DE102017109462A1

DE102017109462A1 - System und verfahren zum anlassen von hybridfahrzeugbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102017109462A1
Application number: DE102017109462.8A
Authority: DE
Inventors: Francis Thomas Connolly; Rajit Johri
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2017-11-16
Also published as: CN107415923B; US9932031B2; CN107415923A; US20170327106A1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet das Ausgeben eines Brennkraftmaschinendrehzahlbefehls über eine Steuereinrichtung, der auf einer vorhergesagten Laufraddrehzahl eines Drehmomentwandlers beruht und einem Gaspedalbetätigen entspricht, um ein Drehmoment von der Brennkraftmaschine an Räder des Fahrzeugs auszugeben, in Reaktion auf die Erkennung einer Gaspedalbetätigung, die stärker als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Das Verfahren kann auch das Zugreifen auf einen Verlauf von Laufraddrehzahlausgaben des Hybridfahrzeugs beinhalten, um die vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen. Der Brennkraftmaschinendrehzahlbefehl kann die Brennkraftmaschinendrehzahl im Wesentlichen gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl einstellen. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruhen, wobei Drehmoment vom Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuerstrategien für Antriebe von Hybridfahrzeugen.
HINTERGRUND
Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicles, HEV) weisen eine Brennkraftmaschine und einen elektrischen Triebmotor auf, um Leistung zum Vorantreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Ein Verfahren zum Steigern der Kraftstoffsparsamkeit eines HEV ist das Ausschalten der Brennkraftmaschine, wenn der Leistungsbedarf insgesamt niedrig ist. Nimmt jedoch der Leistungsbedarf insgesamt zu, so dass der Triebmotor allein nicht genügend Leistung zum Befriedigen des Bedarfs bereitstellen kann, oder wenn der Ladestatus (state of charge, SOC) der Triebbatterie unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, muss die Brennkraftmaschine aktiviert werden, um die Leistungsabgabe des Triebmotors zu ergänzen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs beinhaltet das Ausgeben eines Brennkraftmaschinendrehzahlbefehls über eine Steuereinrichtung, der auf einer vorhergesagten Laufraddrehzahl eines Drehmomentwandlers beruht und einer Gaspedalbetätigung entspricht, um ein Drehmoment von der Brennkraftmaschine an Räder des Fahrzeugs auszugeben. Die Ausgabe erfolgt in Reaktion darauf, dass erkannt wird, dass eine Gaspedalbetätigung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Das Verfahren kann auch das Zugreifen auf einen Verlauf von Laufraddrehzahlausgaben des Hybridfahrzeugs beinhalten, um die vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen. Der Brennkraftmaschinendrehzahlbefehl kann die Brennkraftmaschinendrehzahl im Wesentlichen gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl einstellen. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruhen, wobei Drehmoment vom Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruhen, die einer Gaspedalbetätigung von 50 % bis 100 % entspricht. Der Brennkraftmaschinendrehzahlbefehl kann auf Laufraddrehzahldaten beruhen, die in einem Drehmomentwandlermodell enthalten sind, auf das die Steuereinrichtung zugreifen kann. Das Verfahren kann auch das Einrücken einer Ausrückkupplung beinhalten, wenn eine Drehzahl eines M/G des Antriebs sich aufgrund von M/G-Drehmomentbegrenzungen zu sättigen beginnt.
Ein Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs beinhaltet das Erkennen einer Gaspedalbetätigung, die größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, über einen Pedalsensor. Das Verfahren beinhaltet auch das Zugreifen auf ein Drehmomentwandlermodell in Reaktion auf die Erkennung durch eine Steuereinrichtung in Kommunikationsverbindung mit dem Pedalsensor, um eine vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen, die der Gaspedalbetätigung entspricht. Das Verfahren beinhaltet auch das Ausgeben einer Brennkraftmaschinenbefehlsdrehzahl an eine Brennkraftmaschine durch die Steuereinrichtung, die gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl ist, um eine Drehmomentausgabe von der Brennkraftmaschine an einen Satz Räder zu erzeugen. Das Verfahren kann auch auf einen Verlauf von Laufraddrehzahlausgaben des Hybridfahrzeugs zugreifen, um die vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer Betätigung des Gaspedals von 50 % bis 100 % beruhen. Eine Ausrückkupplung kann in Reaktion auf die Erkennung angewiesen werden, in die Brennkraftmaschine einzurücken. Eine Ausrückkupplung kann in Reaktion darauf, dass eine Drehzahl eines M/G des Antriebs beginnt, sich aufgrund von M/G-Drehmomentbegrenzungen zu sättigen, angewiesen werden, einzurücken. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruhen, wobei Drehmoment von einem Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einem erkannten Zustand beruhen, wobei eine Laufraddrehzahl eines M/G einen Brennkraftmaschinenkniepunkt für ein konstantes Drehmoment passiert.
Ein Antrieb eines Hybridfahrzeugs beinhaltet einen Motor/Generator (M/G), eine Brennkraftmaschine, eine Ausrückkupplung, ein Getriebe, einen Endantrieb, einen Drehmomentwandler und eine Steuereinrichtung. Der M/G ist betriebsfähig an eine Gelenkwelle gekoppelt. Die Ausrückkupplung befindet sich zwischen dem M/G und der Brennkraftmaschine, um die Brennkraftmaschine selektiv mit der Gelenkwelle zu verbinden. Das Getriebe steuert eine Leistungsausgabe an einen Satz Räder. Der Endantrieb steht zum Lenken des Betriebs des Satzes Räder in Kommunikationsverbindung mit dem Getriebe. Der Drehmomentwandler beinhaltet ein Laufrad und befindet sich zwischen dem M/G und dem Getriebe. Die Steuereinrichtung ist dazu programmiert, Betätigungsanwendungen eines Gaspedals in Kommunikationsverbindung mit der Brennkraftmaschine und dem M/G zu überwachen und die Brennkraftmaschinendrehzahl auf Grundlage einer vorhergesagten Drehzahl des Laufrads, die dem entspricht, dass die Betätigungsanwendung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, auf eine vorgegebene Drehzahl zu erhöhen. Die vorgegebene Drehzahl der Brennkraftmaschine kann gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl sein. Die vorhergesagte Laufraddrehzahl kann auf Daten beruhen, auf die die Steuereinrichtung aus einem Drehmomentwandlermodell zugreift. Der vorgegebene Schwellenwert der Betätigungsanwendung des Gaspedals kann auf einer Betätigung gleich oder größer als einer Betätigung von 50 % beruhen. Der vorgegebene Schwellenwert der Betätigungsanwendung des Gaspedals kann auf einem Öffnungsgrad des Drehmomentwandlers beruhen. Die vorgegebene Drehzahl der Brennkraftmaschine kann im Wesentlichen gleich der vorhergesagten Laufraddrehzahl sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Hybridfahrzeugs veranschaulicht.
2 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Antriebs für ein Hybridfahrzeug veranschaulicht.
3 ist ein Graph, der ein Beispiel der Drehmomentausgabe in Gegenüberstellung zur Drehzahlausgabe für ein Fahrzeug zeigt.
4 ist ein Signaldiagramm, das ein Beispiel eines Algorithmus für eine Steuerstrategie für ein Hybridfahrzeug zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines anderen Algorithmus für eine Steuerstrategie für ein Hybridfahrzeug zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Vorliegend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die Fachleute hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendung der Ausführungsformen lehren soll. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen von Merkmalen in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
Bezug nehmend auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. 1 stellt repräsentative Beziehungen unter den Komponenten dar. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antrieb 12. Der Antrieb 12 beinhaltet eine Brennkraftmaschine 14, die ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (modular hybrid transmission, MHT) bezeichnet werden kann. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine wie etwa einen elektrischen Motor/Generator (M/G) 18, eine zugehörige Triebbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Automatikgetriebe 24 mit mehrstufigem Übersetzungsverhältnis. Die Brennkraftmaschine 14, der M/G 18, der Drehmomentwandler 22 und das Automatikgetriebe 16 sind nacheinander in Reihe verbunden, wie in 1 dargestellt.
Die Brennkraftmaschine 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Die Brennkraftmaschine 14 stellt allgemein eine Leistungsquelle dar, die eine Brennkraftmaschine wie etwa eine mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebene Brennkraftmaschine oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Die Brennkraftmaschine 14 erzeugt eine Brennkraftmaschinenleistung und ein entsprechendes Brennkraftmaschinendrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen der Brennkraftmaschine 14 und dem M/G 18 wenigstens teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann durch eine beliebige einer Vielzahl von Arten von elektrischen Maschinen implementiert sein. Beispielsweise kann der M/G 18 ein Dauermagnetsynchronmotor sein. Leistungselektronik bereitet Gleichstrom(DC)-Leistung, die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, gemäß den Anforderungen des M/G 18 auf, wie im Folgenden beschrieben wird. Leistungselektronik kann beispielsweise Drehstrom (AC) an den M/G 18 bereitstellen.
Wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist, kann Leistung von der Brennkraftmaschine 14 an den M/G 18 oder vom M/G 18 an die Brennkraftmaschine 14 fließen. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung 26 eingerückt sein und der M/G 18 kann als ein Generator arbeiten, um Rotationsenergie, die von einer Kurbelwelle 28 und M/G-Welle 30 bereitgestellt wird, in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umzuwandeln. Die Ausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um die Brennkraftmaschine 14 vom übrigen Antrieb 12 zu isolieren, derart, dass der M/G 18 als einzige Antriebsquelle für das HEV 10 dienen kann. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist kontinuierlich antreibbar mit der Welle 30 verbunden, während die Brennkraftmaschine 14 nur dann antreibbar mit der Welle 30 verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist.
Ein separater Anlassermotor 31 kann selektiv mit der Brennkraftmaschine 14 in Eingriff stehen, um die Brennkraftmaschine zu drehen, damit die Verbrennung beginnen kann. Sobald die Brennkraftmaschine angelassen wurde, kann der Anlassermotor 31 von der Brennkraftmaschine beispielsweise durch eine Kupplung (nicht dargestellt) zwischen dem Anlassermotor 31 und der Brennkraftmaschine 14 getrennt werden. In einer Ausführungsform wird die Brennkraftmaschine 14 vom Anlassermotor 31 angelassen, während die Ausrückkupplung 26 offen ist und die Brennkraftmaschine vom M/G 18 getrennt hält. Sobald die Brennkraftmaschine angelassen wurde und auf die Drehzahl des M/G 18 gebracht wurde, kann die Ausrückkupplung 26 die Brennkraftmaschine an den M/G koppeln, damit die Brennkraftmaschine Antriebsdrehmoment bereitstellen kann.
In einer anderen Ausführungsform ist der Anlassermotor 31 nicht vorgesehen, und stattdessen wird die Brennkraftmaschine 14 von dem M/G 18 angelassen. Dazu rückt die Ausrückkupplung 26 teilweise ein, um Drehmoment vom M/G 18 an die Brennkraftmaschine 14 zu übertragen. Der M/G 18 muss möglicherweise das Drehmoment steigern, um die Fahrerwünsche zu erfüllen und zugleich auch die Brennkraftmaschine 14 anzulassen. Die Ausrückkupplung 26 kann dann vollständig eingerückt werden, sobald die Brennkraftmaschinendrehzahl auf die Drehzahl des M/G gebracht wurde.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit der Brennkraftmaschine 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein Laufrad, das an der M/G-Welle 30 fixiert ist, und eine Turbine, die an einer Getriebeeingangswelle 32 fixiert ist. Der Drehmomentwandler 22 stellt daher eine Hydraulikkopplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Laufrad an die Turbine, wenn sich das Laufrad schneller als die Turbine dreht. Die Größe des Turbinendrehmoments und des Laufraddrehmoments hängt allgemein von der relativen Drehzahl ab.
Wenn das Verhältnis der Laufraddrehzahl zur Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Laufraddrehmoments. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann ebenfalls vorgesehen sein, die, wenn sie eingerückt ist, das Laufrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 durch Reibung oder mechanisch koppelt, was eine effizientere Leistungsübertragung zulässt. Die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann als eine Startkupplung für einen reibungslosen Fahrzeugstart betrieben werden. Alternativ oder in Kombination kann eine Startkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Getriebe 24 für Anwendungen vorgesehen sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 beinhalten. In einigen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 allgemein als vorgeschaltete Kupplung bezeichnet, und die Startkupplung 34 (die eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung sein kann) wird allgemein als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Getriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht dargestellt) beinhalten, die durch selektives Einrücken von Reibungselementen wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht dargestellt) selektiv in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen angeordnet werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder gestuften Antriebsverhältnisse herzustellen. Die Reibungselemente sind über einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Getriebe 24 wird auf Grundlage verschiedener Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuereinrichtung, etwa eine Antriebsteuereinrichtung (powertrain control unit, PCU), automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen umgeschaltet. Das Getriebe 24 stellt dann ein Antriebausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle 36 bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Getriebe 24, das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, nur ein Beispiel einer Getriebeanordnung ist; beliebige Getriebe mit mehrstufigem Übersetzungsverhältnis, die Eingangsdrehmoment(e) von einer Brennkraftmaschine und/oder einem Motor aufnehmen und dann in unterschiedlichen Verhältnissen Drehmoment an eine Ausgangswelle bereitstellen, sind zur Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Beispielsweise kann das Getriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (automated mechanical/manual transmission, AMT) implementiert sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln an einer Schaltschiene zu verlagern/zu drehen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis auszuwählen. Wie Durchschnittsfachleute allgemein verstehen werden, kann ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differenzialgetriebe 40 verbunden. Das Differenzialgetriebe 40 treibt ein Paar Räder 42 über jeweilige Achsen 44 an, die mit dem Differenzialgetriebe 40 verbunden sind. Das Differenzialgetriebe überträgt ein annähernd gleiches Drehmoment an jedes Rad 42, während es geringfügige Drehzahldifferenzen zulässt, etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Es können unterschiedliche Arten von Differenzialgetrieben oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment vom Antrieb auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise je nach dem jeweiligen Betriebsmodus oder -zustand variieren.
Der Antrieb 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuereinrichtung 50 wie etwa eine Antriebsteuereinheit (PCU). Obwohl dargestellt als eine Steuereinrichtung, kann die Steuereinrichtung 50 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Steuereinrichtungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuereinrichtung (vehicle system controller, VSC). Daher versteht es sich, dass die Antriebsteuereinheit 50 und eine oder mehrere andere Steuereinrichtungen gemeinsam als eine „Steuereinrichtung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Stellglieder in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie Starten/Anhalten, Betrieb des M/G 18 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder Aufladen der Batterie 20, Auswählen oder Planen von Getriebeschaltvorgängen usw. zu steuern. Die Steuereinrichtung 50 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentralverarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) in Kommunikationsverbindung mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten. Zu computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien gehören flüchtige und nichtflüchtige Speicherung beispielsweise in Lesezugriffspeicher (ROM), Direktzugriffspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM). KAM ist ein dauerhafter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU abgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können mithilfe beliebiger einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen implementiert sein, wie etwa PROMs (programmierbare Lesespeicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbare PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinrichtung beim Steuern der Brennkraftmaschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuereinrichtung kommuniziert mit verschiedenen Brennkraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und -stellgliedern über eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schnittstelle, die durch eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die die Aufbereitung, Verarbeitung und/oder Umwandlung verschiedener Rohdaten oder Signale, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie an die CPU geleitet werden. Wie allgemein in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 dargestellt, kann die Steuereinrichtung 50 Signale an und/oder von Brennkraftmaschine 14, Ausrückkupplung 26, M/G 18, Startkupplung 34, Getriebegehäuse 24 und Leistungselektronik 56 übermitteln. Obwohl nicht ausdrücklich dargestellt, werden Durchschnittsfachleute verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die von der Steuereinrichtung 50 in jedem der oben genannten Subsysteme gesteuert werden können. Zu repräsentativen Beispielen für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt mittels Steuerlogik, die von der Steuereinrichtung ausgeführt wird, aktiviert werden können, gehören Zeitpunkt, Rate und Dauer der Kraftstoffeinspritzung, Drosselklappenposition, Zündungszeitpunkt (für Brennkraftmaschinen mit Zündung), Ansaug-/Abgasventilzeitsteuerung und Dauer, Komponenten des Frontendzusatzantriebs (front-end accessory drive, FEAD) wie etwa ein Wechselstromgenerator, Klimaanlagenkompressor, Batterieaufladung, regenerative Bremsung, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für die Ausrückkupplung 26, die Startkupplung 34 und das Getriebegehäuse 24 und dergleichen. Sensoren, die Eingaben durch die E/A-Schnittstelle übermitteln, können verwendet werden, um beispielsweise Turbolader-Boost-Druck, Kurbelwellenposition (PIP), Brennkraftmaschinedrehzahl (RPM), Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeugdrehzahl (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Ansaugkrümmerdruck (MAP), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Drosselklappenposition (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoff (EGO) oder Konzentration oder Vorhandensein anderer Abgaskomponenten, Ansaugluftstrom (MAF), Getriebezahnräder, -übersetzungsverhältnis oder -modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebeturbinendrehzahl (TS), Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 (TCC), Abbremsungs- oder Schaltmodus (MDE) anzugeben.
Von der Steuereinrichtung 50 ausgeführte Steuerlogik oder -funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die mithilfe einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien implementiert werden können, etwa ereignisorientiert, unterbrechungsorientiert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Auf diese Weise können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Abfolge, oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen wegfallen. Obwohl nicht immer ausdrücklich dargestellt, werden Durchschnittsfachleute erkennen, dass ein oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach der jeweils verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern wird zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann primär in Software implementiert sein, die von einem Fahrzeug, einer Brennkraftmaschine und/oder einer Antriebssteuereinrichtung wie etwa der Steuereinrichtung 50 auf Mikroprozessorbasis ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in einer oder mehreren Steuereinrichtungen abhängig von der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware implementiert sein. Bei Implementierung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Subsysteme ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
Ein Gaspedal 52 wird vom Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein angefordertes Drehmoment, Leistung oder einen Antriebsbefehl bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Im Allgemeinen erzeugt das Drücken und Freigeben des Pedals 52 ein Gaspedalpositionssignal, das von der Steuereinrichtung 50 als eine Anforderung für mehr Leistung bzw. weniger Leistung interpretiert werden kann. Auf Grundlage wenigstens der Eingabe von dem Pedal weist die Steuereinrichtung 50 Drehmoment von der Brennkraftmaschine 14 und/oder dem M/G 18 an. Die Steuereinrichtung 50 steuert auch den Zeitpunkt von Schaltvorgängen im Getriebe 24 sowie das Einrücken oder Ausrücken der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 über einen Bereich von eingerückten und ausgerückten Positionen hinweg moduliert werden. Dies erzeugt zusätzlich zu dem variablen Schlupf, der von der hydrodynamischen Kopplung zwischen dem Laufrad und der Turbine erzeugt wird, einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22. Alternativ kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 je nach der jeweiligen Anwendung als verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden.
Um das Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine 14 anzutreiben, wird die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt, um wenigstens einen Teil des Brennkraftmaschinendrehmoments durch die Ausrückkupplung 26 an den M/G 18 und dann vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Getriebe 24 zu übertragen. Wenn die Brennkraftmaschine 14 allein das zum Antreiben des Fahrzeugs benötigte Drehmoment bereitstellt, kann dieser Betriebsmodus als der „Brennkraftmaschinenmodus“ oder „Nur-Brennkraftmaschine-Modus“ oder „mechanische Modus“ bezeichnet werden.
Der M/G 18 kann die Brennkraftmaschine 14 unterstützen, indem er zusätzliche Leistung zum Drehen der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“, ein „Brennkraftmaschine-Motor-Modus“ oder ein „Elektrohilfsmodus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als alleiniger Leistungsquelle zu fahren, bleibt der Leistungsfluss der gleiche, mit Ausnahme dessen, dass die Ausrückkupplung 26 die Brennkraftmaschine 14 vom übrigen Antrieb 12 isoliert. Die Verbrennung in der Brennkraftmaschine 14 kann in dieser Zeit deaktiviert oder anderweitig ausgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Die Triebbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch Drähte 54 an Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt Gleichspannung der Batterie 20 in Wechselspannung um, die vom M/G 18 verwendet wird. Die Steuereinrichtung 50 weist die Leistungselektronik 56 an, Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die an den M/G 18 bereitgestellt wird, um ein positives oder negatives Drehmoment an die Welle 30 bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „Nur-Elektromodus“, „EV(Elektrofahrzeug)-Modus“ oder „Motormodus“ bezeichnet werden.
In jedem Betriebsmodus kann der M/G 18 als Motor dienen und eine Antriebskraft für den Antrieb 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als ein Generator dienen und kinetische Energie vom Antrieb 12 in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umwandeln. Der M/G 18 kann als ein Generator dienen, während die Brennkraftmaschine 14 beispielsweise Vorschubkraft für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann auch beim regenerativen Bremsen als Generator dienen, wenn Rotationsenergie von sich drehenden Räder 42 zurück an das Getriebe 24 übertragen wird und in Energie zum Speichern in der Batterie 20 umgewandelt wird.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema nur beispielhaft ist und nicht einschränkend sein soll. Es sind andere Konfigurationen vorgesehen, die das selektive Einrücken sowohl einer Brennkraftmaschine als auch eines Motors zum Übertragen durch das Getriebe nutzen. Beispielsweise kann der M/G 18 von der Kurbelwelle 28 versetzt sein, und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebe 24 vorgesehen sein. Es sind andere Konfigurationen vorgesehen, ohne vom Schutz- und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Antriebs, der allgemein als ein Antrieb 100 bezeichnet wird. Der Antrieb 100 bezieht sich auf ein MHT eines HEV. Der Antrieb 100 kann einen Niederspannungsanlasser 104 und einen M/G 106 beinhalten. Der Niederspannungsanlasser 104 oder der M/G 106 kann das Anlassen einer Brennkraftmaschine 108 unterstützen. Eine Niederspannungsbatterie 105 kann den Niederspannungsanlasser 104 mit Leistung versorgen. Eine Ausrückkupplung 110 kann die Brennkraftmaschine 108 und den M/G 106 trennen. Ein Drehmomentwandler 114 mit einer Überbrückungskupplung (oder Startkupplung) ist zwischen dem M/G 106 und einem Getriebegehäuse 116 angeordnet. Der Drehmomentwandler 114 kann Drehmoment, das von der Brennkraftmaschine 108 oder dem M/G 106 erzeugt wird, übertragen oder vervielfachen. Eine Getriebeölpumpe 120 kann auf einer gleichen Welle wie der M/G 106 angeordnet sein, um einen Ölfluss durch das Getriebegehäuse 116 bereitzustellen, um Schmierung bereitzustellen und Hydraulikbetrieb zu unterstützen. Die Getriebeölpumpe 120 kann durch eine elektrische Hilfspumpe (in 2 nicht dargestellt) ergänzt sein. Die Ausrückkupplung 110 kann den Brennkraftmaschine 108 mit anderen Komponenten des Antriebs 100 verbinden, um das Entkoppeln und Ausschalten der Brennkraftmaschine 108 unabhängig vom Betrieb anderer Fahrzeugkomponenten zu unterstützen. Der M/G 106 kann zwischen der Brennkraftmaschine 108 und dem Drehmomentwandler 114 angeordnet sein. Der M/G 106 kann mit dem Getriebegehäuse 116 verbunden sein, das mit einem Endantrieb 124 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 114 kann eine Überbrückungskupplung zum Verriegeln eines Laufrads und einer Turbine des Drehmomentwandlers 114 beinhalten. Der Endantrieb 124 kann zum Lenken des Betriebs eines Satzes Räder 125 mit diesen verbunden sein.
Unter Fahrzeugbetriebsbedingungen werden Anforderungen eines Fahrers von einer Steuereinrichtung interpretiert, wie etwa einer Steuereinrichtung 127, und die Steuereinrichtung 127 kann den Betrieb der Komponenten des Antriebs 100 lenken. Ein Beispiel der Steuereinrichtung 127 beinhaltet eine elektronische Steuereinheit. Zu Beispielen von Fahreranforderungen können Gangwahl (PRNDL) und eine Gaspedalposition (APPS) gehören, die den Wunsch des Fahrers bezüglich des Raddrehmoments widerspiegeln. Die Eingabe des Fahrers an einem Bremspedal (BPPS) wird von einem Bremssystemsteuermodul (BSCM) interpretiert, und eine Raddrehmomentmodifikationsanforderung wird an die Steuereinrichtung 127 gesendet, um ein endgültiges Raddrehmoment einzustellen. Eine Hochspannungsbatteriesteuereinrichtung (BECM) überwacht Temperatur, Spannung, Strom und Ladezustand einer Hochspannungsbatterie 128. Die BECM bestimmte eine maximal zulässige Entladungsleistungsgrenze und eine maximal zulässige Aufladungsleistungsgrenze der Hochspannungsbatterie 128. Die Steuereinrichtung 127 kann einen Betriebspunkt des Antriebs 100 zum Beibehalten eines vorgegebenen Batterieladezustands bestimmen, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und Fahrzeugleistung gemäß den Anforderungen des Fahrers bereitzustellen. Ein Drehmomentsteuerungs(torque control, TC)-Merkmal der Steuereinrichtung 127 bestimmt eine Drehmomentaufteilung zwischen der Brennkraftmaschine 108 und dem M/G 106.
Die Brennkraftmaschine 108 kann mithilfe der Brennkraftmaschinenausrückkupplung 110 angelassen werden. Alternativ kann ein zusätzlicher Anlasser oder riemenmontierter Anlasser/Wechselstromgenerator (BISG) zum Anlassen der Brennkraftmaschine 108 verwendet werden. Wenn die Brennkraftmaschine 108 angelassen wird, während der EV-Antrieb die Ausrückkupplung 110 verwendet, kann der M/G 106 Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs zuführen und die Brennkraftmaschine 108 des Fahrzeugs anlassen. Zusätzliches Drehmoment zum Anlassen der Brennkraftmaschine 108 wird vorgegeben, um ein Eingangsdrehmoment an das Getriebegehäuse 116 zu vermeiden, das in Form eines Drehmomentlochs oder Drehmomentstoßes von der Anforderung des Fahrers abweicht. Eine genaue Schätzung des Drehmoments durch die Ausrückkupplung 110 unterstützt das Erlangen des vorgegebenen zusätzlichen Drehmoments.
Die Verwendung einer alternativen Anlassvorrichtung wie etwa des BISG stellt einen Betrieb bereit, der Anlassvorgänge der Brennkraftmaschine 108 von den übrigen Fahrzeugkomponenten des Antriebs 100 isoliert. Allerdings kann es trotzdem wünschenswert sein, die Brennkraftmaschine 108 rasch anzulassen und die Drehmomentstörung des Getriebegehäuses 116 während der Verriegelung der Ausrückkupplung 110 zu minimieren. Bei Anlassvorgängen mit starker Gaspedalbetätigung kann es wünschenswert sein, die Brennkraftmaschine 108 schnell zu verbinden und das vom Fahrer angeforderte Drehmoment bereitzustellen. Auch kann es wünschenswert sein, ein kontinuierliches Drehmoment vom M/G 106 an die Gelenkwelle bereitzustellen, bis die Brennkraftmaschine 108 verbunden ist und das angeforderte Drehmoment bereitstellen kann.
Eine starke Gaspedalbetätigung bewirkt ein Öffnen des Drehmomentwandlers 114, falls dieser zuvor geschlossen war. Mit geöffnetem Drehmomentwandler 114 bewirkt ein hohes durch den Fahrer vom M/G 106 angefordertes Drehmoment eine erhöhte Drehung des Laufrads, um das angeforderte Raddrehmoment zu erzeugen. Das Drehmoment, das durch den Drehmomentwandler 114 übertragen wird, ist proportional zur Drehzahl des Laufrads. Aufgrund der geringen Trägheit des M/G 106 und des Laufrads kann jedoch die hohe Anforderung an Drehmoment des M/G 106 aufgrund der Anforderung des Fahrers einen raschen Anstieg der Laufraddrehzahl bewirken. Ein Anstieg der Laufraddrehzahl führt schließlich zu einer Reduzierung des am M/G 106 verfügbaren Drehmoments, was wiederum eine Drehzahl des M/G 106 die Brennkraftmaschinendrehzahl sättigen kann.
3 zeigt ein Beispiel eines Graphen der Gegenüberstellung von Drehmoment und Drehzahl für eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs. Das Laufrad des M/G 106 übersteigt in seiner Drehzahl einen Brennkraftmaschinenkniepunkt 140 für ein konstantes Drehmoment 142. In diesem Szenario fällt das Drehmoment des M/G 106 mit zunehmender Laufraddrehzahl des M/G 106 während des Betriebs bei einer konstanten Leistung 146 ab. Das Erhöhen der Drehzahl des Laufrads des M/G 106 bewirkt eine Reduzierung des verfügbaren Drehmoments des M/G 106 von der Hochspannungsbatterie 128. Verfügbares Drehmoment des M/G 106 von der Hochspannungsbatterie 128 kann als Batterieleistung geteilt durch die Brennkraftmaschinendrehzahl definiert sein. Das Erhöhen der Brennkraftmaschinendrehzahl bewirkt größere elektrische Verlust im M/G 106, und eine Menge an verfügbarer mechanischer Leistung reduziert sich durch Konstantleistungsbegrenzungen der Hochspannungsbatterie 128:
Wenn das verfügbare Drehmoment des M/G 106 abzunehmen beginnt, beginnt sich die Laufraddrehzahl des M/G 106 zu sättigen. Da das Drehmoment, das durch den Drehmomentwandler 114 übertragen wird, proportional zur Drehzahl des Laufrads ist, beginnt sich das Drehmoment an die Räder 125 zu sättigen. Auf diese Weise kann kein zusätzliches Drehmoment an die Räder 125 bereitgestellt werden, bis die Brennkraftmaschine 108 angelassen und mit der Gelenkwelle verbunden wurde.
4 zeigt ein Beispiel eines Algorithmus für eine Steuerstrategie zum raschen Anlassen einer Brennkraftmaschine und Bereitstellen von kontinuierlichem Drehmoment an Räder während eines Ereignisses mit starker Gaspedalbetätigung, der hier allgemein als Algorithmus 200 bezeichnet wird. Der Fahrzeugkomponentenbetrieb ist in 4 dargestellt und kann von einer Steuereinrichtung in Kommunikationsverbindung mit den Fahrzeugkomponenten gelenkt werden. Beispielsweise betrifft Betriebsvorgang 206 eine Fahrereingabe an ein Gaspedal, Betriebsvorgang 208 betrifft einen Status einer Anfrage für einen Brennkraftmaschine-Pull-up/Pull-down (EPUD), Betriebsvorgang 210 betrifft einen Status eines Anlassers/ISG, Betriebsvorgang 212 betrifft einen Modus eines Motors, Betriebsvorgang 214 betrifft einen Brennkraftmaschinenmodus, Betriebsvorgang 216 betrifft einen Ausrückkupplungsbefehl, Betriebsvorgang 218 betrifft einen Ausrückkupplungsstatus und Betriebsvorgang 220 betrifft einen Ausrückkupplungsdruck.
M/G- und Brennkraftmaschinenausgangsbefehle können dem Auftreten der Betriebsvorgänge 206 bis 222 entsprechen. Beispielsweise betreffen die Schemata 228 Ausgangsdrehmomentbefehle des M/G und der Brennkraftmaschine. Die Schemata 230 betreffen Eingangsdrehmomentbefehle des M/G und der Brennkraftmaschine. Das Schema 232 betrifft Drehzahlbefehle des M/G und der Brennkraftmaschine. Im Schema 228 sind ein maximales Motordrehmoment 240, ein minimales Motordrehmoment 242, ein Brennkraftmaschinedrehmoment 244, ein M/G-Drehmoment 246 und ein Fahreranforderungseingangsdrehmoment 248 dargestellt. In den Schemata 230 sind ein Fahreranforderungseingabedrehmoment 248 und ein Nettoeingangsdrehmoment 252 dargestellt. In den Schemata 232 sind eine M/G-Drehzahl 256 und eine Brennkraftmaschinendrehzahl 258 dargestellt.
Position 238 stellt ein Anlassen der Brennkraftmaschine über einen Anlasser/ISG dar. Alternativ kann eine Ausrückkupplung zum Anlassen der Brennkraftmaschine verwendet werden. An Position 238 ist eine starke Betätigung des Gaspedals in Betriebsvorgang 206 gezeigt. Diese starke Betätigung kann als eine Betätigung oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts betrachtet werden. Der vorgegebene Schwellenwert kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder basieren, die einer Gaspedalbetätigung von 50 % bis 100 % entspricht. Ein weiteres Beispiel des vorgegebenen Schwellenwerts kann auf einer Drehzahl des M/G basieren, wobei der Antrieb sich aufgrund der M/G-Drehmomentbegrenzungen zu sättigen beginnt. Noch ein weiteres Beispiel des vorgegebenen Schwellenwerts kann auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruhen, wobei Drehmoment vom Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt.
Weiterhin Bezug nehmend auf Position 238 ist die EPUD-Anforderung in Betriebsvorgang 208 als „ein“ gezeigt. Der M/G ist in 212 als im Drehmomentsteuermodus befindlich gezeigt und die Brennkraftmaschine ist in Betriebsvorgang 214 als im Anlassmodus befindlich gezeigt. Die Steuereinrichtung kann einen Befehl an die Ausrückkupplung senden, sich auf das Einrücken vorzubereiten, wie in Betriebsvorgang 216 gezeigt. Ein entsprechender Einrückstatus der Ausrückkupplung ist in Betriebsvorgang 218 gezeigt und ein entsprechender Ausrückkupplungsdruck ist in Betriebsvorgang 220 gezeigt.
Wie oben erwähnt, sind in den Schemata 228, 230 und 232 von der Steuereinrichtung gelenkte Ausgabebefehle gezeigt. An Position 238 zeigen die Schemata 228 das Brennkraftmaschinendrehmoment 244 aufgrund der zum Anlassen der Brennkraftmaschine benötigten Menge an Drehmoment als negativ. Das Fahreranforderungseingangsdrehmoment 248 reflektiert eine starke Betätigung des Gaspedals. Das M/G-Drehmoment 246 nach dem Brennkraftmaschinenstart ist als ansteigend gezeigt. Die Schemata 230 zeigen das Nettoeingangsdrehmoment 252 auf Grundlage des Brennkraftmaschinendrehmoments 244 und des M/G-Drehmoments 246. Die grafischen Darstellungen 232 zeigen Befehle an den M/G und einen Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl in Reaktion auf das starke Betätigen des Gaspedals.
Position 264 reflektiert eine Zwischenposition zwischen der Position 238 und der Position 268. Ein Beispiel eines Zeitintervalls zwischen Position 238 und Position 268 beträgt etwa ½ Sekunde. Position 268 reflektiert die Ausrückkupplung, die in die Brennkraftmaschine einrückt, um mit dem M/G zusammenzuwirken. Wie in den Schemata 228 gezeigt, steigt nach Position 268 das Brennkraftmaschinendrehmoment 244 an und das M/G-Drehmoment 246 nimmt ab. Wie in den Schemata 232 gezeigt, stellt der Befehl zum Erhöhen der Brennkraftmaschinendrehzahl 258 die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine höhere oder im Wesentlichen gleiche Drehzahl wie die des M/G ein. Die Brennkraftmaschinendrehzahl 258 kann auf einer Laufraddrehzahl eines Drehmomentwandlers beruhen, die eine benötigte Laufraddrehzahl zum Erreichen einer gewünschten Drehmomentausgabe reflektiert. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung auf ein Drehmomentwandlermodell zugreifen, um eine Laufraddrehzahl zu erlangen, die das Fahreranforderungseingangsdrehmoment 248 reflektiert. Die Steuereinrichtung kann dann die Brennkraftmaschine anweisen, bei einer Drehzahl zu arbeiten, die gleich oder größer als die Laufraddrehzahl ist. Dadurch wird zusätzliches Drehmoment von der Brennkraftmaschine genutzt, um das Fahreranforderungseingangsdrehmoment 248 der starken Gaspedalbetätigung unter dem Aspekt einer Drehmomentausgabe zu erfüllen. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung verwendet werden, um die Motor- und Fahrzeugdrehzahl in Richtung Brennkraftmaschinendrehzahl zu ziehen und so effektiv Drehmoment an die Gelenkwelle jenseits der Motorsättigung zu ergänzen.
5 zeigt ein Beispiel eines Algorithmus für eine Steuerstrategie zum Anlassen einer Brennkraftmaschine und Bereitstellen von kontinuierlichem Drehmoment an Räder während eines Ereignisses mit starker Gaspedalbetätigung, der hier allgemein als Algorithmus 300 bezeichnet wird. In Betriebsvorgang 302 kann eine Steuereinrichtung auf Grundlage einer Fahrereingabe eine Brennkraftmaschine anweisen, zu starten. Beispielsweise kann ein Anlasser/BISG einen Anlassbefehl ausgeben oder die Brennkraftmaschine kann mithilfe der Ausrückkupplung angelassen werden. In Betriebsvorgang 308 kann ein Sensor eine Gaspedalbetätigung messen und die Messung an die Steuereinrichtung übertragen. Die Gaspedalbetätigung kann einer Größe eines Raddrehmoments entsprechen, das von einem Fahrer angefordert wird. Falls die Gaspedalbetätigung unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, kann der Algorithmus 300 zum Start zurückkehren und die Überwachung der Gaspedalbetätigung fortsetzen. Falls die Gaspedalbetätigung über dem vorgegebenen Schwellenwert ist, kann eine Steuereinrichtung in Betriebsvorgang 312 auf Laufraddrehzahldaten eines Drehmomentwandlermodells auf Grundlage der Gaspedalbetätigung zugreifen, um eine vorhergesagte Laufraddrehzahl des Drehmomentwandlers zu erhalten.
Der Zugriff auf die Laufraddrehzahldaten kann über einen Verlauf von Laufraddrehzahlausgaben erfolgen, die vorherigen Gaspedalbetätigungsanwendungen des Fahrzeugs entsprechen. Vom Fahrer angefordertes Drehmoment kann in das Drehmomentwandlermodell eingegeben werden, um eine entsprechende Laufraddrehzahl zu erlangen, um die vorhergesagte Laufraddrehzahl zu identifizieren. Ein Beispiel des vorgegebenen Schwellenwerts beinhaltet eine vom Fahrer angeforderte Drehmomentausgabe der Räder, wobei Drehmoment vom Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt. Ein weiteres Beispiel des vorgegebenen Schwellenwerts beinhaltet eine Gaspedalbetätigung von 50 % bis 100 %. In Betriebsvorgang 318 kann die Steuereinrichtung die Brennkraftmaschine anweisen, auf Grundlage der vorhergesagten Laufraddrehzahl bei einer Brennkraftmaschinenbefehlsdrehzahl zu arbeiten. Die Brennkraftmaschinenbefehlsdrehzahl kann beispielsweise gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl sein. Das Betreiben der Brennkraftmaschine bei der Brennkraftmaschinenbefehlsdrehzahl kann eine Sättigung des an die Räder verteilten Drehmoments verhindern.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an eine Verarbeitungsvorrichtung, Steuereinrichtung oder einen Computer, der eine beliebige existierende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit einschließen kann, bereitstellbar oder von diesen implementierbar sein. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die von einer Steuereinrichtung oder einem Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert sein, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie etwa ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die in veränderbarer Weise auf beschreibbaren Medien wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem durch Software ausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mittels geeigneter Hardwarekomponenten verkörpert sein, etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuereinrichtungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen von den Ansprüchen eingeschlossenen Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutz- und Geltungsbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt wurden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als im Hinblick auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt hätten beschrieben werden können, werden Fachleute erkennen, dass in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Systems insgesamt zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Zu diesen Attributen können gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktgängigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Soweit also Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Schutz- und Geltungsbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines Hybridfahrzeugs, umfassend: Erkennen einer Gaspedalbetätigung, die stärker als ein vorgegebener Schwellenwert ist, über einen Pedalsensor; in Reaktion auf die Erkennung, Zugreifen auf ein Drehmomentwandlermodell durch eine Steuereinrichtung in Kommunikationsverbindung mit dem Pedalsensor, um eine vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen, die der Gaspedalbetätigung entspricht; und Ausgeben einer Brennkraftmaschinenbefehlsdrehzahl an eine Brennkraftmaschine durch die Steuereinrichtung, die gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl ist, um eine Drehmomentausgabe von der Brennkraftmaschine an einen Satz Räder zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Zugreifen auf einen Verlauf von Laufraddrehzahlausgaben des Hybridfahrzeugs, um die vorhergesagte Laufraddrehzahl zu erlangen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Schwellenwert auf einer Betätigung des Gaspedals von 50 % bis 100 % beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Anweisen einer Ausrückkupplung, in Reaktion auf die Erkennung in die Brennkraftmaschine einzurücken.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einrücken einer Ausrückkupplung in Reaktion darauf, dass eine Drehzahl eines M/G des Antriebs sich aufgrund von M/G-Drehmomentbegrenzungen zu sättigen beginnt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Schwellenwert auf einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe der Räder beruht, wobei Drehmoment von einem Drehmomentwandler an die Räder zu Sättigung führt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Schwellenwert auf einem erkannten Zustand beruht, wobei eine Laufraddrehzahl eines M/G einen Brennkraftmaschinenkniepunkt für ein konstantes Drehmoment passiert.
Antrieb eines Hybridfahrzeugs, umfassend: einen Motor/Generator (M/G), der betriebsfähig an eine Gelenkwelle gekoppelt ist; eine Brennkraftmaschine; eine Ausrückkupplung zwischen dem M/G und der Brennkraftmaschine, um die Brennkraftmaschine selektiv mit der Gelenkwelle zu verbinden; ein Getriebe zum Steuern einer Leistungsausgabe an einen Satz Räder; einen Endantrieb in Kommunikationsverbindung mit dem Getriebe zum Lenken des Betriebs des Satzes Räder; einen Drehmomentwandler mit einem Laufrad, der sich zwischen dem M/G und dem Getriebe befindet; und eine Steuereinrichtung, die dazu programmiert ist, Betätigungsanwendungen eines Gaspedals in Kommunikationsverbindung mit der Brennkraftmaschine und dem M/G zu überwachen und die Brennkraftmaschinendrehzahl auf Grundlage einer vorhergesagten Drehzahl des Laufrads, die dem entspricht, dass die Betätigungsanwendung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, auf eine vorgegebene Drehzahl zu erhöhen.
Antrieb nach Anspruch 8, wobei die vorgegebene Drehzahl der Brennkraftmaschine gleich oder größer als die vorhergesagte Laufraddrehzahl ist.
Antrieb nach Anspruch 9, wobei die vorhergesagte Laufraddrehzahl auf Daten beruht, auf die die Steuereinrichtung aus einem Drehmomentwandlermodell zugreift.