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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrzeugsystem und ein Verfahren zum Steuern der Ausübung eines Fahrzeugrekuperationsbremsens.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Hybridfahrzeuge sind Fahrzeuge mit zwei oder mehr Leistungsquellen in einem Triebstrang. Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann ein Hybridfahrzeug ein Benzin-Hybridfahrzeug („HEV“) sein, das eine Verbrennungskraftmaschine und einen Elektromotor/-generator aufweist. Hybridfahrzeuge können sowohl eine Kraftmaschine als auch einen Motor verwenden, um abhängig vom Hybridsystem und dem Fahrzeugmodus durch Umschalten zwischen den zwei Leistungsquellen an optimalen Zeitpunkten oder unter Verwendung einer Kombination der beiden Kraftstoffverbrauch, Emission und Leistung zu verbessern.
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HEVs werden allgemein nach der Kraftaufteilung zwischen den Quellen klassifiziert. Beide Quellen können parallel arbeiten, um dem Antriebsstrang gleichzeitig Drehmoment bereitzustellen, oder sie können in Reihe arbeiten, wobei die erste Quelle das Drehmoment bereitstellt und die zweite Quelle verwendet wird, um die Kraftreserve der ersten Quelle zu vergrößern.
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HEVs erfassen und speichern auch Energie, wenn das Fahrzeug Antriebsstrangbremsen erfährt. Der Elektromotor funktioniert als ein Generator und nimmt infolge des Antriebsstrangbremsens erzeugte Energie auf und wandelt die Energie in elektrische Energie um, die verwendet werden kann, um den Ladezustand einer Batterie zu erhöhen. Antriebsstrangrekuperationsbremsen kann über das Rückgewinnen von Energie hinaus wünschenswert sein, da die Energie des HEVs abgebaut werden kann, wobei den Reibungsradbremsen nur ein minimales oder kein negatives Drehmoment zugeführt wird, was somit den Verschleiß an den Reibungsradbremsen verringert.
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Während des Rekuperationsbremsens wird eine Fahrerbremsdrehmomentnachfrage möglicherweise allein durch Rekuperationsbremsen oder in Kombination mit Reibungsbremsen bereitgestellt. Die Verteilung von Fahrerbremsdrehmomentnachfrage zwischen Reibungsbremsdrehmoment und Rekuperationsbremsdrehmoment (d. h. negatives Eingangsdrehmoment über den Motor) kann während Bremsvorgängen ausbalanciert werden, um so viel Rekuperation wie möglich zu erreichen, damit die Energie später verwendet werden kann, um das Fahrzeug voranzutreiben und dadurch die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
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Nahe dem Abschluss eines Rekuperationsbremsvorgangs, wenn das Fahrzeug auf eine niedrige Geschwindigkeit abbremst oder zum Stillstand kommt, kann das vom Motor zugeführte Bremsdrehmoment zum Reibungsbremssystem übertragen werden, um einen Abriss des Fahrzeuggesamtbremsdrehmoments zu vermeiden, wenn die Überbrückungskupplung ausrückt. Diese Übertragung kann über eine Zeitspanne hinweg erfolgen, um gleichmäßiges Fahren und Fahrerzufriedenheit sicherzustellen. Dieses „Ausschleichen“ des Rekuperationsdrehmoments kann mit dem Ausrücken der Wandlerüberbrückungskupplung abgestimmt werden. Während der Ausschleichprozedur kann (eine) Steuerung(en) bewirken, dass das Rekuperationsdrehmoment abfällt, und gleichzeitig den Widerstand der Reibungsbremsen mit einer ausgleichenden Rate erhöhen, wenn das Fahrzeug auf niedrige Geschwindigkeiten verlangsamt.
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Einige HEVs können mehr als eine unabhängige Steuerlogik zum Abstimmen des Ausschleichens aufweisen. Diese Steuerlogiken können auf unterschiedlichen Kapazitäten beruhen und können unterschiedliche Ziele haben. Daher muss zwischen den unabhängigen Ausschleichanforderungen möglicherweise abgewogen werden und dem Motor müssen entsprechende Befehle erteilt werden.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Antriebsstrang und mindestens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Bremsanforderung und darauf, dass eine Wellengeschwindigkeit, die im Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs steht, eine Anfangsgeschwindigkeit erreicht, die durch ein Drehmoment des Antriebsstrangs definiert ist, das sich mit der Bremsnachfrage bei einer gegebenen Wellengeschwindigkeit ändert, eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung, die ein Rekuperationsbremsdrehmoment beschränkt, über eine Ausschleichdauer hinweg auf Grundlage der Wellengeschwindigkeit zu verringern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Antriebsstrang, der eine Wandlerüberbrückungskupplung und mindestens eine Steuerung aufweist, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Bremsanforderung auf Grundlage einer Wellengeschwindigkeit über eine Ausschleichdauer hinweg, die mit der Kupplungsentsperrung endet, eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung vorzugeben, sodass ein von einem Traktionsmotor ausgeübtes Rekuperationsbremsdrehmoment, das der Rekuperationsdrehmomentbegrenzung folgt, gemäß einer Ausschleichrate abnimmt, die auf einer gewünschten Reibungsbremsenauffüllrate beruht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Antriebsstrang und mindestens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Bremsanforderung eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung, die im Zusammenhang mit einer Drehmomentkapazität des Antriebsstrangs steht, gemäß einer Ausschleichrate über eine Ausschleichdauer hinweg zu verringern. Die Ausschleichrate wird auf Grundlage einer vorhergesagten Entsperrgeschwindigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung und einer vorhergesagten Reibungsbremsenauffüllrate, mit der ein ausgleichendes Reibungsbremsdrehmoment über die Ausschleichdauer hinweg zunimmt, ausgewählt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- Die 2A-2B sind zusammengehörige Zeitdiagramme von Fahrzeugverlangsamungs- und Rekuperationsbremsausschleicheigenschaften gemäß einer Steuerlogik.
- Die 3A-3B sind zusammengehörige Zeitdiagramme von Rekuperationsbremsausschleicheigenschaften, die mit dem Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung gemäß einer weiteren Steuerlogik abgestimmt sind.
- 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Rekuperationsbremsausschleichdrehmomentbegrenzungskurven aus den 2B und 3B darstellt.
- 5 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, das die Rekuperationsbremsausschleichdrehmomentbegrenzungskurven gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das einem Verfahren zum Steuern des Rekuperationsdrehmomentausschleichens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
- 7 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, das verschiedene Rekuperationsbremsausschleichkurven darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier wie gefordert offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann.
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Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Die konkreten strukturellen und funktionellen Details, die hier offenbart sind, sollen deshalb nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen.
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Bezug nehmend auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (Hybrid Electric Vehicle - HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. 1 stellt repräsentative Beziehungen unter den Komponenten dar.
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Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten im HEV 10 kann variieren. Das HEV 10 kann einen Antriebsstrang 12 beinhalten, der eine Kraftmaschine 14 aufweist, die ein Getriebe 16 antreibt. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, kann das Getriebe 16 eine Elektromaschine wie etwa einen elektrischen Traktionsmotor/-generator (M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Automatikgetriebe oder einen Getriebekasten 24 mit mehrstufigem Übersetzungsverhältnis beinhalten.
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Die Kraftmaschine 14 und der M/G 18 sind beide fähig, dem HEV 10 Triebkraft bereitzustellen. Die Kraftmaschine 14 stellt allgemein eine Leistungsquelle dar, die eine Verbrennungskraftmaschine, wie etwa eine mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebene Kraftmaschine, oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Die Kraftmaschine 14 erzeugt eine Kraftmaschinenleistung und entsprechendes Kraftmaschinendrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Trennkupplung 26 zwischen der Kraftmaschine 14 und dem M/G 18 zumindest teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann durch eine beliebige einer Vielzahl von Arten von Elektromaschine implementiert sein. Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann der M/G 18 ein Dauermagnetsynchronmotor sein. Die Leistungselektronik 28 bereitet Gleichstrom-(DC-)Leistung, die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, gemäß den Anforderungen des M/G 18 auf, wie im Folgenden beschrieben wird. Zum Beispiel kann Leistungselektronik dem M/G 18 Dreiphasenwechselstrom (AC) bereitstellen.
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Die Kraftmaschine 14 kann zusätzlich mit einem Turbolader 46 gekoppelt sein, um eine Lufteinlassdruckerhöhung oder eine „Aufladung“ bereitzustellen, um ein größeres Luftvolumen in eine Brennkammer der Kraftmaschine 14 zu drücken. Verbunden mit dem erhöhten Luftdruck, der der Kraftmaschine 14 vom Turbolader 46 bereitgestellt wird, kann eine entsprechende Erhöhung der Rate der Kraftstoffverbrennung erzielt werden. Die zusätzliche Luftdruckaufladung ermöglicht es daher der Kraftmaschine 14, eine zusätzliche Ausgangsleistung zu erzielen, was das Kraftmaschinendrehmoment erhöht.
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Der Getriebekasten 24 kann Zahnradsätze (nicht dargestellt) beinhalten, die durch selektives Einrücken von Reibungselementen wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht dargestellt) selektiv in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen angeordnet werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder gestuften Antriebsverhältnisse herzustellen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan steuerbar sein, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle 38 und einer Getriebeeingangswelle 34 zu steuern. Der Getriebekasten 24 stellt der Ausgangswelle 38 schließlich ein Antriebsstrangausgangsdrehmoment bereit.
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Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 näher gezeigt, kann die Ausgangswelle 38 mit einem Differential 40 verbunden sein. Das Differential 40 kann ein Paar Räder 42 über die jeweilige mit dem Differential 40 verbundene Achse 44 antreiben. Das Differential 40 überträgt das zugeteilte Drehmoment an jedes Rad 42, während es geringfügige Geschwindigkeitsunterschiede zulässt, etwa, wenn das HEV 10 um eine Ecke führt. Es können unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment vom Antriebsstrang 12 auf ein oder mehrere Räder 42 zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung je nach konkreter Betriebsart oder -bedingung variieren.
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Das HEV 10 kann ferner ein Bremssystem 54 beinhalten. Das Bremssystem 54 kann Reibungsbremsen umfassen, die dazu geeignet sind, durch stationäre Beläge, die an einer an Rädern 42 angebrachten Scheibe befestigt sind, selektiv Druck auszuüben. Der ausgeübte Druck zwischen den Belägen und den Scheiben erzeugt Reibung, um einer Rotation der Räder 42 zu widerstehen, und ist damit fähig, die Geschwindigkeit des HEVs 10 zu verringern.
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Wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist, kann ein Leistungsfluss von der Kraftmaschine 14 zum M/G 18 (oder umgekehrt) möglich sein. Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann, wenn die Trennkupplung 26 eingerückt ist, der M/G 18 als ein Generator arbeiten, um von einer Kurbelwelle 30 und einer M/G-Welle 32 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umzuwandeln, wodurch das HEV 10 verlangsamt werden kann. Die Trennkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um die Kraftmaschine 14 vom übrigen Antriebsstrang 12 zu entkoppeln, sodass der M/G 18 als die alleinige Antriebsquelle für das HEV 10 arbeiten kann.
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Die Betriebszustände des Antriebsstrangs 12 können von mindestens einer Steuerung vorgegeben werden.Bei mindestens einer Ausführungsform gibt es ein größeres Steuersystem, das mehrere Steuerungen beinhaltet.Die einzelnen Steuerungen oder das Steuersystem können von verschiedenen weiteren Steuerungen im HEV 10 beeinflusst werden, wobei eine Fahrzeugsystemsteuerung (Vehicle System Controller - VSC) 48 im Verhältnis zu anderen untergeordneten Steuerungen in einer höheren Hierarchiestufe arbeitet.Die VSC 48 kann eine Anzahl an Fahrzeugfunktionen direkt oder indirekt vorgeben oder beeinflussen, wie etwa das Starten/Stoppen der Kraftmaschine 14, das Betreiben des M/G 18, um Raddrehmoment bereitzustellen oder die Traktionsbatterie 20 wiederaufzuladen, das Auswählen oder Planen von Getriebegangwechsel etc.Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann die VSC 48 von einem Getriebesteuermodul (Transmission Control Module - TCM) 56, das in direkter Kommunikation mit Komponenten des Getriebes 16 steht, Daten empfangen und einem solchen Befehle erteilen.Beispiele weiterer untergeordneter Steuerungen, die verglichen mit der VSC 48 möglicherweise niedriger in einer Steuerungshierarchie arbeiten, beinhalten ein Bremssystemsteuermodul (Brake System Control Module - BSCM) 49, ein Hochvoltbatterieenergiesteuermodul (Battery Energy Control Module - BECM) sowie weitere Steuerungen, die für verschiedene Fahrzeugfunktionen zuständig sind.Die VSC 48 kann ferner arbeiten, um von anderen Steuerungen empfangene Daten zu überprüfen.
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Jede der vorstehend genannten Steuerungen kann ferner einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten.Computerlesbare Datenspeichervorrichtungen oder -medien können flüchtigen und nichtflüchtigen Datenspeicher beispielsweise in Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (Random-Access Memory - RAM) und Erhaltungsspeicher (Keep-Alive Memory - KAM) beinhalten.Beim KAM handelt es sich um einen persistierenden oder nichtflüchtigen Speicher, welcher zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren ist.
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Computerlesbare Datenspeichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl an bekannten Speichervorrichtungen implementiert werden, wie etwa PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrisch PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speichern oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die fähig sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung beim Steuern der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.Das VSC 48 und andere Steuerungen kommunizieren mit verschiedenen Kraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (E/A), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten oder eine Signalaufbereitung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlusssicherung und dergleichen bereitstellt.Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie an die CPU geleitet werden.Wie in der repräsentativen Ausführungsform von 1 allgemein dargestellt, kann die VSC 48 Signale zu und/oder von dem TCM 56 und dem BSCM 49 kommunizieren.Darüber hinaus kann die VSC 48 wie vorstehend besprochen mit anderen Fahrzeugsteuerungen oder direkt mit dem Fahrzeugsensor und/oder -komponenten, einschließlich der Kraftmaschine 14, des Turboladers 46, der Leistungselektronik 28 und des Bremssystems 54, kommunizieren.Obwohl dies nicht explizit dargestellt ist, wird ein Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die in jedem der vorstehend genannten Subsysteme von der VSC 48 gesteuert werden können.Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung von Steuerlogik, die von der Steuerung ausgeführt wird, betätigt werden können, beinhalten Zeitpunkt, Rate und Dauer der Kraftstoffeinspritzung, Drosselklappenposition, Zündungszeitpunkt (für Brennkraftmaschinen mit Zündung), Ansaug-/Abgasventilzeitsteuerung und -dauer, Komponenten des Frontendhilfsantriebs (Front-End Accessory Drive - FEAD) wie etwa ein Wechselstromgenerator, Klimaanlagenkompressor, Batterieaufladen, Rekuperationsbremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für die Trennkupplung 26, die Wandlerüberbrückungskupplung 36 und den Getriebegetriebekasten 24 und Ähnliches.Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um (zum Beispiel und ohne Beschränkung) Turboladeraufladedruck, Turboladerdrehzahl, Kurbelwellenposition, Kraftmaschinendrehzahl (U/min), Radgeschwindigkeiten, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur, Einlasskrümmerdruck, Fahrpedalposition, Zündschalterposition, Drosselklappenposition, Lufttemperatur, Abgassauerstoffgehalt oder die Konzentration oder das Vorliegen einer anderen Abgaskomponente, Ansaugluftstrom, Getriebegang, -übersetzung oder -modus, Getriebeöltemperatur, Getriebeturbinenradgeschwindigkeit, Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung, Verlangsamungs- oder Gangwechselmodus anzuzeigen.
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Die VSC 48, das BSCM 49 und das TCM 56 können Drehmomentsteuerlogikmerkmale beinhalten.Die VSC 48 ist fähig, Fahreranforderungen auf Grundlage mehrerer Fahrzeugeingaben auszulegen.Diese Eingaben können zum Beispiel und ohne Beschränkung Gangauswahl (PRNDL), Fahrpedaleingaben, Bremspedaleingabe, Batterietemperatur, Spannung, Strom und Batterieladezustand (State of Charge - SOC) beinhalten.Die VSC 48 wiederum kann dem TCM 56 Befehlssignale erteilen, um den Betrieb des M/G 18 zu beeinflussen.
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Der M/G 18 kann über die Welle 32 auch in Verbindung mit dem Drehmomentwandler 22 stehen.Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit der Kraftmaschine 14 verbunden, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist.Der Drehmomentwandler 22 kann ein Treibrad, das an der M/G-Welle 32 fixiert ist, und ein Turbinenrad, das an einer Getriebeeingangswelle 34 fixiert ist, beinhalten.Der Drehmomentwandler 22 kann eine hydraulische Kopplung zwischen der Welle 32 und der Getriebeeingangswelle 34 bereitstellen.Eine Wandlerüberbrückungskupplung 36 kann dem Drehmomentwandler 22 ebenfalls bereitgestellt sein, sodass die Kupplung 36, wenn sie eingerückt ist, das Treibrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers 22 durch Reibung oder mechanisch koppelt, was eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht.Bei anderen Ausführungsformen können der Drehmomentwandler 22 und seine Kupplung 36 mit einer Anfahrkupplung ersetzt sein, um ein Anfahren des Fahrzeugs bereitzustellen.Wenn die Kupplung 36 ausgerückt ist, kann der M/G 18 mechanisch vom Differential 40 und von den Achsen 44 entkoppelt sein.Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann während der Verlangsamung die Kupplung 36 bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ausrücken, was die Kraftmaschine 14 vom Getriebe 16 und dem Kraftübertragungssystem entkoppelt, um es der Kraftmaschine 14 zu erlauben, im Leerlauf zu sein und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu arbeiten oder zu stoppen.
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Ein Fahrer des HEVs 10 kann an einem Fahrpedal 50 eine Eingabe bereitstellen und ein nachgefragtes Drehmoment, eine nachgefragte Leistung oder einen Antriebsbefehl zum Vorantreiben des HEVs 10 erzeugen.Im Allgemeinen erzeugt das Herunterdrücken und Freigeben des Pedals 50 ein Gaspedaleingabesignal, das von der VSC 48 als eine Nachfrage erhöhter Leistung bzw. verringerter Leistung ausgelegt werden kann.Auf Grundlage zumindest einer Eingabe vom Pedal 50 kann die VSC 48 Drehmomentbefehle auf die Kraftmaschine 14 und/oder den M/G 18 verteilen, um der vom Fahrer nachgefragten Fahrzeugdrehmomentausgabe gerecht zu werden.Die VSC 48 kann auch den Zeitpunkt von Gangwechseln im Getriebekasten 24 sowie das Einrücken oder Ausrücken der Trennkupplung 26 und der Wandlerüberbrückungskupplung 36 steuern.Die Trennkupplung 36 kann über einen Bereich zwischen der versperrten und der entsperrten Position hinweg moduliert werden.Dies kann zusätzlich zu dem von der hydrodynamischen Kopplung zwischen dem Treibrad und dem Turbinenrad erzeugten variablen Schlupf einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 erzeugen.Alternativ kann die Wandlerüberbrückungskupplung 36 abhängig von der jeweiligen Anwendung als versperrt oder entsperrt betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden.
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Der Fahrer des HEV 10 kann zusätzlich an einem Bremspedal 52 eine Eingabe bereitstellen, um eine Bremsanforderung zu erzeugen.Ein Herunterdrücken des Bremspedals 52 kann ein Bremseingabesignal generieren, das von der VSC 48 als ein Befehl, das HEV 10 zu verlangsamen, ausgelegt wird.Die VSC 48 wiederum kann Befehle erteilen, um die Ausübung eines negativen Drehmoments auf die M/G-Welle 32 zu bewirken.Zusätzlich oder in Kombination damit kann die VSC 48 Befehle erteilen, um das Bremssystem 54 einzuschalten, um Reibungsbremswiderstand auszuüben, um eine Rotation der Räder 42 zu unterbinden.Die negativen Drehmomentwerte, die sowohl vom Antriebsstrang 12 als auch den Reibungsbremsen bereitgestellt werden, können verteilt werden, um das Maß zu variieren, in welchem jedes davon der Bremsanforderung gerecht wird.
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Um das HEV 10 mit der Kraftmaschine 14 anzutreiben, kann die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt sein, um zumindest einen Teil des Kraftmaschinendrehmoments durch die Trennkupplung 26 an den M/G 18 und dann vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und den Getriebekasten 24 zu übertragen.Der M/G 18 kann die Kraftmaschine 14 durch Bereitstellen zusätzlichen Antriebsdrehmoments zum Drehen der M/G-Welle 32 unterstützen.
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Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“ bezeichnet werden.Wie bereits dargelegt, kann die VSC 48 ferner betrieben werden, um Befehle zu erteilen, eine Drehmomentausgabe sowohl von der Kraftmaschine 14 als auch vom M/G 18 derart zu verteilen, dass die Kombination beider Drehmomentausgaben einer Gaspedaleingabe vom Fahrer gerecht wird.
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Um das HEV 10 mit dem M/G 18 als alleiniger Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss der gleiche, abgesehen davon, dass die Trennkupplung 26 die Kraftmaschine 14 vom übrigen Antriebsstrang 12 isoliert.Die Verbrennung in der Kraftmaschine 14 kann während dieser Zeit deaktiviert oder anderweitig abgeschaltet sein, um zum Beispiel Kraftstoff zu sparen.
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Die Traktionsbatterie 20 kann gespeicherte elektrische Energie durch Drähte 51 an Leistungselektronik 28, die einen Wechselrichter beinhalten kann, übertragen.Die Leistungselektronik 28 kann Hochvoltgleichstrom von der Batterie 20 in Wechselstrom zur Verwendung durch den M/G 18 umwandeln.Die VSC 48 kann der Leistungselektronik 28 ferner Befehle erteilen, sodass es dem M/G 18 ermöglicht wird, der M/G-Welle 32 ein positives oder ein negatives Drehmoment bereitzustellen.Dieser Betrieb, bei dem der M/G 18 die alleinige Antriebsquelle ist, kann als ein „rein elektrischer“ Betriebsmodus bezeichnet werden.
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Darüber hinaus kann der M/G 18 als ein Generator arbeiten, um kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in in der Batterie 20 zu speichernde elektrische Energie umwandeln.Der M/G 18 kann zum Beispiel als ein Generator dienen, während die Kraftmaschine 14 die alleinige Vorschubkraft für das HEV 10 bereitstellt.Der M/G 18 kann darüber hinaus beim Rekuperationsbremsen als ein Generator dienen, wenn Rotationsenergie vom Drehen der Ausgangswelle 38 zurück durch den Getriebekasten 24 übertragen wird und in Energie zum Speichern in der Batterie 20 umgewandelt wird.
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Während eines Rekuperationsbremsvorgangs kann der M/G 18 selektiv ein Schleppmoment, oder negatives Drehmoment, ausüben, um zur Fahrzeugverlangsamung beizutragen.Das Rekuperationsbremsdrehmoment kann effizienter sein, wenn die Wandlerüberbrückungskupplung 36 versperrt ist. In einem versperrten Zustand können das Treibrad und das Turbinenrad durch die Kupplung 36 mechanisch versperrt sein.Dieses Versperren beseitigt Schlupf zwischen den Teilen und verbessert so den Wirkungsgrad.Die Kupplung 36 während der Verlangsamung so lange wie möglich versperrt zu halten, kann das Sammeln von mehr Rekuperationsenergie ermöglichen, als sonst mit einem herkömmlichen Drehmomentwandlerzeitplan möglich wäre.Falls während der Verlangsamung die Wandlerüberbrückungskupplung 36 von versperrt zu entsperrt übergeht, kann es eine abrupte Veränderung der Verlangsamungsrate geben, was vom Fahrer wahrgenommene Rauheit bewirkt.
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Daher kann ein derartiger Übergang schrittweise durchgeführt werden, um die Gleichmäßigkeit der Verlangsamung zu verbessern.Nahe dem Abschluss eines Rekuperationsbremsvorgangs, wenn das HEV 10 auf eine niedrige Geschwindigkeit abbremst oder zum Stillstand kommt, kann das vom M/G 18 zugeführte Bremsdrehmoment zum Bremssystem 54 übertragen werden, um einen Abriss des Fahrzeuggesamtbremsdrehmoments, wenn die Kupplung 36 sich entsperrt, zu vermeiden.Diese Übertragung kann über eine Zeitspanne hinweg durchgeführt werden, um ein gleichmäßiges Fahren und Fahrerzufriedenheit sicherzustellen. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann dieses „Ausschleichen“ des Rekuperationsdrehmoments mit dem Entsperren der Wandlerüberbrückungskupplung 36 abgestimmt werden.
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Um eine präzise zeitliche Koordinierung zu erreichen, die für das Erreichen der Abstimmung erforderlich ist, kann das Entsperren der Wandlerüberbrückungskupplung 36 vorhergesagt oder geplant werden und der Ausschleichprozess kann im Voraus mit einer für das Erreichen eines gleichmäßigen Übergangs ausreichenden Zeitdauer ausgelöst werden.Die Abstimmung des Rekuperationsdrehmoments mit den Verlangsamungserfordernissen des HEVs 10 kann zu einem gleichmäßigeren Fahrzeugbetrieb führen.Während der Ausschleichprozedur kann die VSC 48 (oder eine beliebige andere Steuerung, allein oder in Kombination mit weiteren Steuerungen) bewirken, dass das Rekuperationsdrehmoment abfällt, und gleichzeitig den Widerstand der Reibungsbremsen mit einer ausgleichenden Rate erhöhen, wenn das HEV 10 auf niedrige Geschwindigkeiten verlangsamt.Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema lediglich beispielhaft ist und keine Einschränkung bezweckt.Es werden andere Auslegungen in Erwägung gezogen, die einen gezielten Einsatz sowohl einer Kraftmaschine als auch eines Motors, um Leistung durch ein Getriebe zu übertragen, nutzen.Zum Beispiel kann der Motor gegenüber der Kurbelwelle versetzt sein und/oder ein zusätzlicher Motor kann bereitgestellt sein, um die Kraftmaschine zu starten.Andere Auslegungen werden in Erwägung gezogen, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Die 2A-2B sind zusammengehörige Zeitdiagramme von Fahrzeugverlangsamungs- und Rekuperationsbremsausschleicheigenschaften gemäß einer Steuerlogik.Die 3A-3B sind zusammengehörige Zeitdiagramme von Rekuperationsbremsausschleicheigenschaften, die mit dem Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung 36 gemäß einer weiteren Steuerlogik abgestimmt sind.Bei einigen HEVs können eine oder mehrere Steuerlogiken (d. h. Algorithmen) das Ausschleichen des Rekuperationsbremsens regeln.Bei einigen Ausführungsformen können das BSCM 49 und das TCM 56 jeweils ihre eigene Logik aufweisen und der VSC 48 untergeordnet sein (1). Zum Beispiel und ohne Beschränkung kann das BSCM 49 dazu programmiert sein, die in den 2A-2B dargestellte Steuerlogik auszuführen, und das TCM 56 kann dazu programmiert sein, die in den 3A-3C dargestellte Steuerlogik auszuführen.Dabei können das BSCM 49 und das TCM 56 jeweils Rekuperationsbremsdrehmomentbegrenzungssignale an die VSC 48 senden, die unterschiedliche Fahrzeugkapazitäten anzeigen.Die VSC 48 kann diese Drehmomentbegrenzungen empfangen und abwägen und dem M/G 18 befehlen, ein Rekuperationsbremsdrehmoment gemäß einer der Drehmomentbegrenzungen auszuüben (zum Beispiel und ohne Beschränkung gemäß der Drehmomentbegrenzung, deren Größe geringer ist).Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich jedoch, dass die hier besprochenen Steuerlogiken gemäß weiteren Ausführungsformen in eine oder mehr als eine Steuerung einprogrammiert sein können.Zum Beispiel und ohne Beschränkung können das TCM 56 und die VSC 48 im selben Steuermodul liegen.
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Bezug nehmend auf 2A stellt eine Geschwindigkeitskurve 58 die Verlangsamung des HEVs 10 während des Ausschleichens, das zwischen t1 und t2 stattfinden kann, dar.Die Anfangsgeschwindigkeit 60 und die Endgeschwindigkeit 62 sind möglicherweise vorab definiert und variieren bei unterschiedlichen Anwendungsfällen nicht.Bezug nehmend auf 2B stellt die BSCM-Ausschleichkurve 64 die abnehmende Rekuperationsbremsdrehmomentbegrenzung dar, die bei t1 mit einem Anfangsdrehmoment 66 beginnt und bei t2 bei einem Enddrehmoment 68 von null endet.Bei einer Ausführungsform kann das Anfangsdrehmoment 66 ein Wert gemäß einer Fahrzeugstabilitätsbegrenzung sein, die eine Kapazität des Fahrzeugs, einer Bremskraft des angetriebenen Räder zu widerstehen, ohne die seitliche Stabilität zu verlieren, darstellt.
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Die 3A-3B sind zusammengehörige Zeitdiagramme von Fahrzeugverlangsamung und Rekuperationsbremsausschleicheigenschaften, die mit dem Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung 36 gemäß einer weiteren Steuerlogik abgestimmt sind.Die in den 3A-3B dargestellte Steuerlogik kann mit der Getrieberekuperationsausschleichbegrenzung während der Ausschleichdauer im Zusammenhang stehen.Das Ausschleichen findet in den 3A-3B zwischen t3 und t4 statt, was dasselbe oder verschieden von t1 und t2 in den 2A-2B sein kann.3A stellt den Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung während des Ausschleichens dar.Die Wandlerüberbrückungskupplung 36 kann während des Ausschleichens versperrt sein und sich am Ende des Ausschleichens entsperren (das Entsperren der Kupplung 36 kann das Ende des Ausschleichens definieren).Bezug nehmend auf 3B stellt die TCM-Ausschleichkurve 78 die abnehmende Rekuperationsbremsdrehmomentbegrenzung dar, die bei t3 mit einem Anfangsdrehmoment 80 beginnt und bei t4 bei einem Enddrehmoment 82 von einem Nennwert (oder bei einigen Ausführungsformen null) endet.Bei einer Ausführungsform kann das Anfangsdrehmoment 80 ein Wert sein, der auf einer Rekuperationsdrehmomentbegrenzung des Antriebsstrangs 12, einer Bremsanforderung des Fahrers und einer Hubpedaldrehmomentanforderung (nachfolgend näher beschrieben) beruht.
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4 ist ein Zeitdiagramm, das die Rekuperationsbremsausschleichdrehmomentbegrenzungskurven darstellt. Wie zuvor besprochen, kann die VSC 48 bei einigen HEVs die entsprechenden Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale, die vom untergeordneten BSCM 49 und TCM 56 gesendet werden, empfangen und zwischen diesen Ausschleich-„Anforderungen“ (d. h. Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignalen, die auf Grundlage einer Wellengeschwindigkeit abnehmen) abwägen.Wie in 4 dargestellt, kann eine Getriebeausschleichkurve 84, die die vom TCM 56 während des Ausschleichens gesendeten Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale darstellt, zwischen einer Zeitachse 86 und einer Bremsausschleichkurve 88, die die vom BSCM 49 während des Ausschleichens gesendeten Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale darstellt, liegen.Entsprechend können die vom TCM 56 gesendeten Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale eine geringere Größe aufweisen als die entsprechenden (d. h. bei derselben Geschwindigkeit) vom BSCM 49 gesendeten Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale.So können die Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Getriebeausschleichkurve 84 folgen, sich bei den Ausschleichabwägungen durchsetzen und daher das Ausschleichen anführen.In einigen Fällen kann es jedoch wünschenswert sein, die Bremsausschleichkurve 88 das Ausschleichen anführen zu lassen, sodass das Reibungsbremsenauffülldrehmoment auf den Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzungen während des Ausschleichens beruhen wird.Es kann einen gleichmäßigeren Übergang zwischen Rekuperations- und Reibungsbremsen zur Folge haben, sowohl Reibungsbremsdrehmoment als auch Rekuperationsdrehmoment für das Ausschleichen in einem Steuermodul (z. B. einer Bremssteuerung) berechnen und befehlen zu lassen.Ferner kann es bei dieser Strategie mehr Rekuperationsbremsen und weniger Reibungsbremsen geben.Darüber hinaus kann es wünschenswert sein, das Rekuperationsdrehmomentausschleichen gemäß einer Ausschleichrate abnehmen zu lassen, deren Größe gleich der einer erwünschten oder vorhergesagten Reibungsbremsenauffüllrate ist (da das Reibungsbremsdrehmoment als die Gesamtbremsnachfrage minus das Rekuperationsbremsdrehmoment ermittelt werden kann), wie nachfolgend ausführlicher besprochen werden wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das TCM 56, um sicherzustellen, dass das Ausschleichen von der Kurve 88 angeführt wird, wie in 4 gezeigt Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale, die einer erwünschten Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungskurve 90 folgen, senden.Wie dargestellt, können die Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Kurve 90 folgen, während der Ausschleichzeitspanne negativer (größerer Größe) als die Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzungen von Kurve 88 sein.Es sei darauf hingewiesen, dass die mit den Kurven 88 und 90 im Zusammenhang stehende Ausschleichdauer gemäß dem Geist und Umfang dieser Offenbarung dieselbe oder unterschiedlich sein kann.Außerdem fallen die Rekuperationsdrehmomentbegrenzungskurven 88 und 90 annähernd zur gleichen Zeit auf null (oder auf einen Nennwert) ab.Dies kann der Fall sein, wenn die Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrgeschwindigkeit etwa dieselbe ist wie die Endgeschwindkeit, bei der die Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzung gleich null ist.Derartige Geschwindigkeiten können annähernd gleich sein, wenn die Kraftmaschine 14 ausgeschaltet ist.
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5 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, das die Rekuperationsbremsausschleichdrehmomentbegrenzungskurven gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.Der Geschwindigkeitsbereich (der Fahrzeuggeschwindigkeit, Getriebeausgangswellengeschwindigkeit oder Ähnliches darstellen kann) wird verwendet, um die Auswirkungen der Fahrzeugverlangsamungsrate auf die zeitliche Koordinierung zu vermeiden und die Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen sind als positiv gezeigt, um eine Kapazität anzuzeigen.Bezug nehmend auf 5 kann es in Fällen, in denen die Kraftmaschine 14 ausgeschaltet ist, wünschenswert sein, die Getriebeausschleichkurve 92 so zu gestalten, dass sie zwischen der Bremsausschleichkurve 94 und einer Wandlerüberbrückungskupplungdrehmomentkapazitätsgrenzkurve 96, die das maximale Rekuperationsdrehmoment, das die Wandlerüberbrückungskupplung unterstützen kann, anzeigen kann, liegt.Bei einigen Ausführungsformen kann die Wandlerüberbrückungskupplungdrehmomentkapazitätsgrenzkurve vorab festgelegt und/oder vom Hersteller eingestellt sein.Ferner wird es sich für einen Durchschnittsfachmann verstehen, dass, obwohl die hier offenbarten Kurven und Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen möglicherweise als „Brems-“ oder „Getriebekurven“ bezeichnet werden, die hier besprochenen Kurven und Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen im Zusammenhang mit (einer) beliebigen Steuerung(en) stehen können und dass die hier verwendete Nomenklatur lediglich verwendet wird, um zwei Steuerlogiken zu besprechen.Während der folgenden Besprechung von 6 wird von Zeit zu Zeit auf 5 Bezug genommen.
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6 ist ein Flussdiagramm, das einem Verfahren zum Steuern des Rekuperationsdrehmomentausschleichens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.Bei einigen Ausführungsformen kann das in 6 dargestellte Verfahren verwendet werden, um die Ausschleichanfangsgeschwindigkeit und die Ausschleichrate für Anwendungsfälle zu ermitteln, in denen eine geplante Entsperrung der Wandlerüberbrückungskupplung stattfindet.Das Verfahren kann mit dem Schritt 98 des Arbeitens nach einer normalen Steuerstrategie, vielleicht vor einem Ausschleichen und/oder einer Bremsanforderung, begonnen werden.Das Verfahren kann mit dem Schritt 99 des Empfangens einer Bremsanforderung vom Fahrer fortgesetzt werden.Das Verfahren kann mit dem Schritt 100 des Ermittelns, ob eine Wellengeschwindigkeit, die im Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 steht, eine Abschaltgeschwindigkeit (d. h. eine vorgegebene Wellengeschwindigkeit) erreicht hat, fortgesetzt werden.Die Wellengeschwindigkeit kann auf einer Geschwindigkeit des HEVs 10 oder der Getriebeausgangswelle 38 (1) oder Ähnlichem beruhen.Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass weitere Geschwindigkeiten überwacht werden können.Wenn das HEV 10 sich verlangsamt und zum Stillstand kommt, erreicht die Wellengeschwindigkeit möglicherweise irgendwann die Abschaltgeschwindigkeit.5 stellt die Abschaltgeschwindigkeit im Hinblick auf die Kurve 92 visuell als die Linie 102 dar.Bei einigen Ausführungsformen kann die Abschaltgeschwindigkeit 102 variieren und auf einer Geschwindigkeit, bei der geplant ist, dass die Wandlerüberbrückungskupplung 36 sich entsperrt (Wandlerüberbrückungskupplungentsperrgeschwindigkeit), plus einem kalibrierbaren Wert beruhen.Der Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrzeitplan kann dynamisch sein und zum Beispiel je nach Getriebegang und Kraftmaschinenzustand variieren.Der kalibrierbare Wert kann auch vom Getriebegang abhängig sein und so berechnet werden, dass die Abschaltgeschwindigkeit größer als die erwartete Ausschleichanfangsgeschwindigkeit ist.Bei einigen Ausführungsformen kann der kalibrierbare Wert aus einer Verweistabelle abgerufen werden.Falls bei Schritt 100 die Wellengeschwindigkeit nicht geringer als oder gleich der Abschaltgeschwindigkeit 102 ist, dann arbeitet das HEV 10 weiterhin gemäß der normalen Steuerstrategie bei Schritt 98.Falls bei Schritt 100 die Wellengeschwindigkeit geringer als oder gleich der Abschaltgeschwindigkeit 102 ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 104 des Berechnens eines Referenzdrehmoments und dem Schritt 106 des Ermittelns einer Getriebeausschleichrate fortgesetzt werden.Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Schritte 104 und 106 parallel durchgeführt.Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich jedoch, dass die Schritte 104 und 106 nacheinander durchgeführt werden können.
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Das Referenzdrehmoment bei Schritt
104 kann das Drehmoment sein, bei welchem das Getriebeausschleichen anfängt (von welchem ausgehend es abnimmt) und es kann in Echtzeit unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
wobei D
ref das Referenzdrehmoment ist. D
Hubpedal ist das negative Drehmoment, dem die Getriebeausgangswelle
38 (
1) ausgesetzt ist, wenn das Fahrpedal
50 freigegeben wirdD
Hubpedal kann durch Reibungskräfte, die in der Kraftmaschine
14 stattfinden, oder vom M/G 18, falls die Kraftmaschine
14 aus dem Antriebsstrang
12 ausgerückt ist, bereitgestellt werden.D
Bremsanforderung ist das vom Fahrer angeforderte Drehmoment und D
Rekup.-Begrenzung ist die Rekuperationsdrehmomentbegrenzung des Antriebsstrangs
12, die auf einer Kapazität der Batterie
20, des M/G 18 und/oder der vorstehend besprochenen Fahrzeugstabilitätsbegrenzung beruhen kann. Somit kann D
ref sich mit einer Bremsnachfrage, (einer) Kapazität(en) des Antriebsstrangs
12 oder einer Fahrzeugstabilitätsbegrenzung bei der Abschaltgeschwindigkeit verändern.Es sei darauf hingewiesen, dass die obige Gleichung das maximale oder weniger negative Drehmoment auswählt, da D
Bremsanforderung und D
Rekup.-
Begrenzung negative Werte sind (da sie Rekuperationsbremsdrehmomente sind).D
ref kann für jeden Bremsvorgang unterschiedlich sein; daher kann D
ref in dem Moment berechnet werden, in dem die Wellengeschwindigkeit die Abschaltgeschwindigkeit erreicht (d. h. wenn die Bedingung von Schritt
100 erfüllt ist).
5 stellt unterschiedliche Referenzdrehmomente im Hinblick auf die Kurve
92 visuell als die Linien
108 und
108' dar.Bei einer Ausführungsform kann das TCM
56 dazu programmiert sein, die Rekuperationsdrehmomentbegrenzung von D
ref über eine Ausschleichdauer hinweg auf einen Nennwert oder null zu verringern.
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Bezug nehmend auf Schritt
106 ist die Getriebeausschleichrate die Rate, mit der die Rekuperationsdrehmomentbegrenzung während der Ausschleichzeitspanne auf einen Nennwert oder null verringert wird, und kann für unterschiedliche Anwendungsfälle variieren.Wie in
5 gezeigt, ist die Getriebeausschleichrate
110 die Neigung der Getriebeausschleichkurve
92 während der Ausschleichzeitspanne.Allgemein kann die Ausschleichrate
110, wie in der folgenden Gleichung dargestellt (und wie nachfolgend in Verbindung mit verschiedenen Anwendungsfällen erklärt wird), vom Zustand der Kraftmaschine
14 (oder von der geplanten Entsperrgeschwindigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung
36), dem nachgefragten Bremsdrehmoment von der Bremsanforderung und/oder der Verlangsamungsrate des HEVs
10 abhängen:
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Wenn die Kraftmaschine
14 ausgeschaltet ist und/oder wenn eine Entsperrgeschwindigkeit, bei der geplant ist, dass die Wandlerüberbrückungskupplung sich entsperrt, geringer als oder gleich einem vorab definierten Wert ist (zum Beispiel und ohne Beschränkung
400 U/Min.), kann die Getriebeausschleichrate
110 gemäß der folgenden Gleichung ausgewählt werden:
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Wie gezeigt, kann die Getriebeausschleichrate 110 so ausgewählt werden, dass sie größer als oder gleich der Bremsausschleichrate 116 ist, die bei einigen Ausführungsformen einer erwünschten oder vorhergesagten Reibungsbremsenauffüllrate entspricht.Bei einer Ausführungsform kann die erwünschte oder vorhergesagte Reibungsbremsenauffüllrate 2000 Nm/Sek. sein.Die Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Bremsausschleichkurve 94 folgen, können während des Ausschleichens eine geringere Größe aufweisen als die entsprechenden Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Getriebeausschleichkurve 92 folgen, und daher das Ausschleichen anführen.Dabei kann die erwünschte Reibungsbremsenauffüllrate realisiert werden, wenn die VSC 48 dem M/G 18 befiehlt, das Höchstmaß an negativem Rekuperationsdrehmoment auszuüben und somit das Höchstmaß an kinetischer Energie aufzunehmen.Das kann wiederum das Rekuperationsbremsen maximieren, den Verschleiß der Reibungsbremsen verringern und den Getriebe-Bremsen-Drehmomentübergang verbessern (was ein gleichmäßiges Bremserlebnis für den Fahrer zur Folge hat).Die Getriebeausschleichrate 110 kann auch so ausgewählt werden, dass die resultierende Getriebeausschleichkurve 92 wie in 5 gezeigt innerhalb der Drehmomentwandlergrenzkurve 96 liegt.Bei einigen Ausführungsformen kann die Rate 110 aus einer Verweistabelle (oder Ähnlichem) ausgewählt werden.
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Wenn die Kraftmaschine
14 angeschaltet ist, kann die Wandlerüberbrückungskupplung
36 sich bei einer höheren Geschwindigkeit entsperren, um ein Absterben der Kraftmaschine zu verhindern (z. B. Treibradgeschwindigkeit von 800 U/Min. im Gegensatz zu 300 U/Min., wenn die Kraftmaschine
14 ausgeschaltet ist).Daher kann die Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungskurve entsprechend verschoben werden und eine größere Abschaltgeschwindigkeit
111 und ein unterschiedliches D
ref 113 aufweisen (siehe verschobene Getriebeausschleichkurve
112 in
5).In diesen Fällen kann das Ausschleichen von der Getriebeausschleichkurve
112 statt von der Bremsausschleichkurve
94 angeführt werden, da die Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrgeschwindigkeit (die Geschwindigkeit, bei der das Getriebeausschleichen enden kann) höher als die Bremsausschleichendgeschwindigkeit ist.Bei einer Ausführungsform kann der bzw. dem M/G 18 von der VSC
48 dazu ausgelegt sein bzw. befohlen werden, ein der Rekuperationsdrehmomentbegrenzung folgendes Rekuperationsbremsdrehmoment auszuüben, wenn eine Entsperrgeschwindigkeit, bei der vorhergesagt oder geplant ist, dass die Wandlerüberbrückungskupplung sich entsperrt (d. h. der Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrgeschwindigkeit), einen vorab definierten Wert, wie etwa 400 U/Min., überschreitet.Die Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrgeschwindigkeit kann größer als der vorab definierte Wert sein, wenn die Kraftmaschine angeschaltet ist.Wenn die Kraftmaschine
14 angeschaltet ist und/oder wenn geplant ist, dass die Wandlerüberbrückungskupplungsentsperrgeschwindigkeit größer als die Bremsausschleichendgeschwindigkeit ist, kann die Getriebeausschleichrate
114 gemäß der folgenden Gleichung ausgewählt werden:
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Wie gezeigt, kann die Getriebeausschleichrate 114 auf der erwünschten Reibungsbremsenauffüllrate beruhen oder gleich dieser sein.
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Bei einigen Ausführungsformen können die ausgewählten Ausschleichraten 110, 114 eingestellt werden, um auf der Bremsanforderung zu beruhen, um auf heftiges Bremsen und/oder eine schnelle Verlangsamung einzugehen.Wenn der Fahrer ein heftiges Bremsen ausübt (zum Beispiel und ohne Einschränkung größer als 3000 Nm), kann die Anfangsgeschwindigkeit des Ausschleichens erhöht werden und die Bremsausschleichrate 116 kann gesenkt werden, da es für dieselbe Fahrzeuggeschwindigkeit möglicherweise eine geringere Zeit erfordert, abzunehmen (und einen gleichmäßigen Übergang von Rekuperationsbremsen zu Reibungsbremsen zu ermöglichen).Die Getriebeausschleichrate 110 oder 114 kann ebenfalls auf dieselbe Weise eingestellt werden, sodass das Getriebeausschleichen eher anfängt und über einen breiteren Geschwindigkeitsbereich auf ein Drehmoment von null abnimmt.Da die Bremsausschleichrate 116 eingestellt werden kann, um von der Bremsdrehmomentnachfrage (und/oder der Fahrzeugverlangsamungsrate) abzuhängen, kann die entsprechende Einstellung der Getriebeausschleichrate 110 oder 114 ebenfalls einfach erlangt werden.
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Bezug nehmend auf
6 kann das Verfahren mit dem Schritt
118 des Berechnens der Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit
120 (visuell in
5 gezeigt) fortgesetzt werden.Da D
ref in Echtzeit berechnet werden kann (wenn die Wellengeschwindigkeit die Abschaltgeschwindigkeit
102 erreicht), kann die Anfangsgeschwindigkeit des Getriebeausschleichens ebenfalls in Echtzeit als der Schnittpunkt der D
ref-Linie mit der Getriebeausschleichkurve
92 ermittelt werden.Zum Beispiel wäre die Anfangsgeschwindigkeit für einen der Linie
108 zugeordneten D
ref-Wert der Wert, der der Linie
120 zugeordnet ist, und für einen der Linie
108' zugeordneten D
ref-Wert wäre die Anfangsgeschwindigkeit der Wert, der der Linie
120' zugeordnet ist.Die Getriebeausschleichrate
110 (vorstehend besprochen), die die Neigung der Getriebeausschleichkurve
92 ist, kann durch die folgende Gleichung definiert werden:
wobei D
GetrAusschleichEnde die Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzung am Ende des Ausschleichens ist, D
GetrAusschleichAnfang die Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzung am Anfang des Ausschleichens ist, G
GetrAusschleichEnde die Wellengeschwindigkeit am Ende des Ausschleichens ist und G
GetrAusschleichAnfang die Wellengeschwindigkeit am Anfang des Ausschleichens ist (und wie nachfolgend besprochen von der Getriebeausschleichrate
110 definiert werden kann).Um die Anfangsgeschwindigkeit
120 zu finden, bei der das Getriebeausschleichen anfangen soll, lösen wir die obige Gleichung nach G
GetrAusschleichAnfang auf, wobei diese Größe in Echtzeit ermittelt werden kann, wenn die Wellengeschwindigkeit die Abschaltgeschwindigkeit
102 erreicht:
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DGetrAusschleichAnfang kann die bei Schritt 104 (6) berechnete Größe Dref 108 sein.DGetrAusschleichEnde kann gleich der Drehmomentkapazität der Wandlerüberbrückungskupplung 36 im entsperrten Zustand sein, die null sein kann.Da das Getriebeausschleichen mit dem Entsperren der Wandlerüberbrückungskupplung 36 enden kann, kann GGetrAusschleichEndegleich der Wellengeschwindigkeit sein, bei der sich die Wandlerüberbrückungskupplung 36 entsperrt, was geplant sein kann.Die Anfangsgeschwindigkeit 120 kann daher auf einer geplanten Entsperrgeschwindigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 36, einer Ausschleichrate 110 und Dref108 beruhen.Zuletzt wurde RateGetrAusschleichenbei Schritt 106 ermittelt.
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Bei einer Ausführungsform kann das TCM 56 dazu programmiert sein, als Reaktion auf eine Bremsanforderung und darauf, dass eine Wellengeschwindigkeit, die im Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit des HEVs 10 steht, eine Anfangsgeschwindigkeit 120 erreicht, die durch ein Drehmoment des Antriebsstrangs, Dref 108, definiert ist, das sich mit der Bremsnachfrage und einer Kapazität des Antriebsstrangs oder einer Fahrzeugstabilitätsbegrenzung bei einer gegebenen Wellengeschwindigkeit (zum Beispiel der Abschaltgeschwindigkeit 102) ändert, eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung, die ein Rekuperationsbremsdrehmoment beschränkt, über eine Ausschleichdauer hinweg auf Grundlage der Wellengeschwindigkeit zu verringern.Bei einer weiteren Ausführungsform kann das TCM 56 dazu programmiert sein, als Reaktion auf eine Bremsanforderung auf Grundlage einer Wellengeschwindigkeit über eine Ausschleichdauer hinweg, die mit dem Entsperren der Wandlerüberbrückungskupplung 36 endet, eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung vorzugeben, sodass ein vom M/G 18 ausgeübtes Rekuperationsbremsdrehmoment, das der Rekuperationsdrehmomentbegrenzung folgt, gemäß einer Ausschleichrate 110 abnimmt, die auf einer gewünschten Reibungsbremsenauffüllrate beruht.Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann das TCM 56 dazu programmiert sein, als Reaktion auf eine Bremsanforderung eine Rekuperationsdrehmomentbegrenzung, die im Zusammenhang mit einer Drehmomentkapazität des Antriebsstrangs steht, gemäß einer Ausschleichrate 110 über eine Ausschleichdauer hinweg zu verringern, wobei die Ausschleichrate 110 auf Grundlage einer vorhergesagten oder geplanten Entsperrgeschwindigkeit der Wandlerüberbrückungskupplung 36 und einer vorhergesagten Reibungsbremsenauffülllrate, mit der ein ausgleichendes Reibungsbremsdrehmoment über die Ausschleichdauer hinweg zunimmt, ausgewählt wird.Da das ausgleichende Reibungsbremsdrehmoment auf Grundlage des ausgeübten Rekuperationsbremsdrehmoments (beschränkt durch die Rekuperationsdrehmomentbegrenzung) ermittelt werden kann, kann die vorhergesagte Reibungsbremsenauffüllrate verschieden von der tatsächlichen Reibungsbremsenauffüllrate sein.Bei einigen Ausführungsformen entspricht die erwünschte Reibungsbremsenauffüllrate der vorhergesagten Reibungsbremsenauffüllrate.Für einen Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass andere Steuerungen (z. B., BSCM 49, VSC 48) separat oder in Kombination miteinander mit den offenbarten Steuerlogiken programmiert sein können.
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Bezug nehmend auf 6 kann das Verfahren mit dem Schritt 122 des Ermittelns, ob die Wellengeschwindigkeit die berechnete Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit 120 erreicht hat, fortgesetzt werden.Wie vorstehend besprochen, kann die Wellengeschwindigkeit die Geschwindigkeit des HEVs 10 oder der Getriebeausgangswelle 38 oder jede andere Geschwindigkeit, die im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des HEVs 10 steht, sein.Falls bei Schritt 122 die Wellengeschwindigkeit geringer als oder gleich der berechneten Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit 120 ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 124 des Auslösens des Getriebeausschleichens fortgesetzt werden.Falls bei Schritt 122 die Wellengeschwindigkeit nicht geringer als oder gleich der berechneten Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit 120 ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 126 des Ermittelns, ob die Wellengeschwindigkeit noch immer geringer als oder gleich der oben in Verbindung mit Schritt 100 beschriebenen Abschaltgeschwindigkeit 102 ist, fortgesetzt werden.Falls bei Schritt 126 die Wellengeschwindigkeit geringer als oder gleich der Abschaltgeschwindigkeit 102 ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 122 des Ermittelns, ob die Wellengeschwindigkeit die berechnete Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit 120 erreicht hat, fortgesetzt werden.Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Wellengeschwindigkeit durchgängig überwacht, bis sie die berechnete Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit 120 erreicht.Falls bei Schritt 126 die Wellengeschwindigkeit nicht geringer als oder gleich der Abschaltgeschwindigkeit 102 ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 98 des Arbeitens gemäß der normalen Steuerstrategie fortgesetzt werden.Bei der dargestellten Ausführungsform wird, falls der Fahrer ausreichend beschleunigt, damit die Wellengeschwindigkeit größer als die Abschaltgeschwindigkeit 102 ist (d. h. damit die Bedingung von Schritt 126 nicht erfüllt ist), dann angenommen, dass der gegenwärtige Bremsvorgang beendet ist, und das HEV 10 kann dann gemäß der normalen Steuerstrategie arbeiten, bis der nächste Bremsvorgang stattfindet.
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Sobald die Bedingung von Schritt 122 erfüllt ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 124 des Auslösens des Getriebeausschleichens fortgesetzt werden.Bei Schritt 124 kann das TCM 56 Rekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale senden, die der Getriebeausschleichkurve 92 folgen, wobei das erste Ausschleichsignal DRefsein kann, das bei Schritt 104 berechnet wird.Der Wert der nachfolgenden Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale kann entsprechend der bei Schritt 106 ermittelten Getriebeausschleichrate 110 abnehmen.Bei einer Ausführungsform kann, falls das TCM 56 an die VSC 48 Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale sendet, die der Kurve 92 folgen (zum Beispiel, wenn die Kraftmaschine 14 ausgeschaltet ist), dann die VSC 48 dem M/G 18 befehlen, ein Rekuperationsbremsdrehmoment entsprechend der Bremsausschleichkurve 94 auszuüben, da die Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Kurve 94 folgen, eine geringere Größe aufweisen als die (von der Geschwindigkeit her) entsprechenden Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Kurve 92 folgen.Bei einer weiteren Ausführungsform kann, falls das TCM 56 an die VSC 48 Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungssignale sendet, die der Kurve 112 folgen (zum Beispiel, wenn die Kraftmaschine angeschaltet ist), dann die VSC 48 dem M/G befehlen, ein Rekuperationsbremsdrehmoment entsprechend der Kurve 112 auszuüben, da die Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Kurve 112 folgen, eine geringere Größe aufweisen als die entsprechenden Rekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Kurve 94 folgen.
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7 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm, das verschiedene Rekuperationsbremsausschleichkurven darstellt.Wie dargestellt, kann, falls die Getriebeausschleichanfangsgeschwindigkeit als eine konstante Geschwindigkeit definiert ist, die als Linie 127 veranschaulicht ist (wobei die konstante Geschwindigkeit zum Beispiel die Geschwindigkeit ist, bei der geplant ist, dass die Wandlerüberbrückungskupplung 36 sich entsperrt, plus einen konstanten oder kalibrierbaren Wert), dann die resultierende Ausschleichkurve 1281, 1282, 1283, 1284 oder 1285 oberhalb oder unterhalb der Bremsausschleichkurve 94 positioniert sein.Wie oben beschrieben, kann es wünschenswert sein, die Getriebeausschleichkurve 92 wie dargestellt oberhalb der Ausschleichkurve 94 zu positionieren, sodass die Bremsrekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Bremsausschleichkurve 94 folgen, immer eine geringere Größe aufweisen als die (von der Geschwindigkeit her) entsprechenden Getrieberekuperationsdrehmomentbegrenzungen, die der Getriebeausschleichkurve 92 folgen.Durch Auswählen der Getriebeausschleichrate 110 und Berechnen von DRef 108 und der Anfangsgeschwindigkeit 120 gemäß den obigen Gleichungen kann die resultierende Ausschleichkurve 92 so gestaltet sein, dass sie wie dargestellt oberhalb der Bremsausschleichkurve 94 liegt.
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Die vorliegende Offenbarung stellt repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und Ähnlichem, implementiert sein können. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen.Auch wenn dies nicht immer explizit dargestellt ist, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer bzw. eine oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweiligen verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können.Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern wird zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt.
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Die Steuerlogik kann primär in Software implementiert sein, die von einer mikroprozessorbasierten Fahrzeug-, Kraftmaschinen- und/oder Antriebsstrangsteuerung ausgeführt wird.Selbstverständlich kann die Steuerlogik abhängig von der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen implementiert sein.Wenn sie in Software implementiert ist, kann die Steuerlogik in einer bzw. einem oder mehreren computerlesbaren Datenspeichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Anweisungen darstellen, der bzw. die von einem Computer ausgeführt wird bzw. werden, um das Fahrzeug oder seine Subsysteme zu steuern.Die computerlesbaren Datenspeichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere aus einer Anzahl an bekannten physischen Vorrichtungen beinhalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Datenspeicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und Ähnliches aufzubewahren.Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gatterfelder (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder -vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, umgesetzt sein.
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Obgleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen eingeschlossen sind.Die in der Beschreibung verwendeten Worte dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung, 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 kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind.Zwar könnten verschiedene Ausführungsformen als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechenden Implementierungen hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Implementierung abhängig sind.Diese Merkmale können, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. beinhalten.Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben sind, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.