DE102016218061A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs bei einem Hybridfahrzeug umfasst: während eines Drehmomentphase-Zeitintervalls, Reduzieren eines Drehmoments einer Maschine, die mit einem Motor verbunden ist und eine Kraft erzeugt, die an ein Getriebe durch Reduzieren einer Menge an Luft übertragen wird, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine beibehalten wird; Erhöhen des Drehmoments des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine während des Drehmomentphase-Zeitintervalls; und während eines Leerlaufphase-Zeitintervalls, Reduzieren des erhöhten Drehmoments des Motors durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von einem Betrag des Drehmomenteingriff-Befehls für das Getriebe. Die Steuerung zur Erzeugung der optimalen Verbrennungsleistung wird erhalten durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine gemäß der Menge an Luft, die der Maschine zum Maximieren ihrer Leistung zugeführt wird.

Description

  • Hintergrund
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug (oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug), und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeug.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein umweltfreundliches Fahrzeug umfasst ein Brennstoffzellenfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Plug-in-Elektrofahrzeug sowie ein Hybridfahrzeug, und umfasst typischerweise einen Motor zum Erzeugen einer Antriebskraft.
  • Ein Hybridfahrzeug, das ein Beispiel für das umweltfreundliche Fahrzeug ist, verwendet zusammen eine interne Verbrennungskraftmaschine und die Energie einer Batterie. Mit anderen Worten, das Hybridfahrzeug kombiniert und verwendet auf wirksame Art und Weise die Energie der internen Verbrennungskraftmaschine sowie die Energie eines Motors.
  • Das Hybridfahrzeug kann eine Maschine beinhalten, einen Motor, eine Maschinenkupplung zur Anpassung der Kraft zwischen der Maschine und dem Motor, ein Getriebe, eine Differentialgetriebevorrichtung, eine Batterie, einen Starter-Generator, der die Maschine startet oder durch den Antrieb der Maschine Strom erzeugt, und Räder.
  • Weiterhin kann das Hybridfahrzeug eine Hybrid-Steuereinheit (HCU) zum Steuern eines gesamten Betriebs des Hybridfahrzeugs umfassen, eine Maschinensteuereinheit (ECU) zur Steuerung eines Betriebs der Maschine, eine Motorsteuereinheit (MCU) zur Steuerung eines Betriebs des Motors, eine Getriebesteuereinheit (TCU) zur Steuerung eines Betriebs des Getriebes und eine Batteriesteuereinheit (BCU) zur Steuerung und für das Management der Batterie.
  • Die Batteriesteuereinheit kann als ein Batteriemanagementsystem (BMS) bezeichnet werden. Der Starter-Generator kann als integrierter Starter und Generator (ISG) oder ein Hybrid-Starter und -Generator (HSG) bezeichnet werden.
  • Das Hybridfahrzeug kann in einer Antriebsart gefahren werden, wie zum Beispiel einer Elektrofahrzeug(EV)-Betriebsart, welche eine Elektrofahrzeug-Betriebsart ist, die lediglich die Energie des Motors nutzt, in einer Hybridfahrzeug(HEV)-Betriebsart, welche als Hauptenergie die Rotationskraft der Maschine nutzt und eine Rotationskraft des Motors als eine Hilfskraft nutzt, und in einer regenerative-Brems(RB)-Betriebsart zum Speichern von Bremsenergie und Trägheitsenergie während der Fahrt beim Bremsen oder im Leerlauf des Fahrzeuges durch Stromerzeugung des Motors zum Aufladen der Batterie.
  • Die TCU kann einen Drehmomenteingriff (oder eine Drehmomentreduktion) für das Getriebe anfordern, um einen Getriebeschalt-Ruckler beim Schalten des Getriebes zu verhindern und das Getriebe zu schützen. Insbesondere wird, um den Ruckler zu reduzieren, der während des Schaltens beim Schließen oder Trennen einer Kupplung im Antriebsstrang auftritt, eine Drehmomenteingriff-Steuerung durchgeführt, die zeitweise ein dem Getriebe zugeführtes Drehmoment reduziert.
  • Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung, und kann deshalb Information enthalten, die nicht den Stand der Technik bildet, der einem hiesigen Fachmann bereits bekannt ist.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs bereit, wobei das Verfahren und die Vorrichtung in der Lage sind, die Leistung einer Maschine zu erhöhen, um eine Kraftstoffausnutzung des Hybridfahrzeugs zu verbessern, indem das Drehmoment der Maschine und das Drehmoment eines Motors (bzw. eines Antriebsmotors) in einem Drehmomenteingriff-Steuervorgang zur Steuerung eines Getriebe-Eingangsdrehmoments angepasst wird.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs: während eines Drehmomentphase-Zeitintervalls, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, Reduzieren, mittels einer Steuerung, des Drehmoments einer Maschine, die mit einem Motor über eine Maschinenkupplung verbunden ist und eine Kraft erzeugt, die an ein Getriebe durch Reduzieren einer Menge an Luft übertragen wird, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine beibehalten wird; Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine während des Drehmomentphase-Zeitintervalls; und während eines Leerlaufphase-Zeitintervalls, das in dem Schaltzeitintervall enthalten ist, Reduzieren, mittels der Steuerung, des erhöhten Drehmoments des Motors auf einen Wert, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von einem Betrag des Drehmomenteingriff-Befehls für das Getriebe erhalten wird. Die Steuerung zur Erzeugung der optimalen Verbrennungsleistung kann durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine gemäß der Menge an Luft, die der Maschine zum Maximieren ihrer Leistung zugeführt wird, erhalten werden.
  • Das Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs kann weiterhin umfassen: nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine durch Erhöhen der Menge an Luft, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in dem die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird; und nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie ein Wert, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes erforderlichen Drehmoments erhalten wird.
  • Das Getriebe kann ein Doppelkupplungsgetriebe umfassen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs: Vorhersagen, mittels der Steuerung, einer Schaltzeit eines Getriebes und eines Betrags der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe in einem Leerlaufphase-Zeitintervall, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, durch ein Schaltmuster-Kennfeld auf Basis einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges; nach der vorhergesagten Schaltzeit, Reduzieren, mittels der Steuerung, des Drehmoments einer Maschine, die über eine Maschinenkupplung mit einem Motor verbunden ist und eine Kraft erzeugt, die an das Getriebe übertragen wird durch Reduzieren einer Menge an Luft, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird; Erhöhen, mittels der Steuerung, eines Drehmoments des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine; und während des Leerlaufphase-Zeitintervalls, Reduzieren, mittels der Steuerung, des erhöhten Drehmoments des Motors auf einen Wert, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von dem Betrag an Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe erhalten wird. Die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung kann durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine entsprechend der Menge an Luft erhalten werden, die der Maschine zur Maximierung ihrer Leistung zugeführt wird.
  • Das Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs kann weiterhin umfassen: nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine durch Erhöhen der Menge an Luft, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, bei welchem die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird; und nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie ein Wert, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem an das Getriebe eingegebenen Drehmoments erhalten wird.
  • Das Getriebe kann ein Doppelkupplungsgetriebe umfassen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden umfasst eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs: eine Maschine, die über eine Maschinenkupplung mit einem Motor verbunden ist und eine an ein Getriebe übertragene Kraft erzeugt; und eine Steuerung, welche eine Schaltzeit eines Getriebes und einen Betrag einer Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe in einem Leerlaufphase-Zeitintervall, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, mit Hilfe eines Schaltmuster-Kennfelds auf Basis einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges vorhersagt. Nach der vorhergesagten Schaltzeit kann die Steuerung das Drehmoment der Maschine durch Reduzieren einer Menge an Luft reduzieren, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird, wobei die Steuerung das Drehmoment des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöhen kann, und wobei die Steuerung, während des Leerlaufphase-Zeitintervalls, das erhöhte Drehmoment des Motors entsprechend auf einen Wert reduzieren kann, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von dem Betrag an Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe erhalten worden ist, und wobei die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine entsprechend der Menge an Luft, die der Maschine zur Maximierung ihrer Leistung zugeführt worden ist, erhalten werden kann.
  • Nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall kann die Steuerung das Drehmoment der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöhen, indem die Menge an Luft erhöht wird, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, bei welchem die Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird, und kann das Drehmoment des Motors so viel wie einen Wert erhöht, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes erforderlichen Drehmoments erhalten worden ist.
  • Das Getriebe kann ein Doppelkupplungsgetriebe umfassen.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Drehmomenteingriff-Steuerung (bzw. eine Drehmomentreduktion-Steuerung) bei Verwenden der Maschine bei einem Getriebeschaltvorgang vermeiden (bzw. verhindern).
  • Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Kraftstoffausnutzung des Hybridfahrzeugs zu verbessern, indem ein Zeitintervall verlängert wird, während dessen die Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird, was eine „Eco”-(Economy- bzw. Effizienz-)Zündwinkelsteuerung für die Maschine bedeutet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Für ein besseres Verständnis der Zeichnungen, auf die in der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, wird nun eine kurze Beschreibung der Zeichnungen gegeben.
  • 1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment darstellt.
  • 2 ist eine Ansicht, welche ein weiteres Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment darstellt.
  • 3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des in 3 dargestellten Hybridfahrzeugs beschreibt.
  • 5 ist eine Darstellung, die eine Ausführungsform eines in 4 gezeigten Getriebeschalt-Vorhersageschrittes erläutert.
  • 6 ist eine Darstellung, die eine weitere Ausführungsform des in 4 gezeigten Getriebeschalt-Vorhersageschrittes erläutert.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, welches das Hybridfahrzeug einschließlich der Vorrichtung zur Steuerung des Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • 8 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel der Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment zeigt.
  • 9 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel der Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment zeigt.
  • 10 ist eine Darstellung, welche das Verfahren zur Steuerung des Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Es wird davon ausgegangen, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „zu einem Fahrzeug gehörig” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, wie er hierin verwendet wird, Motorkraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie zum Beispiel Passagierfahrzeuge, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und mit anderen alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, die nicht aus Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, beispielsweise ein sowohl mit Benzin als auch elektrisch betriebenes Fahrzeug.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zur Beschreibung besonderer Ausführungsformen, und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet wird, sollen die Singular-Formen „ein, eine, eines” und „der, die, das” auch die Plural-Formen mit umfassen, es sei denn, dass sich aus dem Zusammenhang eindeutig etwas anderes ergibt. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend” bei Verwendung in dieser Beschreibung die Anwesenheit von genannten Merkmalen, ganzzahligen Vielfachen, Schritten, Betriebszuständen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen eines oder mehrerer weiterer Merkmale, ganzzahliger Vielfache, Schritten, Betriebszuständen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder” alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der aufgeführten zugeordneten Gegenstände.
  • In der Beschreibung soll, es sei denn, dass ausdrücklich etwas Gegensätzliches beschrieben ist, das Wort „umfassen” und Ableitungen davon, wie zum Beispiel „umfasst” oder „umfassend” in der Weise verstanden werden, dass aufgeführte Elemente mitumfasst sind, jedoch andere weitere Elemente nicht ausgeschlossen sind. Zusätzlich bedeuten die Begriffe „Einheit”, „Modul” sowie Wörter mit den Endungen „-er” und „-or” wie sie in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zum Bearbeiten wenigstens einer Funktion und Operation, wobei sie durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten sowie Kombinationen davon umgesetzt werden können.
  • Weiterhin kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausführbar sind. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen, ohne Beschränkung, ROM, RAM, Kompaktdisk(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flashdrives, Smartcards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann außerdem in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilbar sein, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Art und Weise abspeicherbar und ausführbar sind, zum Beispiel durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Bei einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Hybridfahrzeug wird eine Drehmomentreduzierung auf einer Eingangsseite eines Getriebes für einen Schaltvorgang eines mehrstufigen Getriebes benötigt, wie zum Beispiel bei einem Automatikgetriebe (AT) oder einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT).
  • Ein Hybridfahrzeug mit einer elektrischen Getriebevorrichtung (TMED), welche ein TMED-System ist, weist eine Maschine und einen auf der Eingangsseite des Getriebes angeordneten Motor auf, weshalb Drehmomente von zwei Energiequellen, einschließlich der Maschine und des Motors, reduziert werden können.
  • 1 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment darstellt.
  • Mit Bezug auf 1 ist bei dem Hybridfahrzeug mit dem Automatikgetriebe ein Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung relativ klein, und somit kann eine Drehmomenteingriff-Steuerung lediglich durch Steuerung des Drehmoments des Motors durchgeführt werden.
  • 2 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment darstellt.
  • Mit Bezug auf 2 ist bei dem Hybridfahrzeug mit dem Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ein Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung relativ groß, und somit kann eine Drehmomenteingriff-Steuerung durch Steuerung eines Drehmoments der Maschine und des Drehmoments des Motors durchgeführt werden.
  • Ein Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Hybridfahrzeug mit dem DCT kann größer als ein Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Hybridfahrzeug mit dem AT sein.
  • Auf die Drehmomenteingriff-Anforderung kann mit der Motordrehmomentreduktion oder durch Verwenden eines umgekehrten Drehmoments des Motordrehmoments reagiert werden. Wenn jedoch das Drehmoment des Motors bis zu einem Ladebegrenzungsdrehmoment aufgebraucht ist, dann kann die Drehmomentreduktion der Maschine wie in 2 gezeigt erforderlich sein. Um das Drehmoment der Maschine zu reduzieren, kann eine dynamische Zündwinkelsteuerung für die Maschine verwendet werden. Die dynamische Zündwinkelsteuerung ist eine Zündzeitpunktsteuerung für die Maschine, entspricht jedoch nicht der Eco-(Economy bzw. Effizienz-)Zündwinkelsteuerung für die Maschine, die eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine ist. Bei der dynamischen Zündwinkelsteuerung wird die Maschinendrehmoment-Reduktion für einen Drehmomenteingriff in einem Zustand, der die Mengen an Luft und Kraftstoff, die der Maschine zugeführt werden, aufrechterhält, erreicht bzw. umgesetzt als eine Zündzeitpunktverzögerung (bzw. Zündwinkelverzögerung) für die Maschine, wodurch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch verursacht wird.
  • Die Eco-Zündwinkelsteuerung kann auf optimale Weise einen Zündzeitpunkt der Maschine steuern (beispielsweise einen vorauseilenden Zündwinkel), um eine Leistung der Maschine auf Basis der Mengen von Luft und Kraftstoff, die momentan der Maschine (oder dem Maschinenzylinder) zugeführt werden, zu verbessern. Insbesondere kann die Zündwinkelsteuerung den Zündwinkel für die Maschine steuern, um die Leistung der Maschine zu maximieren. Eine Steuerung des vorauseilenden Winkels des Zündzeitpunktes kann eine erhöhte Ausgabe der Maschine bedeuten, indem der Zündzeitpunkt vor dem oberen Totpunkt (OT) der Maschine eingestellt wird, welcher als Bezugspunkt dient. Die Steuerung eines nacheilenden Winkels des Zündzeitpunktes kann ein Reduzieren der Ausgabe der Maschine bedeuten, indem der Zündzeitpunkt nach OT eingestellt wird. Jedoch kann die Eco-Zündwinkelsteuerung nicht auf genaue Art und Weise die Mengen an Luft und Kraftstoff steuern, welche zum Erreichen eines Ziel-Drehmoments der Maschine zugeführt werden müssten, und zwar aufgrund der Eigenschaften der Fluide. Im Ergebnis kann bei Ausführung der Eco-Zündwinkelsteuerung die Leistung der Maschine verbessert werden, wobei jedoch ein Nachführ-Fehler hinsichtlich eines angeforderten Drehmoments auftreten kann.
  • Die dynamische Zündwinkelsteuerung kann auf Kosten der Leistung der Maschine dem angeforderten Drehmoment folgen. Zur Umsetzung des angeforderten Drehmoments kann die dynamische Zündwinkelsteuerung ein langsames Reaktionsverhalten der Fluide berücksichtigen, um der Maschine Luft und Kraftstoff in Mengen bereitzustellen, die über die erforderlichen Mengen hinausgehen. Die dynamische Zündwinkelsteuerung kann den Zündwinkel verzögern, um das entsprechende Drehmoment zu erzielen, indem die über die erforderlichen Mengen hinausgehenden Mengen an Luft und Kraftstoff verwendet werden. Wenn daher bei dem Drehmomenteingriff eine Maschinendrehmoment-Reduktion erforderlich ist, kann die dynamische Zündwinkelsteuerung für ein korrektes Nachführen des Drehmomentes durchgeführt werden.
  • 3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist ein Blockdiagramm, welches das Hybridfahrzeug einschließlich der Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. Die Vorrichtung zur Steuerung des Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs kann bei einem in 7 gezeigten Hybridfahrzeug 200 angewendet werden.
  • Mit Bezug auf 3 und 7 umfasst das Hybridfahrzeug 200 eine Steuerung 205, eine Maschine 210, einen Hybrid-Starter-Generator (HSG) 220, eine Maschinenkupplung 225, einen Motor (bzw. einen Antriebsmotor) 230, der ein Elektromotor sein kann, eine Batterie 240, ein Getriebe 250 und Räder (bzw. Antriebsräder) 290.
  • Eine Vorrichtung zur Steuerung des Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs kann die Maschine 210 und die Steuerung 205 umfassen. Wie in 3 dargestellt ist, kann die Vorrichtung zur Steuerung des Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs vor dem Schalten (bzw. vor dem Drehmomenteingriff) ein Leistungsverteilungsverhältnis zwischen der Maschine 210 und dem Motor 230 anpassen, um einen Drehmomenteingriff (bzw. Drehmomentreduzierung) der Maschine 210 zu vermeiden, und kann das Schalten des Getriebes 250 vorhersagen, um das Drehmoment der Maschine 210 zu dem Zeitpunkt zu reduzieren, zu welchem das Schalten vorhergesagt ist.
  • Die Maschine 210 kann über die Maschinenkupplung 225 mit dem Motor 230 verbunden sein, und kann eine an das Getriebe 250 zu übertragende Kraft erzeugen.
  • Die Steuerung 205 kann einen Schaltzeitpunkt des Getriebes 250 und einen Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe 250 in einem Leerlaufphasen-Zeitintervall (bzw. einem Drehmomenteingriff-Steuerung-Zeitintervall) vorhersagen (bzw. „extrahieren” oder gewinnen), das in einem Schaltzeitintervall durch ein Schaltmuster-Kennfeld (bzw. eine Schaltmuster-Kennfeldtabelle) auf Grundlage einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs 200 enthalten ist. Der Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe 250 kann ein Wert einer Drehmomenteingriff-Anforderung für ein Eingangsdrehmoment am Getriebe 250 sein. Insbesondere kann die Steuerung 205 die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs (bzw. eine momentane Radgeschwindigkeit), ein momentan angefordertes Drehmoment, eine momentane Getriebestufe, einen Straßengradienten usw. verwenden, um den Schaltzeitpunkt durch das vorbestimmte Schaltmusterkennfeld vorherzusagen und einen Betrag des Drehmomenteingriffs abzuschätzen, der vor dem Schalten erforderlich ist.
  • Schaltmuster-Kennlinienfelddaten entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder dergleichen können in dem Schaltmuster-Kennlinienfeld abgespeichert werden. Die Schaltmuster-Kennlinienfelddaten können im Voraus experimentell bestimmt werden. Das Schaltmuster-Kennlinienfeld kann in einer Speichereinheit in der Steuerung 205 oder einer Speichereinheit außerhalb der Steuerung 205 abgespeichert werden.
  • Nach der vorhergesagten Schaltzeit (bzw. der Schalt-Vorhersagezeit) kann die Steuerung 205 das Drehmoment (bzw. das Ausgangsdrehmoment) der Maschine 210 reduzieren, indem sie eine Menge an Luft reduziert, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, in welchem eine Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird. Die Steuerung zur Erzeugung der optimalen Verbrennungsleistung, welche die Eco-(Economy- oder Effizienz-)-Zündwinkelsteuerung ist, kann erzielt werden, indem ein Zündwinkel der Maschine entsprechend der Menge an Luft (oder entsprechend einer Menge an Kraftstoff) gesteuert wird, die der Maschine zum Maximieren der Leistung (bzw. Verbrennungsleistung) der Maschine zugeführt wird. Die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung kann auf optimale Art und Weise einen Zündzeitpunkt der Maschine steuern (beispielsweise einen nach „Früh” eingestellten Winkel des Zündzeitpunkts steuern), um die Leistung der Maschine auf Basis von Mengen an Luft- und Kraftstoff, die momentan der Maschine (bzw. dem Maschinenzylinder) zugeführt werden, zu verbessern.
  • Die Steuerung 205 kann das Drehmoment des Motors 230 so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöhen. Das Drehmoment des Motors 230 in 3 ist auf Basis des Drehmoments der Maschine 210 dargestellt. Während des Leerlaufphase-Zeitintervalls kann die Steuerung 205 das erhöhte Drehmoment des Motors auf einen Wert reduzieren, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von dem Ausmaß an Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe 250 erhalten wird. Der Betrag an Drehmomenteingriff-Anforderung kann ein Wert sein, der durch einen Test bestimmt wird, um einen Schaltbetrieb des Getriebes 250 auf natürliche Art und Weise durchzuführen. Ein Lade-Drehmoment-Begrenzungswert des Motors, der auf die Drehmomenteingriff-Anforderung antworten kann, kann einen maximalen Drehmomentwert des Motors bedeuten (bzw. einen maximalen umgekehrten Drehmomentwert des Motors), der einen maximalen Lade-Wert der Batterie 240 erzeugen kann.
  • Nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall kann die Steuerung 205 das Drehmoment der Maschine 210 so viel wie bzw. in dem Maße wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöhen, und zwar durch Erhöhen der Menge an Luft, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in welchem die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird, und kann das Drehmoment des Motors 230 so viel wie einen Wert erhöhen, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für den Eingang des Getriebes 250 erforderlichen Drehmoment (bzw. das Getriebe-Eingangsdrehmoment) erhalten worden ist.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wenn ein vorhergesagter Betrag an Drehmomenteingriff größer als ein Betrag des verfügbaren Drehmomenteingriffs des Motors 230 ist, kann die Steuerung 205 das Drehmoment der Maschine 210 im Voraus reduzieren und das Drehmoment des Motors 230 erhöhen. Die Steuerung 205 kann vor dem Schalten eine Drehmomenteingriff-Steuerung ausführen, und daher kann die Maschinen-Drehmomentreduktion durch Reduzieren der Menge an Luft durchgeführt werden, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in welchem die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird.
  • Der Betrag an verfügbarem Drehmomenteingriff des Motors 230 kann eine Summe eines momentanen Drehmoments des Motors, das vor dem Schalten erhöht werden kann, und des Lade-Drehmoment-Begrenzungswerts des Motors sein, weshalb der Betrag an verfügbarem Drehmomenteingriff auch erhöht werden kann, wenn das Drehmoment des Motors erhöht wird.
  • Der Motor 230 kann eine Ladesteuerung ausführen, wenn eine Geschwindigkeitsregelung einer Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Betriebsart ausgeführt wird, wodurch auf einfache Art und Weise der Betrag des verfügbaren Drehmomenteingriffs des Motors erhöht wird.
  • Die Steuerung 205 kann den erhöhten Betrag des verfügbaren Drehmomenteingriffs verwenden, um auf die Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe zu reagieren. Eine Getriebesteuerungseinheit (TCU) kann einen Drehmomenteingriff von der Steuerung 205 anfordern. Die Steuerung 205 kann die Maschine 210 derart steuern, um ein momentanes Drehmoment in dem Zustand beizubehalten, in welchem die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird.
  • Nach Abschluss des Schaltvorgangs im Getriebe 250 kann die Steuerung 205 das Drehmoment der Maschine 210 und das Drehmoment des Motors 230 steuern, um zu einem ursprünglichen Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen der Maschine und dem Motor zurückzukehren. Eine Wiederherstellung des Maschinendrehmoments kann in dem Zustand durchgeführt werden, in welchem die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auf einen Drehmomenteingriff zu reagieren (bzw. diesen durchzuführen), der in der HEV-Betriebsart des Hybridfahrzeugs einschließlich eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) erforderlich ist, und zwar lediglich durch Verwenden des Motors zur Steuerung eines vorübergehenden Drehmoments. Daher kann, da die dynamische Zündwinkelsteuerung für die Maschine nicht verwendet wird, eine Kraftstoffausnutzung des Hybridfahrzeugs verbessert werden. Die dynamische Zündwinkelsteuerung kann auf Kosten der Leistung der Maschine einem Drehmomentbefehl folgen.
  • Das Hybridfahrzeug 200, das ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist, kann die Maschine 210 und den Motor 230 als Energiequellen benutzen, einschließlich der zwischen der Maschine 210 und dem Motor 230 befindlichen Maschinenkupplung 225, so dass das Hybridfahrzeug 200 in einer Elektrofahrzeug(EV)-Betriebsart betreibbar ist, in welcher das Hybridfahrzeug 200 mit Hilfe des Motors 230 in einem Zustand angetrieben wird, wo die Maschinenkupplung 225 ausgekuppelt ist, und in der HEV-Betriebsart, in welcher das Hybridfahrzeug 200 in der Lage ist, sowohl durch den Motor 230 als auch durch die Maschine 210 in einem Zustand angetrieben zu werden, wo die Maschinenkupplung 225 eingekuppelt ist.
  • Das Hybridfahrzeug 200 kann einen Antriebsstrang von der Art eines an einem Getriebe angebrachten elektrischen Geräts (TMED) umfassen, bei welchem der Motor 230 mit dem Getriebe 250 verbunden ist. Das Hybridfahrzeug 200 kann eine Antriebsart bereitstellen, wie zum Beispiel die EV-Betriebsart, welches die Elektrofahrzeug-Betriebsart ist, welche lediglich die Kraft des Motors nutzt, und die HEV-Betriebsart bereitstellen, welche die Drehkraft der Maschine als Hauptkraft und die Drehkraft des Motors als Hilfskraft verwendet, in Abhängigkeit davon, ob die Maschinenkupplung 225, die zwischen der Maschine 210 und dem Motor 230 angeordnet ist, eingekuppelt ist. Insbesondere kann bei dem Hybridfahrzeug 200, einschließlich einer Anordnung, bei welcher der Motor 230 direkt mit dem Getriebe 250 verbunden sein kann, die Umdrehungszahl (Umdrehungen pro Minute) der Maschine durch den Antrieb des HSG 220 erhöht werden, ein Kraftschluss und eine Krafttrennung zwischen der Maschine und dem Motor können über Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung 225 durchgeführt werden, eine Antriebskraft kann über ein Kraftübertragungssystem an die Räder 290 übertragen werden, wobei das System das Getriebe 250 umfassen kann, und ein Drehmoment der Maschine kann über einen Kraftschluss (Einkuppeln) der Kupplung 225 an den Motor übertragen werden, wenn das Übertragen des Maschinendrehmoments angefordert wird.
  • Die Steuerung 205 kann eine Hybrid-Steuereinheit (HCU) umfassen, eine Motorsteuereinheit (MCU), eine Maschinensteuereinheit (ECU) und die TCU.
  • Die HCU kann ein Starten der Maschine durch Steuerung des HSG 220 steuern, wenn die Maschine 210 stoppt. Die HCU kann die oberste Steuerung sein, und kann automatisch Steuerungen (beispielsweise die MCU) steuern, die an ein Netzwerk angebunden sind, wie zum Beispiel ein Controller Area Network (CAN), welches ein Fahrzeug-Netzwerk ist, und kann den Gesamtbetrieb des Hybridfahrzeugs 200 steuern.
  • Die MCU kann den HSG 220 und den Motor 230 steuern. Die MCU kann ein Ausgabedrehmoment des Antriebsmotors 230 über das Netzwerk steuern, in Abhängigkeit von der Steuersignalausgabe der HCU, und kann somit den Motor für einen Betrieb bei maximaler Leistung steuern. Die MCU kann einen Gleichrichter umfassen, der als eine Mehrzahl von Leistungsschaltelementen ausgebildet ist. Ein in dem Gleichrichter enthaltenes Leistungsschaltelement kann einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) umfassen, einen Feldeffekttransistor (FET), einen Metalloxid-Halbleiter-FET (MOSFET), einen Transistor oder ein Relais. Der Wechselrichter wandelt eine Gleichstrom(DC)-Spannung, die von der Batterie 240 zugeführt wird, in eine Dreiphasen-Wechselstrom(AC)-Spannung um, um den Antriebsmotor 230 anzutreiben. Die MCU kann zwischen der Batterie 240 und dem Motor 230 angeordnet sein.
  • Die ECU kann ein Drehmoment der Maschine 210 steuern. Die ECU kann einen Arbeitspunkt der Maschine 210 über das Netzwerk steuern, und zwar in Abhängigkeit einer Steuersignalausgabe von der HCU, und kann die Maschine hinsichtlich einer Ausgabe eines optimalen Drehmoments steuern. Die TCU kann einen Betrieb des Getriebes 250 steuern.
  • Beispielsweise kann die Steuerung 205 aus einem oder mehreren Mikroprozessoren bestehen, die über ein Programm betrieben werden, oder die Steuerung kann aus einer Hardware einschließlich des Mikroprozessors bestehen. Das Programm kann eine Reihe von Befehlen zum Ausführen eines Verfahrens zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten, was im Folgenden beschrieben wird.
  • Die Maschine 210 kann einen Dieselmotor umfassen, einen Benzinmotor, einen Erdgasmotor (LMG), oder einen Flüssiggasmotor (LPG), und kann ein Drehmoment bei dem Arbeitspunkt ausgeben, und zwar in Abhängigkeit einer Steuersignalausgabe von der ECU. Das Drehmoment kann mit einer Antriebskraft des Antriebsmotors 230 in der HEV-Betriebsart kombiniert werden.
  • Der HSG 220 kann als ein Motor in Abhängigkeit einer Steuersignalausgabe von der MCU arbeiten, um die Maschine 210 zu starten, und kann als ein Generator in einem Zustand arbeiten, in welchem ein Starten der Maschine 210 beibehalten wird, um über den Wechselrichter eine erzeugte elektrische Energie für die Batterie 240 bereitzustellen. Der HSG 220 kann über einen Riemen mit der Maschine 210 verbunden sein.
  • Die Maschinenkupplung 225 kann zwischen der Maschine 210 und dem Antriebsmotor 230 angeordnet (bzw. angebracht) sein, und kann derart betrieben werden, um zwischen einer Kraftzufuhr zu der Maschine 210 und zu dem Motor 230 zu schalten. Die Maschinenkupplung 225 kann einen Kraftfluss zwischen der Maschine und dem Motor herstellen oder unterbrechen, und zwar in Abhängigkeit vom Schalten der HEV-Betriebsart und der EV-Betriebsart. Ein Betrieb der Maschinenkupplung 225 kann durch die Steuerung 205 gesteuert werden.
  • Der Motor 230 kann über eine Dreiphasen-AC-Spannung betrieben werden, die zur Erzeugung eines Drehmoments von der MCU ausgegeben wird. Der Motor 230 kann im Schubbetrieb oder während regenerativem Bremsen als ein Generator betrieben werden, um der Batterie 240 eine Spannung (bzw. eine regenerative Energie) zuzuführen.
  • Die Batterie 240 kann eine Mehrzahl von Einheitszellen umfassen. Eine Hochspannung zur Bereitstellung einer Antriebsspannung (beispielsweise 350 bis 450 Volt Gleichspannung) für den Motor 230, der die Räder 290 antreibt, kann in der Batterie 240 gespeichert werden.
  • Das Getriebe 250 kann ein mehrstufiges Getriebe umfassen, wie zum Beispiel das DCT, und kann in einen gewünschten Gang schalten, indem ein Hydraulikdruck verwendet wird, in Abhängigkeit einer Steuerung der TCU, um Einkupplungselemente und Auskupplungselemente zu betätigen. Das Getriebe 250 kann eine Antriebskraft der Maschine 210 und/oder des Motors 130 an die Räder 290 übertragen, und kann einen Kraftfluss zwischen dem Motor 230 (bzw. der Maschine 210) und den Rädern 290 unterbrechen.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des in 3 gezeigten Hybridfahrzeugs beschreibt.
  • Mit Bezug auf 4 und 7 kann, in einem Eingabeinformation-Empfangsschritt 105 die Steuerung 205 eine Eingabeinformation für eine Drehmomenteingriff-Steuerung empfangen, um ein Eingangsdrehmoment des Getriebes 250 zu steuern. Die Eingabeinformation kann das momentan angeforderte Drehmoment umfassen, das eine Summe ist aus: dem Ziel-Motordrehmoment und dem Ziel-Maschinendrehmoment, der momentanen Radgeschwindigkeit (bzw. der Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges), der momentanen Getriebestufe des Getriebes 250, dem Ziel-Motordrehmoment, welches das Motordrehmoment vor dem Eingriff ist, dem Ziel-Maschinendrehmoment, welches das Maschinendrehmoment vor dem Eingriff ist, dem Lade-Drehmoment-Begrenzungswert des Motors und einem Entlade-Drehmoment-Begrenzungswert des Motors. Der Entlade-Drehmoment-Begrenzungswert des Motors kann ein maximaler Drehmomentwert des Motors bedeuten, der einen maximalen Entladewert der Batterie 240 erzeugen kann.
  • Die Steuerung 205 kann das momentan angeforderte Drehmoment (bzw. ein momentan vom Fahrer angefordertes Drehmoment) in Abhängigkeit von einer Beschleunigungspedal-Signalausgabe von einem Beschleunigungspedal-Positionssensor (APS) (nicht dargestellt) berechnen, der sich in dem Hybridfahrzeug 200 befindet. Der APS kann eine Betätigung eines Beschleunigungspedals durch den Fahrer erkennen (bzw. sensieren), und kann ein Signal entsprechend einer auf das Beschleunigungspedal ausgeübten Betätigungskraft für die HCU bereitstellen. Der APS kann einen Betrag einer durch den Fahrer während der Fahrt hervorgerufenen Betätigung des Beschleunigungspedals erfassen. Die momentane Radgeschwindigkeit und dergleichen können mit Hilfe eines in dem Hybridfahrzeug 200 befindlichen Sensors erfasst werden.
  • Gemäß einem Schalt-Drehmoment-„Extrahier”-schritt 110 aus dem Schalt-Kennlinienfeld kann die Steuerung 205 ein Schalt-Drehmoment (oder das vorübergehende Drehmoment) des Getriebes 250 erfassen (bzw. vorhersagen), welches ein Befehls-Drehmoment ist, wenn ein Schalten in eine Getriebestufe unter der Annahme stattfindet, dass die momentane Radgeschwindigkeit beibehalten wird. Insbesondere kann die Steuerung 205 die momentane Radgeschwindigkeit und die momentane Getriebestufe benutzen, um das Schalt-Drehmoment aus dem Schalt-Kennlinienfeld zu „extrahieren”, d. h. zu gewinnen (bzw. zu bestimmen).
  • Gemäß einem Schalt-Geschwindigkeits-Extrahierschritt 115 aus dem Schalt-Kennlinienfeld kann die Steuerung 205 eine Schaltgeschwindigkeit des Getriebes 250, welches eine Radgeschwindigkeit ist, erfassen (oder vorhersagen), bei welcher ein Schalten in eine Getriebestufe unter der Annahme auftritt, dass das momentan angeforderte Drehmoment (Befehls-Drehmoment) beibehalten wird. Insbesondere kann die Steuerung 205 die Schaltgeschwindigkeit aus dem Schalt-Kennlinienfeld auf Basis des momentanen Befehls-Drehmoments und der momentanen Getriebestufe gewinnen (bzw. bestimmen).
  • Gemäß einem Getriebestufe-Schalt-Vorhersageschritt 120 kann die Steuerung 205 bestimmen (oder überprüfen), ob ein Getriebestufen-Schalten vorhergesagt ist oder nicht. Insbesondere kann die Steuerung 205 überprüfen, ob das momentane Befehls-Drehmoment, das ein Drehmoment bei einem momentanen Arbeitspunkt ist, sich an das Schalt-Drehmoment annähert, das ein Drehmoment bei einem Getriebestufen-Schaltpunkt ist. Mit anderen Worten, um zu bestimmen, ob ein Getriebestufen-Schalten erzeugt worden ist, kann die Steuerung 205 bestimmen, ob ein Absolutwert eines Wertes, der durch Subtrahieren des momentanen Befehls-Drehmoments von dem Schalt-Drehmoment erhalten worden ist, kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, um zu bestimmen, ob ein Getriebestufen-Schalten erzeugt worden ist, die Steuerung 205 bestimmen, ob ein Absolutwert eines Wertes, der durch Subtrahieren der momentanen Radgeschwindigkeit von der Schaltgeschwindigkeit erhalten worden ist, kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist.
  • Wenn festgestellt worden ist, dass der Absolutwert des Wertes, der durch Subtrahieren des momentanen Befehls-Drehmoments von dem Schalt-Drehmoment erhalten worden ist, nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist, dann schreitet ein Prozess, der das Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs ist, zu einem ersten Drehmomentbefehl-Berechnungsschritt 125 fort. Wenn festgestellt worden ist, dass der Absolutwert des Wertes, der durch Subtrahieren des momentanen Befehls-Drehmoments von dem Schalt-Drehmoment erhalten worden ist, kleiner als der erste Schwellenwert ist, dann schreitet der Prozess zu einem Motordrehmoment-Eingriff-Fähigkeit-Berechnungsschritt 130 fort.
  • Gemäß dem ersten Drehmomentbefehl-Berechnungsschritt 125 kann die Steuerung 205, vor der Drehmomenteingriff-Steuerung, einen Drehmomentbefehl folgendermaßen berechnen (bzw. erzeugen). Ein Motor-Drehmomentbefehl kann das Ziel-Motordrehmoment sein. Ein Maschine-Drehmomentbefehl kann das Ziel-Maschinendrehmoment sein. Nach dem ersten Drehmomentbefehl-Berechnungsschritt 125 kann die Steuerung 205 den Motor-Drehmomentbefehl ausüben, der das Motordrehmoment steuert, um das Ziel-Motordrehmoment für die MCU (oder für den mit dem Motor verbundenen Gleichrichter) zu werden, und kann den Maschinen-Drehmomentbefehl ausüben, der das Maschinendrehmoment steuert, um zu dem Ziel-Maschinendrehmoment für die ECU (bzw. für die Maschine) zu werden.
  • Gemäß dem Motordrehmoment-Eingriff-Fähigkeit-Berechnungsschritt 130 kann die Steuerung 205 eine Eingriffs-Fähigkeit des Motordrehmoments berechnen. Die „Fähigkeit” kann ein Wert sein, der durch Subtrahieren des Lade-Drehmoment-Begrenzungswertes des Motors von dem Ziel-Motordrehmoment erhalten wird.
  • Gemäß einem Breiten-Berechnungsschritt 135 kann die Steuerung 205 eine Breite eines verfügbaren Drehmomentbereiches des Motors berechnen. Die Breite kann ein Wert sein, der durch Subtrahieren des Lade-Drehmoment-Begrenzungswertes des Motors von dem Entlade-Drehmoment-Begrenzungswert des Motors erhalten worden ist.
  • Gemäß einem Vorhersage-Eingriff-Anforderung-Extrahierschritt 140 kann die Steuerung 205 eine erwartete Eingriff-Anforderung (oder einen Betrag einer Drehmomenteingriff-Anforderung) aus dem Schalt-Kennlinienfeld ableiten, in dem für jeden Schaltvorgang ein Eingriffsdrehmoment abgespeichert ist. Ein erstes Eingriffsdrehmoment kann von dem Schalt-Kennlinienfeld auf Basis des momentanen Befehls-Drehmoments, der Schaltgeschwindigkeit und der momentanen Getriebestufe abgeleitet werden. Ein zweites Eingriffsdrehmoment kann von dem Schalt-Kennlinienfeld auf Basis des Schaltdrehmoments, der momentanen Radgeschwindigkeit und der momentanen Getriebestufe abgeleitet werden. Die erwartete Eingriffsanforderung (oder ein erwartetes Eingriffsdrehmoment) kann ein Maximalwert des ersten Eingriffsdrehmoments und des zweiten Eingriffsdrehmoments sein.
  • Gemäß einem zweiten Drehmomentbefehl-Berechnungsschritt 145 kann die Steuerung 205, vor der Drehmomenteingriff-Steuerung, wie folgt einen Drehmomentbefehl berechnen. Ein Motordrehmomentbefehl kann ein Befehl entsprechend dem Motordrehmomentwert sein, welcher ein Wert ist, der durch Addieren des Lade-Drehmoment-Begrenzungswertes des Motors, in Abhängigkeit von der Breite und einem Maximalwert der Fähigkeit, zu dem erwarteten Eingriffsdrehmoment erhalten worden ist. Mit anderen Worten, der Motordrehmomentbefehl ist durch die folgende Gleichung gegeben. Motordrehmomentbefehl = Minimum (Breite, Maximum (Fähigkeit, erwartetes Eingriffsdrehmoment)) + erwartetes Eingriffsdrehmoment des Motors.
  • Ein Maschinendrehmomentbefehl kann ein Befehl sein, der einem Maschinendrehmomentwert entspricht, der durch Subtrahieren des Motordrehmomentbefehls (bzw. des Motordrehmomentwertes) von dem momentanen Befehlsdrehmoment erhalten wird.
  • Nach dem zweiten Drehmomentbefehl-Berechnungsschritt 145 kann die Steuerung 205 den Motordrehmomentbefehl anwenden, der das Motordrehmoment steuert, um zu dem Motor-drehmomentwert für die MCU (oder für den mit dem Motor verbundenen Gleichrichter) in dem Drehmomenteingriff-Steuerung-Zeitintervall (oder in dem Leerlaufphasen-Zeitintervall) zu werden, und kann den Maschinendrehmomentbefehl ausführen, der das Maschinendrehmoment steuert, um zu dem Maschinendrehmomentwert für die ECU (oder für die Maschine) zu werden.
  • 5 ist eine Darstellung, welche eine Ausführungsform eines in 4 gezeigten Getriebe-Schalt-Vorhersageschritts erläutert.
  • Mit Bezug auf 5 kann, wenn ein Drehmomentunterschied zwischen dem momentanen Befehlsdrehmoment und dem Schaltdrehmoment kleiner als ein konstanter Wert ist (beispielsweise der erste Schwellenwert), ein Schalten durch das Getriebe 250 vorhergesagt werden. Das momentane Befehlsdrehmoment kann einem momentanen Arbeitspunkt entsprechen, wobei das Schaltdrehmoment auf einer Schaltkurve entsprechend einem Getriebeschaltpunkt angeordnet sein kann. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen der momentanen Radgeschwindigkeit und der Schaltgeschwindigkeit kleiner als ein konstanter Wert ist (beispielsweise der zweite Schwellenwert), ein Schalten durch das Getriebe 250 vorhergesagt werden. Die momentane Radgeschwindigkeit kann dem momentanen Arbeitspunkt entsprechen, wobei die Schaltgeschwindigkeit auf einer Schaltkurve entsprechend einem Getriebeschaltpunkt angeordnet sein kann.
  • 6 ist eine Darstellung, welche eine weitere Ausführungsform des in 4 gezeigten Getriebe-Schalt-Vorhersageschrittes erläutert.
  • Wie in 6 dargestellt ist, kann das Schalt-Kennlinienfeld eine Schalt-Vorhersagekurve umfassen, die zusätzlich gesetzt ist. Die Schalt-Vorhersagekurve kann eine Kurve sein, die sich hin zu dem momentanen Arbeitspunkt verschiebt (bzw. verlagert), und zwar als ein konstanter Wert (beispielsweise der zweite Schwellenwert) von einer ursprünglichen Schaltkurve. Die ursprüngliche Schaltkurve kann eine Kurve sein, die von einer N-ten Stufe zu einer (N + 1)-ten Stufe überführt wird.
  • Wenn der momentane Arbeitspunkt, der die momentane Radgeschwindigkeit (bzw. das momentane Befehlsdrehmoment) umfasst, durch die Schalt-Vorhersagekurve hindurchtritt, auf welcher die Schaltgeschwindigkeit (oder das Schaltdrehmoment) angeordnet ist, kann die Steuerung 205 einen Schaltvorgang des Getriebes 250 als ein Getriebe-Hochschalten bestimmen (bzw. vorhersagen).
  • 8 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment zeigt.
  • In den Graphen der 8 kann eine vertikale Achse ein Drehmoment darstellen. Bei der in 8 dargestellten Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug kann ein Eingriff eines Maschinendrehmoments in Antwort auf eine Drehmomenteingriff-Anforderung unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes verhindert werden. Deshalb kann ein Nachführen in Bezug auf die Drehmomenteingriff-Anforderung nicht ausgeführt werden, und somit kann eine Schaltqualität nicht sichergestellt werden. Mit anderen Worten, ein Schaltvorgang kann ausbleiben, wobei eine Schaltzeit erhöht ist. Während des Schaltens wird ein Betrag der Eingriff-Anforderung geändert, und daher kann in der Drehmomenteingriff-Steuerung nicht festgestellt werden, ob ein Schaltvorgang eingeleitet worden ist.
  • 9 ist eine Darstellung, welche ein weiteres Beispiel einer Drehmomenteingriff-Steuerung für ein Getriebe-Eingangsdrehmoment zeigt.
  • In 9 ist auf der vertikalen Achse ein Drehmoment aufgetragen. Bei der Drehmomenteingriff-Steuerung für ein in 9 gezeigtes Hybrid-Elektrofahrzeug kann ein Maschinendrehmomenteingriff unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes mit Hilfe eines Hybrid-Starter-Generator (HSG) ausgeführt werden. Aufgrund einer Drehmoment-Änderungsrate-Begrenzung des HSG kann jedoch eine Schaltqualität nicht sichergestellt werden.
  • 10 ist eine Darstellung, welche das Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In 10 stellt eine vertikale Achse ein Drehmoment dar. Das Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs des Hybridfahrzeugs kann an dem in 7 dargestellten Hybridfahrzeug 200 angewendet werden.
  • Mit Bezug auf 7 und 10 kann die Steuerung 205 während eines Drehmomentphase-Zeitintervalls, das in dem Schaltzeitintervall liegt, ein Drehmoment der Maschine 210 reduzieren, welche mit dem Motor 230 durch die Maschinenkupplung 225 verbunden ist und eine an das Getriebe 250 übertragene Kraft erzeugt, indem die Menge an Luft reduziert wird, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in welchem eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird. Das Getriebe 250 kann das Doppelkupplungsgetriebe umfassen. Die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung, welche die Eco-Zündwinkelsteuerung ist, kann erhalten werden, indem ein Zündwinkel der Maschine gemäß der Menge an Luft gesteuert wird, die der Maschine zugeführt wird, um die Leistung bzw. den Wirkungsgrad der Maschine 210 zu maximieren.
  • Die Steuerung 205 kann ein Drehmoment des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine während des Drehmomentphase-Zeitintervalls erhöhen.
  • Während des Leerlaufphase-Zeitintervalls, das in dem Schaltzeitintervall liegt, kann die Steuerung 205 das erhöhte Drehmoment des Motors auf einen Wert reduzieren, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von einem Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe 250 erhalten worden ist. Der Betrag der Drehmomenteingriff-Anforderung kann im Voraus durch experimentelle Ergebnisse bestimmt werden, wobei eine Beschreibung davon ähnlich zu einer Beschreibung der oben erläuterten 4 ist.
  • In einem Drehmomentphase-Zeitintervall, das nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall liegt, kann die Steuerung 205 das Drehmoment der Maschine 210 so viel erhöhen wie das reduzierte Drehmoment der Maschine, indem die Menge an Luft erhöht wird, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in welchem die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird, und kann ein Drehmoment des Motors 230 so viel wie einen Wert erhöhen, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes 250 erforderlichen Drehmoments erhalten worden ist.
  • Wie oben beschrieben worden ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Drehmomentverteilungs-Verhältnis zwischen dem Motor und der Maschine in dem Drehmomentphase-Zeitintervall anzupassen, in welchem es keine Änderungen hinsichtlich der Drehgeschwindigkeiten der Maschine und des Motors gibt, wobei es lediglich Änderungen hinsichtlich der Drehmomente der Maschine und des Motors gibt, wobei nach Beginn des Schaltvorgangs des Getriebes 250 das Maschinendrehmoment in dem Drehmomentphase-Zeitintervall reduziert werden kann. Wenn das Maschinendrehmoment reduziert ist, kann die Menge an Luft, die der Maschine zugeführt wird, in dem Zustand reduziert werden, in welchem die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird. Deshalb kann der Betrag des verfügbaren Drehmomenteingriffs des Motors erhöht werden. Dementsprechend kann ein Drehmomenteingriff lediglich durch Benutzen des Motors in dem Leerlaufphase-Zeitintervall durchgeführt werden, das in einem momentanen Schaltzeitintervall enthalten ist.
  • Nach Ausführung des Schaltvorganges kann ein Drehmomentverteilung-Verhältnis zwischen dem Motor 230 und der Maschine 210 wiederhergestellt werden. Deshalb kann ein Drehmomenteingriff unter Verwendung der Maschine vermieden werden, und zwar ohne Kompromiss hinsichtlich der Schaltqualität.
  • In der obigen Darstellung wurden beispielhafte Ausführungsformen in den begleitenden Zeichnungen und der Beschreibung offenbart. Dabei wurden spezifische Begriffe benutzt, jedoch nur zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung und nicht für eine Eingrenzung der Bedeutung oder Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist. Daher wird dem Fachmann bewusst sein, dass verschiedene Änderungen und äquivalente beispielhafte Ausführungsformen neben der vorliegenden Erfindung möglich sind. Dementsprechend ergibt sich der tatsächliche technische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung aus dem Grundgedanken der beigefügten Ansprüche.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs, umfassend: während eines Drehmomentphase-Zeitintervalls, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, Reduzieren, mittels einer Steuerung, des Drehmoments einer Maschine, die mit einem Motor über eine Maschinenkupplung verbunden ist und eine Kraft erzeugt, die an ein Getriebe durch Reduzieren einer Menge an Luft übertragen wird, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine beibehalten wird; Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine während des Drehmomentphase-Zeitintervalls; und während eines Leerlaufphase-Zeitintervalls, das in dem Schaltzeitintervall enthalten ist, Reduzieren, mittels der Steuerung, des erhöhten Drehmoments des Motors auf einen Wert, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von einem Betrag des Drehmomenteingriff-Befehls für das Getriebe erhalten wird, wobei die Steuerung zur Erzeugung der optimalen Verbrennungsleistung erhalten wird durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine gemäß der Menge an Luft, die der Maschine zum Maximieren ihrer Leistung zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine durch Erhöhen der Menge an Luft, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, in dem die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird; und nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie ein Wert, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes erforderlichen Drehmoments erhalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe umfasst.
  4. Verfahren zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs eines Hybridfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Vorhersagen, mittels der Steuerung, einer Schaltzeit eines Getriebes und eines Betrags der Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe in einem Leerlaufphase-Zeitintervall, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, durch ein Schaltmuster-Kennfeld auf Basis einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges; nach der vorhergesagten Schaltzeit, Reduzieren, mittels der Steuerung, des Drehmoments einer Maschine, die über eine Maschinenkupplung mit einem Motor verbunden ist und eine Kraft erzeugt, die an das Getriebe übertragen wird durch Reduzieren einer Menge an Luft, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird; Erhöhen, mittels der Steuerung, eines Drehmoments des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine; und während des Leerlaufphase-Zeitintervalls, Reduzieren, mittels der Steuerung, des erhöhten Drehmoments des Motors auf einen Wert, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von dem Betrag an Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe erhalten wird, wobei die Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung erhalten wird durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine entsprechend der Menge an Luft, die der Maschine zur Maximierung ihrer Leistung zugeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin umfassend: nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine durch Erhöhen der Menge an Luft, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, bei welchem die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird; und nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, Erhöhen, mittels der Steuerung, des Drehmoments des Motors so viel wie ein Wert, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes erforderlichen Drehmoments erhalten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe umfasst.
  7. Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmomenteingriffs bei einem Hybridfahrzeug, umfassend: eine Maschine, die über eine Maschinenkupplung mit einem Motor verbunden ist und eine an ein Getriebe übertragene Kraft erzeugt; und eine Steuerung, welche eine Schaltzeit eines Getriebes und einen Betrag einer Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe in einem Leerlaufphase-Zeitintervall, das in einem Schaltzeitintervall enthalten ist, mit Hilfe eines Schaltmuster-Kennfelds auf Basis einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges vorhersagt, wobei die Steuerung, nach der vorhergesagten Schaltzeit, das Drehmoment der Maschine reduziert durch Reduzieren einer Menge an Luft, die der Maschine in einem Zustand zugeführt wird, bei welchem eine Steuerung zum Erzeugen einer optimalen Verbrennungsleistung der Maschine aufrechterhalten wird, wobei die Steuerung das Drehmoment des Motors so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöht, wobei die Steuerung, während des Leerlaufphase-Zeitintervalls, das erhöhte Drehmoment des Motors entsprechend auf einen Wert reduziert, der durch Subtrahieren des reduzierten Drehmoments der Maschine von dem Betrag an Drehmomenteingriff-Anforderung für das Getriebe erhalten worden ist, und wobei die Steuerung zum Erzeugen der optimalen Verbrennungsleistung erhalten worden ist durch Steuern eines Zündwinkels der Maschine entsprechend der Menge an Luft, die der Maschine zur Maximierung ihrer Leistung zugeführt worden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung, nach dem Leerlaufphase-Zeitintervall, das Drehmoment der Maschine so viel wie das reduzierte Drehmoment der Maschine erhöht, indem die Menge an Luft erhöht wird, die der Maschine in dem Zustand zugeführt wird, bei welchem die Steuerung zur Erzeugung einer optimalen Verbrennungsleistung aufrechterhalten wird, und wobei die Steuerung das Drehmoment des Motors so viel wie einen Wert erhöht, der durch Subtrahieren des erhöhten Drehmoments der Maschine von einem für einen Eingang des Getriebes erforderlichen Drehmoments erhalten worden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe umfasst.
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