 für die erste und zweite Elektromaschine 20, 22, die auf die Sollanforderung 321 ansprechen und den Vorwärtskopplungs-Kraftmaschinendrehmomentterm 355, die Kupplungskapazitätsgrenzen und den Trägheitsdrehmomentbefehl 328 und Batterieleistungsgrenzen 329, die einem Ladezustand und einer Ladefähigkeit der Hochspannungsbatterie 13 zugeordnet sind, berücksichtigen. Die Motordrehmomentbefehle 327 werden an den Stromrichter-Controller 15 übermittelt, der Motordrehmomentbefehle für die erste und zweite Elektromaschine 20, 22 auf der Basis davon ermittelt.
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Somit werden die Sollfahreranforderung, Kupplungskapazitätsgrenzen, Trägheitsbefehl und Vorwärtskopplungs-Kraftmaschinendrehmoment kombiniert und durch Grenzen beschränkt, die der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 20, 22 durch Batterieleistungs- und Motordrehmomentgrenzen auferlegt werden, um die Motordrehmomentbefehle 327 zu ermitteln, die auf die Fahrerdrehmomentanforderung 312 ansprechen, aber die verschiedenen Beschränkungen und Begrenzungen berücksichtigen, die darauf auferlegt werden, um Unzufriedenheit eines Fahrers zu minimieren. Auf diese Weise werden Kraftmaschinen- und Motordrehmomentbefehle und Kupplungsträgheitsbeschränkungen koordiniert, um die Fahrqualität während einer Richtungsänderung der Fahrerdrehmomentanforderung 312 zu verbessern, was ein Verwalten des Ausgangsdrehmoments umfasst, um das Auftreten von Endantriebklackern zu minimieren.
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7 zeigt graphisch den Betrieb eines Fahrzeugs, das ein Antriebsstrangsystem umfasst, zum Beispiel einer Ausführungsform das unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Antriebsstrangsystems 10, während die unter Bezugnahme auf die 2-6 beschriebene Drehmomentsteuerroutine 200 ausgeführt wird. Drehmoment ist auf der vertikalen Achse 703 in Relation zu der Zeit angegeben, die auf der horizontalen Achse 704 angegeben ist. Der Fahrzeugbetrieb umfasst eine Fahrerdrehmomentanforderung 212, die ein Gaspedalzurücknahmemanöver umfasst, während das Fahrzeug in einer Bedingung mit positiven Drehmoment arbeitet, die auch als eine positiv abfallende Bedingung bezeichnet wird. Das Zurücknahmemanöver tritt zu Zeitpunkt 701 auf. Daten umfassen die Fahrerdrehmomentanforderung 710, eine effektive minimale Ausgangsdrehmomentgrenze 712, eine abschließende Drehmomentanforderung 714, eine obere Gradientenbegrenzung 716, eine untere Gradientenbegrenzung718, eine obere Ausgangsdrehmomentgrenze 720 und eine untere Ausgangsdrehmomentgrenze 722, die allen Relation zu der Zeit auf der horizontalen Achse gezeigt sind. Ebenso nominal auf den Graphen gezeigt sind Werte für K1 724 und K2 726. Wie gezeigt ist, nimmt die abschließende Drehmomentanforderung 714 iterativ in Ansprechen auf die Zurücknahme ab, begrenzt durch die untere Gradientenbegrenzung 718. Die effektive minimale Ausgangsdrehmomentgrenze 712 fährt fort, zuzunehmen, was ein Trägheitsansprechen des Fahrzeugs angibt, oder aufgrund von Batterieleistungsgrenzen. Nach mehreren Iterationen, die durch die Schritte angegeben sind, beginnt die abschließende Drehmomentanforderung 714 mit der effektiven minimalen Ausgangsdrehmomentgrenze 712 zusammenzufallen, und das Manövrieren beginnt, wenn die Fahreruntätigkeitszeit angesammelt worden ist, aufgrund eines stetigen Pedalwinkels, der durch die Fahrerdrehmomentanforderung 710 angezeigt wird, was zulässt, dass die obere Ausgangsdrehmomentgrenze 720 und die untere Ausgangsdrehmomentgrenze 722 in Eingriff gelangen und zur Ausgangsdrehmomentformgebung angewandt werden. Die Formgebung erfolgt und eine Steuerung geschieht, bis das Manöver endet, wobei die abschließende Drehmomentanforderung 714 zu der Fahrerdrehmomentanforderung 710 passt, was wie angegeben zu Zeitpunkt 702 erfolgt. Somit kann die Fahrqualität während eines Antriebsstrangansprechens auf eine Richtungsänderung der Fahrerdrehmomentanforderung durch koordinierte Befehle für die Vortriebsdrehmomentaktoren verbessert werden. Unter Verwendung der Betätigungshäufigkeit des Fahrerpedals, welche mit einer Untätigkeitszeit und einer Differenz zwischen der Anforderung und dem gegenwärtigen befohlenen Drehmoment in Beziehung steht, werden die obere und untere Drehmomentgrenze manövriert, um die Vortriebsdrehmomentaktoren zu koordinieren. Beispielsweise führt Stetigkeit einer Fahrerdrehmomentanforderung gekoppelt mit einem größeren Betrag einer Differenz zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung und einem gegenwärtigen Drehmomentbefehl zu einer verbesserten Fähigkeit, die obere und untere Grenze zu koordinieren und somit die Fahrerdrehmomentanforderung auf eine koordinierte Weise zu erfüllen. Die Drehmomentsteuerroutine 200 kann angewandt werden, um verschiedene Antriebsstrangkonfigurationen zu steuern, einschließlich zum Beispiel ein Hybrid-Antriebsstrangsystem, das eine Brennkraftmaschine und zwei Elektromaschinen anwendet, indem die Kraftmaschine unter Verwendung von Kraftmaschinenzündungs- und Luftbeaufschlagung gesteuert wird, die Getriebeträgheit gesteuert wird und Motordrehmomentbefehle gesteuert werden. Die Drehmomentsteuerroutine 200 kann in einem Hybridsystem angewandt werden, das eine Brennkraftmaschine und eine einzige Elektromaschine anwendet, indem die Kraftmaschine unter Verwendung der Kraftmaschinenzündungs- und Luftbeaufschlagung gesteuert wird und der Motordrehmomentbefehl gesteuert wird. Die Drehmomentsteuerroutine 200 kann in einer Antriebsstrangkonfiguration angewandt werden, die nur eine Brennkraftmaschine anwendet, indem die Kraftmaschine unter Verwendung von Kraftmaschinenzündungs- und Luftbeaufschlagung gesteuert wird.
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Während Richtungsänderungen der Fahrerdrehmomentanforderung, wie etwa Gaspedalbetätigungs- oder Gaspedalzurücknahmemanöver, die zu Spielübergängen führen können, kann das System länger als notwendig bei der Anpassung der Fahrerdrehmomentanforderung nacheilen, aufgrund einer schlechten Koordination der Vortriebsdrehmomentaktoren, insbesondere denn dies durch eine Systembeschränkung begrenzt wird. Von daher verwendet die Drehmomentsteuerroutine 200 einen unbeschränkten, geformten Ausgangsdrehmomentbefehl als ein Zieldrehmoment für alle Vortriebsdrehmomentaktoren in der gegenwärtigen Prozessorschleife. Das vom Fahrer beabsichtigte Manöver wird auf der Basis einer Differenz zwischen der Drehmomentanforderung und dem befohlenen Drehmoment und der Betätigungshäufigkeit des Gaspedals, welche auch als eine Untätigkeit bezeichnet wird, identifiziert. Das vom Fahrer beabsichtigte Manöver wird angewandt, um die Rate zu verändern, mit welcher jeder der Vortriebsdrehmomentaktoren anspricht, wenn dies durch eine Systembeschränkung gehalten wird. Ein derartiger Betrieb verbessert die Fahrqualität, indem eine Drehmomentformgebung und Aktordrehmomentbereiche auf der Basis eines berechneten, vom Fahrer beabsichtigten Manövers, einer Pedalbetätigungshäufigkeit (Untätigkeit) und eines Zustands einer Fahrerdrehmomentanforderung relativ zu den Systembeschränkungen dynamisch angepasst werden. Dieser Betrieb sollte ein schnelleres Drehmomentansprechen von der Kraftmaschine und eine Kupplungskapazität induzieren, wenn es notwendig ist, um angefordertes Drehmoment an dem Getriebe bereitzustellen. Dieser Betrieb verlangsamt die Fahreranforderungsanwendung, wenn eine Beschränkung, die die Anwendung dieses Drehmoments für gewisse Zeit begrenzt hat, plötzlich weggenommen wird. Somit wird ein flexibles Drehmomentmanagement vorgesehen.
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Die Flussablaufpläne und Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und dem Betrieb mögliche Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in dem Flussablaufplan oder Blockdiagrammen ein Modul, Segment oder Abschnitt von Code darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) umfasst. Es wird auch festzustellen sein, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussablaufplandarstellungen und Kombinationen der Blöcke in den Blockdiagrammen und/oder Flussablaufplandarstellungen durch spezielle, Bauteil basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen durchführen oder bewirken, oder Kombinationen aus spezieller Hardware und Computeranweisungen implementiert werden kann. Diese Computerprogrammanweisungen können in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, auf eine besondere Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Fertigungsgegenstand erzeugen, der Anweisungsmittel umfasst, die die Funktion implementieren/bewirken, die in dem Flussablaufplan- und/oder Blockdiagrammblock oder in den Flussablaufplan- und/oder Blockdiagrammblöcken spezifiziert ist.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sind für die vorliegenden Lehren unterstützend und beschreibend, aber der Umfang der vorliegenden Lehren ist allein durch die Ansprüche definiert. Obgleich einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben worden sind, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der vorliegenden Lehren, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
