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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren für multimodale Antriebsstrangsysteme und deren Steuerung.
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HINTERGRUND
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Multimodale Antriebsstrangsysteme können einen Verbrennungsmotor (Motor) und eine oder mehrere nicht durch Verbrennung betriebene Drehmomentmaschinen beinhalten, die Drehmoment erzeugen, das durch ein Getriebe zu einem Antriebsstrang als Vortrieb geleitet wird, wenn sie in einem Fahrzeug eingesetzt wird. Solch ein Antriebsstrangbetrieb kann einen Betrieb mit dem Motor im AN-Modus oder im AUS-Modus beinhalten, worin der Betrieb mit dem Motor im AN-Modus das Aufladen einer eingebauten Energiespeichervorrichtung durch den Motor beinhalten kann, die Energie zum Verbrauch durch eine der nicht durch Verbrennung betriebenen Drehmomentmaschinen bereitstellt, um Vortriebsenergie zu erzeugen. Der Motor kann an Geschwindigkeits-/Lastbetriebspunkten betrieben werden, die hörbaren Geräusche und wahrnehmbare Schwingungen erzeugen, die von den Passagieren oder Fahrzeugführern als unangenehm empfunden werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein multimodales Antriebsstrangsystem wird beschrieben und beinhaltet einen Verbrennungsmotor und elektrische Maschinen, die betrieben werden um mechanische Energie durch ein Getriebe hin zu ein Ausgabebauteil zu übertragen, worin die elektrischen Maschinen elektrisch mit der Batterie verbunden sind. Das Verfahren beinhaltet die Bestimmung einer hörbaren geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit, worin der Verbrennungsmotor ein hörbares Geräusch erzeugt, das unter einem Geräuschschwellwert liegt, wenn der Betrieb mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die unter der geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit liegt. Die elektrischen Maschinen und der Verbrennungsmotor sind als Reaktion auf eine Drehmomentanfrage des Fahrzeugführers gesteuert, was das Steuern der Motorgeschwindigkeit unter die hörbare geräuschbasierte Motorgeschwindigkeit beinhaltet, wenn die Batterieenergie über einem Mindestschwellwert liegt.
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Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von ein paar der besten Arten und weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Lehren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 schematisch ein Fahrzeug gemäß der Offenbarung zeigt, das ein multimodales Antriebsstrangsystem beinhaltet, das mit einer Antriebswelle verbunden ist und von einem Steuersystem gesteuert wird;
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2 einen Eingabeparameterprozess für die Bestimmung von Eingabeparametern für eine ausführbare Suchroutine gemäß der Offenbarung zeigt; und
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3 schematisch eine ausführbare Suchroutine für die dynamische Bestimmung einer bevorzugter Eingabegeschwindigkeit vom Motor und eines bevorzugten Ausgabedrehmoments vom Getriebe gemäß der Offenbarung zeigt, die auf eine Drehmomentanfrage des Fahrzeugführers reagieren und die Wahrscheinlichkeit des Betriebs des Motors mit einer Eingabegeschwindigkeit verhindern, die mit den unerwünschten Geräuschen und Schwingungen oder Rauheit (NVH) in Verbindung steht, wenn der Ladestand der Batterie in einem normalen Bereich ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Der folgende Text bezieht sich auf die Zeichnungen, die lediglich zur Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dienen und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 100, das ein multimodales Antriebsstrangsystem 20 beinhaltet, das mit einer Antriebswelle 60 verbunden ist und von einem Steuersystem 10 gesteuert wird. Gleiche Zahlen bezeichnen in der gesamten Beschreibung Gleiches. Das Antriebsstrangsystem 20 beinhaltet mehrere drehmomenterzeugende Vorrichtungen, darunter einen Verbrennungsmotor (Motor) 40 und eine erste und zweite Drehmomentmaschine (elektrische Maschinen) 34 beziehungsweise 36, die rotierend ein Getriebe 50 koppeln. Ein Ausgabebauteil 62 koppelt zwischen dem Getriebe 50 und einer Antriebswelle 60. Daher sind der Verbrennungsmotor 40 und die erste sowie zweite elektrische Maschine 34, 36 mit dem Getriebe 50 verbunden und sind steuerbar zur Erzeugung eines Ausgabedrehmoments, das zur Antriebswelle 60 als Vortriebsdrehmoment für das Fahrzeug 100 übertragen wird. Andere Ausführungsformen eines multimodalen Antriebsstrangsystems, die einen internen Verbrennungsmotor, der ausgeführt ist um ein Drehmoment zu erzeugen, das genutzt werden kann, um elektrische Energie mittels einer elektrischen Maschine zu erzeugen und mindestens eine elektrische Maschine beinhalten, die ausgeführt ist, ein Vortriebsdrehmoment zu erzeugen, kann stattdessen im Rahmen dieser Offenbarung eingesetzt werden. Zur Definition bezieht sich ‚Ausgabedrehmoment’ auf ein positives (ziehendes) Drehmoment und ein negatives (bremsendes) Drehmoment, das vom Antriebsstrangsystem 20 erzeugt wird und zum Ausgabebauteil 62 gleitet werden kann.
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Nun wird eine Ausführungsform des Verbrennungsmotors 40 und der ersten sowie zweiten elektrische Maschine 34, 36 beschrieben, die mit dem Getriebe 50 verbunden sind und ein Ausgabedrehmoments erzeugen, das zur Antriebswelle 60 übertragen wird, um Vortriebsdrehmoment für das Fahrzeug 100 zu erzeugen. Eine Kurbelwelle 44 des Verbrennungsmotors 40 ist mit einem Eingabebauteil 41 verbunden, das mit einem Rotor der ersten elektrischen Maschine 34 mittels einer dritten Kupplung 55 verbunden ist. Ein Ausgabebauteil des Rotors der ersten elektrischen Maschine 34 ist mittels einer zweiten Kupplung 53 mit einem Hohlrad 56 des Getriebes 50 verbunden. Die zweite elektrische Maschine 36 ist drehbar mit einem Sonnenrad 52 des Getriebes 50 verbunden. Ein Planetenradhalter 54 des Getriebes 50 ist mittels eines Ausgabebauteils 62 mit der Antriebswelle 60. Das Hohlrad 56 ist mittels einer ersten Kupplung/Bremse 51 mit dem Fahrgestellboden verbunden. In einer Ausführungsform ist das Getriebe 50 ein einfaches Planetengetriebe, das ein Sonnenrad 52, Planetenrad und Halterung 54 sowie eine Hohlrad 56 beinhaltet. Eine Übersetzungssteuerung 57 überwacht die Rotationsgeschwindigkeiten verschiedener rotierender Bauteile und steuert die Aktivierungen der ersten, zweiten und dritten Kupplungen 51, 53 und 55.
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Der Motor 40 ist bevorzugt ein Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, der Treibstoff durch einen thermodynamischen Verbrennungsprozess in mechanisches Drehmoment umwandelt. Der Motor 40 ist mit einer Vielzahl von Aktoren und Sensorvorrichtungen zur Betriebsüberwachung und zur Kraftstoffzuleitung für die Bildung von zylinderinternen Verbrennungsladungen ausgestattet, die eine sich ausdehnende Kraft erzeugen, welche mittels Kolben und Verbindungsstangen auf die Kurbelwelle 44 übertragen wird, um Drehmoment zu erzeugen. Der Betrieb des Motors 40 wird von einer Motorsteuerung 45 gesteuert. In einer Ausführungsform kann der Motor 40 kann einen magnetbetätigten, elektrischen Niederspannungsanlasser 42 für das Anlassen des Motors als Reaktion auf ein Schlüsselandrehen beinhalten. Der Motor 40 ist ausgeführt, um Motorstart- und Stoppvorgänge einschließlich die Ausführungsform von Autostart- und Autostopproutinen während des Fahrzeugbetriebs auszuführen. Der Motor 40 kann ausgeführt sein, um Autostart- und Autostoppsteuerroutinen, Kraftstoffabsperrsteuerroutinen und Zylinderdeaktivierungssteuerroutinen während des laufenden Betriebs des Antriebsstrangsystems 20 auszuführen. Der Motor 40 wird als im AUS-Zustand befindlich angesehen wenn er nicht rotiert. Der Motor 40 wird als im AN-Zustand befindlich angesehen, wenn er rotiert einschließlich eines oder mehrerer Kraftstoffabsperrzustände, in welchen er rotiert und kein Kraftstoff zugeleitet wird.
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Die erste und zweite elektrische Maschine 34, 36 sind bevorzugt elektrische Hochspannungsmehrphasenmotoren/-generatoren, die elektrisch über einen ersten und einen zweiten Wechselrichterschaltkreis 33 bzw. 35 verbunden sind mit einer Hochspannungsenergiespeichervorrichtung (Batterie) 25. Die erste und die zweite elektrische Maschine 34, 36 sind ausgeführt, die gespeicherte elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln und um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Hochspannungsenergiespeichervorrichtung (Batterie) 25 gespeichert werden kann. Die Batterie 25 kann eine Hochspannungsenergiespeichervorrichtung, d. h., eine Lithium-Ionen-Vorrichtung mit mehreren Zellen, ein Ultrakondensator oder uneingeschränkt eine andere passende Vorrichtung sein. In einer Ausführungsform kann die Batterie 25 mittels eines eingebauten Batterieladers 24 mit einer nicht eingebauten, entfernten elektrischen Energiequelle verbunden werden, um das Fahrzeug 100 im Stehen aufzuladen. Die Batterie 25 ist elektrisch mittels des Hochspannungsgleichstromleitung 29 mit dem ersten Wechselrichtermodul 33 verbunden, um Hochspannungsgleichstromenergie als Reaktion auf die aus dem Steuersystem 10 kommenden Steuersignale zur ersten elektrischen Maschine 34 zu leiten. Ebenso ist Batterie 25 elektrisch mittels des Hochspannungsgleichstromleitung 29 mit dem zweiten Wechselrichtermodul 35 verbunden, um Hochspannungsgleichstromenergie als Reaktion auf die aus dem Steuersystem 10 kommenden Steuersignale zur ersten elektrischen Maschine 36 zu leiten.
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Jede der ersten und der zweiten elektrischen Maschine 34, 36 beinhaltet den Rotor und einen Stator und ist mittels des ersten beziehungsweise zweiten Wechselrichterschaltkreises 33 beziehungsweise 35 und der Hochspannungsgleichstromleitung 29 mit der Hochspannungsbatterie 25 verbunden. Das erste und zweite Wechselrichtermodul 33, 35 sind beide mit passenden Steuerschaltkreisen ausgeführt, die Leistungstransistoren beinhalten, d. h. IGBTs für die Transformation von Hochspannungsgleichstromenergie in Hochspannungswechselstromenergie und für die Transformation von Hochspannungswechselstromenergie in Hochspannungsgleichstromenergie. Jedes des ersten und des zweiten Wechselrichtermoduls 33, 35 verwendet bevorzugt Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM), um gespeicherte Gleichstromenergie aus der Hochspannungsbatterie 25 in Wechselspannungsenergie für den Antrieb der ersten beziehungsweise zweiten elektrischen Maschine 34, 36 umzuwandeln, um Drehmoment zu generieren. Ähnlich wandelt das erste und das zweite Wechselrichtermodul 33, 35 mechanische Energie, die zur ersten beziehungsweise zweiten elektrischen Maschine 34, 36 geleitet wird, in Gleichstromenergie um, um elektrische Energie auch als Teil einer regenerativen Energiesteuerungsstrategie zu erzeugen, die in Batterie 25 gespeichert werden kann, zu erzeugen. Sowohl das erste als auch das zweite Wechselrichtermodul 33, 35 ist ausgeführt, Motorsteuerbefehle zu empfangen und die Wechselrichterzustände zu steuern um dem Motor Antriebs- und regenerative Bremsfunktionen bereitzustellen. In einer Ausführungsform, ist ein elektrischer DC/DC-Energiewandler 23 elektrisch mit einer Niederspannungsleitung 28 und einer Niederspannungsbatterie 27 verbunden und mit der Hochspannungsgleichstromleitung 29 verbunden. Solche elektrischen Energieverbindungen sind bekannt und nicht detailliert beschrieben. Die Niederspannungsbatterie 27 ist elektrisch mit einem zusätzlichen Energiesystem 26 verbunden, um elektrische Niederspannungsenergie an die Niederspannungssysteme des Fahrzeugs, wie z. B. elektrische Fensterheber, HLK-Gebläse, Sitze und den magnetisch betätigten Niederspannungsanlasser 42 zu leiten.
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Die Antriebswelle 60 kann eine Differentialgetriebevorrichtung 65 beinhalten, die mechanisch mit einer Achse, einer Transaxle oder einer Halbachse 64 verbunden ist, die in einer Ausführungsform mechanisch mit einem Rad 66 verbunden ist. Die Antriebswelle 60 überträgt Vortriebsdrehmoment zwischen Getriebe 50 und einer Straßenoberfläche.
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Eine Fahrzeugführerschnittstelle 14 des Fahrzeugs 100 beinhaltet eine Steuerung, die signaltechnisch mit einer Vielzahl von Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen verbunden ist, durch welche der Fahrzeugführer den Betrieb des Fahrzeugs 100 anweist. Die Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen beinhalten z. B. ein Beschleunigungspedal 15, ein Bremspedal 16, ein Getriebemoduswähler (PRNDL) 17. Andere Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen beinhalten bevorzugt einen Zündschalter, um den Fahrzeugführer zu ermöglichen, den Motor 40 anzulassen und zu starten, ein Lenkrad und ein Scheinwerferschalter. Das Beschleunigungspedal 15 stellt eine Signaleingabe bereit, die eine Beschleunigungspedalposition angibt und das Bremspedal 16 stellt eine Signaleingabe bereit, die eine Bremspedalposition angibt. Der Getriebemoduswähler 17 stellt eine Signaleingabe bereit, die die Richtung der vom Fahrzeugführer gewünschten Fahrzeugbewegung einschließlich einer gesonderten Anzahl an vom Fahrzeugführer auswählbaren Positionen angibt, die die bevorzugte Rotationsrichtung des Ausgabebauteils 62 in entweder eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung angibt.
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Das Steuersystem 10 beinhaltet eine Steuerung 12 die signaltechnisch mit der Fahrzeugführerschnittstelle 14 verbunden ist. Die Steuerung 12 beinhaltet bevorzugt eine Vielzahl von gesonderten Vorrichtungen, die sich bei den einzelnen Elementen des Antriebsstrangsystems 20 befinden, um die Betriebssteuerung der einzelnen Elemente des Antriebsstrangsystems 20 als Reaktion auf Anweisungen des Fahrzeugführers und auf Anforderungen des Antriebsstrangs zu beeinflussen. Die Steuerung 12 kann auch eine Steuervorrichtung beinhalten, die eine hierarchische Steuerung der anderen Steuervorrichtungen bereitstellt. Die Steuerung 12 ist kommunikativ mit sowohl der Hochspannungsbatterie 25, dem ersten und zweiten Wechselrichtermodul 33, 35, der Motorsteuerung 45 und der Übersetzungssteuerung 57 entweder direkt oder über eine Kommunikationsleitung 18 verbunden, um deren Betrieb zu überwachen und zu steuern.
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Die Steuerung 12 steuert den Betrieb des Antriebsstrangsystems 20, einschließlich der Auswahl und Steuerung des Betriebs in einem von vielen Betriebsmodi, um Drehmoment zu erzeugen und zwischen den drehmomenterzeugenden Vorrichtungen zu übertragen, z. B. zwischen dem Motor 40 und der ersten und zweiten elektrischen Maschine 34, 36 und der Antriebswelle 60. Die Betriebsmodi beinhalten bevorzugt einen oder mehrere Elektrofahrzeugmodi, in dem sich der Motor 40 im AUS-Zustand befindet und die erste und/oder zweite elektrische Maschine 34, 36 Vortriebsdrehmoment erzeugt. Die Betriebsmodi beinhalten bevorzugt auch einen elektrisch variablen Modus, in dem sich der Motor 40 und eine der beiden oder beide der ersten und/oder zweiten elektrischen Maschine 34, 36 Vortriebsdrehmoment erzeugen. Die Betriebsmodi beinhalten bevorzugt auch einen Modus zur Elektrofahrzeugreichweitenverlängerung, in dem sich der Motor 40 im AN-Zustand befindet und mittels der ersten elektrischen Maschine 34 elektrische Energie erzeugt und die zweite elektrische Maschine 36 Vortriebsdrehmoment erzeugt. Der Modus zur Elektrofahrzeugreichweitenverlängerung, der Elektrofahrzeugmodus und der elektrisch variable Modus haben alle einen ihnen zugeordneten Batterielademodus, der entweder die Ladung hält oder die Ladung verringert. Der Modus, der die Ladung verringert, kann den Betrieb des Motors 40 im AUS-Zustand beinhalten und der Modus, der die Ladung hält, kann den Betrieb des Motors 40 im AN-Zustand beinhalten. Der Modus, der die Ladung hält, veranlasst einen Antriebsstrangbetrieb, in dem ein Ladestand der Batterie 25 bevorzugt auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird, mit einer Möglichkeit kurzzeitiger Abweichungen, die sich aus dem Fahrzeugbetrieb ergeben. Der Modus, der die Ladung verringert, veranlasst einen Antriebsstrangbetrieb, in dem ein Ladestand der Batterie 25 bevorzugt mit einer vorbestimmten Rate verringert wird, mit einer Möglichkeit kurzzeitiger Abweichungen, die sich aus dem Fahrzeugbetrieb ergeben.
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Die Begriffe Steuerung, Steuermodul, Module, Regler, Steuergerät, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), elektronischer Schaltkreise, Zentraleinheiten, wie z. B. Mikroprozessoren und mit diesen verbundene nicht flüchtige Speicherkomponente in der Form von Speichervorrichtungen (Nur-Lesespeicher, programmierbarer Nur-Lesespeicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher usw.). Die nicht-flüchtige Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form von einem oder mehreren Software- oder Firmwareprogrammen oder -routinen, kombinatorischen Logikschaltungen, Ein- und Ausgabeschaltungen und -vorrichtungen, geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltkreise und andere Komponenten zu speichern, auf die von einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um die gewünschte Funktionalität bereitzustellen. Ein- und Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen, die Analog/Digital-Wandler und ähnliche Vorrichtungen beinhalten, die Eingaben von Sensoren überwachen, wobei solche Eingaben mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf jedwede von einem Regler ausführbare Befehlssätze wie Kalibrierungen und Lookup-Tabellen. Jeder Regler führt für die gewünschten Funktionen Steuerroutine(n) aus, wie z. B. die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Reglern und die Ausführungsform von Steuer- und Diagnoseroutinen zur Steuerung der Stellantriebe. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 100 Millisekunden, 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während andauerndem Motor- und Fahrzeugbetrieb. Alternativ können Routinen als Reaktion auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
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Das Antriebsstrangsystem 20 beinhaltet ein Kommunikationsschema, das die Kommunikationsleitung 18 beinhaltet, um die Kommunikationen in der Form von Sensorsignalen und Aktuatorbefehlssignalen zwischen dem Steuersystem 10, dem Fahrzeug 100 und dem Antriebsstrangsystem 20 zu beeinflussen. Das Kommunikationsschema setzt eine oder mehrere Kommunikationssysteme und -vorrichtungen ein, einschließlich z. B. die Kommunikationsleitung 18, eine direkte Verbindung, eine lokale Netzwerkleitung, eine serielle Peripherieschnittstellenleitung und drahtlose Kommunikation, um die Informationsübertragung zu beeinflussen. Die Kommunikation zwischen den Reglern und zwischen Reglern, Stellantrieben und/oder Sensoren kann anhand einer Direktverkabelung, einer vernetzten Kommunikationsbus-Verbindung, einer drahtlosen Verbindung oder jeder anderen geeigneten Kommunikationsverbindung bewerkstelligt werden. Kommunikationen beinhalten den Austausch von Datensignalen in jeder passenden Form, einschließlich zum Beispiel elektrischer Signale über ein leitendes Medium, elektromagnetische Signale über die Luft, optische Signale über optische Wellenleiter und ähnliches. Datensignale können Signale, die Eingaben von Sensoren repräsentieren, die Aktuatorenbefehle repräsentieren und Kommunikationssignale zwischen den Steuerungen beinhalten.
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Der Begriff „Modell” bezeichnet einen prozessorbasierten oder eines mittels des Prozessors ausführbaren Codes und der zugehörigen Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreibt der Begriff „dynamisch” Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind.
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2 zeigt schematisch einen Eingabeparameterprozess 200 für die Bestimmung von Eingabeparametern für eine ausführbare Suchroutine 300, die schematisch mit Bezug auf 3 gezeigt wird. Der Eingabeparameterprozess 200 beinhaltet ausführbare Steuerroutinen und Kalibrierungen für die dynamische Bestimmung einer von Geräuschen, Schwingungen oder Rauheit (NVH) begrenzten maximalen Eingabegeschwindigkeit 266 vom Motor 40, eine modifizierbare Drehmomentausgabeanfrage 246 vom Antriebsstrang 20 zur Antriebswelle 60 und eine maximale Batterieenergie 226 welche eingesetzt werden kann, um eine Ausführungsform von Antriebsstrangsystem 20 zu Steuern, die mit Bezug auf 1 gezeigt wird. Die ausführbare Suchroutine 300, die mit Bezug auf 3 beschrieben wird, bezieht sich auf das Auswählen einer bevorzugten Eingabegeschwindigkeit und eines bevorzugten Eingabedrehmoments vom Motor 40, die auf die Drehmomentanfragen vom Fahrzeugführer reagieren und eine Eingabegeschwindigkeit erreichen, die die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von unerwünschter motorbasierter Rauheit (NVH) während spezifischer Betriebsbedingungen minimiert. Stattdessen werden die bevorzugte Eingabegeschwindigkeit und das bevorzugte Eingabedrehmoment so gewählt, dass sie auf die Drehmomentanfragen des Fahrzeugführers reagieren und eine Eingabegeschwindigkeit erreichen, die ein Motorgeräusch erzeugt, die von einem erwarteten Straßengeräusch maskiert wird, welches von der Antriebswelle 60 des Fahrzeugs 100 erzeugt wird, wenn der Antriebsstrang 20 ein bevorzugtes Ausgabedrehmoment erzeugt, so lang keine anderen Begrenzungen wie etwa die Batterieenergiebegrenzungen durch einen derartigen Betrieb überschritten werden.
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Eine Maximaleingabegeschwindigkeitsroutine (Routine) 250 kann ausgeführt werden, um die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266 vom Motor 40 zum Getriebe 50 zu bestimmen. Die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266 vom Motor 40 ist eine hörbare geräuschbasierte Motorhöchstgeschwindigkeit die kalibriert werden kann. Der Motor 40 erzeugt ein hörbares Geräusch, das unter einem Geräuschschwellwert liegt, wenn der Betrieb mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die unter der geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit liegt. Routine 250 beinhaltet die Überwachung der Position 207 des Beschleunigungspedals, welche eine Signaleingabe vom Beschleunigungspedal 15 sein kann, die als Prozentsatz einer maximalen oder weit geöffneten Drosselposition interpretiert werden kann. Routine 250 beinhaltet auch das Überwachen eines Batterie-Entlademodus 211, d. h. entweder der Modus, der die Ladung verringert oder der Modus, der die Ladung hält, und die Überwachung einer Übersetzungsausgabegeschwindigkeit 209. Andere Parameter können auch überwacht werden, wie etwa jegliche Parameter, die anzeigen, dass sich der Motor 40 im AN-Zustand befinden. Wenn die Maximaleingabegeschwindigkeitsroutine 250 anzeigt, dass das Antriebsstrangsystem 20 in einem Modus betrieben wird, der die Ladung hält, oder in dem Modus betrieben wird, der die Ladung verringert und sich der Motor im AN-Zustand befindet, wird eine NVH-basierte Eingabegeschwindigkeitskalibrierung 260 wie gezeigt ausgewählt. Die NVH-basierte Eingabegeschwindigkeitskalibrierung 260 zeigt eine NVH-basierte maximale Eingabegeschwindigkeit 265 an, die in Bezug zur Position 207 des Beschleunigungspedals bestimmt wird, welche auf der horizontalen Achse über eine Spanne von 0 %, welche als die geschlossene Drosselposition bezeichnet werden kann, und 100 % gezeigt wird, welche als die weit geöffnete Drosselposition bezeichnet werden kann. Eine Spanne der Motorgeschwindigkeit 264 wird auf der vertikalen Achse zwischen der Leerlaufgeschwindigkeit 267 und der Grenzgeschwindigkeit 268 gezeigt. Wie gezeigt, kann die NVH-basierte maximale Eingabegeschwindigkeit 266 vom Motor wesentlich geringer sein, als die Motorgrenzgeschwindigkeit 268, wenn das Antriebsstrangsystem 20 in dem Modus betrieben wird, der die Ladung hält oder in dem Modus betrieben wird, der die Ladung verringert während sich der Motor im AN-Zustand befindet. Werte für die NVH-basierte Maximalgeschwindigkeit 265 die in der NVH-basierten Eingabegeschwindigkeitskalibrierung 260 verwendet werden, können fahrzeugspezifisch und antriebsstrangkonfigurationsspezifisch sein und werden bevorzugt während der Fahrzeug und Antriebsstrangentwicklung festgelegt. Die NVH-basierte maximale Eingabegeschwindigkeit 266 vom Motor 40 ist eine hörbare geräuschbasierten maximalen Motorgeschwindigkeit, worin der Motor 40 ein hörbares Geräusch erzeugt, das unter einem Schwellwert für hörbare Geräusche liegt, wenn der Betrieb mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die unter der NVH-basierten maximalen Geschwindigkeit 265 liegt. Basierend auf der NVH-basierten maximalen Geschwindigkeit 265 und die Position 207 des Beschleunigungspedals erzeugt die Routine 250 einen Zustand für die NVH-basierte maximale Eingabegeschwindigkeit 266.
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Eine angepasste Drehmomentanfrageroutine (Routine) 230 kann ausgeführt werden, um die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 zu bestimmen, für den Steuerbetrieb des Antriebsstrangsystems 20 um Vortriebsdrehmoment zu erzeugen, das zu einer Antriebswelle 60 übertragen wird. Routine 230 beinhaltet die Überwachung der Position 207 des Beschleunigungspedals, der Übersetzungsausgabegeschwindigkeit 209 und des Batterieentladungsmodus 211, d. h. entweder der Modus, der die Ladung verringert oder der Modus, der die Ladung hält, Wenn die angepasste Drehmomentanfrageroutine 230 anzeigt, dass das Antriebsstrangsystem 20 in einem Modus betrieben wird, der die Ladung hält, oder in dem Modus betrieben wird, der die Ladung verringert und sich der Motor 40 im AN-Zustand befindet, wird eine angepasste Ausgabedrehmomentkalibrierung 240 ausgewählt.
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Die angepasste Ausgabedrehmomentkalibrierung 240 zeigt eine modifizierte Ausgabedrehmomentanfrage 236 an, die bevorzugt in Abhängigkeit von der Position 207 des Beschleunigungspedals bestimmt wird, welche auf der horizontalen Achse über eine Spanne von 0 % bis 100 % gezeigt wird. Eine Spanne des angepassten Ausgabedrehmoments 234 wird auf der vertikalen Achse zwischen einem minimalen Ausgabedrehmoment 237 und einem maximalen Ausgabedrehmoment 238 gezeigt. Das modifizierte Ausgabedrehmoment 236 kann vom Ausgabedrehmoment abweichen, wenn das Antriebsstrangsystem 20 in dem Modus betrieben wird, der die Ladung hält oder in dem Modus betrieben wird, der die Ladung verringert während sich der Motor im AN-Zustand befindet. Die angepasste Ausgabedrehmomentkalibrierung 240 enthält Werte 235 für das Ausgabedrehmoment, die in der angepasste Ausgabedrehmomentkalibrierung 240 verwendet werden, die fahrzeugspezifisch und antriebsstrangkonfigurationsspezifisch sein können und bevorzugt während der Fahrzeug- und Antriebsstrangentwicklung festgelegt werden. Basierend auf der Übersetzungsausgabegeschwindigkeit 209 und der Position 207 des Beschleunigungspedals erzeugt Routine 230 unter Anwendung der modifizierten Ausgabedrehmomentanfragekalibrierung 240 einen Zustand für das modifizierte Ausgabedrehmoment 236. Der Zustand für das modifizierte Ausgabedrehmoment 236 wird verglichen (244) mit einer Drehmomentanfrage 242 des Fahrzeugführers, die basierend auf der Position 207 des Beschleunigungspedals bestimmt wird und ein Minimum für das modifizierte Ausgabedrehmoment 236 und für die Drehmomentanfrage 242 des Fahrzeugführers wird als die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 ausgewählt. Die Werte für das Ausgabedrehmoment einschließlich der bevorzugten Ausgabedrehmomentanfrage 246 sind bevorzugt in der Einheit Newtonmeter (Nm).
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Eine Batterieenergieroutine (Routine) 210 kann ausgeführt werden, um die bevorzugte maximale Batterieenergie 226 zu bestimmen, die für den Steuerbetrieb des Antriebsstrangsystems 20 eingesetzt wird, um Ausgabedrehmoment zu erzeugen, das zu einer Antriebswelle 60 für den Vortrieb übertragen wird. Routine 210 beinhaltet die Überwachung der Ladestands 205 der Batterie 25 und des Batterieentladungsmodus 211, d. h. entweder der Modus, der die Ladung verringert oder der Modus, der die Ladung hält, Wenn die angepasste Drehmomentanfrageroutine 230 anzeigt, dass das Antriebsstrangsystem 20 in einem Modus betrieben wird, der die Ladung hält, oder in dem Modus betrieben wird, der die Ladung verringert und sich der Motor 40 im AN-Zustand befindet, wird eine Batterieenergiekalibrierung 220 ausgewählt.
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Die Batterieenergiekalibrierung 220 zeigt eine erste Batterieenergie 206 an, die bevorzugt in Bezug zum Ladestand 205 bestimmt wird, welcher auf der horizontalen Achse über eine Spanne von einem minimalen Ladestand 203 und einem maximalen Ladestand 204 gezeigt wird, beide sind dabei für die Batterie 25 spezifisch. Eine Spanne der Batterieenergien 208 wird auf der vertikalen Achse gezeigt. Die Batterieenergiekalibrierung 220 beinhaltet Batterieenergiewerte 201, die fahrzeugspezifisch und antriebsstrangkonfigurationsspezifisch sein können und bevorzugt während der Fahrzeug- und Antriebsstrangentwicklung festgelegt werden. Basierend auf dem Ladestand 205 erzeugt Routine 210 eine maximale Batterieenergie 206 unter Anwendung der Batterieenergiekalibrierung 220. Die erste Batterieenergie 206 wird mit einer minimalen Energiegrenze 215 verglichen (216) und ein maximaler Wert der ersten Batterieenergie 206 und eine minimale Energiegrenze 215 wird als erstes Energielimit 218 ausgewählt. Die erste Energiegrenze 218 wird mit der maximalen Energiegrenze 217 verglichen (219) und die bevorzugte maximale Batterieenergie 226 wird als Minimum für die erste Energiegrenze 218 und die maximale Energiegrenze 217 ausgewählt. Die maximale Energiegrenze 217 kann auf der Bestimmung der Energiegrenzen basieren, die die Lebensdauer der Batterie 25 beeinflussen. Die Energiewerte, einschließlich der bevorzugten maximalen Batterieenergie 226, sind bevorzugt in der Einheit Kilowatt (kW). Wie erkennbar ist, können sich die Begriffe mit Bezug zur Batterieenergie entweder das Aufladen oder das Entladen der Batterie 25 beziehen und die maximalen Batterieenergiebegriffe, die hier verwendet werden, beziehen sich bevorzugt auf das Entladen der Batterie, wobei eine solche Entladung sich auf den Betrieb einer der oder beider elektrischer Maschinen 34, 36 bezieht, um Drehmoment zu erzeugen.
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3 zeigt schematisch eine ausführbare Suchroutine 300 für die dynamische Bestimmung einer bevorzugter Eingabegeschwindigkeit 392 und eines bevorzugten Eingabedrehmoments 394 vom Motor 40 (390), die auf eine Drehmomentanfrage 242 des Fahrzeugführers reagieren und die Wahrscheinlichkeit des Betriebs des Motors 40 mit einer Eingabegeschwindigkeit verhindern, die mit den unerwünschten Geräuschen und Schwingungen oder Rauheit (NVH) in Verbindung steht, wenn das SOC der Batterie 25 in einem normalen Bereich ist, was den Betrieb des Antriebsstrangs beinhalten kann, wenn ein Aufladen nicht angefragt ist. Die ausführbare Suchroutine 300 verwendet Eingaben einschließlich der NVH-begrenzten maximalen Eingabegeschwindigkeit 266, der bevorzugten Ausgabedrehmomentanfrage 246 und der maximalen Batterieenergie 226, welche dynamisch wie in 2 gezeigt, bestimmt werden kann.
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Die Suchroutine 300 beinhaltet eine zweidimensionale Suchmaschine (Suchmaschine) 310, eine Berechnungsschleife 350 und eine Evaluationsroutine 325 für die dynamische Bestimmung der bevorzugten Eingabegeschwindigkeit 392 und des bevorzugten Eingabedrehmoments 394 vom Motor 40 390. Die Suchmaschine 310 kann eine Suche nach einem goldenen Schnitt oder eine andere iterative Suchmaschine für die Erzeugung von in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeiten Ni(j) 332 und in Frage kommenden Motordrehmomentzuständen Te(j) 342 für eine Evaluation beinhalten. Die Bezeichnung (j) weist auf eine einzelne Iteration hin. Die Suchmaschine 310 beinhaltet einen Generator 330 für in Frage kommende Geschwindigkeiten, der iterativ in Frage kommende Geschwindigkeitszustände Ni(j) 332 und damit verbundene Spannen(j) 334 erzeugt. Die in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeiten Ni(j) 332 werden ausgewählt, um innerhalb eine Spanne von der Mindestgeschwindigkeit zur Höchstgeschwindigkeit anzusteigen, z. B. von der Leerlaufgeschwindigkeit zur Grenzgeschwindigkeit. Die in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeiten Ni(j) 332 können Geschwindigkeitswerte beinhalten, die innerhalb einer Spanne ansteigen, z. B. Leerlauf (1000 1/min), 1100 1/min, 1200 1/min, ... Grenzgeschwindigkeit. Die Suchmaschine 310 beinhaltet zudem einen Generator 340 für in Frage kommende Motordrehmomente, der iterativ in Frage kommende Motordrehmomentzustände Te(j) 342 basierend auf einem minimalen Motordrehmoment 322 und einem maximalen Motordrehmoment 324 erzeugt, die mittels der Spanne(j) 334 normalisiert sind. Das minimale Motordrehmoment 322 und das maximale Motordrehmoment 324 werden basierend auf der bevorzugten Ausgabedrehmomentanfrage 246 und der maximalen Batterieenergie 226 bestimmt (320), welche dynamisch wie in 2 beschrieben bestimmt werden, wobei die Grenzen 304 der elektrischen Maschinen und die Motorgrenzen 302 beachtet werden, die mit den Energie- und Hardwarefähigkeiten einhergehen.
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In jeder Iteration werden der in Frage kommende Eingabegeschwindigkeitszustand Ni(j) 332 und der in Frage kommende Motordrehmomentzustand Te(j) 342 als Eingaben an die Berechnungsschleife 350 weitergegeben. Die Berechnungsschleife 350 verwendet ein Schema 352 zur Bestimmung des Systemdrehmoments und ein Aufwandsmodell 356 zur Berechnung des in Frage kommenden Aufwands Pcost(j) 358 zum Betrieb des Antriebsstrangsystems mit einem Motor, der mit jedem in Frage kommenden Eingangsgeschwindigkeitszustand Ni(j) 332 und jedem in Frage kommenden Motordrehmomentzustand Te(j) 342 betrieben wird. Die Evaluationsroutine 325 überwacht den in Frage kommenden Aufwand Pcost(j) 358 für alle Iterationen. Der in Frage kommende Eingangsgeschwindigkeitszustand Ni(j) 332 und der in Frage kommende Motordrehmomentzustand Te(j) 342 die einen minimalen in Frage kommenden Aufwand Pcost(j) 358 als Reaktion auf die Ausgabedrehmomentanfrage erreichen, werden von der Evaluationsroutine 325 als die bevorzugte Eingabegeschwindigkeit 392 und das bevorzugte Motordrehmoment 394 (390) ausgewählt. Die bevorzugte Eingangsgeschwindigkeit 392, das bevorzugte Motordrehmoment 394 und die damit einhergehenden bevorzugten Motordrehmomentbefehle Ta, Tb 395 werden basierend auf der Ausführungsform einer Vielzahl von Iterationsschleifen über die gesamte Spanne der Eingangsgeschwindigkeiten und der verfügbaren Spanne an Ausgabedrehmomenten identifiziert
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Eingaben in das Schema 352 zur Bestimmung des Systemdrehmoments beinhaltet den in Frage kommenden Eingangsgeschwindigkeitszustand Ni(j) 332, den in Frage kommenden Motordrehmomentzustand Te(j) 342, die maximale Batterieenergie 226, die Ausgabedrehmomentanfrage 242 und einen Betriebsmodus 307 für das Antriebsstrangsystem, z. B. einen der zuvor beschriebenen Modi: Elektrofahrzeugmodus, Modus zur Elektrofahrzeugreichweitenverlängerung und elektrisch variabler Modus.
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Das Antriebsstrangsystem 20 hat bekannte Energie/Drehmoment und Geschwindigkeitsbeziehungen für jeden der Betriebsmodi 307. Diese Energie/Drehmoment und Geschwindigkeitsbeziehungen für jeden der Betriebsmodi sind bekannt und werden hier nicht detailliert beschrieben. Die bekannten Beziehungen können verringert werden, um die Routinen zu steuern, durch die bekannten Zustände für die maximale Batterieenergie 226, die Ausgabedrehmomentanfrage To 242, und den Betriebsmodus 307 zusammen mit dem in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeitszustand Ni(j) 332 und dem in Frage kommenden Motordrehmomentzustand Te(j) 342 eingesetzt werden können, um die in Frage kommenden Motordrehmomentbefehle Ta(j), Tb(j) für die erste und zweite elektrische Maschine 34, 36 zu berechnen. Die in Frage kommenden Motordrehmomentbefehle Ta(j), Tb(j) sind die Befehle, die ein Ausgabedrehmoment To(j) als Reaktion auf die Ausgabedrehmomentanfrage To 242 erzielen, wenn der Betrieb im ausgewählten Betriebsmodus 307 in den durch die bevorzugte maximale Batterieenergie 226, die als Antriebsstrangbetriebspunkt 354 bezeichnet wird, definierten Grenzen stattfindet.
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Der vom Schema 352 zur Bestimmung des Systemdrehmoments ausgegebene Antriebsstrangbetriebspunkt 354, einschließlich der in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeit Ni(j) 332, des in Frage kommenden Motordrehmomentzustands Te(j) 342, der bevorzugten Motordrehmomentbefehle Ta(j), Tb(j) für die erste und zweite elektrische Maschine 34, 36, der Ausgabedrehmomentanfrage To 242 und des ausgewählten Betriebsmodus 307 wird als Eingabe für ein Aufwandsmodell 356 bereitgestellt. Andere Eingaben in das Aufwandsmodell 356 beinhalten die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266, die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 und die maximale Batterieenergie 226.
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Das Aufwandsmodel 356 beinhaltet eine Energieaufwandsfunktion, die einen in Frage kommenden Aufwand P(j) 358 für den Antriebsstrang 20 am in Frage kommenden Antriebsstrangbetriebspunkt 354 bestimmt. Die Aufwendungen beziehen sich auf priorisierte Aufwendungen, die in Relation mit Zuständen von verschiedenen Vorgängen des Antriebsstrangsystem 20 stehen und beinhalten beispielsweise Aufwendungen in Verbindung mit Hardwaregrenzen 360, Ausgabedrehmoment 364, Ladestand 368, Effizienz 372 und NVH 380. Im Allgemeinen stehen geringere Aufwendungen in Verbindung mit geringerem Kraftstoffverbrauch bei höheren Umwandlungseffizienzen, geringerer Nutzung der Batterieenergie, geringeren Eingabegeschwindigkeiten, geringeren Emissionen und anderen Faktoren. Als solche beinhalten Aufwendungen, die mit den Hardwaregrenzen 360 zusammenhängen, die Zuordnung von höheren Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen eine oder mehrere Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangs an oder nahe den maximal oder minimal zulässigen Zuständen eines Betriebsparameters ist, wie etwa die Entladung der Batterie 25 bis zu einer maximalen Batterieenergiegrenze. Aufwendungen, die mit dem Ausgabedrehmoment 364 zusammenhängen, beinhalten die Zuordnung höherer Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen eine oder mehrere Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangs an oder nahe dem maximalen Ausgabedrehmoment ist. Aufwendungen, die mit dem Ausgabedrehmoment 364 zusammenhängen, beinhalten auch die Zuordnung höherer Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen das Antriebsstrangsystem nicht in der Lage ist, am evaluierten Betriebspunkt Ausgabedrehmoment anzufordern oder zu erzeugen. Aufwendungen, die mit dem Ladestand 368 zusammenhängen, beinhalten die Zuordnung höherer Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen die Batterie an oder nahe dem maximalen oder minimalen Ladestand ist. Aufwendungen, die mit der Effizienz 372 zusammenhängen, beinhalten die Zuordnung höherer Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen eine oder mehrere Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangs an oder nahe einer niedrigen Betriebseffizienz ist. Die Aufwendungen, die mit der NVH 380 zusammenhängen, beinhalten die Zuordnung höherer Aufwendungen zu Betriebsbedingungen, bei denen eine oder mehrere Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangs an oder nahe eines Zustands, der erhöhte NVH erzeugt.
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Ein Beispiel für die Aufwendung, die mit NVH 380 zusammenhängt, wird grafisch dargestellt und beinhaltet Aufwand 384 auf einer vertikalen Achse in Relation zur in Frage kommenden Ausgabegeschwindigkeit 332, welche auf der horizontalen Achse gezeigt wird, NVH-Aufwand 385 ist darauf abgebildet. Wenn die in Frage kommende Eingabegeschwindigkeit 332 niedriger ist, als die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266, liegt der NVH-Aufwand 385 bei einem Minimum oder ist gleich Null. Wenn die in Frage kommende Eingabegeschwindigkeit 332 die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266 übersteigt, erhöht sich der NVH-Aufwand 385 in Relation zur in Frage kommenden Eingabegeschwindigkeit 332 in dem Umfang des Aufwands in Relation zum Fahrzeugausgabegeschwindigkeit. Daher weist die Berechnungsschleife 350 keinen NVH-Aufwand zu, so lange die in Frage kommende Eingabegeschwindigkeit 332 unter der NVH-begrenzten maximalen Eingabegeschwindigkeit 266 liegt. Allerdings steigt der NVH-Aufwand bei in Frage kommenden Eingangsgeschwindigkeiten, die höher sind als die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266, was somit dir Wahrscheinlichkeit verringert, das eine in Frage kommende Geschwindigkeit, die größer ist, als die NVH-begrenzte maximale Eingabegeschwindigkeit 266, ausgewählt wird, wenn das Antriebsstrangsystem 20 bei einem Ladestand der Batterie 25 betrieben wird, der sich innerhalb einer normalen Ladestandsspanne befindet.
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Alle Aufwendungen des Antriebsstrangsystems 20 hat einen zugeordneten Gewichtungsfaktor, der basierend auf den Betriebsbedingungen ausgewählt werden kann. Die Gewichtungsfaktoren beinhalten einen Hardwaregewichtungsfaktor 362 für die Hardwaregrenzen 360, ein Ausgabedrehmomentgewichtungsfaktor 366 für das Ausgabedrehmoment 364, einen Ladestandgewichtungsfaktor 370 für den Ladestand 368, einen Effizienzgewichtungsfaktor 374 für die Effizient 372 und einen NVH-Gewichtungsfaktor 382 für NVH 380. Die Energieaufwendungen werden basierend auf Faktoren bestimmt, die mit der Fahrbarkeit des Fahrzeugs, der Kraftstoffökonomie, Emissionen, Batterieverwendung und Haltbarkeit zusammenhängen.
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Unter Systembetriebsbedingungen, die den Betrieb des Antriebsstrangsystems 20 mit einem Ladestand der Batterie 25 innerhalb einer erwarteten, normalen Spanne, d. h. größer als der untere Ladestandschwellwert beinhalten, haben die Gewichtungsfaktoren 362, 366, 370, 374 und 382 eine erste Prioritätsrangfolge, die bevorzugt von höchster zu niedrigster den Hardwaregewichtungsfaktor 362, den NVH-Gewichtungsfaktor 382, den Ausgabedrehmomentgewichtungsfaktor 366, den Ladestandgewichtungsfaktor 370 und den Effizienzgewichtungsfaktor 374 beinhaltet. Unter Systembetriebsbedingungen, die den Betrieb des Antriebsstrangsystems 20 mit einem Ladestand der Batterie 25, der sich dem unteren Ladestandschwellwert nähert, beinhalten, haben die Gewichtungsfaktoren 362, 366, 370, 374 und 382 eine zweite, andere Prioritätsrangfolge, die bevorzugt von höchster zu niedrigster den Hardwaregewichtungsfaktor 362, den Ladestandgewichtungsfaktor 382, den Ausgabedrehmomentgewichtungsfaktor 366, den NVH-Gewichtungsfaktor 370 und den Effizienzgewichtungsfaktor 374 beinhaltet. Die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 und der Ladestand der Batterie 25 in Relation zu ihrem unteren Ladestandschwellwert sind die hauptsächlichen Faktoren für das Aufstellen der Prioritätsrangfolgen der Gewichtungsfaktoren 362, 366, 370, 374 und 382. Als solcher ist der Aufwandseffekt von NVH 380 größer, wenn das Antriebsstrangsystem 20 mit einem Ladestand der Batterie 25 betrieben wird, der sich innerhalb einer erwarteten normalen Spanne befindet, als wenn das Antriebsstrangsystem 20 mit einem Ladestand der Batterie 25 betrieben wird, der sich dem unteren Ladestandschwellwert nähert. Daher kann sich die Geschwindigkeit des Motors erhöhen und somit mehr hörbare Geräusche erzeugen, wenn sich der Ladestand der Batterie 25 z. B. als Reaktion auf kalte Umgebungstemperaturen verringert. Wenn sich der Ladestand dem unteren Ladestandschwellwert nähert, werden die Entladungsgrenzen der Batterie durch das Hervorrufen von hohem Batterieenergieaufwand verringert, was die Motorgeschwindigkeit erhöht, um dem System zu erlauben, die Batterie 25 zu laden, bevor der Ladestand den unteren Ladestandschwellwert erreicht. Die Größen der zuvor erwähnten Gewichtungsfaktoren sind je nach Antriebsstranganwendung spezifisch und können während der Systementwicklung festgelegt werden. Daher kann das Antriebsstrangsystem 20 in der Lage sein, die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 zu erreichen, während der Motor 40 mit der NVH-begrenzen maximalen Eingabegeschwindigkeit 266 betrieben wird, wenn die Betriebsbedingungen den Betrieb des Antriebsstrangsystems 20 mit einem Ladestand der Batterie 25 beinhalten, der sich innerhalb einer erwarteten, normalen Spanne, d. h., über einem niedrigeren Ladestandschwellwert, befindet. Unter anderen Bedingungen außerhalb der erwarteten normalen Spanne, kann das Antriebsstrangsystem 20 allerdings nicht in der Lage sein, die bevorzugte Drehmomentanfrage 246 zu erreichen, während der Motor 40 mit der NVH-begrenzen maximalen Eingabegeschwindigkeit 266 betrieben wird. Wenn sich der Ladestand dem niedrigen Ladestandschwellwert nähert, kann das Antriebsstrangsystem 20 darüber hinaus nicht in der Lage sein, die bevorzugte Drehmomentanfrage 246 zu erreichen, während der Motor 40 mit der NVH-begrenzen maximalen Eingabegeschwindigkeit 266 betrieben wird. Wenn sich der Ladestand dem niedrigen Ladestandschwellwert nähert, wird die Batterieenergiegrenze darüber hinaus so angepasst, dass das Antriebstrangsystem 20 in den Lademodus gezwungen wird und somit eine erhöhte Motorgeschwindigkeit benötigt wird, um das Laden der Batterie herbeizuführen und die bevorzugte Ausgabedrehmomentanfrage 246 zu erreichen.
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Der Aufwandseffekt von NVH 380 wird durch die relativ hohe Stellung in der Prioritätsrangliste des NVH-Gewichtungsfaktor 382 verstärkt, wenn der Ladestand der Batterie 25 innerhalb der erwarteten normalen Spanne, d. h., größer als ein niedrigerer Ladestandschwellwert ist. Im Gegensatz dazu wird der Aufwandseffekt von NVH 380 durch die relativ geringe Stellung des NVH-Gewichtungsfaktor 382 in der Prioritätsrangliste verringert, wenn sich der Ladestand der Batterie 25 dem niedrigeren Ladestandschwellwert nähert. Als solche wählt die Evaluationsroutine 325 eine bevorzugte Eingabegeschwindigkeit vom Motor 40 und ein bevorzugtes Motordrehmoment aus, die auf die Drehmomentanfrage 242 des Fahrzeugführers reagieren und die Wahrscheinlichkeit minimieren, dass der Motor 40 mit einer Eingabegeschwindigkeit betrieben wird, die mit unerwünschten NVH einhergeht, wenn sich der Ladestand der Batterie 25 in einer normalen Spanne befindet.
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Der in Frage kommende Aufwand Pcost(j) 358 wird durch das Kombinieren der verschiedenen Aufwendungen bestimmt, die mit den Hardwaregrenzen 360, dem Ausgabedrehmoment 364, dem Ladestand 368, der Effizienz 372, und NVH 380 mit dem einhergehenden Hardware-Gewichtungsfaktor 362, Ausgabedrehmoment-Gewichtungsfaktor 366, Ladestand-Gewichtungsfaktor 370, Effizienz-Gewichtungsfaktor 374 und NVH-Gewichtungsfaktor 382 zusammenhängen.
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Die bevorzugte Eingabegeschwindigkeit 392, das bevorzugte Motordrehmoment 394 vom Motor 40 und die damit zusammenhängenden bevorzugten Motordrehmomentbefehle Ta, Tb 395 für die erste und die zweite elektrische Maschine 34, 36 werden zur Steuerung 12 für die Umsetzung durch die ersten und zweiten Wechselrichtermodule 33, 35, die Motorsteuerung 45 und die Übersetzungssteuerung 57 während eines folgenden Ausführungsintervall übermittelt. Daher ist das Steuersystem unter normalen Fahrbedingungen in der Lage, die Motorgeschwindigkeitsantwort nach einem gewünschten Profil, basierend auf dem Ladestand, der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Eingaben des Fahrzeugführers über das Beschleunigungspedal zu formen.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die vorliegenden Lehren, doch wird der Umfang der vorliegenden Lehren einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während ein paar der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren in den angehängten Ansprüchen.
