DE102017125951A1

DE102017125951A1 - System und verfahren zum verhindern von schwimmen der gelenkwelle im spielbereich

Info

Publication number: DE102017125951A1
Application number: DE102017125951.1A
Authority: DE
Inventors: Rajit Johri; Ming Lang Kuang; Francis Thomas Connolly; Bernard D. Nefcy; Yanan Zhao; Fazal Urrahman Syed
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-05-09
Also published as: US10029670B2; US20180326969A1; CN108068797A; US20180126975A1; US10640102B2; CN108068797B

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind. Das Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, einem Drehmoment einer Kraftmaschine und einem Drehmoment einer elektrischen Maschine zu befehlen, ein vorbestimmtes positives Drehmoment bei Eingabe des Drehmomentwandlers zu erreichen, wenn ein Fahrerbedarfsdrehmoment bei der Drehmomentwandlereingabe sinkt, um innerhalb eines Bereichs zwischen dem vorbestimmten positiven Drehmoment und einem vorbestimmten negativen Drehmoment zu fallen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen eine Drehmomentsteuerungsstrategie für ein Hybridfahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge beinhalten ein Getriebe zum Übermitteln von Leistung und Drehmoment an die Antriebsräder des Fahrzeugs. Getriebe sind in einer Reihe von Anordnungen verfügbar, die manuelle, automatische und Hybridgetriebe beinhalten. Fahrzeuggetriebe können aus einer Anzahl von Zahnrädern bestehen, die ineinandergreifen, um Drehmoment über das Getriebe zu übertragen. Zahnräder müssen derartig mit einem gewissen Abstand konstruiert werden, dass die Zahnräder leicht drehen können, wenn sie mit anderen Zahnrädern ineinandergreifen. Wenn die Zahnräder während der Verwendung verschleißen, kann sich der Abstand ändern. Wegen des Abstands kann bei den Zahnrädern Spiel oder Luft auftreten. Spiel tritt auf, wenn die Zahnräder nicht vollständig in Kontakt miteinander stehen, was möglich ist, wenn das Drehmoment die Richtung wechselt. Nicht wünschenswerte Geräusche können auftreten, wenn die Zahnräder miteinander in Kontakt kommen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind. Das Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment, das nach einer Eingabe des Drehmomentwandlers innerhalb eines Bereiches zwischen einem vorbestimmten positiven Drehmoment und einem vorbestimmten negativen Drehmoment zu sinken, einem Drehmoment der Kraftmaschine und einem Drehmoment der elektrischen Maschine zu befehlen, das vorbestimmte positive Drehmoment bei der Eingabe des Drehmomentwandlers zu erreichen.
Ein Antriebsstrangsteuersystem beinhaltet eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind. Das Antriebsstrangsteuersystem beinhaltet ferner eine Steuerung, die programmiert ist, als Reaktion auf einen Fahrerbedarfsdrehmoment am Drehmomentwandler, der sich zwischen einem Laufradverzögerungsdrehmoment des Drehmomentwandlers und einem vorbestimmten negativen Drehmoment und einem Drehmoment am Drehmomentwandler befindet, das größer als das Laufradverzögerungsdrehmoment ist, der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine zu befehlen, das Drehmoment zu veranlassen, das Laufradverzögerungsdrehmoment zu sein.
Ein Verfahren beinhaltet Betreiben, durch eine Steuerung, einer Kraftmaschine und einer elektrischen Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind, um ein Drehmoment des Drehmomentwandlers zu veranlassen, einen Laufradverzögerungsdrehmoment als Reaktion auf einen Fahrerbedarfsdrehmoment am Drehmomentwandler zu erreichen, der zwischen dem Laufradverzögerungsdrehmoment und einem vorbestimmten negativen Drehmoment und dem Drehmoment liegt, das größer als der Laufradverzögerungsdrehmoment ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem Hybridantriebsstrang.
2 ist ein Verlauf einer möglichen Bahnkurve eines Fahrerbedarfsdrehmoments bei einer Eingabe an einen Drehmomentwandler, der von positiv zu negativ übergeht.
3 ist ein Verlauf einer möglichen Bahnkurve eines Fahrerbedarfsdrehmoments bei einer Eingabe an einen Drehmomentwandler, der von negativ zu positiv übergeht.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer möglichen Sequenz von Vorgängen für ein Fahrzeugantriebsstrangsystem.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin 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 unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann die verschiedenen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass unterschiedliche Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen unter den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten im Fahrzeug kann variieren. Das HEV 110 beinhaltet einen Antriebsstrang 112. Der Antriebsstrang 112 beinhaltet eine Kraftmaschine 114, der ein Getriebe 116 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (modular hybrid transmission - MHT) bezeichnet werden kann. Wie nachstehend näher beschrieben, beinhaltet das Getriebe 116 eine elektrische Maschine 118, wie zum Beispiel einen Elektromotor/Generator (M/G), eine zugeordnete Antriebsbatterie 120, einen Drehmomentwandler 122 und ein mehrstufig übersetztes Automatikgetriebe oder ein Schaltgetriebe 124. Die elektrische Maschine 118 kann auch als der M/G (Elektromotor/Generator) bezeichnet werden.
Sowohl die Kraftmaschine 114 als auch der M/G 118 sind Antriebsquellen für das HEV 110. Die Kraftmaschine 114 stellt im Allgemeinen eine Leistungsquelle dar, die einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Die Kraftmaschine 114 erzeugt eine Kraftmaschinenleistung und ein entsprechendes Kraftmaschinendrehmoment, welches dem M/G 118 zugeführt wird, wenn eine Trennkupplung 126 zwischen der Kraftmaschine 114 und dem M/G 118 zumindest teilweise in Eingriff gebracht ist. Eine Steuerung, die der Kraftmaschine 114 zugeordnet ist, kann ausgelegt sein, die Kraftmaschinenleistung und das Kraftmaschinendrehmoment befohlener Werter entsprechend zu steuern. Der M/G 118 kann durch eine beliebige von einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen umgesetzt sein. Beispielsweise kann es sich bei dem M/G 118 um einen Permanentmagnetsynchronmotor handeln. Die Leistungselektronik 156 passt Gleichstrom (direct current - DC), welcher von der Antriebsbatterie 120 bereitgestellt wird, an die Anforderungen des M/G 118 an, wie nachstehend beschrieben. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik 156 dem M/G 118 Dreiphasen-Wechselstrom (AC) bereitstellen.
Wenn die Trennkupplung 126 mindestens teilweise in Eingriff gebracht sein, dann ist ein Stromfluss von der Kraftmaschine 114 zum M/G 118 oder vom M/G 118 zur Kraftmaschine 114 möglich. Zum Beispiel kann die Trennkupplung 126 in Eingriff gebracht sein und der M/G 118 kann als ein Generator arbeiten, um Drehenergie, die durch eine Kurbelwelle 128 und eine M/G-Welle 130 bereitgestellt wird, in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Antriebsbatterie 120 gespeichert werden soll. Die Trennkupplung 126 kann auch außer Eingriff gebracht sein, um die Kraftmaschine 114 derartig vom Rest des Antriebsstrangs 112 zu trennen, dass der M/G 118 als alleinige Antriebsquelle für das HEV 110 fungieren kann. Die Welle 130 verläuft durch den M/G 118. Der M/G 118 ist durchgehend antriebsfähig mit der Welle 130 verbunden, wohingegen die Kraftmaschine 114 nur dann antriebsfähig mit der Welle 130 verbunden ist, wenn die Trennkupplung 126 zumindest teilweise in Eingriff gebracht ist.
Der M/G 118 ist über die Welle 130 mit dem Drehmomentwandler 122 verbunden. Daher ist der Drehmomentwandler 122 mit der Kraftmaschine 114 verbunden, wenn die Trennkupplung 126 zumindest teilweise in Eingriff gebracht ist. Der Drehmomentwandler 122 beinhaltet ein an der M/G-Welle 130 befestigtes Laufrad und ein an einer Getriebeantriebswelle 132 befestigtes Turbinenrad. Der Drehmomentwandler 122 stellt somit eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 130 und der Getriebeeingangswelle 132 bereit. Der Drehmomentwandler 122 überträgt die Leistung vom Laufrad auf das Turbinenrad, wenn sich das Laufrad schneller als das Turbinenrad dreht. Die Stärke des Drehmoments des Turbinenrads und des Drehmoments des Laufrads hängt im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Ist das Drehzahlverhältnis zwischen Laufrad und Turbinenrad ausreichend groß, so beträgt das Drehmoment des Turbinenrads ein Vielfaches des Drehmoments des Laufrads. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 kann ebenfalls bereitgestellt sein, die, sofern sie in Eingriff gebracht ist, für eine Reib- oder mechanische Kupplung des Laufrads und des Turbinenrads des Drehmomentwandlers 122 sorgt, wodurch eine effizientere Kraftübertragung ermöglicht wird. Die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 kann als Anfahrkupplung betrieben werden, damit das Fahrzeug weich anfährt. Alternativ oder in Kombination damit kann eine Anfahrkupplung ähnlich der Trennkupplung 126 zwischen dem M/G 118 und dem Schaltgetriebe 124 für Anwendungen bereitgestellt werden, die keinen Drehmomentwandler 122 oder eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 beinhalten. Bei manchen Anwendungen wird die Trennkupplung 126 im Allgemeinen als eine vorgeschaltete Kupplung bezeichnet und die Anfahrkupplung 134 (bei der es sich um eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung handeln kann) wird im Allgemeinen als eine nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 124 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch ein selektives Ineingrifftreten von Reibungselementen, wie beispielsweise Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv in verschiedenen Übersetzungen angeordnet sind, um die gewünschten mehreren getrennten oder stufenweisen Antriebsübersetzungen zu erreichen. Das Schaltgetriebe 124 kann eine vorbestimmte Anzahl an Übersetzungsverhältnissen bereitstellen, die von einem niedrigen Gang (z. B. erster Gang) in einen höchsten Gang (z. B. n-ter Gang) reichen können. Ein Hochschalten des Schaltgetriebes 124 ist ein Übergehen in einen höheren Gang. Ein Herunterschalten des Schaltgetriebes 124 ist ein Übergehen in einen niedrigeren Gang. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan gesteuert werden, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle 136 und der Getriebeeingangswelle 132 zu steuern. Das Schaltgetriebe 124 wird auf Grundlage unterschiedlicher Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugeordnete Steuerung, wie zum Beispiel eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU) 150, automatisch von einer Übersetzung auf eine andere geschaltet. Das Schaltgetriebe 124 stellt anschließend der Ausgangswelle 136 ein Antriebsstrangausgangsdrehmoment bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 124, das mit einem Drehmomentwandler 122 verwendet wird, nur ein Beispiel einer Schaltgetriebe- oder Getriebeanordnung ist; jedes Mehrfachübersetzungsschaltgetriebe, das (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einer Kraftmaschine und/oder einem Elektromotor annimmt und dann einer Ausgangswelle ein Drehmoment bei unterschiedlichen Übersetzungen bereitstellt, ist für eine Verwendung in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar. Zum Beispiel kann das Schaltgetriebe 124 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (Automated Mechanical Transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltbetätigungsstange zu verschieben/drehen, um eine gewünschte Übersetzung auszuwählen. Wie im Allgemeinen vom Durchschnittsfachmann verstanden wird, kann ein AMT zum Beispiel bei Anwendungen mit einem höheren Drehmomentbedarf verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 136 mit einem Differential 140 verbunden. Das Differential 140 treibt ein Paar Räder 142 über jeweilige Achsen 144 an, die mit dem Differential 140 verbunden sind. Das Differential 140 kann ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangswelle 136 und den Achsen 144 beinhalten. Das Differential 140 überträgt ungefähr das gleiche Drehmoment auf jedes Rad 142, während es leichte Drehzahlunterschiede erlaubt, wie zum Beispiel, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Verschiedene Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um das Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise je nach konkreter Betriebsart oder -bedingung variieren.
Der Antriebsstrang 112 beinhaltet ferner eine zugehörige Antriebsstrangsteuereinheit (PCU) 150. Während sie als eine Steuerung dargestellt ist, kann die PCU 150 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 110 gesteuert werden, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC). Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 150 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die unterschiedliche Betätigungselemente als Reaktion auf Signale von unterschiedlichen Sensoren steuert, um Funktionen wie zum Beispiel Starten/Abschalten der Kraftmaschine 114, Betreiben des M/G 118, um dem Rad Drehmoment bereitzustellen oder die Antriebsbatterie 120 zu laden, Auswählen oder Planen von Gangwechseln etc. zu steuern. Die Steuerung 150 kann einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (central processing unit - CPU) beinhalten, der mit unterschiedlichen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien verbunden ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher beispielsweise in einem Festwertspeicher (read-only memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) und Keep-Alive-Speicher (keep-alive memory - KAM) beinhalten. Bei einem KAM handelt es sich um einen Dauer- oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern unterschiedlicher Betriebsvariablen verwendet werden kann, während der CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung jeder von einer Anzahl von bekannten Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie beispielsweise PROMs (programmierbare Festspeicher), EPROMs (elektronische PROMs), EEPROMs (elektronische löschbare PROMs), Flash-Speicher oder beliebige andere elektronische, magnetische, optische oder Kombi-Speichervorrichtungen, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung zum Steuern der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung 150 ist mit verschiedenen Kraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und Betätigungselementen über eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A) verbunden, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, welche verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um konkrete Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese der CPU bereitgestellt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 allgemein veranschaulicht, kann die PCU 150 Signale an die und/oder von der Kraftmaschine 114, an die und/oder von der Trennkupplung 126, an den und/oder von dem M/G 118, an die und/oder von der Anfahrkupplung 134, an das und/oder von dem Schaltgetriebe 124 und an die und/oder von der Leistungselektronik 156 kommunizieren. Wenngleich sie nicht ausdrücklich dargestellt werden, erkennt der Durchschnittsfachmann doch verschiedene Funktionen oder Komponenten, die in jedem der zuvor identifizierten Teilsysteme durch die PCU 150 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, welche unter Verwendung von Steuerlogik, die von der Steuerung ausgeführt wird, direkt oder indirekt angesteuert werden können, beinhalten den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge und die Einspritzdauer, die Stellung der Drosselklappe, den Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren), die zeitliche Abstimmung und Dauer für Einlass- und Auslassventile, Keilriemen-(front-end accessory drive - FEAD-)Komponenten, wie beispielsweise eine Lichtmaschine, ein Klimakompressor, das Laden der Batterie, die Rückgewinnung von Bremsenergie, der M/G-Betrieb, die Kupplungsdrücke für die Trennkupplung 126, die Anfahrkupplung 134 und das Schaltgetriebe 124 und dergleichen. Sensoren, welche Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise den Ladedruck, die Kurbelwellenposition (PIP), die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit (U/min), die Radgeschwindigkeiten (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Druck im Ansaugtrakt (MAP), die Gaspedalposition (PPS), die Zündschalterposition (IGN), die Drosselklappenstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Sauerstoffgehalt im Abgas (EGO) oder die Konzentration oder den Gehalt eines anderen Bestandteils des Abgases, den Ansaugluftstrom (MAF), den Gang, die Übersetzung oder den Modus des Getriebes, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Drehzahl der Getriebeturbine (TS), den Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 (TCC), den Abbrems- oder Gangwechselmodus (MDE) anzuzeigen.
Die Steuerlogik oder die von der PCU 150 ausgeführten Funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme repräsentiert sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien umgesetzt werden können, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, im Mehrprozessbetrieb, unter Mehrsträngigkeit und dergleichen. Demnach können unterschiedliche veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl sie nicht immer ausdrücklich veranschaulicht sind, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern soll die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Kraftmaschinen- und/oder Antriebsstrangsteuerung ausgeführt wird, wie zum Beispiel die PCU 150. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen repräsentieren, der/die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Teilsysteme ausgeführt wird/werden. Zu den computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe von bekannten physischen Vorrichtungen gehören, die ausführbare Anweisungen und zugeordnete Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen elektronisch, magnetisch und/oder optisch speichern.
Ein Gaspedal 152 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein erforderliches Drehmoment, eine erforderliche Leistung oder einen Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs 110 bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Lösen des Gaspedals 152 ein Gaspedalstellungssignal, das durch die Steuerung 150 als ein Bedarf für eine erhöhte bzw. gesenkte Leistung interpretiert werden kann. Die Steuerung 150 befiehlt auf Grundlage von mindestens der Eingabe vom Pedal ein Drehmoment von der Kraftmaschine 114 und/oder dem M/G 118. Das Gaspedalstellungsignal kann verwendet werden, um ein Fahrerbedarfsdrehmoment zu erzeugen, das eine Drehmomentmenge repräsentiert, die auf die Antriebsräder 142 angewendet werden soll.
Die Steuerung 150 kann ebenfalls die zeitliche Steuerung von Gangwechseln innerhalb des Schaltgetriebes 124 sowie das Ineingrifftreten oder das Außereingriffbringen der Trennkupplung 126 und der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 steuern. Wie die Trennkupplung 126 kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 in einem Bereich zwischen der in Eingriff gebrachten und der außer Eingriff gebrachten Stellung moduliert werden. Dies führt zu einem verstellbaren Schlupf im Drehmomentwandler 122, zusätzlich zu dem verstellbaren Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Laufrad und dem Turbinenrad erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 134 als geschlossen oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden, was von der konkreten Anwendung abhängt.
Um das Fahrzeug 110 mit der Kraftmaschine 114 anzutreiben, ist die Trennkupplung 126 mindestens teilweise in Eingriff gebracht, um mindestens einen Teil des Kraftmaschinendrehmoments über die Trennkupplung 126 an den M/G 118 und anschließend vom M/G 118 durch den Drehmomentwandler 122 und das Schaltgetriebe 124 zu übertragen. Der M/G 118 kann die Kraftmaschine 114 dadurch unterstützen, dass er zusätzliche Leistung zum Drehen der Welle 130 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“ oder ein „elektrischer Unterstützungsmodus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug 110 mit dem M/G 118 als einziger Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss gleich, außer die Trennkupplung 126 isoliert die Kraftmaschine 114 vom Rest des Antriebsstrangs 112. Die Verbrennung in der Kraftmaschine 114 kann zu diesem Zeitpunkt deaktiviert oder anderweitig abgeschaltet sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Antriebsbatterie 120 überträgt die gespeicherte elektrische Energie über einen Hochspannungs-(high voltage - HV)-Bus 154 auf die Leistungselektronik 156, die zum Beispiel einen Wechselrichter beinhalten kann. Der Hochspannungsbus 154 beinhaltet Kabel und Leiter zum Leiten von Strom zwischen Modulen und kann einen positiven Leiter und einen negativen oder Rückführleiter beinhalten. Die Leistungselektronik 156 wandelt Gleichspannung von der Antriebsbatterie 120 in Wechselspannung um, die vom M/G 118 verwendet werden soll. Die PCU 150 befiehlt der Leistungselektronik 156 die Spannung von der Antriebsbatterie 120 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die dem M/G 118 bereitgestellt wird, um der Welle 130 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „rein elektrischer“ Betriebsmodus bezeichnet werden.
In einem beliebigen Betriebsmodus kann der M/G 118 als ein Elektromotor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 112 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 118 als Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 112 in elektrische Energie umwandeln, die in der Antriebsbatterie 120 gespeichert werden soll. Der M/G 118 kann zum Beispiel als Generator fungieren, während die Kraftmaschine 114 Antriebsleistung für das Fahrzeug 110 bereitstellt. Der M/G 118 kann zusätzlich während der Zeitspannen der Rückgewinnung von Bremsenergie als Generator fungieren, während denen Drehenergie von den sich drehenden Rädern 142 zurück zum Schaltgetriebe 124 übertragen und in elektrische Energie umgewandelt wird, welche in der Antriebsbatterie 120 gespeichert wird.
Ein Bremspedal 170 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein Bremsbedarfssignal für Bremsen oder negativen Drehmoment bereitzustellen, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Lösen des Bremspedals 170 ein Bremspedalstellungssignal, das durch die Steuerung 150 als ein Bedarf für ein erhöhtes Bremsen bzw. gesenktes Bremsen interpretiert werden kann. Die Steuerung 150 befiehlt auf Grundlage von mindestens der Eingabe vom Bremspedal 170 ein Bremsdrehmoment von den Fahrzeugbremsen (nicht veranschaulicht). Die Fahrzeugbremsen beinhalten im Allgemeinen Reibungsbremsen. Der M/G 118 kann zusätzlich als Generator fungieren, um die Rückgewinnung von Bremsenergie bereitzustellen, wobei Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 142 zum Schaltgetriebe 124 zurück übertragen und in elektrische Energie umgewandelt wird, welche in der Batterie 120 gespeichert wird.
Es versteht sich, dass das in 1 veranschaulichte Schema lediglich beispielhafter Natur ist und nicht einschränkend sein soll. Es werden auch andere Anordnungen in Betracht gezogen, welche ein selektives Ineingrifftreten sowohl einer Kraftmaschine als auch eines Elektromotors für die Übertragung von Drehmoment durch das Getriebe verwenden. Zum Beispiel kann der M/G 118 gegenüber der Kurbelwelle 128 versetzt sein, ein zusätzlicher Elektromotor kann zum Starten der Kraftmaschine 114 bereitgestellt werden und/oder der M/G 118 kann zwischen dem Drehmomentwandler 122 und dem Schaltgetriebe 124 vorgesehen sein. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Das Fahrzeug 110 kann den M/G 118 verwenden, um die Kraftmaschine 114 zu starten. Die PCU 150 kann befehlen, die Trennkupplung 126 zu schließen und Drehmoment vom M/G 118 über die Leistungselektronik 156 anzufordern. Das Drehmoment vom M/G 118 dreht die Kraftmaschine 114, so dass sich die Kraftmaschinendrehzahl über eine vorbestimmte Drehzahl erhöht, zu welchem Zeitpunkt der Kraftmaschine 114 befohlen werden kann, Kraftstoff und Zündfunken bereitzustellen, um fortgeführte Kraftmaschinendrehung aufrechtzuerhalten. Der Drehmomentwandler 122 kann eine gewisse Torsionsisolation während des Startens der Kraftmaschine und des ersten Starts bereitstellen. In einigen Fahrzeuganordnungen kann auch ein Niederspannungsstartermotor 168 mit der Kraftmaschine 114 gekoppelt sein, um sekundäre oder Sicherungsmittel des Startens der Kraftmaschine 114 bereitzustellen.
Das Fahrzeug 110 kann ferner ein Leistungswandlermodul 158 und eine Zusatzbatterie 160 beinhalten. Die Zusatzbatterie 160 kann eine Niederspannungsbatterie sein, wie zum Beispiel eine 12 Volt-Batterie, die üblicherweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die Anschlüsse der Zusatzbatterie 160 können elektrisch an einen Niederspannungsbus 166 gekoppelt sein. Der Niederspannungsbus 166 beinhaltet Kabel und Leiter zum Leiten von Strom zwischen verbundenen Modulen. Der Leistungswandler 158 kann elektrisch zwischen dem Hochspannungsbus 154 und dem Niederspannungsbus 166 gekoppelt sein. Das Leistungswandlermodul 158 kann ein DC/DC-Wandler sein, der ausgelegt ist, Spannung vom Hochspannungsbus 154 auf ein Spannungsniveau umzuwandeln, das mit dem Niederspannungsbus 166 kompatibel ist. Der Leistungswandler 158 kann ferner ausgelegt sein, Spannung vom Niederspannungsbus 166 auf eine Spannung umzuwandeln, die mit dem Hochspannungsbus 154 kompatibel ist. Zum Beispiel kann der Leistungswandler 158 ausgelegt sein, einen bidirektionalen Stromfluss zwischen dem Hochspannungsbus 154 und dem Niederspannungsbus 166 bereitzustellen.
Das Schaltgetriebe 124 kann aus Zahnrädern bestehen, die ausgelegt sind, miteinander ineinanderzugreifen, um Drehmoment von der Getriebeeingangswelle 132 an die Getriebeausgangswelle 136 zu übertragen. Die Zahnräder sind Spiel ausgesetzt, was durch Spalten zwischen den Zahnrädern verursacht sein kann. Spiel der Gelenkwelle kann konkret bemerkbar sein, wenn das auf das Zahnrad angewendete Drehmoment die Richtung ändert. Wenn Drehmoment in eine Richtung für eine Zeitdauer angewendet wird, stehen die Zahnräder in Kontakt miteinander. Wenn das Drehmoment verringert oder umgekehrt wird, kann es eine Zeitdauer geben, in der die Zahnräder nicht in Kontakt miteinander stehen. Während dieses Zeitraums können die Zahnräder relativ zueinander schwimmen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt können die Zahnräder wieder in Kontakt kommen. Geräusche, die als Schläge bezeichnet werden, können verursacht werden, wenn die Zahnräder wieder in Kontakt kommen.
Während des Fahrzeugbetriebs kann ein Fahrerbedarfsdrehmoment von der Gaspedalstellung abgeleitet werden. Zum Beispiel kann ein Antriebsdrehmomentbedarf eine Funktion der Gaspedalstellung sein und sich erhöhen, wenn sich die Gaspedalstellung erhöht (z. B. Gaspedal wird heruntergedrückt). Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann verwendet werden, um einen Antriebsstrangdrehmomentbefehl zu erzeugen, der Drehmomentbefehle an die Kraftmaschine 114 und den M/G 118 beinhalten kann. Unter normalen Antriebsbedingungen kann der Antriebsstrangdrehmomentbefehl ein Antriebsdrehmomentbefehl oder ein Bremsdrehmomentbefehl sein. In einigen Situationen kann der Antriebsstrangdrehmomentbefehl aus einer Gaspedalkomponente und einer Bremspedalkomponente bestehen. Zum Beispiel kann ein Fahrer sowohl das Gaspedal 152 als auch das Bremspedal 170 zur selben Zeit herunterdrücken (z. B. Zweipedalfahrstil). In dieser Situation der Antriebsstrangdrehmomentbefehl aufgrund des Gaspedals 152 mit dem Antriebsstrangdrehmomentbefehl aufgrund des Bremspedals 170 zusammengefasst werden. Das Endergebnis könnte ein Antriebsstrangdrehmomentbefehl nahe null sein. Ein derartiger Antriebsstrangdrehmomentbefehl kann die Gelenkwelle dazu veranlassen, nahe des Spiels zu schwimmen und unzumutbare Gelenkwellenschläge zu erzeugen.
Für einen offenen Drehmomentwandler gibt es ein minimales Eingangsdrehmoment, um die Drehung des Drehmomentwandlers 122 aufrechtzuerhalten. Das Drehmoment darunter, das der Drehmomentwandler 122 nicht länger dreht, kann als Verzögerungsdrehmoment des Drehmomentwandlers 122 bezeichnet werden.
Eine Strategie, um das angeforderte Antriebsstrangdrehmoment daran zu hindern, das die Gelenkwelle veranlasst wird, nahe der hierin beschriebenen Verzögerung zu schwimmen. Eine Zone um den Verzögerungsbereich (z. B. null Drehmoment) kann definiert werden und der Antriebsstrangdrehmomentbefehl kann modifiziert werden, um zu verhindern, dass Drehmoment im Verzögerungsbereich befohlen wird.
Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann ein Drehmoment sein, von dem gewünscht wird, dass es an der Antriebsachse 144 zur Übertragung auf die Räder 142 angewendet wird. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann durch jede Kombination des Drehmoments der Kraftmaschine und des Drehmoments der elektrischen Maschine erfüllt werden. Unterschiedliche Strategien zum Bestimmen der gewünschten Drehmomentaufteilung zwischen der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine können verfügbar sein und werden nicht hierin erläutert. Aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse und des Komponentenbetriebs, kann das Zwischendrehmoment, das auf die unterschiedlichen Komponenten angewendet wird, verschieden sein. Mit Kenntnis der gewünschten Drehmomentausgabe ist es jedoch einfach, das Drehmoment an jedem Punkt an der Gelenkwelle zu berechnen. Mit Kenntnis der Schaltgetriebeübersetzungsverhältnisse in jedem Gang kann zum Beispiel das Drehmoment am Ausgang des Schaltgetriebes 124 berechnet werden. Demnach können die Drehmomentwerte an jedem Punkt innerhalb der Gelenkwelle mit dem Wissen bezeichnet werden, dass durch richtige Skalierung die Drehmomentwerte an jedem Punkt in der Gelenkwelle wiedergegeben werden können. Zum Beispiel kann das Fahrerbedarfsdrehmoment am Eingang des Drehmomentwandlers 122 bestimmt werden.
2 stellt ein Diagramm einer möglichen Bahnkurve eines Fahrerbedarfsdrehmoments 200 am Eingang zum Drehmomentwandler 122 dar. Es ist zu beachten, dass das dargestellte Fahrerbedarfsdrehmoment 200 im Laufe der Zeit absinkt und null überquert und negativ wird. Zum Beispiel kann sich der Fahrer möglicherweise im Leerlaufmodus befinden oder hat das Bremspedal 170 angewendet. Ebenso sind in dem Diagramm ein oberer Drehmomentschwellenwert 204 und ein unterer Drehmomentschwellenwert 206 definiert. Der obere Drehmomentschwellenwert 204 kann ein vorbestimmter positiver Drehmomentwert sein. Der untere Drehmomentschwellenwert 206 kann ein vorbestimmter negativer Drehmomentwert sein.
Die Berechnung des oberen Drehmomentschwellenwerts 204 kann dynamisch sein und der Wert kann regelmäßig während des Fahrzeugbetriebs angepasst werden. Der obere Drehmomentschwellenwert 204 kann auf einem Modell des Drehmomentwandlers 122 basieren. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird ein minimales Drehmoment benötigt, um die Drehung des Laufrads aufrechtzuerhalten und der Antriebsstrangdrehmomentbefehl kann daran gehindert werden, unter dieses minimale Drehmoment bei offenem Drehmomentwandler zu fallen. Das Laufradverzögerungsdrehmoment kann folgendermaßen berechnet werden:
$τ_{i m p}^{stall} = {(\frac{ω_{i m p}^{m i n}}{K (S R)})}^{2}$
$S R = \frac{ω_{t}}{ω_{i m p}^{m i n}}$
wobei $ω_{i m p}^{m i n}$
die minimale Laufraddrehzahl für die Verzögerung ist, ω_t die vorliegende Turbinenraddrehzahl ist und K der Kapazitätsfaktorverlauf ist, der eine Funktion eines Drehzahlverhältnisses SR ist.
Es ist zu beachten, dass die Drehzahlverhältnisse für diese Analyse durch die Turbinenraddrehzahl und die Laufradverzögerungsdrehzahl gekennzeichnet sind. Das Drehzahlverhältnis kann durch Testdaten gekennzeichnet und durch einen Verlauf oder eine Funktion repräsentiert sein. Das Verzögerungsdrehmoment kann ein Minimalwert sein, wenn sich der Kapazitätsfaktor (K) nahe einem Maximalwert befindet. Der Kapazitätsfaktor kann nahe einem Maximalwert sein, wenn sich das Drehzahlverhältnis in einem Bereich um einen Wert von eins befindet. Das heißt, wenn die Turbinenraddrehzahl ungefähr gleich der Laufradverzögerungsdrehzahl ist.
Der obere Drehmomentschwellenwert 204 kann durch ein Maximum des Laufradverzögerungsdrehmoments und einen auswählbaren Kalibrierungswert definiert sein. Der auswählbare Kalibrierungswert kann nützlich sein, wenn sich das Laufradverzögerungsdrehmoment nach null befindet, (z. B. wenn die Turbinenraddrehzahl nahe der oder größer als die Laufradverzögerungsdrehzahl ist). Der untere Drehmomentschwellenwert 206 kann durch einen vorbestimmten Kalibrierungswert definiert sein. Die kalibrierten Werte können von der Gelenkwellenhardware abhängen und können eine Funktion des vorliegenden Gangs des Schaltgetriebes 124 sein.
Der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 ist ebenfalls in 2 beim Eingang zum Drehmomentwandler 122 dargestellt. Das tatsächliche Antriebsstrangdrehmoment am Eingang zum Drehmomentwandler 122 kann eine Summe des Drehmoments sein, das von der Kraftmaschine 114 erzeugt wird, und des Drehmoments, das von der elektrischen Maschine 118 erzeugt wird. Der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 kann durch jede Kombination von Drehmoment der elektrischen Maschine und Drehmoment der Kraftmaschine erzeugt werden. Eine Steuerstrategie kann derartig eingepflanzt werden, dass der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 es nicht erlaubt, dass ein angeforderter Drehmomentwert zwischen dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 und dem unteren Drehmomentschwellenwert 206 liegt. Die Steuerstrategie erzeugt einen „gesperrten Luftraum“ um null Drehmoment, der einen Bereich von Drehmomentwerten beinhaltet, die nicht angefordert werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment 200 unter den oberen Drehmomentschwellenwert 204 fällt und größer als der untere Drehmomentschwellenwert 206 ist, nimmt der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 den Wert des oberen Drehmomentschwellenwerts 204 an. Der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 hält den Wert des oberen Drehmomentschwellenwerts 204 aufrecht, bis sich das Fahrerbedarfsdrehmoment 200 über den oberen Drehmomentschwellenwert 204 erhöht oder unter den unteren Drehmomentschwellenwert 206 fällt. Wenn sich das Fahrerbedarfsdrehmoment 200 über den oberen Drehmomentschwellenwert 204 erhöht oder unter den unteren Drehmomentschwellenwert 206 fällt, nimmt der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 den Wert des Fahrerbedarfsdrehmoments 200 an (z. B. Antriebsstrangdrehmomentbefehl 202 ist gleich dem Fahrerbedarfsdrehmoment 200).
3 stellt eine mögliche Bahnkurve dar, wenn ein Fahrerbedarfsdrehmoment 300 am Eingang zum Drehmomentwandler 122 ein negativer Drehmomentwert ist. In diesem Fall erhöht sich das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 im Laufe der Zeit und überquert null und wird positiv. Ebenso sind der obere Drehmomentschwellenwert 204 und der untere Drehmomentschwellenwert 206 dargestellt. Ein Antriebsstrangdrehmomentbefehl 302 ist ebenfalls dargestellt. Das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 erhöht sich auf einen Wert über dem unteren Drehmomentschwellenwert 206. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 den unteren Drehmomentschwellenwert 206 übersteigt, wird der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 302 auf den unteren Drehmomentschwellenwert 206 gestellt. Der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 302 hält den Wert des unteren Drehmomentschwellenwerts 206, bis das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 über den oberen Drehmomentschwellenwert 204 steigt. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 größer als oder gleich dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 ist, wird der Antriebsstrangdrehmomentbefehl 302 auf das Fahrerbedarfsdrehmoment 300 gestellt.
4 stellt ein Ablaufdiagramm einer möglichen Sequenz von Vorgängen zum Umsetzen eines Antriebsstrangsteuersystems gemäß den beschriebenen Strategien dar. Die Vorgänge können in einer Steuerung (z. B. PCU 150) programmiert sein, die Teil des Antriebsstrangsteuersystems ist. Bei Vorgang 400 kann ein Fahrerbedarfsdrehmoment berechnet werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann eine Summe einer Gaspedaldrehmomentkomponente und einer Bremspedaldrehmomentkomponente sein. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann ein Drehmomentmenge sein, die an den Antriebsrädern gewünscht wird. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann an unterschiedlichen Punkten im Antriebsstrang berechnet werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment am Eingang des Drehmomentwandlers kann auf Grundlage der Übersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes 124 und des Differentials 140 berechnet werden. Das Fahrerbedarfsdrehmoment am Eingang des Drehmomentwandlers kann auf einem Drehmomentmultiplikationsfaktor des Drehmomentwandlers basieren.
Bei Vorgang 402 kann ein Laufradverzögerungsdrehmoment von einem Drehmomentwandlermodell berechnet werden. Das Laufradverzögerungsdrehmoment kann wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Bei Vorgang 404 kann der obere Drehmomentschwellenwert 204 als ein Maximum des Laufradverzögerungsdrehmoments und eines Kalibrierungswerts berechnet werden. Bei Vorgang 406 kann der untere Drehmomentschwellenwert 206 berechnet werden. Zum Beispiel kann der untere Drehmomentschwellenwert 206 ein vorbestimmter Kalibrierungswert sein.
Bei Vorgang 408 kann das Fahrerbedarfsdrehmoment am Drehmomentwandlereingang mit dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 verglichen werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment größer als der obere Drehmomentschwellenwert 204 ist, kann der Vorgang 414 ausgeführt werden. Bei Vorgang 414 kann das Fahrerbedarfsdrehmoment als der Antriebsstrangdrehmomentbefehl angefordert werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment kleiner als der obere Drehmomentschwellenwert 204 oder gleich diesem ist, kann der Vorgang 410 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 410 kann eine Überprüfung durchgeführt werden, ob das Fahrerbedarfsdrehmoment zwischen dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 und dem unteren Drehmomentschwellenwert 206 liegt. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment nicht zwischen dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 und dem unteren Drehmomentschwellenwert 206 liegt, kann der Vorgang 414 durchgeführt werden. In diesem Fall kann das Fahrerbedarfsdrehmoment geringer als der untere Drehmomentschwellenwert 206 sein. Bei Vorgang 414 kann das Fahrerbedarfsdrehmoment als der Antriebsstrangdrehmomentbefehl angefordert werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment zwischen dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 und dem unteren Drehmomentschwellenwert 206 liegt, kann der Vorgang 412 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 412 wird der vorherige Antriebsstrangdrehmomentbefehl mit dem oberen Drehmomentschwellenwert 204 verglichen. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment größer als der obere Drehmomentschwellenwert 204 oder gleich diesem ist, kann der Vorgang 416 durchgeführt werden. Bei Vorgang 416 kann der obere Drehmomentschwellenwert 204 als der Antriebsstrangdrehmomentbefehl angefordert werden. Wenn der vorherige Antriebsstrangdrehmomentbefehl kleiner als der obere Drehmomentschwellenwert 204 ist, kann der Vorgang 418 durchgeführt werden. Bei Vorgang 418 kann der untere Drehmomentschwellenwert 206 als der Antriebsstrangdrehmomentbefehl angefordert werden.
Der Vorgang 420 kann nach dem Ausgeben des Antriebsstrangdrehmomentbefehls durchgeführt werden. Bei Vorgang 420 kann die Steuerwiederholung beendet werden. Die Vorgänge können regelmäßig wiederholt werden, um den Antriebsstrangdrehmomentbefehl über einen Fahrzyklus des Fahrzeugs zu aktualisieren.
Der Antriebsstrangdrehmomentbefehl am Eingang des Drehmomentwandlers 122 kann durch den Betrieb der Kraftmaschine 114 und der elektrischen Maschine 118 erreicht werden. Die elektrische Maschine 118 kann durch Befehlen einer Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine 118 betrieben werden. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik 156 ein befohlenes Drehmoment der elektrischen Maschine empfangen und die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine 118 steuern, um das befohlene Drehmoment der elektrischen Maschine zu erreichen. Ein Kraftmaschinensteuermodul oder eine Kraftmaschinensteuerfunktion können einen Kraftmaschinendrehmomentbefehl empfangen und können die Kraftmaschinenbetriebsparameter anpassen, um den Kraftmaschinendrehmomentbefehl zu erreichen. Die Kraftmaschine 114 kann betrieben werden, um das Kraftmaschinendrehmoment durch Anpassen der Drosselklappenstellung, der zeitlichen Ventilsteuerung, des Luft-Kraftstoff-Gemischs, der zeitlichen Zündfunken/Zündung-Steuerung und durch Starten/Abschalten der Kraftmaschine 114 anpassen. In einigen Betriebsmodi kann das Drehmoment der elektrischen Maschine zusammen mit dem Drehmoment der Kraftmaschine angewendet werden. In einigen Fällen kann das Drehmoment der elektrischen Maschine das Drehmoment der Kraftmaschine modifizieren, um den Antriebsstrangdrehmomentbefehl am Eingang des Drehmomentwandlers 122 zu erreichen. In einem anderen Fall können die Kraftmaschine 114 oder die elektrische Maschine 118 allein betrieben werden, um dem Antriebsstrangdrehmomentbefehl zu entsprechen. Die Kombination des Drehmoments der elektrischen Maschine und des Drehmoments der Kraftmaschine, um den Antriebsstrangdrehmomentbefehl zu erfüllen, kann vom Betriebsmodus des Fahrzeugs abhängen (z. B. Kraftmaschine läuft oder Kraftmaschine angehalten). In einigen Fällen kann eine Kombination des Drehmoments der Kraftmaschine und des Drehmoments der elektrischen Maschine ausgewählt werden, um den Kraftstoffverbrauch zu minimieren.
Die beschriebene Steuerungsstrategie verbessert die Fahrerzufriedenheit durch Verringern von Gelenkwellenschlägen und Antriebsstranggeräuschen. Durch Überwachen des Laufradverzögerungsdrehmoments während des Fahrzyklus werden die Betriebsgrenzen durchgehend angepasst, um einen angemessenen Drehmomentbereich zum Verringern von Schlägen sicherzustellen.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der jede bereits bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. In ähnlicher Weise können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen, darunter unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und sonstigen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind, ausführbar sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können ebenfalls in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten ausgeführt werden, wozu etwa anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), feldprogrammierbare Gate-Anordnungen (FPGA), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder sonstige Hardwarekomponenten oder -vorrichtungen oder eine Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten zählen.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben wurden, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, wird der Durchschnittsfachmann doch erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die sich nach der spezifischen Anwendung und Umsetzung richten. Diese Attribute können unter anderem Folgendes einschließen: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, bequeme Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen auf dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind; und eine Steuerung, die programmiert ist, als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment, das nach einer Eingabe des Drehmomentwandlers innerhalb eines Bereiches zwischen einem vorbestimmten positiven Drehmoment und einem vorbestimmten negativen Drehmoment zu sinken, einem Drehmoment der Kraftmaschine und einem Drehmoment der elektrischen Maschine zu befehlen, das vorbestimmte positive Drehmoment bei der Eingabe des Drehmomentwandlers zu erreichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das nach der Eingabe unter das vorbestimmte negative Drehmoment sinkt, dem Drehmoment der Kraftmaschine und dem Drehmoment der elektrischen Maschine zu befehlen, das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erreichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das nach der Eingabe steigt, um innerhalb des Bereichs zwischen dem vorbestimmten positiven Drehmoment und dem vorbestimmten negativen Drehmoment zu fallen, dem Drehmoment der Kraftmaschine und dem Drehmoment der elektrischen Maschine zu befehlen, das vorbestimmte negative Drehmoment zu erreichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das nach der Eingabe über das vorbestimmte positive Drehmoment steigt, dem Drehmoment der Kraftmaschine und dem Drehmoment der elektrischen Maschine zu befehlen, das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erreichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte positive Drehmoment ein Laufradverzögerungsdrehmoment des Drehmomentwandlers ist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, das Laufradverzögerungsdrehmoment auf Grundlage eines Modells des Drehmomentwandlers zu schätzen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte positive Drehmoment ein vorbestimmter Wert ist, der gleich einem Laufradverzögerungsdrehmoment ist, wenn eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers größer als eine minimale Laufradverzögerungsdrehzahl ist.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das vorbestimmte positive Drehmoment ein Maximalwert des Laufradverzögerungsdrehmoments und eines vorbestimmten positiven Drehmomentwertes ist.
Antriebsstrangsteuersystem, umfassend: eine Kraftmaschine und eine elektrische Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt sind; und eine Steuerung, die programmiert ist, als Reaktion auf einen Fahrerbedarfsdrehmoment am Drehmomentwandler, der sich zwischen einem Laufradverzögerungsdrehmoment des Drehmomentwandlers und einem vorbestimmten negativen Drehmoment und einem Drehmoment am Drehmomentwandler befindet, das größer als das Laufradverzögerungsdrehmoment ist, der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine zu befehlen, das Drehmoment zu veranlassen, das Laufradverzögerungsdrehmoment zu sein.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das unter das vorbestimmte negative Drehmoment sinkt, der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine zu befehlen, das Drehmoment zu veranlassen, das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erreichen.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das zwischen dem Laufradverzögerungsdrehmoment und dem vorbestimmten negativen Drehmoment und dem Drehmoment zu liegen, das kleiner als das vorbestimmte negative Drehmoment ist, der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine zu befehlen, das Drehmoment zu veranlassen, das vorbestimmte negative Drehmoment zu erreichen.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das über dem Laufradverzögerungsdrehmoment liegt, der Kraftmaschine und der elektrischen Maschine zu befehlen, das Drehmoment zu veranlassen, das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erreichen.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, das Laufradverzögerungsdrehmoment während eines Fahrzyklus auf Grundlage eines Modells des Drehmomentwandlers zu schätzen.
Antriebsstrangsteuersystem nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, als Reaktion auf eine Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers, die über einer minimalen Laufradverzögerungsdrehzahl liegt, den Laufradverzögerungsdrehmoment zu beschränken, um größer als ein Schwellenwert des vorbestimmten positiven Drehmoments zu sein.
Verfahren, umfassend: Betreiben, durch eine Steuerung, einer Kraftmaschine und einer elektrischen Maschine, die an ein Schaltgetriebe über einen Drehmomentwandler gekoppelt ist, um ein Drehmoment des Drehmomentwandlers zu veranlassen, einen Laufradverzögerungsdrehmoment als Reaktion auf einen Fahrerbedarfsdrehmoment am Drehmomentwandler zu erreichen, der zwischen dem Laufradverzögerungsdrehmoment und einem vorbestimmten negativen Drehmoment und dem Drehmoment liegt, das größer als der Laufradverzögerungsdrehmoment ist.