DE102016107320A1

DE102016107320A1 - Motorregelung eines Hybrid-/Elektrofahrzeugs während eines Einkuppelns eines Stufengetriebes

Info

Publication number: DE102016107320A1
Application number: DE102016107320.2A
Authority: DE
Inventors: XiaoYong Wang; Wei Liang; Rajit Johri; Mark Steven Yamazaki; Jeffrey Allen Doering; Ming Lang Kuang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2016-10-27
Also published as: US10183674B2; US20160311438A1; CN106064622A; US20190168765A1; US10737700B2; CN106064622B

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst ein automatisches Stufengetriebe, das eine Vielzahl von Kupplungen aufweist, die einkuppelbar sind, um mindestens eine Vorwärtsschaltstufe und mindestens eine Rückwärtsschaltstufe bereitzustellen, eine Elektromaschine, die selektiv mit dem Getriebe verbunden ist, eine Hauptpumpe, die von der Elektromaschine angetrieben wird und Öl zuführt, um ausgewählte Getriebekupplungen zu betätigen, einen Schaltstufenwähler, der konfiguriert ist, um mit ihm eine Getriebeschaltstufe auszuwählen, und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Elektromaschine abzuschalten, wenn an dem Schaltstufenwähler die Park- oder Neutralstellung ausgewählt ist, um die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe einer größeren Reglerverstärkung als Reaktion darauf zu betreiben, dass an dem Schaltstufenwähler eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird, während die Elektromaschine abgeschaltet ist, bis die Elektromaschine und die Hauptpumpe einen ersten Drehzahlschwellenwert erreichen, sodass die Einkupplungsverzögerung mindestens einer der Getriebekupplungen verringert wird, und um die Elektromaschine mithilfe einer niedrigeren Reglerverstärkung zu betreiben, wenn die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert überschreiten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuerung eines Elektrofahrzeugs, das eine Elektromaschine aufweist, die während eines Einkuppelns des Getriebes aus einer Park- oder Neutralstellung mit einem Stufengetriebe verbunden ist.
HINTERGRUND
Bei verschiedenen Arten von Antriebsstrangkonfigurationen von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, die einen Elektromotor/Generator aufweisen, der mit einem automatischen Stufengetriebe verbunden ist, kann der Elektromotor abgeschaltet werden, wenn sich das Getriebe in der Park- oder Neutralstellung befindet, um Energie zu sparen. Wenn der Elektromotor abgeschaltet ist, werden auch das Drehmomentwandlerantriebsrad und die Hauptgetriebeölpumpe abgeschaltet, die beide von dem Elektromotor angetrieben werden. Wenn der Fahrer den Schaltstufenwähler aus der Park- oder Neutralstellung in eine Vorwärts- oder Rückwärtsschaltstufe bewegt, werden eine oder mehrere Kupplungen eingekuppelt, um das Getriebe in eine geeignete Vorwärts- oder Rückwärtsschaltstufe zu setzen, sodass den Fahrzeugrädern ein Drehmoment bereitgestellt und das Fahrzeug angetrieben wird. Wenn die Hauptgetriebeölpumpe nicht in Betrieb ist, kann jedoch der von einer beliebigen Zusatzölpumpe bereitgestellte Leitungsdruck unzureichend sein, um die schaltenden Kupplungen schnell einzukuppeln. Infolgedessen kann die Drehmomentübergabe an die Räder verzögert werden. Jede bedeutende Verzögerung kann jedoch insbesondere problematisch sein, wenn der Fahrer den Schaltstufenwähler in eine Vorwärts- oder Rückwärtsschaltstufe bewegt und gleichzeitig das Gaspedal betätigt.
KURZDARSTELLUNG
Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Fahrzeug ein automatisches Stufengetriebe, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren, Kupplungen aufweist, die selektiv einkuppelbar sind, um mindestens eine Vorwärtsschaltstufe und mindestens eine Rückwärtsschaltstufe bereitzustellen, eine Elektromaschine, die selektiv mit dem Getriebe verbunden ist, eine Hauptpumpe, die von der Elektromaschine angetrieben wird und Öl zuführt, um ausgewählte Kupplungen aus der Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen zu betätigen, einen Schaltstufenwähler, der konfiguriert ist, um mit ihm einen aus einem Park-, Neutral-, Vorwärts- oder Rückwärtszustand für das automatische Getriebe auszuwählen, und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um die Elektromaschine abzuschalten, wenn an dem Schaltstufenwähler die Park- oder Neutralstellung ausgewählt ist, um die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe einer größeren Reglerverstärkung als Reaktion darauf zu betreiben, dass an dem Schaltstufenwähler eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird, während die Elektromaschine abgeschaltet ist, bis die Elektromaschine und die Hauptpumpe einen ersten Drehzahlschwellenwert erreichen, sodass die Einkupplungsverzögerung mindestens einer der hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen verringert wird, und um die Elektromaschine mithilfe einer niedrigeren Reglerverstärkung zu betreiben, wenn die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert überschreiten. Das Fahrzeug kann auch eine Batterie und eine elektrische Zusatzpumpe umfassen, die mit der Batterie verbunden ist, um dem Getriebe mit einem Druck beaufschlagtes Öl zuzuführen. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um die Elektromaschine abzuschalten und die elektrische Zusatzpumpe als Reaktion darauf zu betreiben, dass ein Betätigen eines Bremspedals erkannt wird, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben, wenn an dem Schaltstufenwähler eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird. Die Steuereinheit kann außerdem konfiguriert sein, um als Reaktion auf ein Betätigen eines Gaspedals, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben, die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus zu betreiben, um den Fahrzeugrädern ein angefordertes Drehmoment zuzuführen. Die Steuereinheit kann außerdem konfiguriert sein, um die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe der niedrigen Reglerverstärkung als Reaktion, darauf zu betreiben, dass sich ein Bremspedal und ein Gaspedal in einer losgelassenen (nicht betätigten) Stellung befinden, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment zuzuführen, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug eine elektrische Zusatzpumpe, die betreibbar ist, um dem Getriebe Öl zuzuführen, und wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die elektrische Zusatzpumpe zu betreiben, bis die Elektromaschine und die Hauptpumpe einen zweiten Drehzahlschwellenwert erreichen, wobei der zweite Drehzahlschwellenwert größer als der erste Drehzahlschwellenwert ist.
Einige Ausführungsformen umfassen auch ein Fahrzeug, das eine Elektromaschine, die mit einem Verbrennungsmotor und einem automatischen Stufengetriebe durch vorgeschaltete bzw. nachgeschaltete Kupplungen verbunden ist, und eine Steuereinheit aufweist, die konfiguriert ist, um die Elektromaschine abzuschalten, wenn sich das Getriebe in der Park- oder Neutralstellung befindet, um als Reaktion auf eine Auswahl einer Fahrschaltstufe eine höhere Stromzufuhr an die Elektromaschine zu veranlassen, bis die Elektromaschine eine erste Drehzahl erreicht, und um danach eine niedrigere Stromzufuhr an die Elektromaschine zu veranlassen, damit die Einkupplungsverzögerung der Getriebekupplung verringert wird. Das Fahrzeug kann eine Hauptgetriebepumpe, die von der Elektromaschine angetrieben wird, und eine elektrische Zusatzgetriebepumpe umfassen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein Fahrzeug eine Steuereinheit umfassen, die konfiguriert ist, die elektrische Zusatzpumpe als Reaktion auf die Auswahl der Fahrschaltstufe zu betreiben, bis die Elektromaschine eine zweite Drehzahl erreicht, die größer als die erste Drehzahl ist. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um die elektrische Ölpumpe als Reaktion auf die Auswahl der Fahrschaltstufe zu betreiben und die Elektromaschine abzuschalten, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl als Reaktion auf ein Betätigen des Bremspedals erreicht hat, während der Betrieb der elektrischen Ölpumpe beibehalten wird. Die Steuereinheit kann die Elektromaschine in einem höheren Drehzahlregelmodus mithilfe einer größeren Regelsystemverstärkung betreiben, bis die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht, und mithilfe einer niedrigeren Regelsystemverstärkung betreiben, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat. Die Steuereinheit kann die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus betreiben, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl als Reaktion auf ein Gaspedalsignal erreicht hat. Bei einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit außerdem konfiguriert, um die Elektromaschine in dem Drehzahlregelmodus mithilfe der niedrigeren Regelsystemverstärkung als Reaktion auf ein nicht betätigtes Gaspedal zu betreiben, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment bereitzustellen. Die Steuereinheit kann außerdem konfiguriert sein, um die Elektromaschine als Reaktion auf ein Betätigen des Bremspedals abzuschalten, während die Fahrschaltstufe ausgewählt wird und die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat.
Einige Ausführungsformen umfassen auch ein Verfahren zum Regeln eines Hybridfahrzeugs, das eine Elektromaschine, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, und ein hydraulisch betätigtes Automatikgetriebe aufweist. Als Reaktion darauf, dass eine Steuereinheit ein Signal empfängt, das eine Änderung des Schaltstufenwählers von einem Nichtfahrzustand in einen Fahrzustand anzeigt, kann das Verfahren ein Regeln der Elektromaschine umfassen, um die Drehgeschwindigkeit einer Getriebepumpe auf eine größere Geschwindigkeit zu beschleunigen, bis die Pumpe eine erste Drehzahl erreicht und danach auf eine niedrigere Geschwindigkeit, um die Einkupplungsverzögerung des Getriebes zu verringern. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, dass die Steuereinheit die Elektromaschine abschaltet, nachdem die Getriebepumpendrehzahl als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals die erste Drehzahl erreicht hat. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Steuereinheit eine elektrische Getriebepumpe als Reaktion auf ein Empfangen des Signals betreibt, bis die Pumpe eine zweite Drehzahl erreicht, die größer als die erste Drehzahl ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Verfahren, dass die Steuereinheit eine größere Regelsystemverstärkung anwendet, bis die Getriebepumpe die erste Drehzahl erreicht, und eine niedrigere Regelsystemverstärkung anwendet, nachdem die Getriebepumpe die erste Drehzahl erreicht hat. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Steuereinheit als Reaktion auf ein Signal von einem Gaspedal den Betrieb des Elektromotors von einem Drehzahlregelmodus auf einen Betrieb in einem Drehmomentregelmodus ändert. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren, dass die Steuereinheit als Reaktion auf das Signal von dem Gaspedal, das anzeigt, dass das Gaspedal nicht betätigt wird, den Elektromotor in einem Drehzahlregelmodus betreibt, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment bereitzustellen.
Repräsentative Ausführungsformen können einen oder mehrere zugehörige Vorteile aufweisen. Zum Beispiel verringert die Fahrzeugsteuereinheit gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Verzögerung der Schaltstufeneinkupplung des Automatikgetriebes während der Übergänge von der Park-/Neutralstellung zu einer Fahrschaltstufe erheblich, nachdem der Elektromotor abgeschaltet wurde, sodass die Drehmomentübergabe an die Räder schnell und für den Fahrer intuitiv erfolgt. Verschiedene Ausführungsformen nutzen die Eigenschaften der zugehörigen Antriebsstrangkonfigurationen, um die Einkupplungsverzögerung zu verringern, ohne eine unzulässige Drehmomentstörung für die Fahrzeugräder einzubringen. Da die Motorregelung funktioniert, wenn der Fahrer den Schaltstufenwähler oder -schalter bewegt, bevor die Vorwärts- oder Rückwärtskupplung eingekuppelt wird, ist die Antriebswelle offen und es wird kein Drehmoment von dem Antriebsstrang auf die Räder übertragen. Außerdem überträgt der Drehmomentwandler kein Drehmoment, wenn die Antriebsraddrehzahl (Motordrehzahl) unter einer bestimmten Drehzahl, wie zum Beispiel ungefähr 350 U/min liegt, selbst wenn zum Beispiel die Getriebekupplungen am Einkuppeln sind. Wenn sich der Elektromotor außerdem bei anschaulichen Ausführungsformen zum Beispiel mit ungefähr 300 bis ungefähr 350 U/min dreht, ist der von der Hauptölpumpe erzeugte Druck ausreichend, um die Getriebekupplungen einzukuppeln. Von daher erkennt die vorliegende Offenbarung, dass ein Fenster vorhanden ist, in dem der Elektromotor mithilfe einer größeren (größerer) Regelsystemverstärkung(en) aggressiv betrieben werden kann, um schnell zu beschleunigen und auf eine entsprechende Einkupplungsdrehzahl hochzudrehen, ohne eine Störung für die Räder einzubringen, sodass die zugehörigen Getriebekupplungen schneller eingekuppelt und Verzögerungen zwischen der Bewegung des Schaltstufenwählers und der Drehmomentübergabe an die Räder verringert werden.
Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale, die verschiedenen Ausführungsformen zugehörig sind, werden für den Fachmann anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen einfach verständlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaubild, das den Betrieb eines Systems oder eines Verfahrens zum Regeln eines Fahrzeugs, das eine Elektromaschine aufweist, während einer Schaltstufeneinkupplung eines Automatikgetriebes gemäß anschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung darstellt; und
2 ist ein Ablaufplan, der den Betrieb eines Systems oder eines Verfahrens zum Regeln eines Fahrzeugs, das eine Elektromaschine aufweist, gemäß verschiedenen anschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele sind und weitere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können stark vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten der speziellen Komponenten zu zeigen. Daher dürfen die hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Einzelheiten nicht als Einschränkung interpretiert werden, sondern nur als eine typische Grundlage, um dem Fachmann zu erläutern, wie er die Ausführungsformen in verschiedener Weise einsetzen kann. Wie der Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Ausführungsformen bereit. Für spezielle Anwendungen und Umsetzungen können jedoch zahlreiche Kombinationen und Veränderungen der Merkmale erwünscht sein, die im Einklang mit den Lehren dieser Offenbarung stehen.
1 stellt ein Blockschema eines Hybridfahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform dar. Obwohl die dargestellte anschauliche Ausführungsform ein Hybridfahrzeug ist, erkennt der Fachmann, dass die vorliegende Offenbarung in verschiedenen anderen Fahrzeugarten, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug oder einem Steckdosen-Hybridelektrofahrzeug, vorteilhaft verwendet werden kann. Auf ähnliche Weise ist die Offenbarung nicht auf die spezielle in 1 dargestellte und beschriebene Konfiguration des Antriebsstrangs oder der Antriebswelle beschränkt und verschiedene hier beschriebene Merkmale können auf andere Hybrid- und Elektrofahrzeugkonfigurationen angewandt werden. In der dargestellten anschaulichen Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 10 einen Verbrennungsmotor 12 und eine als ein Motor/Generator (M/G) 14 umgesetzte Elektromaschine, die abhängig von dem speziellen Betriebsmodus sowohl als ein Elektromotor als auch als ein Generator funktioniert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Elektromaschine durch einen Traktionsmotor mit einem getrennten Generator zum Erzeugen elektrischer Energie umgesetzt sein. Obwohl ein einziger M/G 14 in der anschaulichen Ausführungsform dargestellt wird, können verschiedene Fahrzeugkonfigurationen auf ähnliche Weise mehr als eine Elektromaschine oder mehr als einen Motor/Generator umfassen. Der M/G 14 ist konfiguriert, um ein Drehmoment an den Verbrennungsmotor 12 oder an die Fahrzeugräder 16 zu übertragen.
Bei der anschaulichen Ausführungsform der 1 ist der M/G 14 selektiv mithilfe einer ersten Kupplung 18, die auch als Trennkupplung oder eine vorgeschaltete Kupplung bekannt ist, mit dem Verbrennungsmotor 12 verbunden. Die Kupplung 18 kann einen Dämpfungsmechanismus, wie zum Beispiel eine Reihe von Platten und Federn, umfassen, der konfiguriert ist, ein Dämpfen von Änderungen eines Drehmoments zu unterstützen, das zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem M/G 14 übertragen wird, wenn die Trennkupplung 18 eingekuppelt wird. Eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 12 wird verbunden, um die Kupplung 18 abzutrennen, die ihrerseits mit der Eingangswelle 70 des M/G 14 verbunden ist. Bei der dargestellten anschaulichen Ausführungsform erstreckt sich die Eingangswelle 70 durch den M/G 14, obwohl andere Konfigurationen möglich sind, bei denen der M/G 14 abhängig von der speziellen Umsetzung separate Eingangs- und Ausgangswellen aufweist.
Eine zweite Kupplung 22, die auch als Anfahrkupplung oder eine nachgeschaltete Kupplung bekannt ist, verbindet den M/G 14 mit einem Getriebe 24 und das Eingangsdrehmoment in das Getriebe 24 fließt durch die Anfahrkupplung 22, wenn sie eingekuppelt ist. Die Anfahrkupplung 22 kann gesteuert werden, um die Antriebswelle 26 einschließlich des M/G 14 und des Verbrennungsmotors 12 von dem Getriebe 24, dem Differenzialgetriebe 28 und den Fahrzeugrädern 16 zu isolieren. Obwohl die Kupplungen 18, 22 als hydraulische Kupplungen beschrieben und dargestellt werden, können auch andere Kupplungsarten, wie zum Beispiel elektromechanische Kupplungen, verwendet werden. Bei der dargestellten anschaulichen Ausführungsform wird die nachgeschaltete Kupplung 22 in einem Drehmomentwandler 52 als Überbrückungskupplung 62 umgesetzt, die eine mechanische Verbindung bereitstellen kann, welche die hydraulische Verbindung überbrückt, die durch das Antriebsrad 60 und die Turbine 54 bereitgestellt wird, wenn der Drehmomentwandler 52 rotiert. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann sich die nachgeschaltete Kupplung oder zweite Kupplung 22 auf verschiedene Verbindungsvorrichtungen für das Fahrzeug 10 beziehen, einschließlich einer herkömmlichen Kupplung oder eines Drehmomentwandlers, der, wie gezeigt, eine Überbrückungskupplung oder (Ausschlusskupplung) aufweist.
Wie oben beschrieben wurde, wird die nachgeschaltete Kupplung 22 bei einigen Ausführungsformen durch einen Drehmomentwandler 52 mit einer Überbrückungskupplung 62 umgesetzt. Bei diesen Ausführungsformen treibt die Eingangs-/Ausgangswelle 70 des M/G 14 das Antriebsrad 60 des Drehmomentwandlers 52 an, das in einer hydraulischen Verbindung mit der Turbine 54 steht, die mit einer Getriebeeingangswelle 56 des automatischen Stufengetriebes 24 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 52 kann mithilfe dieser hydraulischen Verbindung ein Drehmoment übertragen und abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Differenzialgetriebes zwischen dem Antriebsrad 60 und der Turbine 54 kann eine Drehmomentvervielfachung auftreten. Die Überbrückungskupplung oder Wandlerüberbrückung 62 des Drehmomentwandlers 52 kann selektiv eingekuppelt werden, um eine mechanische Verbindung zwischen der Antriebsradseite und der Turbinenseite für eine direkte Drehmomentübertragung zu schaffen. Die Überbrückungskupplung 62 kann schleifen und/oder geöffnet werden, um das Drehmomentmaß zu regeln, das durch die nachgeschaltete Kupplungsvorrichtung 22 übertragen wird.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Verbrennungsmotor 12 ein Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung. Verschiedene weitere Arten von Verbrennungsmotoren oder Antriebsmotoren können verwendet werden, wie zum Beispiel ein Verbrennungsmotor mit Saugrohreinspritzung mit einer oder mehreren Kraftstoffquellen, wie zum Beispiel Diesel, Biokraftstoff, Erdgas, Wasserstoff und Ähnliche. Auf ähnliche Weise können andere Antriebsmotoren verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben, wie zum Beispiel eine Wasserstoffbrennstoffzelle. Der Verbrennungsmotor 12 kann mithilfe des M/G 14 gestartet werden, um den Verbrennungsmotor mithilfe eines über die Kupplung 18 bereitgestellten Drehmoments in Drehung zu versetzen. Alternativ kann das Fahrzeug 10 einen elektrischen Anlasser 30 umfassen, der zum Beispiel durch einen Riemen oder ein Zahnradgetriebe funktionsfähig mit dem Verbrennungsmotor 12 verbunden ist. Der Anlasser 30 kann verwendet werden, um ein Drehmoment bereitzustellen, mit dem der Verbrennungsmotor 12 ohne das Hinzufügen eines Drehmoments von dem M/G 14 gestartet wird. Dies isoliert den M/G 14 während des Startens des Verbrennungsmotors und kann Drehmomentstörungen beseitigen oder verringern, die andernfalls durch ein Drehmoment auftreten würden, das von dem M/G 14 an den Verbrennungsmotor 12 übertragen wird, um das Starten des Verbrennungsmotors zu unterstützen.
Wie in der anschaulichen Ausführungsform der 1 dargestellt wird, steht der M/G 14 in einem Datenaustausch mit einer Batterie 32, die eine Hochvoltbatterie sein kann. Der M/G 14 kann konfiguriert werden, um die Batterie 32 in verschiedenen Betriebsmodi zu laden, wenn die Energieabgabe die Nachfrage des Fahrers überschreitet, was ein Betreiben des Verbrennungsmotors 12 an einem effizienteren Betriebspunkt oder an einem stationären Betriebspunkt, der die aktuelle Drehmomentnachfrage überschreitet, ein rückspeisendes Bremsen und Ähnliches umfassen kann. Bei einem Beispiel ist die Batterie 32 konfiguriert, um an ein externes elektrisches Netz angeschlossen zu werden, wie zum Beispiel für ein Steckdosen-Hybridelektrofahrzeug (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) mit der Fähigkeit, die Batterie aus dem Stromnetz mithilfe eines integrierten Ladegeräts und einer (nicht spezifisch dargestellten) Versorgungsausrüstung eines Elektrofahrzeugs (Electrical Vehicle Supply Equipment, EVSE) aufzuladen, die an einen elektrischen Ausgang einer Ladestation angeschlossen wird. Eine Niedrigvoltbatterie 20 kann auch bereitgestellt werden, um den Anlasser 30 oder andere Fahrzeugkomponenten mit Strom zu versorgen, und sie kann über einen DC/DC-Wandler 34 mit der Batterie 32 verbunden sein.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist das Getriebe 24 ein automatisches Stufengetriebe, das in einer herkömmlichen Weise mit den Antriebsrädern 16 verbunden ist und das ein Differenzialgetriebe 28 umfassen kann. Das Fahrzeug 10 kann nicht angetriebene Räder umfassen oder kann ein Verteilergetriebe und ein zweites Differenzialgetriebe umfassen, um alle Fahrzeugräder positiv anzutreiben.
Das Getriebe 24 weist ein Getriebegehäuse 50 auf, um verschiedene wählbare Getriebeübersetzungen bereitzustellen, die eine oder mehrere Vorwärtsgetriebeübersetzungen und eine oder mehrere Rückwärtsgetriebeübersetzungen zusätzlich zu einem Park- oder Neutralgetriebezustand für das Fahrzeug 10 umfassen können. Das Getriebegehäuse 50 kann hydraulisch betätigbare Kupplungen C1, C2, C3 umfassen, die allgemein durch das Bezugszeichen 58 angezeigt werden und die mit einem oder mehreren (nicht gezeigten) Planetengetriebesätzen zusammenwirken, um eine vorbestimmte Anzahl von diskreten Vorwärts- und Rückwärtsschaltstufen oder -getriebeübersetzungen bereitzustellen. Die Vorwärtsgetriebeübersetzungen können aufgrund zugehöriger Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuereinheit automatisch oder von einem Benutzer manuell mithilfe eines PRNDL oder eines Schaltstufenwählers 16 ausgewählt werden, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Auf die Vorwärts- und Rückwärtsgetriebeübersetzungen kann gemeinschaftlich als Fahrschaltstufen, -zustände oder -getriebeübersetzungen Bezug genommen werden, im Vergleich zu einem Neutral- oder Parkzustand, wobei auf diese Zustände gemeinschaftlich als Nichtfahrzustände oder -schaltstufen Bezug genommen werden kann. Auf die Vorwärtsgetriebeübersetzungen kann gemeinschaftlich auch als Getriebe- oder Schaltstufenwähler in einer Fahrstellung Bezug genommen werden.
Von einer Hauptgetriebepumpe 36 wird ein mit einem Druck beaufschlagtes Medium für das Getriebe bereitgestellt. Die Hauptgetriebepumpe 36 ist mit dem M/G 14 verbunden oder daneben angebracht, sodass sie sich mit der Eingangs-/Ausgangswelle 70 des M/G 14 dreht, um dem Getriebe 24 ein mit einem Druck beaufschlagtes Getriebemedium oder -öl zuzuführen. Wenn der Anteil des Antriebsstrangs 26, der die Hauptgetriebepumpe 36 enthält, im Ruhezustand ist, wenn z.B. die Elektromaschine oder der M/G 14 abgeschaltet ist und sich nicht dreht, befindet sich die Hauptgetriebepumpe 36 auch im Ruhezustand und ist nicht aktiv. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann der M/G 14 in einem Drehzahlregelmodus aggressiver betrieben werden, indem eine größere Regelsystemverstärkung verwendet wird, um einen größeren Strom und eine zugehörige Beschleunigung für den M/G 14 als Reaktion darauf bereitzustellen, dass der Schaltstufenwähler 16 von einer Park- oder Neutralstellung (P/N) in eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung (oder Fahrstellung) geändert wird, bis die M/G-Drehzahl und die entsprechende Drehzahl der Hauptpumpe 36 einen zugehörigen ersten Schwellenwert erreichen, um ein mit einem Druck beaufschlagtes Öl oder Medium zum Betätigen der Kupplungen 58 des Getriebes 24 bereitzustellen, sodass die Einkupplungsverzögerung verringert wird. Sobald der Drehzahlschwellenwert zum Einkuppeln erlangt oder erreicht wird, kann der M/G 14 weniger aggressiv betätigt werden, indem eine niedrigere Regelsystemverstärkung und sowohl ein zugehöriger niedrigerer Strom als auch eine zugehörige niedrigere Beschleunigung verwendet werden.
Wenn die Hauptpumpe 36 nicht aktiv ist, kann das Fahrzeug 10 zum Bereitstellen eines mit einem Druck beaufschlagten Getriebemediums eine Zusatzpumpe 38 umfassen, die zum Beispiel durch die Batterie 32 über den DC/DC-Wandler 34 elektrisch angetrieben werden kann. Bei einigen Ausführungsformen stellt die Zusatzpumpe 38 nur einen Teil des Getriebemediums für das Getriebe 24 bereit, sodass das Getriebe 24 in seinem Betrieb zum Beispiel auf bestimmte Stellglieder und Übersetzungsverhältnisse eingeschränkt ist, wenn nur die Zusatzpumpe 38 betrieben wird. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann die Zusatzpumpe 38 in Kombination mit der Hauptpumpe 36 betrieben werden, um die Einkupplungsverzögerung von einer mehreren Kupplungen 58 unter verschiedenen Betriebsbedingungen weiter zu verringern. Auf ähnliche Weise kann die Zusatzpumpe 38 betrieben werden, um eine Einkupplung von einer oder mehreren Getriebekupplungen 58 beizubehalten, wenn die Hauptpumpe 36 abgebremst und angehalten wird.
Wie in 1 allgemein gezeigt wird, können der M/G 14, die Kupplungen 18, 22, 58, die Hauptgetriebepumpe 36 und die Zusatzgetriebepumpe 38 mindestens teilweise in einem Motor/Generator-Gehäuse 40 untergebracht sein, das in das Getriebegehäuse integriert sein kann oder das alternativ ein separates Gehäuse innerhalb des Fahrzeugs 10 ist. Von daher kann ein mit einem Druck beaufschlagtes Medium, das von der Hauptpumpe 36 und/oder der Zusatzpumpe 38 bereitgestellt wird, auch verwendet werden, um die Kupplung 18 zu betätigen und eine Kühlung und Schmierung des M/G 14 bereitzustellen.
Obwohl der Betrieb verschiedener Kupplungen, wie zum Beispiel der Kupplungen 18, 22 in Bezug auf einen Druck oder ein mit einem Druck beaufschlagtes Medium oder Öl beschrieben werden, was eine hydraulische Kupplung bedeutet, können auch andere Arten von Vorrichtungen, wie zum Beispiel elektromechanische Kupplungen oder Drehmomentwandler, verwendet werden. Im Fall von hydraulischen Kupplungen steht der Druck auf die Kupplungsplatten in einer Beziehung zu einer Drehmomentkapazität. Auf die gleiche Weise stehen die Kräfte, die auf die Platten in einer nicht hydraulischen Kupplung wirken, auch in einer Beziehung zu einer Drehmomentkapazität. Wenn die Kupplungen 18 und/oder 22 eingerastet oder eingekuppelt sind, sind die Drehgeschwindigkeiten der Antriebsstrangkomponenten auf beiden Seiten der Kupplung gleich. Eine Drehzahldifferenz von einer Seite der Kupplung auf die andere Seite kann auftreten, wenn die Kupplung teilweise angewandt wird oder wenn sie schleift. Wenn die nachgeschaltete Kupplung 22 eine Überbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler ist, kann es als ein Schleifen betrachtet werden, wenn sie vollständig geöffnet ist, da eine Drehzahldifferenz über der Kupplung vorhanden ist, selbst wenn kein Drehmoment durch die Überbrückungskupplung übertragen wird.
Das automatische Stufengetriebe 24 kann geregelt werden, indem ein Getriebesteuergerät (Transmission Control Unit, TCU) 42 verwendet wird, um gemäß einer Schaltroutine, wie zum Beispiel einer Leistungsschaltroutine, betrieben zu werden, welche die Kupplungen 58 und verschiedene andere Elemente in dem Getriebegehäuse betätigt, um das Verhältnis zwischen der Eingangswelle 56 und der Ausgangswelle 64 des Getriebes zu regeln. Das TCU 42 kann die Schaltroutine oder den Betrieb des Getriebes 24 ändern, wenn die Hauptpumpe 36 oder die Zusatzpumpe 38 funktionsfähig ist, wie allgemein in Bezug auf 2 beschrieben wird. Das TCU 42 funktioniert auch zum Regeln des M/G 14, der Kupplungen 18, 22 und anderer Komponenten in dem Motor/Generator-Gehäuse 40.
Ein Verbrennungsmotorsteuergerät (Engine Control Unit, ECU) 44 ist konfiguriert, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 zu steuern. Eine Fahrzeugsystemsteuereinheit (Vehicle System Controller, VSC) 46 überträgt Daten zwischen dem TCU 42 und dem ECU 44 und steht auch in einem Datenaustausch mit verschiedenen Fahrzeugsensoren und Fahrereingaben, einschließlich des Schaltstufenwählers (PRNDL) 16, des Gaspedals 78 und des Bremspedals 80. Das Steuersystem 48 für das Fahrzeug 10 kann eine beliebige Anzahl von Steuereinheiten umfassen und kann in eine einzige Steuereinheit integriert sein oder mehrere Module aufweisen. Einige oder alle Steuereinheiten können durch einen CAN-Bus (Controller Area Network, CAN) oder ein anderes System miteinander verbunden sein. Auf das Steuersystem 48 kann allgemein als eine Steuereinheit Bezug genommen werden und es kann konfiguriert sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Getriebes 24, der Elektromaschine oder des M/G 14, des Anlassers 30 und des Verbrennungsmotors 12 unter einer beliebigen Anzahl verschiedener Bedingungen zu steuern. Wie in Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben wird, kann die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 den M/G 14 abschalten, wenn sich der Schaltstufenwähler 16 in einer Park- oder Neutralstellung (P/N-Stellung) oder einem Park- oder Neutralzustand (P/N-Zustand) befindet. Auf ähnliche Weise kann das Steuersystem 48 eine oder mehrere größere Regelsystemverstärkungen anwenden und den M/G 14 in einem Drehzahlregelmodus betreiben, um den M/G 14 und die zugehörige Hauptpumpe 36 schneller und aggressiver zu beschleunigen, indem ein größerer Strom von der Batterie 32 als Reaktion darauf angewandt wird, dass der Schaltstufenwähler 16 von dem P/N- oder einem Nichtfahrzustand in einen Fahrzustand wie zum Beispiel R, D oder L verändert wird, bis die Drehgeschwindigkeit des M/G 14 einen ersten Schwellenwert erreicht, während danach eine niedrigere Regelsystemverstärkung und ein zugehöriger Strom auf den M/G 14 angewandt wird.
Die VSC 46 interpretiert die Fahreranforderung (z.B. eine Raddrehmomentanforderung) zum Beispiel aufgrund von Signalen von dem PRNDL 16, dem Gaspedal 78 und dem Bremspedal 80 und danach ermittelt sie geeignete Betriebsmodi, wie zum Beispiel einen Drehzahlregelmodus oder einen Drehmomentregelmodus für den Verbrennungsmotor 12 und den M/G 14 und wählt eine geeignete Schaltstufe oder einen geeigneten Getriebezustand aus, um ein zugehöriges Raddrehmoment an die Fahrzeugräder 16 zu übertragen. Außerdem kann die VSC 46 ermitteln, wieviel Drehmoment jede Energiequelle bereitstellen muss, um das von dem Fahrer angeforderte Raddrehmoment zu erfüllen und um jede Zusatzanforderung zu erfüllen. Eine Steuerlogik, die als eine Hardware und/oder Software umgesetzt ist, kann einen Algorithmus, ein Programm oder eine Konfiguration innerhalb des Steuersystems 48 umfassen, die den Betrieb des M/G 14 und des Getriebes 24 steuert, wie allgemein durch den Ablaufplan der 2 dargestellt wird, um die Einkupplungsverzögerung des Getriebes oder einer Kupplung zu verringern, wenn der Schaltstufenwähler 16 von der P/N-Stellung in eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsschaltstufe bewegt oder verändert wird, während der M/G 14 und die Hauptgetriebepumpe 36 abgeschaltet sind.
Wie in der anschaulichen Ausführungsform der 1 dargestellt wird und ausführlicher in Bezug auf den Ablaufplan der 2 beschrieben wird, umfasst ein Fahrzeug 10 ein automatisches Stufengetriebe 24, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Kupplungen 58 aufweist, die selektiv einkuppelbar sind, um mindestens eine Vorwärtsschaltstufe und mindestens eine Rückwärtsschaltstufe bereitzustellen. Das Fahrzeug 10 kann eine Elektromaschine 14 umfassen, die über eine nachgeschaltete Kupplung 22 und/oder einen Drehmomentwandler 52 selektiv mit dem Getriebe 24 verbunden ist. Eine von der Elektromaschine 14 angetriebene Hauptpumpe 36 führt Öl zu, um ausgewählte Kupplungen aus der Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen 58 zu betätigen. Ein Schaltstufenwähler 16 ist konfiguriert, um mit ihm einen Park-, Neutral-, Vorwärts- oder Rückwärtsfahrzustand für das Automatikgetriebe 24 auszuwählen, das in einem Datenaustausch mit einer Steuereinheit, wie zum Beispiel dem TCU 42, dem ECU 44 und/oder der VSC 46 steht auf die gemeinschaftlich als Steuereinheit oder Steuersystem 48 Bezug genommen wird, das seinerseits konfiguriert ist, die Elektromaschine 14 abzuschalten, wenn an dem Schaltstufenwähler 16 die Park- oder Neutralstellung ausgewählt wird. Die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 betreibt die Elektromaschine 14 in einem Drehzahlregelmodus, der eine größere Reglerverstärkung als Reaktion darauf auswählt, dass an dem Schaltstufenwähler 16 eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird, während die Elektromaschine 14 abgeschaltet ist, bis die Elektromaschine 14 und die Hauptpumpe 36 einen ersten Drehzahlschwellenwert erreichen, um die Einkupplungsverzögerung mindestens einer der hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen 58 zu verringern. Die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 betreibt danach die Elektromaschine 14 mithilfe einer niedrigeren Regler- oder Regelsystemverstärkung, wenn die Elektromaschine 14 und die Hauptpumpe 36 den ersten Drehzahlschwellenwert überschreiten.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 10 eine Elektromaschine 14, die über vorgeschaltete bzw. nachgeschaltete Kupplungen 18, 22 mit einem Verbrennungsmotor 12 und einem automatischen Stufengetriebe 24 verbunden ist. Eine Steuereinheit oder ein Steuersystem 48 ist konfiguriert, um die Elektromaschine 14 abzuschalten, wenn sich das Getriebe 24 durch eine Auswahl am Schaltstufenwähler 16 in einer Park- oder Neutralstellung befindet. Als Reaktion auf die Auswahl einer Fahrschaltstufe, wie zum Beispiel R, D oder L, kann die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 eine größere Stromzufuhr an die Elektromaschine von der Batterie 32 und der zugehörigen Elektronik veranlassen, bis die Elektromaschine 14 eine erste Drehzahl erreicht, und danach eine niedrigere Stromzufuhr an die Elektromaschine veranlassen, um die Einkupplungsverzögerung der Getriebekupplung für eine oder mehrere Kupplungen 58 in dem Getriebegehäuse 50 des Getriebes 24 zu verringern.
In 2 wird jetzt ein Ablaufplan gezeigt, der den Betrieb eines Systems oder Verfahrens zum Regeln eines Fahrzeugs darstellt, um eine Einkupplungsverzögerung eines Automatikgetriebes gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu verringern. Der Ablaufplan 200 stellt allgemein eine Steuerlogik, Funktionen oder Merkmale dar, die von einer Hardware und/oder einer Software als Teil des Steuersystems 48 (1) ausgeführt werden. Eine oder mehrere Steuereinheiten können einen Prozessor, eine Verarbeitungsschaltung oder andere Steuerschaltungen umfassen, die von dem Ablaufplan repräsentiert werden, der konfiguriert ist, das dargestellte Merkmal oder die dargestellte Funktion auszuführen oder zu steuern.
2 stellt eine anschauliche Steuerstrategie und/oder -logik für ein System oder ein Verfahren bereit, die mithilfe von einer oder mehreren Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel von ereignisgesteuerten, unterbrechungsgesteuerten, Multitasking-, Multi-Threading-Prozessen und Ähnlichen umgesetzt werden können. Von daher können zahlreiche der dargestellten Schritte und Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl dies nicht immer ausdrücklich dargestellt wurde, wird der Fachmann erkennen, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder eine oder mehrere der dargestellten Funktionen in Abhängigkeit von der speziell verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Auf ähnliche Weise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, aber sie wurde der Einfachheit halber zur Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann primär als Software umgesetzt werden, die durch eine mikroprozessorgestützte Steuereinheit ausgeführt wird, die konfiguriert ist, die dargestellte Aufgabe oder Funktion durchzuführen. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung als Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuereinheiten oder Prozessoren umgesetzt werden. Wenn die Steuerlogik als Software umgesetzt wird, kann sie in einer oder mehreren computerlesbaren nichtflüchtigen Speichereinheiten oder -medien bereitgestellt werden, in denen Daten gespeichert werden, die einen Code oder Befehle darstellen, die durch einen Prozessor oder Computer ausgeführt werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuereinheit oder das Steuersystem ein Drehen der Elektromaschine oder des M/G 14 abschalten, wenn sich der Schaltstufenwähler, der durch den Block 210 dargestellt wird, in der Park- oder Neutralstellung (P/N-Stellung) befindet, um Energie zu sparen. Anders ausgedrückt, schaltet die Steuereinheit die Elektromaschine ab, wenn sich das Getriebe oder das Fahrzeug in dem Park- oder Neutralzustand befindet. Wenn der Getriebeschaltstufenwähler oder der Schaltstufenzustand von der P/N-Stellung auf eine Vorwärts- oder Rückwärtsschaltstufe verändert wird, wie in Block 212 dargestellt wird, betreibt die Steuereinheit die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mit größeren Reglerverstärkungen, wie in 214 dargestellt wird. Die Steuereinheit kann auch die elektrische Zusatzgetriebepumpe betreiben, wie in Block 214 dargestellt wird. Die größere Regelsystemverstärkung führt zu einem von der Steuersystemelektronik angewandten größeren Strom, der durch die Batterie 32 bereitgestellt wird, und einer entsprechend größeren Beschleunigung der Elektromotordrehzahl. Die größere Regelsystemverstärkung wird angewandt, bis die Elektromotordrehzahl (und die entsprechende Drehzahl der Hauptgetriebepumpe) einen entsprechenden Drehzahlschwellenwert erreicht oder überschreitet, wie in Block 216 dargestellt wird. Die aggressivere Regelung und die daraus resultierende Beschleunigung der Drehgeschwindigkeit der Elektromaschine vereinfacht eine schnellere Zufuhr eines mit einem Druck beaufschlagten Mediums von der Hauptpumpe 36, um die hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen für die ausgewählte Getriebeschaltstufe einzukuppeln, wie in 218 dargestellt wird. Das mit einem Druck beaufschlagte Medium wird auch durch einen Betrieb der elektrischen Zusatzpumpe 38 zugeführt.
Nachdem die Elektromaschine den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht hat, wie in 216 dargestellt wird, und die Getriebekupplungen eingekuppelt werden oder wurden, wie in Block 218 dargestellt wird, stellt die Steuereinheit die Elektromaschine als Reaktion auf ein Betätigen des Bremspedals ab, wie in den Blöcken 220 und 222 dargestellt wird. Als Reaktion darauf, dass die Elektromaschine einen zweiten Drehzahlschwellenwert erreicht, der größer ist als der erste Drehzahlschwellenwert, wie in Block 224 dargestellt wird, und das Bremspedal nicht betätigt wird, wie in Block 220 dargestellt wird, kann die Steuereinheit die elektrische Zusatzpumpe abschalten, wie in 226 dargestellt wird. Die Steuereinheit kann die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus betreiben, um als Reaktion auf ein Betätigen eines Gaspedals, wie in 228 dargestellt wird, das angeforderte Drehmoment zu übertragen, wie in 230 dargestellt wird. Wenn weder das Bremspedal noch das Gaspedal betätigt werden, wie in den Blöcken 220 bzw. 228 dargestellt wird, kann die Steuereinheit die Elektromaschine in dem Drehzahlregelmodus mit einer niedrigeren Regelsystemverstärkung betreiben, um ein Kriechdrehmoment für die Fahrzeugräder bereitzustellen, wie in 232 dargestellt wird.
Wie in den 1 und 2 allgemein dargestellt wird, umfasst ein Verfahren zum Regeln eines Hybridfahrzeugs 10, das eine Elektromaschine 14, die mit einem Verbrennungsmotor 12 verbunden ist, und ein hydraulisch betätigtes Automatikgetriebe 24 aufweist, als Reaktion darauf, dass eine Steuereinheit 48 ein Signal empfängt, das eine Änderung des Schaltstufenwählers 16 von einem Nichtfahrzustand (P/N-Zustand) zu einem Fahrzustand (Vorwärts, Rückwärts, D, R, L) anzeigt, ein Regeln der Elektromaschine 14, um die Drehgeschwindigkeit einer Getriebepumpe 36 auf eine höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen, bis die Pumpe eine erste Drehzahl (Schwellenwert 1) erreicht, und danach auf eine niedrigere Geschwindigkeit, um die Einkupplungsverzögerung des Getriebes zu verringern. Das Verfahren kann umfassen, dass die Steuereinheit die Elektromaschine 222 abschaltet, nachdem die Getriebepumpendrehzahl als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals 220 die erste Drehzahl (Schwellenwert 1) erreicht hat. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 eine elektrische Getriebepumpe 38 als Reaktion auf ein Empfangen des Signals von dem Schaltstufenwähler 16 betreibt, bis die Pumpe eine zweite Drehzahl (Schwellenwert 2) erreicht, die größer als die erste Drehzahl (Schwellenwert 1) ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren umfassen, dass die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 eine größere Regelsystemverstärkung 214 anwendet, um die Elektromaschine 14 zu regeln, bis die Getriebepumpe die erste Drehzahl (Schwellenwert 1) erreicht, und eine niedrigere Regelsystemverstärkung 232 anwendet, nachdem die Getriebepumpe 36 die erste Drehzahl (Schwellenwert 1) erreicht hat. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 als Reaktion auf ein Signal von einem Gaspedal 228 den Betrieb des Elektromaschinenmotors von einem Drehzahlregelmodus 214, 232 auf einen Betrieb in einem Drehmomentregelmodus ändert 230. Das Verfahren kann auch umfassen, dass die Steuereinheit oder das Steuersystem 48 als Reaktion auf das Signal von dem Gaspedal, das anzeigt, dass das Gaspedal 78 nicht betätigt wird 228, die Elektromaschine 14 in einem Drehzahlregelmodus betreibt, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment bereitzustellen 232.
Von daher verringern zahlreiche Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung die Verzögerung der Schaltstufeneinkupplung des Automatikgetriebes während der Übergänge von der Park-/Neutralstellung zu einer Fahrschaltstufe erheblich, nachdem die Elektromaschine oder der Motor/Generator abgeschaltet wurde, sodass die Drehmomentübergabe an die Räder schnell und für den Fahrer intuitiv erfolgt. Verschiedene Ausführungsformen nutzen die Eigenschaften der zugehörigen Antriebsstrangkonfigurationen, um die Einkupplungsverzögerung zu verringern, ohne eine unzulässige Drehmomentstörung für die Fahrzeugräder einzubringen. Da die aggressivere Motorregelung funktioniert, wenn der Fahrer den Schaltstufenwähler oder -schalter bewegt, bevor die Vorwärts- oder Rückwärtskupplung eingekuppelt wird, ist die Antriebswelle offen und es wird kein Drehmoment von dem Antriebsstrang auf die Räder übertragen. Außerdem wird bei Ausführungsformen, die einen Drehmomentwandler umfassen, kein Drehmoment übertragen, wenn die Antriebsraddrehzahl (Elektromotor-/-maschinendrehzahl) unter einem bestimmten Drehzahlschwellenwert, wie zum Beispiel ungefähr 350 U/min liegt, selbst wenn zum Beispiel die Getriebekupplungen am Einkuppeln sind. Wenn sich der Elektromotor außerdem bei anschaulichen Ausführungsformen zum Beispiel mit ungefähr 300 bis ungefähr 350 U/min dreht, ist der von der Hauptölpumpe und/oder der Zusatzölpumpe erzeugte Druck ausreichend, um die Getriebekupplungen einzukuppeln. Von daher verwenden anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Zeitfenster, in dem der Elektromotor mithilfe einer größeren (größerer) Regelsystemverstärkung(en) aggressiv betrieben werden kann, um schnell zu beschleunigen und auf eine entsprechende Einkupplungsdrehzahl hochzudrehen, ohne eine Störung für die Räder einzubringen, sodass die zugehörigen Getriebekupplungen schneller eingekuppelt und Verzögerungen zwischen der Bewegung des Schaltstufenwählers und der Drehmomentübergabe an die Räder verringert werden.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sind diese nicht so zu verstehen, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen des beanspruchten Gegenstands beschreiben. Vielmehr sind die Begriffe, die in dieser Beschreibung verwendet werden, als Begriffe für eine Beschreibung, aber nicht als Einschränkungen zu verstehen, und es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale der zahlreichen umgesetzten Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bilden, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben werden. Obwohl eine oder mehrere Ausführungsformen zum Bereitstellen von Vorteilen oder als bevorzugt über weitere Ausführungsformen und/oder den Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass Kompromisse für ein oder mehrere Merkmale gemacht werden können, um die gewünschten Systemmerkmale zu erreichen, die jeweils von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängig sein können. Zu diesen Merkmalen gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein, Kosten, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktgängigkeit, Erscheinung, Verpackung, Größe, Zweckdienlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Zusammenbaufreundlichkeit usw. Von daher befinden sich alle Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert relativ zu anderen Ausführungsformen beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs des beanspruchten Gegenstands der Erfindung.

Claims

Fahrzeug, umfassend: ein automatisches Stufengetriebe, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen aufweist, die selektiv einkuppelbar sind, um mindestens eine Vorwärtsschaltstufe und mindestens eine Rückwärtsschaltstufe bereitzustellen; eine Elektromaschine, die selektiv mit dem Getriebe verbunden ist; eine Hauptpumpe, die von der Elektromaschine angetrieben wird und die Öl zuführt, um ausgewählte aus der Vielzahl von hydraulisch betätigbaren Getriebekupplungen zu betätigen; einen Schaltstufenwähler, der konfiguriert ist, um mit ihm einen aus einem Park-, Neutral-, Vorwärts- und Rückwärtsfahrzustand für das Automatikgetriebe auszuwählen; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Elektromaschine abzuschalten, wenn an dem Schaltstufenwähler die Park- oder Neutralstellung ausgewählt ist, um die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe einer größeren Reglerverstärkung als Reaktion darauf zu betreiben, dass an dem Schaltstufenwähler eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird, während die Elektromaschine abgeschaltet ist, bis die Elektromaschine und die Hauptpumpe einen ersten Drehzahlschwellenwert erreichen, sodass die Einkupplungsverzögerung mindestens einer aus der Vielzahl von hydraulisch betätigten Getriebekupplungen verringert wird, und um die Elektromaschine mithilfe einer niedrigeren Reglerverstärkung zu betreiben, wenn die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert überschreiten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das außerdem umfasst: eine Batterie; und eine elektrische Zusatzpumpe, die mit der Batterie verbunden ist und die dem Getriebe Öl zuführt, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um die Elektromaschine abzuschalten und um die elektrische Zusatzpumpe als Reaktion darauf zu betreiben, dass ein Betätigen eines Bremspedals erkannt wird, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben, wenn an dem Schaltstufenwähler eine Vorwärts- oder Rückwärtsstellung ausgewählt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um als Reaktion auf ein Betätigen eines Gaspedals, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben, die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus zu betreiben, um den Fahrzeugrädern ein angefordertes Drehmoment zuzuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe der niedrigeren Reglerverstärkung als Reaktion darauf zu betreiben, dass sich ein Bremspedal und ein Gaspedal in einer losgelassenen Stellung befinden, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment zuzuführen, nachdem die Elektromaschine und die Hauptpumpe den ersten Drehzahlschwellenwert erreicht haben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das außerdem umfasst: eine elektrische Zusatzpumpe, die betreibbar ist, um dem Getriebe Öl zuzuführen, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die elektrische Zusatzpumpe zu betreiben, bis die Elektromaschine und die Hauptpumpe einen zweiten Drehzahlschwellenwert erreichen, wobei der zweite Drehzahlschwellenwert größer als der erste Drehzahlschwellenwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das außerdem umfasst: einen Verbrennungsmotor, der über eine vorgeschaltete Kupplung selektiv mit einer Eingangs-/Ausgangswelle der Elektromaschine verbunden ist, wobei die Eingangs-/Ausgangswelle der Elektromaschine über eine nachgeschaltete Kupplung selektiv mit dem Getriebe verbunden ist.
Fahrzeug, umfassend: eine Elektromaschine, die über vorgeschaltete bzw. nachgeschaltete Kupplungen mit einem Verbrennungsmotor und einem automatischen Stufengetriebe verbunden ist; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Elektromaschine abzuschalten, wenn sich das Getriebe in der Park- oder Neutralstellung befindet, und um als Reaktion auf eine Auswahl einer Fahrschaltstufe eine höhere Stromzufuhr an die Elektromaschine zu veranlassen, bis die Elektromaschine eine erste Drehzahl erreicht, und danach eine niedrigere Stromzufuhr an die Elektromaschine zu veranlassen, um die Einkupplungsverzögerung der Getriebekupplung zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 7, das außerdem umfasst: eine Hauptgetriebepumpe, die von der Elektromaschine angetrieben wird; und eine elektrische Zusatzgetriebepumpe, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die elektrische Zusatzpumpe als Reaktion auf die Auswahl der Fahrschaltstufe zu betreiben, bis die Elektromaschine eine zweite Drehzahl erreicht, die größer als die erste Drehzahl ist.
Fahrzeug nach Anspruch 7, das außerdem umfasst: eine elektrische Ölpumpe, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die elektrische Ölpumpe als Reaktion auf die Auswahl der Fahrschaltstufe zu betreiben und um die Elektromaschine abzuschalten, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals erreicht hat, während der Betrieb der elektrischen Ölpumpe beibehalten wird.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus mithilfe einer größeren Regelsystemverstärkung betreibt, bis die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht, und mithilfe einer niedrigeren Regelsystemverstärkung betreibt, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus betreibt, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit die Elektromaschine in einem Drehmomentregelmodus betreibt, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl als Reaktion auf ein Betätigen eines Gaspedals erreicht hat.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die Elektromaschine in dem Drehzahlregelmodus mithilfe der niedrigeren Regelsystemverstärkung als Reaktion auf ein nicht betätigtes Gaspedal zu betreiben, nachdem die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment bereitzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit außerdem konfiguriert ist, um die Elektromaschine als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals abzuschalten, während die Fahrschaltstufe ausgewählt wird und die Elektromaschine die erste Drehzahl erreicht hat.
Verfahren zum Regeln eines Hybridfahrzeugs, das eine Elektromaschine, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, und ein hydraulisch betätigtes Automatikgetriebe aufweist, wobei das Verfahren umfasst: als Reaktion darauf, dass eine Steuereinheit ein Signal empfängt, das eine Änderung des Schaltstufenwählers von einem Nichtfahrzustand in einen Fahrzustand anzeigt, Regeln der Elektromaschine, um die Drehgeschwindigkeit einer Getriebepumpe auf eine höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen, bis die Pumpe eine erste Drehzahl erreicht und danach auf eine niedrigere Geschwindigkeit, um die Einkupplungsverzögerung des Getriebes zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit die Elektromaschine abschaltet, nachdem die Getriebepumpendrehzahl als Reaktion auf ein Betätigen eines Bremspedals die erste Drehzahl erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit eine elektrische Getriebepumpe als Reaktion auf ein Empfangen des Signals betreibt, bis die Pumpe eine zweite Drehzahl erreicht, die größer als die erste Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit eine größere Regelsystemverstärkung anwendet, bis die Getriebepumpe die erste Drehzahl erreicht, und eine niedrigere Regelsystemverstärkung anwendet, nachdem die Getriebepumpe die erste Drehzahl erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Steuereinheit als Reaktion auf ein Signal von einem Gaspedal den Betrieb der Elektromaschine von einem Drehzahlregelmodus auf einen Betrieb in einem Drehmomentregelmodus ändert.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steuereinheit als Reaktion auf das Signal von dem Gaspedal, das anzeigt, dass das Gaspedal nicht betätigt wird, die Elektromaschine in einem Drehzahlregelmodus betreibt, um den Fahrzeugrädern ein Kriechdrehmoment bereitzustellen.