DE102017110410A1

DE102017110410A1 - Hybridfahrzeug-betriebsstrategie während des motorsteuerbarkeitsverlustes

Info

Publication number: DE102017110410A1
Application number: DE102017110410.0A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Andrew Butcher; Walter Joseph Ortmann; Francis Thomas Connolly
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2017-11-23
Also published as: CN107444397B; US20170334427A1; CN107444397A; US10112596B2

Abstract

Ein Fahrzeug weist einen Hybrid-Antriebsstrang auf. Der Hybrid-Antriebsstrang weist eine Maschine und eine Elektromaschine auf. Als Reaktion auf einen Steuerbarkeitsverlust der Elektromaschine ist eine Steuerung programmiert, um den Antriebsstrang in einem eingeschränkten Betriebsmodus zu betreiben. In dem eingeschränkten Betriebsmodus wird der Antriebsstrang derart gesteuert, dass eine Drehzahl der Maschine innerhalb eines Drehzahlbereichs liegt, sodass die Elektromaschine einen Strom zum Aufladen einer Traktionsbatterie erzeugt. Als Reaktion auf einen Kommunikationsverlust mit einem Wechselrichter, der die Elektromaschine steuert, wird der Antriebsstrang gesteuert, sodass die Drehzahl der Maschine innerhalb des Drehzahlbereichs liegt, und der Strom, der zur Traktionsbatterie fließt, überwacht wird. Wenn der Stromfluss oberhalb eines Schwellenwerts liegt, wird der eingeschränkte Betriebsmodus eingegeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft allgemein eine Hybridfahrzeug-Betriebsstrategie während eines Steuerbarkeitsverlustes einer elektrischen Antriebseinheit.
STAND DER TECHNIK
Ein Hybridfahrzeug weist typischerweise eine Maschine und einen oder mehrere Elektromaschinen auf, die den Antrieb für das Fahrzeug bereitstellen. Zusätzlich werden die Elektromaschinen zum Aufladen einer Traktionsbatterie verwendet. Unter diversen Bedingungen werden die Elektromaschinen betriebsunfähig. Eine typische Reaktion auf solche Bedingungen ist das Verhindern des Betriebs des Hybridfahrzeugs.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug weist eine Maschine und eine Elektromaschine auf, die mit einem Getriebe gekoppelt sind. Das Fahrzeug weist auch eine Steuerung auf, die, für einen Zeitraum, der von einem Ladezustand einer Traktionsbatterie definiert wird, der geringer als ein Schwellenwert in Gegenwart eines Steuerbarkeitsverlustes der Elektromaschine ist, zum Betreiben der Maschine und des Getriebes programmiert ist, damit Strom von der Elektromaschine zur Traktionsbatterie fließt.
Ein Hybrid-Antriebsstrang weist eine programmierte Steuerung auf. Der Hybrid-Antriebsstrang beinhaltet auch, als Reaktion auf einen Kommunikationsverlust mit einem Wechselrichter, der eine Elektromaschine zum Antrieb steuert, das Einstellen einer Maschinendrehzahl, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu fallen. Der Hybrid-Antriebsstrang beinhaltet auch, als Reaktion auf einen Strom, der in eine Traktionsbatterie fließt und einen Schwellenwert überschreitet, das Übergehen des Hybrid-Antriebsstrangs in einen eingeschränkten Betriebsmodus zum Halten eines Ladezustandes der Traktionsbatterie über einen vorbestimmten Wert.
Ein Verfahren beinhaltet das Verändern, durch eine Steuerung, einer Maschinendrehzahl und eines Getriebegangs während eines Fahrzyklus als Reaktion auf das Erkennen eines Steuerbarkeitsverlustes einer Elektromaschine und eines Ladezustandes einer Traktionsbatterie, der geringer als ein vorbestimmten Schwellenwert ist, sodass die Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, um die Elektromaschine zu drehen, damit Strom zur Traktionsbatterie fließt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaubild eines Fahrzeugs mit einem Hybrid-Antriebsstrang.
2 zeigt eine mögliche Konfiguration für Leistungselektronik in einem Hybrid-Antriebsstrang.
3 ist ein Flussschema einer möglichen Betriebssequenz für ein Fahrzeug-Antriebsstrangsystem.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin 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 unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind in der vorliegenden Schrift offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der Ausführungsformen zu lehren. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die in Bezug auf jede beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombiniert werden, um Ausführungsformen hervorzubringen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale liefern repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Es könnten jedoch diverse Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Mit Bezug auf 1 ist ein schematisches Schaubild eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. 1 zeigt repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 110 weist einen Antriebsstrang 112 auf. Der Antriebsstrang 112 weist eine Maschine 114 auf, die ein Getriebe 116 antreibt, das auch als ein modulares Hybridgetriebe (MHT) bezeichnet werden kann. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, weist das Getriebe 116 eine Elektromaschine auf, wie einen Elektromotor/Generator (M/G) 118, eine zugehörige Traktionsbatterie 120, einen Drehmomentwandler 122 und ein Mehrschrittübersetzungs-Automatikgetriebe oder Getriebe 124.
Die Maschine 114 und der M/G 118 sind beides Antriebsquellen für das HEV 110. Die Maschine 114 repräsentiert im Allgemeinen eine Leistungsquelle, die eine Brennkraftmaschine wie eine Benzin-, Diesel- oder Erdgas-Maschine oder eine Kraftstoffzelle aufweist. Die Maschine 114 erzeugt eine Maschinenleistung und ein zugehöriges Maschinendrehmoment, das dem M/G 118 zugeführt wird, wenn eine Trennkupplung 126 zwischen der Maschine 114 und dem M/G 118 mindestens teilweise eingerückt ist. Der M/G 118 kann durch jede beliebige von mehreren Typen von Elektromaschinen implementiert werden. Zum Beispiel kann der M/G 118 ein Dauermagnet-Synchronmotor sein. Die Leistungselektronik 156 konditioniert die Gleichstromleistung (DC), die von der Traktionsbatterie 120 bereitgestellt wird, für die Anforderungen des M/G 118, wie unten beschrieben. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik Dreiphasen-Wechselstrom (AC) an den M/G 118 bereitstellen.
Wenn die Trennkupplung 126 mindestens teilweise eingerückt ist, ist der Leistungsfluss von der Maschine 114 zum M/G 118 oder vom M/G 118 zur Maschine 114 möglich. Zum Beispiel kann die Trennkupplung 126 eingerückt sein und der M/G 118 kann als Generator zum Umwandeln der Drehenergie, die durch eine Kurbelwelle 128 und M/G-Welle 130 bereitgestellt wird, in elektrisches Energie betrieben werden, die in der Traktionsbatterie 120 gespeichert wird. Die Trennkupplung 126 kann auch ausgerückt werden, um die Maschine 114 vom restlichen Antriebsstrang 112 zu isolieren, sodass der M/G 118 als alleinige Antriebsquelle für das HEV 110 dienen kann. Die Welle 130 erstreckt sich durch den M/G 118. Der M/G 118 ist durchgehend antreibbar mit der Welle 130 verbunden, während die Maschine 114 nur antreibbar mit der Welle 130 verbunden ist, wenn die Trennkupplung 126 teilweise eingerückt ist.
Der M/G 118 ist mit dem Drehmomentwandler 122 über die Welle 130 verbunden. Der Drehmomentwandler 122 ist daher mit der Maschine 114 verbunden, wenn die Trennkupplung 126 teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 122 weist ein Laufrad auf, das an der M/G-Welle 130 befestigt ist, und eine Turbine, die an einer Getriebeeingangswelle 132 befestigt ist. Der Drehmomentwandler 122 stellt somit eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 130 und der Getriebe-Eingangswelle 132 bereit. Der Drehmomentwandler 122 überträgt die Leistung vom Laufrad auf die Turbine, wenn sich das Laufrad schneller als die Turbine dreht. Die Größe des Turbinenmoments und des Laufradmoments hängen allgemein von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis von Laufraddrehzahl und Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinenmoment ein Vielfaches vom Laufradmoment. Eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 kann ebenfalls bereitgestellt werden, die nach Einrücken das Laufrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 122 reibschlüssig oder mechanisch koppelt, wodurch ein wirksamerer Leistungstransfer ermöglicht wird. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 kann als eine Startkupplung zum Bereitstellen eines sanften Fahrzeugstarts betrieben werden. Alternativ oder in Kombination kann eine Startkupplung ähnlich der Trennkupplung 126 zwischen dem M/G 118 und dem Getriebe 124 für Anwendungen bereitgestellt werden, die keinen Drehmomentwandler 122 oder keine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 aufweisen. In einigen Anwendungen wird die Trennkupplung 126 allgemein als vorgeschaltete Kupplung bezeichnet und die Startkupplung 134 (welche eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung sein kann) wird allgemein als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Getriebe 124 kann Übersetzungssätze (nicht dargestellt) aufweisen, die selektiv mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen durch selektives Einrücken von Reibelementen wie Kupplungen und Bremsen (nicht dargestellt) zum Herstellen der gewünschten vielfachen diskreten oder Schrittantriebsverhältnisse angeordnet werden können. Das Getriebe 124 kann eine vorbestimmte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen bereitstellen, die von einem niedrigen Gang (z. B. erstem Gang) bis zu einem höchsten Gang (z. B. n-ten Gang) reichen können. Ein Hochschalten des Getriebes 124 ist ein Übergang in einen höheren Gang. Ein Herunterschalten des Getriebes 124 ist ein Übergang in einen niedrigeren Gang. Die Reibelemente können durch einen Schaltplan gesteuert werden, der gewisse Elemente der Übersetzungssätze zum Steuern des Verhältnisses zwischen einer Getriebeausgangswelle 136 und der Getriebeeingangswelle 132 ein- und ausschaltet. Das Getriebe 124 wird basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, z. B. eine Antriebsstrang-Steuereinheit (PCU) 150, automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen geschaltet. Das Getriebe 124 stellt dann das Antriebsstrang-Ausgangsmoment der Ausgangswelle 136 bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Getriebe 124, das mit einem Drehmomentwandler 122 verwendet wird, nur ein Beispiel eines Getriebes oder einer Getriebeanordnung ist; jedes mehrgängige Getriebe, das Eingangsdrehmoment(e) von einer Maschine und/oder einem Motor annimmt und dann Drehmoment an eine Ausgangswelle in den unterschiedlichen Gängen bereitstellt, ist für die Verwendung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geeignet. Zum Beispiel kann das Getriebe 124 durch ein automatisches mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT) implementiert werden, das einen oder mehrere Servomotoren zum Übersetzen/Drehen von Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zum Auswählen eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses aufweist. Ein Durchschnittsfachmann wird allgemein verstehen, dass ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden kann.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 dargestellt, ist die Ausgangswelle 136 mit einem Differentialgetriebe 140 verbunden. Das Differentialgetriebe 140 treibt ein Paar Räder 142 über zugehörige Achsen 144 an, die mit dem Differentialgetriebe 140 verbunden sind. Das Differentialgetriebe 140 überträgt etwa das gleiche Drehmoment an jedes Rad 142 und lässt gleichzeitig leichte Drehzahlunterschiede zu, wie z. B., wenn das Fahrzeug abbiegt. Unterschiedliche Typen von Differentialgetrieben oder ähnlichen Vorrichtungen können zum Verteilen von Drehmoment vom Antriebsstrang auf eines oder mehrere Räder verwendet werden. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung zum Beispiel je nach dem bestimmten Betriebsmodus oder -bedingung variieren.
Der Antriebsstrang 112 weist ferner eine zugehörige Antriebsstrang-Steuereinheit (PCU) 150 auf. Obschon als eine Steuerung dargestellt, kann die PCU 150 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch diverse andere Steuerungen innerhalb des Fahrzeugs 110 gesteuert werden, wie z. B. durch eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC). Es versteht sich daher, dass die Antriebsstrang-Steuereinheit 150 und die eine oder mehreren anderen Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktuatoren als Reaktion auf Signale von diversen Sensoren zum Steuern von Funktionen steuert, wie z. B. Start/Stopp der Maschine 114, Betrieb des M/G 118 zum Bereitstellen eines Radmoments oder Laden der Traktionsbatterie 120, Auswählen oder Planen von Übersetzungsgetriebeschaltungen usw. Die Steuerung 150 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) aufweisen, die mit verschiedenen Typen von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien kommunizieren. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können beispielsweise flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher in Nurlesespeicher (ROM), wahlfreiem Zugriffsspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM) einschließen. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung jeder beliebigen Anzahl bekannter Speichervorrichtungen implementiert werden, wie z. B. PROM (programmierbare Nurlese-Speicher), EPROM (elektrischer PROM), EEPROM (elektrischer löschbarer PROM), Flashspeicher oder jeder andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinations-Speichervorrichtungen, die Daten speichern können, wobei einige davon für ausführbare Anweisungen stehen, die von der Steuerung zum Steuern der Maschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung 150 kommuniziert mit verschiedenen Maschinen-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (E/A), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können einer oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmwarechips zum Konditionieren und Verarbeiten bestimmter Signale vor Zuführen zur CPU verwendet werden. Wie allgemein in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 dargestellt, kann die PCU 150 Signale zu und/oder von der Maschine 114, Trennkupplung 126, M/G 118, Startkupplung 134, Übersetzungsgetriebe 124 und Leistungselektronik 156 kommunizieren. Obschon nicht eigens dargestellt, wird ein Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die von der PCU 150 innerhalb jedes der oben identifizierten Teilsysteme gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele von Parametern, Systemen und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung der Steuerlogik, die von der Steuerung ausgeführt wird, betätigt werden können, schließen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, -rate und -dauer, Drosselklappenposition, Zündkerzen-Zündungszeitpunkt (bei Ottomotoren), Einlass-/Auslassventilzeitsteuerung und -dauer, Frontend-Nebenaggregatantrieb(FEAD)-Komponenten, wie z. B. Lichtmaschine, Klimaanlagenkompressor, Batterieladung, regeneratives Bremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für die Trennkupplung 126, Startkupplung 134 und Getriebe 124 und dergleichen ein. Sensoren, welche die Eingabe über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können zum Beispiel zur Anzeige von Turbolader-Ladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Maschinendrehzahl (min^–1 oder U/min), Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Einlassverteilerdruck (MAP), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Drosselklappenposition (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoff (EGO) oder andere Abgaskomponentenkonzentration oder -vorkommen, Einlassluftfluss (MAF), Getriebegang, -verhältnis oder -modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebeturbinendrehzahl (TS), Zustand der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 (TCC), Abbrems- oder Schaltmodus (MDE) verwendet werden.
Die Steuerlogik oder -funktionen, die von der PCU 150 durchgeführt werden, können durch Flussschemata oder ähnliche Schaubilder in einer oder mehreren Figuren dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Prozessstrategien implementiert werden können, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl dies nicht immer explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten jeweiligen Prozessstrategie wiederholt durchgeführt werden können. Gleichfalls ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise zum Erreichen der Merkmale und Vorteile erforderlich, sondern sie wird zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann zunächst als Software implementiert werden, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Maschinen- und/oder Antriebsstrang-Steuerung, wie z. B. die PCU 150, ausgeführt werden kann. Selbstverständlich kann die Steuerlogik je nach der bestimmten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen implementiert werden. Wenn in Software implementiert, kann die Steuerlogik in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt werden, die Daten speichern, die für Code oder Anweisungen stehen, die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Untersysteme ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen einschließen, welche die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung zum Halten von ausführbaren Anweisungen und zugehöriger Kalibrierinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen benutzen.
Ein Gaspedal 152 wird von dem Fahrer des Fahrzeugs zum Bereitstellen eines angeforderten Drehmoment-, Leistungs- oder Antriebsbefehl zum Vorantreiben des Fahrzeugs 110 verwendet. Allgemein erzeugt das Betätigen und Freigeben des Gaspedals 152 ein Gaspedal-Positionssignal, das von der Steuerung 150 als ein Bedarf erhöhter Leistung bzw. verringerter Leistung ausgelegt werden kann. Basierend mindestens auf dem Eingang vom Pedal, weist die Steuerung 150 Drehmoment von der Maschine 114 und/oder dem M/G 118 an. Die Steuerung 150 steuert auch den Zeitpunkt der Gangschaltungen innerhalb des Getriebes 124, sowie das Einrücken oder Ausrücken der Trennkupplung 126 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134. Wie die Trennkupplung 126 kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 über einen Bereich zwischen der eingerückten und ausgerückten Position moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 122 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Laufrad und der Turbine erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 je nach der besonderen Anwendung als verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden,.
Zum Antreiben des Fahrzeugs 110 mit der Maschine 114 wird die Trennkupplung 126 mindestens teilweise zum Übertragen mindestens eines Anteils des Maschinenmoments durch die Trennkupplung 126 zum M/G 118 eingerückt und dann vom M/G 118 durch den Drehmomentwandler 122 und das Getriebe 124. Der M/G 118 kann die Maschine 114 durch Bereitstellen zusätzlicher Leistung zum Wenden der Welle 130 unterstützen. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“ oder „elektrischer Hilfsmodus“ bezeichnet werden.
Zum Antreiben des Fahrzeugs 110 mit dem M/G 118 als alleinige Leistungsquelle bleibt der Leistungsfluss gleich, außer dass die Trennkupplung 126 die Maschine 114 vom restlichen Antriebsstrang 112 isoliert. Die Verbrennung in der Maschine 114 kann während dieser Zeit zum Sparen von Kraftstoff deaktiviert oder anders AUS sein. Die Traktionsbatterie 120 übermittelt gespeicherte elektrische Energie durch einen Hochspannungs(HV)-Bus 154 zur Leistungselektronik 156, die z. B. einen Wechselrichter einschließt. Der Hochspannungsbus 154 weist Drähte und Leiter zum Leiten von Strom zwischen den Modulen auf und kann einen positiven Leiter und einen negativen oder Rückführleiter aufweisen. Die Leistungselektronik 156 wandelt DC-Spannung von der Traktionsbatterie 120 in AC-Spannung um, die von dem M/G 118 verwendet wird. Die PCU 150 weist die Leistungselektronik 156 an, die Spannung von der Traktionsbatterie 120 in eine AC-Spannung umzuwandeln, die dem M/G 118 bereitgestellt wird, um der Welle 130 positives und negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „rein elektrischer“ Betriebsmodus bezeichnet werden.
In jedem Betriebsmodus kann der M/G 118 als Motor arbeiten und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 112 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 118 als Generator arbeiten und kinetische Energie vom Antriebsstrang 112 in elektrische Energie umwandeln, die in der Traktionsbatterie 120 gespeichert wird. Der M/G 118 kann als Generator arbeiten, während die Maschine 114 z. B. die Antriebsleistung für das Fahrzeug 110 bereitstellt. Der M/G 118 kann zusätzlich zu Zeiten des regenerativen Bremsens als Generator dienen, wobei die Drehenergie aus den sich drehenden Rädern 142 zurück durch das Getriebe 124 übertragen wird und in elektrische Energie zum Speichern in der Traktionsbatterie 120 umgewandelt wird.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema rein beispielhaft ist und keine Einschränkung bezweckt. Andere Konfigurationen werden berücksichtigt, die das selektive Einrücken sowohl einer Maschine als auch eines Motors zum Übertragen von Drehmoment durch das Getriebe benutzen. Zum Beispiel kann der M/G 118 von der Kurbelwelle 128 versetzt sein, ein zusätzlicher Motor kann zum Starten der Maschine 114 bereitgestellt sein und/oder der M/G 118 kann zwischen dem Drehmomentwandler 122 und dem Getriebe 124 bereitgestellt sein. Andere Konfigurationen werden berücksichtigt, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
Das Fahrzeug 110 kann den M/G 118 zum Starten der Maschine 114 benutzen. Die PCU 150 kann die Trennkupplung 126 anweisen, zu schließen und Drehmoment vom M/G 118 über die Leistungselektronik 156 anzufordern. Das Drehmoment vom M/G 118 dreht die Maschine 114, sodass die Maschinendrehzahl über eine vorbestimmte Drehzahl ansteigt, zu welchem Zeitpunkt die Maschine 114 angewiesen werden kann, Kraftstoff und Zündfunken zum Halten der kontinuierlichen Maschinendrehung bereitzustellen. Der Drehmomentwandler 122 kann eine Verdrehtrennung während des Maschinenanlassens und anfänglichen Hochfahrens bereitstellen. In einigen Fahrzeugkonfigurationen kann ein Niederspannungs-Startermotor 168 auch mit der Maschine 114 zum Bereitstellen eines sekundären oder Backup-Mittels zum Starten der Maschine 114 gekoppelt sein.
Das Fahrzeug 110 kann ferner ein Leistungswandlermodul 158 und eine Hilfsbatterie 160 aufweisen. Die Hilfsbatterie 160 kann eine Niederspannungsbatterie wie eine 12-Volt-Batterie sein, die herkömmlich in Automobilen verwendet wird. Die Anschlüsse der Hilfsbatterie 160 können elektrisch mit einem Niederspannungsbus 166 gekoppelt sein. Der Niederspannungsbus 166 weist Drähte und Leiter zum Leiten von Strom zwischen den verbundenen Modulen auf. Der Leistungswandler 158 kann elektrisch zwischen dem Hochspannungsbus 154 und dem Niederspannungsbus 166 gekoppelt sein. Das Leistungswandlermodul 158 kann ein Gleichstromwandler sein, der zum Umwandeln von Spannung vom Hochspannungsbus 154 in einen Spannungswert konfiguriert ist, der mit dem Niederspannungsbus 166 kompatibel ist. Der Leistungswandler 158 kann weiterhin zum Umwandeln von Spannung vom Niederspannungsbus 166 in eine Spannung konfiguriert sein, die mit dem Hochspannungsbus 154 kompatibel ist. Der Leistungswandler 158 kann zum Beispiel konfiguriert sein, um einen Zweiwegefluss von Strom zwischen dem Hochspannungsbus 154 und dem Niederspannungsbus 166 bereitzustellen.
Der M/G 118 kann einen elektrischen Dauermagnet(PM)-Maschine sein. Eine elektrische PM-Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator kann Wicklungen zum Erzeugen eines Magnetfelds zum Drehen des Rotors aufweisen. Der Strom durch die Statorwicklungen kann zum Variieren des Magnetfeldes, das auf den Rotor einwirkt, gesteuert werden. Der Rotor einer PM-Maschine weist Dauermagneten auf, die ein Magnetfeld erzeugen, das mit dem Stator-Magnetfeld zum Bewirken der Drehung des Rotors interagiert. Die Rotordrehzahl kann durch die Frequenz des Magnetfeldes gesteuert werden, das durch den Stator erzeugt wird. Da der Rotor der PM-Maschine Magneten aufweist, bewirkt das Drehen des Rotors ein Magnetfeld, das mit den Statorwicklungen interagiert. Das Ergebnis ist eine Spannung oder elektromotorische Gegenkraft (EMF) im Statorkreis. Die Größe der EMF-Gegenkraft nimmt mit der Drehzahl des Rotors zu.
Die PM-Maschine kann eine Dreiphasenmaschine sein. Die PM-Dreiphasenmaschine kann Dreiphasenanschlüsse aufweisen, die mit den Statorwicklungen gekoppelt sind. Jeder Phasenanschluss ist mit einem anderen Satz von Statorwicklungen gekoppelt. Durch Steuern des Stroms und der Spannung, die an jeden der Anschlüsse angelegt werden, kann das Stator-Magnetfeld gesteuert werden. Die Phasen können gesteuert werden, sodass ein Phasenwinkelunterschied der Spannungen zwischen jeder der Phasen 120 Grad beträgt.
2 zeigt eine mögliche Konfiguration für das Leistungselektronikmodul 156. Das Leistungselektronikmodul 156 kann zum Schalten der positiven und negativen Anschlüsse des Hochspannungsbusses 154 auf die Phasenanschlüsse des M/G 118 konfiguriert sein.
Die Leistungselektronik 156 kann mit einer Positions- oder Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 zusammenwirken, die mit dem Rotor des M/G 118 gekoppelt ist. Die Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 kann zum Beispiel ein Resolver oder Codierer sein. Die Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 kann Signale bereitstellen, die eine Position und/oder Drehzahl des Rotors des M/G 118 anzeigen. Die Leistungselektronik 156 kann eine Leistungselektronik-Steuerung 200 aufweisen, die mit der Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 zusammenwirkt und Signale von der Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 verarbeitet. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann zum Benutzen der Drehzahl- und Positionsrückkopplung zum Steuern des Betriebs des M/G 118 programmiert sein.
Ein hybrider Antriebsstrang, der eine einzige elektrische Maschine zum Antrieb und zur Batterieladung benutzt, kann für funktionsunfähige Komponenten anfällig sein. Es wird gewünscht, den Betrieb des M/G 118 unter so vielen Bedingungen wie möglich aufrechtzuerhalten. Der M/G 118 des hybriden Antriebsstrangs dient als alleiniger Generator der elektrischen Leistung für das Fahrzeug 110. Jeder Betriebsfähigkeitsverlust des M/G 118 bewirkt, dass die Traktionsbatterie 120 entleert wird. Die Traktionsbatterie 120 stellt die Leistung für den Niederspannungsbus 166 über den Leistungswandler 158 bereit, sodass die Hilfsbatterie 160 auch entleert wird. Wenn der Ladezustand der Traktionsbatterie 120 oder Hilfsbatterie 160 unter einen zugehörigen Schwellenwert fällt, ist der Fahrzeugbetrieb ggf. nicht möglich. An oder in der Nähe der zugehörigen Schwellenwerte, kann ein ordnungsgemäßes Abschalten eingeleitet werden, weil die Fahrzeugfunktionen nicht länger bereitgestellt werden. Ein verbesserter Betriebsmodus kann das Implementieren einer eingeschränkten Betriebsstrategie (LOS) sein, die zum Halten des Ladezustands der Batterien ausgestaltet ist, die Betriebscharakteristika benutzen, die dem M/G 118 eigen sind.
Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann zum Diagnostizieren der Betriebsfähigkeit der Leistungselektronik 156 programmiert sein. Zum Beispiel kann die Leistungselektroniksteuerung 200 zum Diagnostizieren von Problemen in Zusammenhang mit der Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 konfiguriert sein. Diverse Bedingungen bewirken, dass die Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 betriebsunfähig wird. Zum Beispiel können abgetrennte oder unterbrochen angeschlossene Drähte zwischen der Leistungselektroniksteuerung 200 und der Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 einen Signalverlust bewirken. In einigen Fällen können die Drähte mit anderen Leitern kurzgeschlossen sein, was zu einem Verlust eines zuverlässigen Signals führt. Zusätzlich können die mechanischen Probleme mit der Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 einen Signalverlust bewirken. Andere Sensoren, wie z. B. Spannungs- und Stromsensoren und Aktoren wie z. B. Schaltvorrichtungen, können für einen angemessenen Betrieb überwacht werden.
Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann auch zum Kommunizieren mit anderen Fahrzeugsteuerungen (z. B. PCU 150) über ein Kommunikationsnetzwerk 204 konfiguriert sein. Zum Beispiel können die PCU 150 und die Leistungselektroniksteuerung 200 miteinander durch das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 204 kommunizieren. Daten- und Statusinformationen in Bezug auf die Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 können über das Kommunikationsnetzwerk 204 an andere Steuerungen zur Antriebsstrangsteuerung und -koordination kommuniziert werden. Die mit dem Netzwerk 204 verbundenen Steuerungen können das Kommunikationsnetzwerk 204 auf Kommunikationsfehler überwachen. Die mit dem Netzwerk 204 verbundenen Steuerungen können zum Übertragen von Nachrichten in vorbestimmten Zeitintervallen programmiert sein. Die Steuerungen können ein Zeitintervall zwischen dem Erhalt von aufeinander folgenden Nachrichten auf dem Kommunikationsnetzwerk 204 überwachen. Wenn das Zeitintervall einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann ein Kommunikationsverlust für die übertragende Steuerung erkannt werden. Zum Beispiel kann die Leistungselektroniksteuerung 200 zum Senden einer Drehzahl-Rückkopplungsnachricht in periodischen Zeitabständen an die PCU 150 programmiert sein. Die PCU 150 kann das Zeitintervall zwischen dem Erhalt von aufeinander folgenden Drehzahl-Rückkopplungsnachrichten überwachen. Wenn das Zeitintervall zwischen den Drehzahl-Rückkopplungsnachrichten eine vorbestimmte Zeit überschreitet, kann eine Kommunikationsverlustbedingung durch die PCU 150 erkannt werden.
Die Leistungselektronik 156 kann mehrere Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 aufweisen. Die Schaltvorrichtungen können Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) oder andere Halbleiter-Schaltvorrichtungen sein. Die Schaltvorrichtungen können zum selektiven Koppeln eines positiven Anschlusses und eines negativen Anschlusses des Hochspannungsbusses 154 mit jedem Phasenanschluss oder -schenkel (z. B. mit U, V, W etikettiert) des M/G 118 konfiguriert sein. Jede der Schaltvorrichtungen kann eine zugehörige Diode 222, 224, 226, 228 230, 232 aufweisen, die parallel zum Bereitstellen einer Induktivstrombahn verbunden sind, wenn sich die Schaltvorrichtung in einem nicht leitenden Zustand befindet. Jede der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 kann einen Steueranschluss zum Steuern des Betriebs der zugehörigen Schaltvorrichtung aufweisen. Die Steueranschlüsse können elektrisch mit der Leistungselektroniksteuerung 200 gekoppelt sein. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann eine zugehörige Schaltung zum Antreiben und Überwachen der Steueranschlüsse aufweisen.
Eine erste Schaltvorrichtung 210 kann selektiv den positiven HV-Busanschluss mit einem ersten Phasenanschluss (z. B. U) des M/G 118 koppeln. Eine erste Diode 222 kann parallel mit der ersten Schaltvorrichtung 210 gekoppelt sein. Eine zweite Schaltvorrichtung 212 kann selektiv den negativen HV-Busanschluss mit dem ersten Phasenanschluss (z. B. U) des M/G 118 koppeln. Eine zweite Diode 224 kann parallel mit der zweiten Schaltvorrichtung 212 gekoppelt sein. Eine dritte Schaltvorrichtung 214 kann selektiv den positiven HV-Busanschluss mit einem zweiten Phasenanschluss (z. B. V) des M/G 118 koppeln. Eine dritte Diode 226 kann parallel mit der dritten Schaltvorrichtung 214 gekoppelt sein. Eine vierte Schaltvorrichtung 216 kann selektiv den negativen HV-Busanschluss mit dem zweiten Phasenanschluss (z. B. V) des M/G 118 koppeln. Eine vierte Diode 228 kann parallel mit der vierten Schaltvorrichtung 216 gekoppelt sein. Eine fünfte Schaltvorrichtung 218 kann selektiv den positiven HV-Busanschluss mit einem dritten Phasenanschluss (z. B. W) des M/G 118 koppeln. Eine fünfte Diode 230 kann parallel mit der fünften Schaltvorrichtung 218 gekoppelt sein. Eine sechste Schaltvorrichtung 220 kann selektiv den negativen HV-Busanschluss mit dem dritten Phasenanschluss (z. B. W) des M/G 118 koppeln. Eine sechste Diode 232 kann parallel mit der sechsten Schaltvorrichtung 220 gekoppelt sein.
Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann zum Betreiben der Steuervorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 zum Steuern der Spannung und des Stroms programmiert sein, die an den M/G 118 angelegt werden. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 betreiben, sodass jeder Phasenanschluss zu einer bestimmten Zeit mit nur einem des positiven HV-Busanschluss oder negativen HV-Busanschluss gekoppelt ist. Verschiedene Motorsteuerungsalgorithmen und -strategien stehen zum Implementieren in die Leistungselektroniksteuerung 200 zur Verfügung. Die Leistungselektronik 156 kann auch Stromsensoren und Spannungssensoren aufweisen. Die Stromsensoren können induktive oder Hall-Effekt-Vorrichtungen sein, die zum Erzeugen eines Signals konfiguriert sind, das den Strom, der durch die zugehörige Schaltung fließt, anzeigt. Die Spannungssensoren können Widerstandsnetzwerke sein und eine Isolierung zum Trennen von Hochspannungen vom Niederspannungssystem aufweisen.
Unter normalen Betriebsbedingungen steuert die Leistungselektroniksteuerung 200 den Betrieb des M/G 118. Zum Beispiel kann als Reaktion auf Drehmoment- und/oder Drehzahl-Einstellwerte die Leistungselektroniksteuerung 200 die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 zum Steuern des Drehmoments und der Drehzahl des M/G 118 betreiben, um Einstellwerte zu erreichen. Die Drehmoment- und/oder Drehzahl-Einstellwerte können zum Erzeugen eines gewünschten Schaltmusters für die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 verarbeitet werden. Die Steueranschlüsse der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 können zum Steuern von Drehmoment und Drehzahl des M/G 118 mit pulsweitenmodulierten (PWM) Signalen betrieben werden. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann verschiedene bekannte Steuerstrategien zum Steuern des M/G 118 unter Verwendung der Schaltvorrichtungen implementieren, wie Vektorsteuerung und Sechsschritt-Steuerung. Während normaler Betriebsbedingungen werden die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 aktiv gesteuert, um einen gewünschten Strom durch jede Phase des M/G 118 zu erreichen.
Unter ungewöhnlichen Betriebsbedingungen kann die Leistungselektroniksteuerung 200 einen Verlust der Steuerbarkeit des M/G 118 erfahren. Eine mögliche Reaktion auf die Bedingungen, bei denen der M/G 118 nicht auf zuverlässige Weise betrieben oder gesteuert werden kann, ist das Anhalten des Betriebs der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220. Zum Beispiel kann die Leistungselektroniksteuerung 200 zum Verhindern der Bereitstellung von Strom an den M/G 118 die Aktivierung der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 beenden. Unter dieser Bedingung befinden sich die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 in einem nicht leitenden Zustand. Unter diesen Bedingungen ist der M/G 118 nicht dazu in der Lage, als Antrieb verwendet zu werden. Das Fahrzeug 110 kann jedoch weiterhin unter Verwendung der Maschine 114 betrieben werden. In einer solchen Situation kann der M/G 118 weiter drehen, indem er von der Maschine 114 angetrieben wird.
Unter gewissen Bedingungen kann die Leistungselektroniksteuerung 200 den M/G 118 in einem eingeschränkten Betriebsmodus weiter betreiben. Im Fall von gewissen Bedingungen kann der M/G 118 z. B. in einer Betriebsweise mit offenem Regelkreis betrieben werden. Die Betriebsweise mit offenem Regelkreis kann eine minimale Funktionalität bereitstellen und einen eingeschränkten Betrieb des M/G 118 ermöglichen. Die Betriebsweise mit offenem Regelkreis kann die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 zum Bereitstellen eines Stroms einer vorbestimmten Größe bei einer vorbestimmten Frequenz basierend auf einem gewünschten Drehzahl-Einstellwert betreiben. Die Fähigkeit, in diesem eingeschränkten Modus zu arbeiten, kann von der Bedingung abhängig sein, die den Steuerbarkeitsverlust bewirkt hat. Zum Beispiel kann ein Kommunikationsverlust zwischen der PCU 150 und der Leistungselektroniksteuerung 200 den Betrieb im eingeschränkten Betriebsmodus bewirken. Während eines Kommunikationsverlustes empfängt die Leistungselektroniksteuerung 200 ggf. keine aktualisierten Drehmoment- und/oder Drehzahl-Einstellwerte. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann für einen eingeschränkten Zeitraum nach dem Kommunikationsverlust mithilfe des letzten erhaltenen Einstellpunkts betrieben werden. Nach diesem Zeitraum kann die Leistungselektroniksteuerung 200 mit einem Null-Drehmoment-Einstellwert arbeiten. Die Leistungselektroniksteuerung 200 kann die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 betreiben, sodass kein Drehmoment an den M/G 118 angelegt wird.
Als Reaktion auf einen Verlust der Drehzahl- und Positionsrückkopplung kann die Leistungselektroniksteuerung 200 zum Abschalten der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 in einen nicht leitenden Zustand programmiert sein. Während eines Verlusts der Drehzahlrückkopplung kann die Steuerung des M/G 118 kompromittiert sein, weil die Drehzahl des Rotors nicht länger präzise bekannt ist. Der Versuch des Betriebs der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 kann einen ungewünschten Betrieb des M/G 118 bewirken.
Eine Charakteristik einer PM-Maschine ist, dass sie bei Drehung eine Spannung in den Stator induziert. Mit steigender Drehzahl nimmt die induzierte Spannung zu. Die Dioden 222, 224, 226, 228 230, 232 können als Gleichrichternetzwerk dienen, wenn die Schaltvorrichtungen sich in einem nicht leitenden Zustand befinden. Wenn die induzierte Spannung auf einen Wert oberhalb einer Spannung des positiven HV-Busanschlusses ansteigt, können die Dioden 222, 224, 226, 228 230, 232 Strom an den HV-Bus leiten. In einem Betriebszustand, bei dem die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 im nicht leitenden Zustand gehalten werden, wird der dem HV-Bus 154 zugeführte Strom nicht vom Leistungselektronikmodul 156 gesteuert. Zum Verhindern einer Überspannungs- oder Überstrombedingung auf dem HV-Bus 154 kann es vorteilhaft sein, die Drehzahl des M/G 118 zu steuern.
Diese sich selbst erzeugende Charakteristik kann unter gewissen Bedingungen zum Bereitstellen eines Notfahrbetriebsmodus verwendet werden. Obschon die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 nicht betrieben werden können, um mit dem M/G 118 einen Antrieb bereitzustellen, kann die Maschine 114 weiterhin mit den Antriebsrädern 142 gekoppelt sein. Die Traktionsbatterie 120 kann über den Leistungswandler 158 Leistung an die Hilfslasten 162 am Niederspannungsbus 166 bereitstellen. Deshalb kann die Traktionsbatterie 120 erschöpfen, wenn der M/G 118 nicht zum Wiederaufladen betrieben wird. Es ist jedoch möglich, den M/G 118 und die Leistungselektronik 156 zum Wiederaufladen der Traktionsbatterie 120 ohne aktives Steuern der Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 zu nutzen. Die PCU 150 kann die Maschine 114 und das Getriebe 124 zum Halten des M/G 118 auf einer Drehzahl betreiben, bei der die Traktionsbatterie 120 aufgeladen wird.
Zusätzlich können die Zubehörteile 162 zum Reduzieren der verbrauchten Strommenge gesteuert werden. Unwesentliche Leistungsladungen, die nicht sicherheitsrelevant sind, können im LOS-Modus deaktiviert sein. Zum Beispiel können beheizte Sitze im LOS-Modus deaktiviert sein. Andere Zubehörteile können in einem eingeschränkten Modus betrieben werden. Zum Beispiel können die Kabinenheiz- und/oder -kühlstrategien verändert werden, um die Menge an benötigter Leistung einzuschränken.
Der Antriebsstrang 112 kann in einem eingeschränkten Betriebsstrategiemodus betrieben werden, wenn die Leistungselektronik 156 den M/G 118 nicht effektiv steuern kann. Der LOS-Modus kann dem Fahrzeug 110 erlauben, ein sicheres Ziel zu erreichen und zu verhindern, dass sich das Fahrzeug 110 sofort abschaltet. Dies stellt einen Notfahrmodus bereit, der einen Betrieb des Fahrzeugs mit eingeschränkter Reichweite ermöglicht.
3 zeigt ein Flussschema für eine mögliche Sequenz von Operationen zum Betreiben des Fahrzeugs. Bei Operation 302 kann eine Diagnosebedingung in Bezug auf die Leistungselektronik 156 erkannt werden. Die Diagnosebedingung kann einen Steuerbarkeitsverlust des M/G 118 durch die Leistungselektronik 156 anzeigen. Zum Beispiel kann ein Drehzahl-Rückkopplungsverlust eine Diagnosebedingung erzeugen, die dazu führt, dass die Leistungselektroniksteuerung 200 in einem Modus startet, bei dem die Schaltvorrichtungen nicht länger aktiviert sind. Der Verlust der Steuerbarkeitsbedingung deckt sämtliche Bedingungen innerhalb der Leistungselektronik 156 oder Drehzahl-Rückkopplungsvorrichtung 202 ab, die bewirken, dass die Schaltvorrichtungen 210, 212, 214, 216, 218, 220 in einem nicht leitenden Zustand angeordnet werden. Zum Beispiel können andere Bedingungen, die einen Steuerbarkeitsverlust bewirken, ein nicht operativer Mikroprozessor, Speicher und/oder Schaltkreis innerhalb der Leistungselektroniksteuerung 200 sein. Die Diagnosebedingung kann jede Bedingung einschließen, die einen Steuerbarkeitsverlust des M/G 118 bewirkt. Die Diagnosebedingung kann die Erkennung eines Kommunikationsverlustes mit der Leistungselektroniksteuerung 200 einschließen. Der Verlust der Steuerbarkeitsbedingung schließt keine Bedingung ein, bei der die elektrischen Bahnen vom Motor durch die Leistungselektronik zum HV-Bus erschwert oder kompromittiert werden. Die beschriebene eingeschränkte Betriebsstrategie hängt davon ab, dass die elektrischen Bahnen für die Leistungserzeugung intakt sind.
Bei Operation 304 kann eine Wartungsmeldung als Reaktion auf die Erkennung einer Diagnosebedingung angezeigt werden. Das Fahrzeug 110 kann eine Anzeigetafel oder ein Instrumentencluster aufweisen, die/das eine Anzeige für einen Bediener bereitstellen kann, dass die Diagnosebedingung aufgetreten ist und das Fahrzeug 110 Aufmerksamkeit erfordert. Zum Beispiel kann eine Fahrzeugwartung-bevorstehend-Leuchte für den restlichen Zündzyklus leuchten. Eine Aufzeichnung der Diagnosebedingung kann in einem nichtflüchtigen Speicher der PCU 150 zum späteren Abruf gespeichert werden.
Bei Operation 306 kann eine Ziel-Maschinendrehzahl für das passive Aufladen bestimmt werden. Die Ziel-Maschinendrehzahl kann von einem ausgewählten Gang des Getriebes 124, einem Ladezustand der Traktionsbatterie 120 und/oder einem Spannungswert des HV-Busses 154 abhängig sein. Die Ziel-Maschinendrehzahl kann ferner von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sein. Ein Ziel-Maschinendrehzahlbereich kann berechnet werden und ein Fenster oder einen Bereich von Maschinendrehzahlen bereitstellen, die das Ziel des Bereitstellens von Strom an den HV-Bus 154 erreichen können. Eine obere Grenze des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs kann als die Maschinendrehzahl definiert werden, bei der eine vorbestimmte maximale Strommenge erzeugt wird. Die vorbestimmte maximale Strommenge kann eine Traktionsbatterie-Ladestromgrenze sein. Eine untere Grenze des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs kann als die Maschinendrehzahl definiert werden, bei der eine vorbestimmte minimale Strommenge erzeugt wird.
Wenn die Trennkupplung 126 eingerückt ist, ist die Drehzahl des M/G 118 proportional zur Drehzahl der Maschine 114. Die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des M/G 118 können basierend auf Tests und Analysen des M/G 118 erfahren werden. Zum Beispiel kann eine Beziehung zwischen einer erzeugten Spannung und der Drehzahl von M/G 118 bekannt sein. Die Beziehung kann von der Magnetstärke der Magneten des M/G 118 abhängig sein. Die Beziehung kann auch von der Zahl und dem Layout der Statorwicklungen abhängig sein. Die Drehzahl des M/G 118 kann zum Berechnen einer zugehörigen Maschinendrehzahl verwendet werden. Diese Beziehung kann als Nachschlagetabelle implementiert sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeichert ist. Die HV-Busspannung und/oder Traktionsbatteriespannung kann durch eine Steuerung gemessen werden. Die Traktionsbatteriespannung kann zum Bestimmen des Spannungsausgangs des M/G 118 zum Laden der Traktionsbatterie 120 verwendet werden. Durch das Kennen des gewünschten Spannungsausgangs des M/G 118 kann die Maschinendrehzahl, die den M/G 118 dreht, der den gewünschten Spannungsausgang bewirken soll, aus der gespeicherten Beziehung bestimmt werden.
Die maximale Maschinenzieldrehzahl kann von der Traktionsbatteriespannung, Traktionsbatterieladekapazität, Traktionsbatteriewiderstand und Magnetstärke des M/G 118 abhängig sein. Die Traktionsbatterieladekapazität kann als maximale Menge an Leistung definiert werden, mit der die Traktionsbatterie aufgeladen werden kann. Des Weiteren kann die maximale Maschinenzieldrehzahl ausgewählt werden, um Überspannung und/oder Überstrom des HV-Busses 154 zu verhindern. Die minimale Maschinenzieldrehzahl kann von der Traktionsbatteriespannung und Magnetstärke des M/G 118 abhängig sein.
Zum Beispiel kann die derzeitige Spannung der Traktionsbatterie 300 Volt betragen. Die derzeitige Batterieladeleistungsgrenze kann 35 Kilowatt betragen. Die Elektromaschinenmagnetstärke, die als ein Verhältnis zwischen einer erzeugten Spannung und einer Motordrehzahl ausgedrückt werden kann, kann 100 Millivolt/min^–1 (Umdrehungen pro Minute) betragen. In diesem Beispiel wäre die minimale Maschinen-/Motordrehzahl, welche die Batterieladung beeinträchtigen würde, 300 V/(0,1V/min^–1) oder 3000 min^–1. Bei dieser Drehzahl ist die Batterieladung gleich Null.
Eine maximale Maschinen-/Motordrehzahl kann mithilfe der Batterieladeleistungskapazität und Batteriewiderstandsschätzung berechnet werden. Zum Beispiel kann der Batteriewiderstand auf 0,2 Ohm geschätzt werden. Der maximale Ladestrom, der angelegt wird, kann mit 35 kW/300V oder 116,7 Amp. berechnet werden. Der Spannungsabfall über den Batteriewiderstand kann als das Produkt des maximalen Ladestroms und Batteriewiderstands berechnet werden, der in diesem Beispiel 23 Volt beträgt. Daher kann der Ausgang der Elektromaschine 323 Volt betragen. Dies kann zu einer äquivalenten Maschinen-/Motordrehzahl durch Dividieren durch das Spannungs-/Drehzahlverhältnis umgewandelt werden und würde 3230 min^–1 ergeben. Für diese Beispielkonfiguration kann der vorbestimmte Ziel-Maschinendrehzahlbereich zwischen 3000 min^–1 und 3230 min^–1 betragen.
Während des Fahrzeugbetriebs kann der Zieldrehzahlbereich eingestellt werden, während die verschiedenen Parameter während des Fahrzeugbetriebs wechseln können. Der Zieldrehzahlbereich kann wie beschrieben in Echtzeit berechnet werden.
Bei Operation 316 kann die Maschine 114 gestartet werden, wenn sie nicht bereits läuft und wenn ein Antrieb oder ein Aufladen der Traktionsbatterie benötigt wird. Die Maschine 114 kann gestartet werden, wenn eine Ladung der Traktionsbatterie 120 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt. Die Maschine 114 kann gestartet werden, wenn eine Fahrerantriebsanforderung, die vom Gaspedal 152 bestimmt wurde, oberhalb eines Schwellenanforderungspegels liegt. Da der M/G 118 zurzeit nicht gesteuert werden kann, kann die PCU 150 den Niederspannungs-Startermotor 168 anweisen, die Maschine 114 anzulassen. Während des Maschinenanlassens kann die Trennkupplung 126 ausgerückt werden. Sobald die Maschine 114 läuft, kann die Trennkupplung 126 eingerückt werden, um den M/G 118 zu drehen und dem Getriebe 124 Drehmoment bereitzustellen. Wenn der Traktionsbatterie-Ladezustand oberhalb des Schwellenwerts liegt, können die Motorstart-/-stoppmerkmale aktiv bleiben, um die Kraftstoffökonomie zu verbessern.
Bei Operation 308 kann eine Prüfung zum Bestimmen des Typs der vorliegenden Diagnosebedingung durchgeführt werden. Ein Kommunikationsfehler ist ein Kommunikationsverlust über das Fahrzeugnetzwerk 204 zwischen PCU 150 und Leistungselektroniksteuerung 200. Während eines Kommunikationsfehlers kann die Leistungselektroniksteuerung 200 weiterhin die Schaltvorrichtungen betreiben. Zum Beispiel können die Schaltvorrichtungen zum Beibehalten eines vorherigen Drehmomentpegels oder zum Sicherstellen gehalten werden, dass der M/G 118 null Drehmoment ausgibt. Da keine Kommunikation zwischen den Steuerungen besteht, ist die Fahrzeugsteuerung 150 ggf. nicht in der Lage, den Betriebsmodus der Leistungselektronik 156 zu bestätigen. Die zusätzliche Beobachtung des Systemverhaltens kann jedoch den Betriebsmodus bestätigen. Als Reaktion auf den Verlust der Kommunikationsbedingung kann die Steuerung 150 eine Betriebssequenz durchführen, um den Betriebsmodus der Leistungselektronik 156 zu bestätigen (z. B. Operationen 322 bis 332).
Bei Operation 322 kann die PCU 150 die Maschine 114 betreiben, sodass die Maschinendrehzahl kleiner als der obere Grenzwert des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs ist. Zum Beispiel kann, wenn die Maschinendrehzahl zurzeit oberhalb der oberen Grenze betrieben wird, die Maschine 114 zum Reduzieren der Maschinendrehzahl gesteuert werden. Ferner kann die PCU 150 das Getriebe 124 zum Schalten in einen ausgewählten Gang zum Erleichtern der Beibehaltung der Maschinendrehzahl unter der oberen Ziel-Maschinendrehzahlgrenze anweisen. Da der Betriebszustand der Leistungselektronik 156 ggf. nicht vollständig bekannt ist, kann das Begrenzen oder Einschränken der Maschinendrehzahl durch den oberen Grenzwert verhindern, dass übermäßiger Strom von dem M/G 118 erzeugt wird.
Bei Operation 324 kann die PCU 150 die Maschine 114 anweisen, mit einer Maschinendrehzahl betrieben zu werden, die innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs liegt. Wenn die Maschine 114 nicht bereits mit einer Maschinendrehzahl innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs betrieben wird, kann die Maschine 114 angewiesen werden, mit der angeforderten Maschinendrehzahl betrieben zu werden. Ferner kann die PCU 150 das Getriebe 124 anweisen, in einen anderen Gang zu schalten, um die Ziel-Maschinendrehzahl zu erreichen. Zum Beispiel ist basierend auf der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit der derzeitige Gang ggf. nicht dazu in der Lage, den Ziel-Maschinendrehzahlbereich zu erreichen. Die PCU 150 kann einen Gang bestimmen, welcher der Maschine erlaubt, innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs bei derzeitiger Fahrzeuggeschwindigkeit betrieben zu werden. Zum Beispiel kann das Getriebe 124 heruntergeschaltet werden, damit die Maschinendrehzahl für die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht werden kann.
Bei Operation 328 wird der Batteriestrom geprüft, um zu bestimmen, ob der Batteriestrom von einem Pegel vor Einstellen der Maschinendrehzahl in den Ziel-Maschinendrehzahlbereich ansteigt. Bei der angewiesenen Maschinendrehzahl, die innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs liegt, wird erwartet, dass der M/G 118 Strom an den HV-Bus 154 bereitstellt. Der Strom, der zur Traktionsbatterie 120 fließt, kann zum Bestimmen gemessen werden, ob der M/G 118 als Generator betrieben wird. Wenn der Batteriestrom nicht angestiegen ist, wird der Operation 332 durchgeführt. Bei Operation 332 kann die PCU 150 das autonome Verhalten der Leistungselektronik 156 voraussetzen. Das bedeutet, dass die Leistungselektroniksteuerung 200 die Kontrolle über die Leistungselektronik 156 hat und die Schaltvorrichtungen betreibt. In dieser Situation wird der Betrieb im LOS-Modus verhindert.
Wenn der Batteriestrom ansteigt, kann ein Steuerbarkeitsverlust des M/G 118 bestätigt werden und die Betriebssequenz, die bei Operation 310 startet, durchgeführt werden. Bei Operation 310 kann der LOS-Modus gestartet werden. Im LOS-Modus kann der Antriebsstrang 112 zum Halten des M/G 118 innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs betrieben werden.
Als Reaktion auf das Erkennen, dass bei Operation 308 ein Steuerbarkeitsverlust des M/G 118 vorliegt, kann die Steuerung 150 eine Sequenz von Operationen zum Implementieren von LOS (z. B. Operationen 310 bis 320) durchführen. Das bedeutet, dass der M/G 118 bei einer Drehzahl betrieben werden kann, bei der die Traktionsbatterie 120 wieder aufgeladen wird.
Bei Operation 312 kann der Ladezustand (SOC) der Traktionsbatterie 120 bestimmt werden. Der SOC kann von einer Traktionsbatteriesteuerung erhalten werden. Bei Operation 314 kann der SOC mit einem Schwellen-SOC verglichen werden. Allgemein kann die PCU 150 versuchen, den SOC daran zu hindern, unter eine vorbestimmte Mindestschwelle zu fallen. Wenn der SOC größer oder gleich der Schwelle ist, besteht ggf. kein unmittelbarer Bedarf, die Maschine 114 innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs zum Aufladen der Traktionsbatterie 120 zu betreiben. Die Auswahl der Maschinendrehzahl und des Getriebegangs kann auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Betätigung des Gaspedals 152 basieren. In diesem nicht ladenden Modus kann die Maschinendrehzahl außerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs des LOS-Modus liegen. Wenn der SOC unter der Schwelle liegt, kann Operation 318 durchgeführt werden, um den Antriebsstrang zum Aufladen der Traktionsbatterie 120 zu betreiben.
Bei Operation 318 wird der Antriebsstrang angewiesen, die Maschine 114 innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs zu betreiben. Der Betrieb des Antriebsstrangs 112 kann von einem Betriebsmodus des Antriebsstrangs 112 abhängig sein. Zum Beispiel kann im Parkmodus das Fahrzeug 110 stationär sein, während der Antriebsstrang 112 eingeschaltet ist. Im Parkmodus kann die PCU 150 die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 134 steuern, um auszurücken und den M/G 118 vom Getriebe 124 zu entkoppeln. Wenn die Maschine 114 läuft, kann die PCU 150 die Trennkupplung 126 anweisen, einzurücken, um die Maschine 114 und den M/G 118 zu koppeln. Der M/G 118 kann dann bei einer Drehzahl drehen, die von der Maschinendrehzahl gesteuert wird. Die Maschine 114 wird derart betrieben, dass die Maschinendrehzahl innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs liegt.
In einem Fahrbetriebsmodus kann der Antriebsstrang 112 zum Halten der Maschinendrehzahl innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs gesteuert werden. Im Fahrbetriebsmodus kann das Fahrzeug 110 gemäß der Anwendung des Gaspedals 152 mit einer Geschwindigkeit fahren. Die Drehzahl des Fahrzeugs 110 kann die Drehzahl der Übersetzungsgetriebe-Ausgangswelle 136 vorgeben. Die Drehzahl des M/G 118 kann mit der Übersetzungsgetriebe-Ausgangsdrehzahl durch das Übersetzungsgetriebe-Gangverhältnis in Beziehung stehen. Da das Übersetzungsgetriebe auswählbare Übersetzungsverhältnisse aufweist, kann das Übersetzungsverhältnis zum Betreiben des M/G 118 innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs betrieben werden. Die PCU 150 kann den gewünschten Getriebegang berechnen und das Übersetzungsgetriebe 124 anweisen, zum ausgewählten Gang zu schalten. Der Gang kann derart sein, dass die Maschine 114 bei einer höheren Drehzahl als während des Normalbetriebs betrieben wird. Wenn die eingeschränkte Betriebsstrategie eingerückt ist, kann der Antriebsstrang bemerkenswert anders betrieben werden als während des Normalbetriebs.
Im Fahrmodus kann der Bediener die Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Gaspedals 152 verändern. Daher kann sich die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Fahrzyklus aufgrund der Fahreranforderung verändern. Die PCU 150 kann den Batteriestrom und die Maschinendrehzahl während des Fahrzeugbetriebs zum Beibehalten der Maschinendrehzahl im Ziel-Maschinendrehzahlbereich überwachen. Die PCU 150 kann das Schalten des Getriebes 124 zum Beibehalten der Maschinendrehzahl im Ziel-Maschinendrehzahlbereich anweisen. In einigen Situationen kann die Kupplung 134 ausgerückt werden, um einen Unterschied zwischen der M/G-Drehzahl und der Übersetzungsgetriebe-Eingangswellen-Drehzahl zuzulassen. Die PCU 150 kann auch den Betrieb von Zubehör 162 zum Reduzieren der erforderlichen Leistung steuern, wenn sie im LOS-Modus betrieben wird.
Die Bremsanwendungen während des Fahrmodus können zum Einstellen des Antriebsstrangbetriebs überwacht werden. Zum Beispiel kann die PCU 150 ein Signal erhalten, das eine Bremspedalposition anzeigt. Bei einer Bedingung, bei der das Fahrzeug bremst, kann die PCU 150 die Kupplung 134 und das Getriebe 124 steuern, sodass die Maschine 114 den Betrieb in einem Ziel-Maschinendrehzahlbereich halten kann. Während einer Bremsanwendung oder wenn das Fahrzeug angehalten ist, kann das Getriebe 124 in einen neutralen Gang geschaltet und die Kupplung 134 ausgerückt werden. Dies ermöglicht der Maschine 114, innerhalb des Ziel-Maschinendrehzahlbereichs gesteuert zu werden.
Bei Operation 320 wird die Traktionsbatterie 120 mithilfe des M/G 118 passiv aufgeladen. Während des Aufladens kann der Batteriestrom überwacht werden, um sicherzustellen, dass der LOS-Modus richtig arbeitet. Zum Beispiel kann der Batteriestrom überwacht werden, um sicherzustellen, dass er innerhalb des vorbestimmten Bereichs bleibt. Außerdem kann der Ladezustand der Traktionsbatterie 120 überwacht werden. Der LOS-Modus kann beendet werden, wenn der Ladezustand einen vorbestimmten oberen Schwellenwert überschreitet. Der vorbestimmte obere Schwellenwert kann größer als der Schwellenwert sein, bei dem das passive Aufladen zum Bereitstellen einer Hysterese gestartet wird. Über den Verlauf des Fahrzyklus können die Operationen wiederholt werden, während sich die Bedingungen ändern, um den Ladezustand der Traktionsbatterie 120 auf einem annehmbaren Pegel zu halten.
Das beschriebene System ermöglicht einen Notfahrmodus für das Hybridfahrzeug. Der beschriebene LOS-Modus ermöglicht dem Fahrzeug, ohne Verwendung des M/G 118 als Antrieb zu fahren. Der Vorteil ist, dass das Fahrzeug zu einem sicheren Ort im Fall von Bedingungen gefahren werden kann, die zuvor dazu geführt hätten, dass das Fahrzeug betriebsunfähig wäre. Des Weiteren hält der LOS-Modus die Traktionsbatterie 120 auf einem Pegel, der die nachfolgenden Fahrzyklen ermöglicht. Daher kann ein Abschleppen des Fahrzeugs vermieden werden und der Bediener das Fahrzeug zu einer Werkstatt fahren.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, einschließlich unter anderem als Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Gegenstand implementiert werden. Als Alternative können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten, wie etwa ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -einrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, realisiert werden.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst werden. Die in der Spezifikation verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Offenbarung zu verlassen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, erkennen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um gewünschte Gesamteigenschaften des Systems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Attribute können einschließen, sind jedoch nicht beschränkt auf: Kosten, Festigkeit, Strapazierfähigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Gebrauchsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen des Standes der Technik beschrieben sind, liegen nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Maschine und eine Elektromaschine, die mit einem Getriebe gekoppelt sind; und eine Steuerung, die für einen Zeitraum, der von einem Ladezustand einer Traktionsbatterie definiert wird, der in Gegenwart eines Steuerbarkeitsverlustes der Elektromaschine geringer als ein Schwellenwert ist, zum Betreiben der Maschine und des Getriebes programmiert ist, um zu bewirken, dass Strom von der Elektromaschine zur Traktionsbatterie fließt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um als Reaktion auf einen Übergang des Getriebes in einen Parkgang während dieses Zeitraums eine Kupplung zwischen dem Getriebe und der Elektromaschine auszurücken und eine Drehzahl der Maschine zu verändern, um ferner zu bewirken, dass Strom von der Elektromaschine zur Traktionsbatterie fließt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Betrieb der Maschine eines oder mehrere von Folgenden einschließt: (i) Einstellen einer Drehzahl der Maschine, sodass der Stromfluss geringer als ein vorbestimmter Ladestrom-Grenzwert ist, (ii) Einstellen einer Drehzahl der Maschine basierend auf einer Spannung der Traktionsbatterie, (iii) Einstellen einer Drehzahl der Maschine basierend auf einer Ladeleistungskapazität der Traktionsbatterie, (iv) Einstellen einer Drehzahl der Maschine basierend auf einer Magnetstärke der Elektromaschine und (v) Einstellen einer Drehzahl der Maschine basierend auf dem Widerstand der Traktionsbatterie.
Fahrzeug Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner zum Erkennen des Steuerbarkeitsverlustes der Elektromaschine als Reaktion auf einen Verlust der Drehzahlrückkopplung der Elektromaschine programmiert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner zum Erkennen des Steuerbarkeitsverlustes der Elektromaschine als Reaktion auf ein Diagnosesignal von einem Wechselrichter programmiert ist, der die Elektromaschine steuert, das eine Bedingung anzeigt, welche die Aktivierung von Schaltvorrichtungen in dem Wechselrichter verhindert.
Hybrid-Antriebsstrang, umfassend: eine Steuerung, die zu Folgendem programmiert ist: als Reaktion auf einen Kommunikationsverlust mit einem Wechselrichter, der eine Elektromaschine zum Antrieb steuert, Einstellen einer Drehzahl einer Maschine, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu liegen, und als Reaktion auf einen Strom, der in eine Traktionsbatterie fließt und einen Schwellenwert überschreitet, Übergehen des Hybrid-Antriebsstrangs in einen eingeschränkten Betriebsmodus zum Halten eines Ladezustandes der Traktionsbatterie über einem vorbestimmten Pegel.
Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um, als Reaktion auf den Übergang in den eingeschränkten Betriebsmodus, eine Drehzahl der Maschine und einen Gang eines Getriebes zu verändern, um zu bewirken, dass die Elektromaschine einen Strom erzeugt, der in die Traktionsbatterie fließt und gleichzeitig eine vom Fahrer angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit hält.
Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um, als Reaktion auf einen Übergang des Getriebes in einen Parkgang, eine Kupplung zwischen dem Getriebe und der Elektromaschine auszurücken und die Drehzahl der Maschine einzustellen, um zu bewirken, dass der Strom von der Elektromaschine zur Traktionsbatterie fließt.
Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner zum Schalten eines Ganges eines Automatikgetriebes in einen ausgewählten Gang programmiert ist, der ermöglicht, dass die Drehzahl der Maschine während eines Fahrzyklus innerhalb des vorbestimmten Bereichs gesteuert werden kann.
Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 6, wobei der vorbestimmte Bereich auf einem oder mehreren von einer Spannung der Traktionsbatterie, einem Widerstand der Traktionsbatterie, einer Ladeleistungskapazität der Traktionsbatterie und einer Magnetstärke der Elektromaschine basiert.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Verändern einer Maschinendrehzahl und eines Getriebegangs durch eine Steuerung während eines Fahrzyklus als Reaktion auf das Erkennen eines Steuerbarkeitsverlustes einer Elektromaschine und eines Ladezustandes einer Traktionsbatterie, der geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, sodass die Maschinendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, um die Elektromaschine zu drehen, damit Strom zur Traktionsbatterie fließt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Einschränken der Maschinendrehzahl durch die Steuerung auf eine vorbestimmte Drehzahl, um das Überschreiten einer Ladeleistungskapazität der Traktionsbatterie zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Einstellen der Maschinendrehzahl durch die Steuerung auf innerhalb des vorbestimmten Bereichs als Reaktion auf einen Übergang des Getriebegangs in einen Parkgang.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Verändern der Maschinendrehzahl und des Getriebegangs durch die Steuerung als Reaktion auf das Erkennen eines Kommunikationsverlustes mit einem Wechselrichter, der die Elektromaschine steuert, sodass die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Erkennen des Steuerbarkeitsverlustes durch die Steuerung als Reaktion darauf, dass ein Strom in die Traktionsbatterie fließt, der einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wenn die Maschinendrehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt.