DE102017126256A1

DE102017126256A1 - Hochschaltungssteuerung für regeneratives bremsen

Info

Publication number: DE102017126256A1
Application number: DE102017126256.3A
Authority: DE
Inventors: Ming Lang Kuang; Bernard D. Nefcy; Yanan Zhao
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108068794A; US20180135744A1; CN108068794B; US10267412B2

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet einen Antriebsstrang und eine Steuerung. Der Antriebsstrang beinhaltet ein Getriebe, das mechanisch an eine elektrische Maschine gekoppelt ist und dazu ausgestaltet ist, Drehmoment zwischen einem Rad und der elektrischen Maschine zu übertragen. Das Getriebe weist einen Getriebekasten auf, der dazu ausgestaltet ist, Getriebeübersetzungen durch eine Schaltung zu etablieren. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf eine Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs mit einem Timing, das in ein Schaltungszeitfenster des Getriebes fällt, eine Kupplung des Getriebes bis zum ersten Auftreten einer Betätigung eines Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige am Ausrücken zu hindern, um die Schaltung zu blockieren, die von einem Schaltplan des Getriebekastens veranlasst wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Steuern von Getriebeumschaltungen im Verhältnis zu erwarteten Bremsvorgängen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Regeneratives Bremsen wird bei vielen Hybrid- und Elektrofahrzeugen benutzt, um bei Bremsvorgängen Elektrizität zu erzeugen. Während dieser Vorgänge wird Drehmoment durch den Antriebsstrang an einen elektrischen Generator übermittelt. Der Antriebsstrang kann eine hydraulische Kupplung oder einen Drehmomentwandler und eine Drehmomentwandler-Umgehungskupplung beinhalten. Die Umgehungskupplung überträgt Drehmoment effizienter als der Drehmomentwandler. Eine Hochschaltungsanfrage kann die Kupplung ausrücken, wodurch die Effizienz der Drehmomentübertragung und die während des regenerativen Bremsens produzierte Energie reduziert wird.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die, als Reaktion auf das Lösen eines Gaspedals und eine Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs mit einem Timing, das in ein Getriebehochschaltungszeitfenster fällt, eine Kupplung eines Getriebes bis zu einem ersten Auftreten einer Wiederbetätigung des Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige am Ausrücken hindert, um eine Getriebehochschaltung zu blockieren, die von dem Lösen veranlasst wird.
Ein Verfahren beinhaltet, als Reaktion auf das Lösen eines Gaspedals und eine Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs mit einem Timing, das in ein Getriebehochschaltungszeitfenster fällt, das Hindern einer Kupplung eines Getriebes am Ausrücken durch eine Steuerung bis zu einem ersten Auftreten einer Wiederbetätigung des Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige, um eine Getriebehochschaltung zu blockieren, die von dem Lösen veranlasst wird.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Antriebsstrang einschließlich eines Getriebes, das mechanisch an eine elektrische Maschine gekoppelt ist und Drehmoment zwischen einem Rad und der elektrischen Maschine überträgt. Das Getriebe weist einen Getriebekasten auf, der Getriebeübersetzungen durch eine Schaltung etabliert. Das Fahrzeug beinhaltet auch eine Steuerung, die, als Reaktion auf eine Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs, mit einem Timing, das in ein Schaltungszeitfenster des Getriebes fällt, eine Kupplung des Getriebes bis zum ersten Auftreten einer Betätigung eines Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige am Ausrücken hindert, um die Schaltung zu blockieren, die von einem Schaltplan des Getriebekastens veranlasst wird.
Figurenliste

1 ist eine Überblicksdarstellung eines Hybridelektrofahrzeug;
2 ist eine grafische Darstellung, die eine Anhöhe eines Fahrzeugs und eine Prognose eines Bremsvorgangs basierend auf dem Straßengefälle anzeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm eines auf Straßengefälle basierenden Bremsvorgangprognoseverfahrens;
4 zeigt ein Bremsprognoseverfahren mithilfe von LiDAR oder RADAR zur Messung eines Abstandsbereichs;
5 ist ein Ablaufdiagramm eines auf Abstandsbereich basierenden Bremsvorgangprognoseverfahrens;
6 zeigt ein Bremsprognoseverfahren mithilfe von V2V, V2I oder V2X;
7 ist ein Ablaufdiagramm eines auf Fahrzeug-an-Infrastruktur-Kommunikationen basierenden Bremsvorgangprognoseverfahrens;
8 ist ein zusammengesetztes Schaubild, das einen Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck, einen geschätzten Bremsdrehmoment-Einrückdruck und einen Bremszustand darstellt;
9 ist ein Ablaufdiagramm einer Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Steuerungsstrategie, um das vom Generator erhaltene regenerative Drehmoment zu maximieren;
10 ist eine Reihe von Leistung-Drehmoment-Drehzahlkurven eines elektrischen Generators;
11 ist ein zusammengesetztes Timing-Schaubild, das den geschätzten Bremsvorgang und die Getriebehochschaltungsblockierung darstellt; und
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus für eine Getriebehochschaltungsblockierung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Wie Fachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein schematisches Diagramm eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs können variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als modulares Hybridgetriebe (MHT) bezeichnet werden kann. Wie unten detaillierter beschrieben wird, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine, wie zum Beispiel einen elektrischen Motor/Generator (M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein automatisches Mehrstufengetriebe bzw. Getriebekasten 24.
Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Verbrennungsmotor 14 repräsentiert allgemein eine Leistungsquelle, die eine Brennkraftmaschine wie zum Beispiel einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas angetriebenen Verbrennungsmotor oder einen Brennstoffzellenmotor beinhalten kann. Der Verbrennungsmotor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 zumindest teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann in einer beliebigen einer Vielzahl von elektrischen Maschinentypen umgesetzt sein. Beispielsweise kann der M/G 18 ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Die Leistungselektronik 56 konditioniert Gleichstrom- (DC)-Leistung, die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, für die Anforderungen des M/G 18, wie unten beschrieben. Beispielsweise kann die Leistungselektronik dem M/G 18 Dreiphasenwechselstrom (AC) bereitstellen.
Wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist, ist ein Leistungsfluss vom Verbrennungsmotor 14 zum M/G 18 der vom M/G 18 zum Verbrennungsmotor 14 möglich. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung 26 eingerückt sein und der M/G 18 als Generator betrieben werden, um von einer Kurbelwelle 28 und M/G-Welle 30 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die Ausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu isolieren, sodass der M/G 18 als alleinige Antriebsquelle des HEV 10 agieren kann. Die Welle 30 verläuft durch den M/G 18. Der M/G 18 ist fortlaufend antriebsverbunden mit der Welle 30, während der Verbrennungsmotor 14 mit der Welle 30 nur dann antriebsverbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist.
The M/G 18 ist mit dem Drehmomentwandler 22 über die Welle 30 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist dadurch mit dem Verbrennungsmotor 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein an der M/G-Welle 30 befestigtes Pumpenrad und eine an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigte Turbine. Der Drehmomentwandler 22 stellt damit eine Hydraulikverbindung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung von dem Pumpenrad an die Turbine, wenn das Pumpenrad schneller rotiert als die Turbine. Das Ausmaß des Turbinendrehmoments und des Pumpenraddrehmoments hängen allgemein von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis der Pumpenraddrehzahl zur Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches der Pumpenraddrehzahl. Eine Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 kann ebenfalls bereitgestellt werden, die, bei Einrücken, das Pumpenrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch koppelt, wodurch eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht wird. Die Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 kann als eine Anfahrkupplung betrieben werden, um ein reibungsloses Anfahren des Fahrzeugs zu bieten. Alternativ dazu oder kombiniert damit kann eine Anfahrkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Getriebekasten 24 für Anwendungen bereitgestellt werden, die weder einen Drehmomentwandler 22 noch eine Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 beinhalten. In manchen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 allgemein als eine vorgeschaltete Kupplung bezeichnet, und die Anfahrkupplung 34 (die eine Drehmomentwandler-Umgehungskupplung sein kann) wird allgemein als eine nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Der Getriebekasten 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die selektiv durch das selektive Einrücken von Friktionselementen wie Kupplungen und Bremsen (nicht abgebildet) in verschiedenen Getriebeübersetzungen platziert werden, um die gewünschten Mehrgang-oder Mehrstufenübersetzungen zu etablieren. Die Friktionselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Der Getriebekasten 24 wird automatisch von durch eine zugehörige Steuerung, wie zum Beispiel einer Antriebsstrang-Steuerungseinheit (PCU) 50, von einer Übersetzung in eine andere geschaltet, basierend auf verschiedenen Fahrzeugs- und umgebenden Betriebsverhältnissen. Der Getriebekasten 24 stellt dann der Ausgangswelle 36 Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoment bereit.
Es versteht sich, dass der mit einem a Drehmomentwandler 22 benutzte hydraulisch gesteuerte Getriebekasten 24 nur ein Beispiel für einen Getriebekasten oder eine Getriebebaugruppe ist; ein beliebiger Mehrganggetriebekasten, der Eingangsdrehmoment(e) von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Motor annimmt und dann einer Ausgangswelle in verschiedenen Übersetzungen Drehmoment bereitstellt, ist akzeptabel zur Verwendung in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Beispielsweise kann der Getriebekasten 24 durch ein automatisches mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT) umgesetzt werden, das ein oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zu übersetzen/rotieren, um eine gewünschte Getriebeübersetzung auszuwählen. Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen benutzt werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differential 40 verbunden. Das Differential 40 treibt ein Paar Räder 42 über die jeweiligen Achsen 44 an, die mit dem Differential 40 verbunden sind. Das Differential überträgt jedem Rad 42 annähernd dasselbe Drehmoment, während es geringe Drehzahldifferenzen zulässt, beispielsweise wenn das Fahrzeug um eine Ecke fährt. Verschiedene Differentialtypen oder ähnliche Vorrichtungen können benutzt werden, um Drehmoment von dem Antriebsstrang an ein oder mehrere Räder zu verteilen. In manchen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung variieren, je nach beispielsweise dem spezifischen Betriebsmodus oder den Betriebsverhältnissen.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Antriebsstrang-Steuerungseinheit (PCU) 50. Obwohl sie als eine Steuerung gezeigt ist, kann die PCU 50 Teil eines größeren Steuerungssystems sein und von verschiedenen anderen Steuerungen im Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie zum Beispiel einer Fahrzeugsystemsteuerung (VSC). Es versteht sich deshalb, dass der Antriebsstrang 50 und eine oder mehrere Steuerungen zusammen als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktuatoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie zum Beispiels das Starten/Stoppen des Verbrennungsmotors 14, das Betreiben des M/G 18 zur Bereitstellung von Raddrehmoment oder zum Laden von Batterie 20, zur Auswahl oder Terminierung von Getriebeschaltungen usw. zu steuern. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder einen Zentralprozessor (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speichervorrichtungen oder -medien umfassen. Computerlesbare Datenspeicher Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher umfassen, z. B. Festspeicher (ROM), Direktzugriffspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM). Der KAM ist ein permanenter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können mit einer beliebigen Anzahl bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt werden, wie zum Beispiel PROMs (programmierbare Festwertspeicher), EPROMs (elektrisch PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder andere beliebige elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die in der Lage sind, Daten zu speichern, darunter solche, die ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinheit zur Steuerung des Verbrennungsmotors, der Traktionsbatterie, des Getriebes oder anderer Fahrzeugsysteme verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit verschiedenen Verbrennungsmotor-/Fahrzeugsensoren und Aktuatoren über ein Eingabe-/Ausgabe- (E/A)-Schnittstelle, die als eine einzige integrierte Schnittstelle umgesetzt werden kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -konvertierung, Kurzschlussschutz u. ä. bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmwarechips benutzt werden, um bestimmte Signale vor Bereitstellung an die CPU zu konditionieren und zu verarbeiten. Wie allgemein in der repräsentativen Ausführungsform in 1 veranschaulicht wird, kann die PCU 50 Signale an und/oder von Verbrennungsmotor 14, Ausrückkupplung 26, M/G 18, Anfahrkupplung 34, Getriebekasten 24 und Leistungselektronik 56 kommunizieren. Obwohl dies nicht ausdrücklich abgebildet ist, werden Fachleute verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die von der PCU 50 innerhalb eines jeden der oben genannten Subsysteme gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt mithilfe von durch die Steuerung ausgeführte Steuerlogik betätigt werden können, umfassen Timing, Rate und Dauer der Treibstoffeinspritzung, Position des Drosselventils, Timing der Zündkernentzündung (bei Fremdzündungsmotoren), Timing und Dauer von Einlass-/Auslassventil, Komponenten des Front-End Accessory Drive (FEAD), wie Lichtmaschine, Klimakompressor, Batterieladung, regeneratives Bremsen M/G-Betrieb, Kupplungsdruck für Ausrückkupplung 26, Anfahrkupplung 34 sowie Getriebekasten 24 und Ähnliches. Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können dazu verwendet werden, um beispielsweise Turbolader-Ladedruck (falls zutreffend), Kurbelwellenstellung (PIP), Motordrehzahl (RPM), Raddrehzahl (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Saugrohrdruck (MAP), Fahrpedalstellung (PPS), Zündschalterstellung (IGN), Drosselklappenstellung (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoffkonzentration (EGO) oder eine andere Abgaskomponentenkonzentration oder -präsenz, Ansaugluftstrom (MAF), Übersetzungsgetriebe, Getriebegang oder -modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebeturbinendrehzahl (TS), Status der Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 (TCC), Verlangsamungs- oder Schaltmodus (MDE) anzuzeigen.
Steuerlogik oder -funktionen, die von der PCU 50 ausgeführt werden, können durch Ablauf- oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerungsstrategien und/oder -logik bereit, die mithilfe einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien umgesetzt werden können, z. B. vorgangsgesteuerten, unterbrechungsgesteuerten, Multitasking-, Multi-Threading- u. ä. Strategien. In diesem Sinne können abgebildete Schritte und Funktionen in der abgebildeten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Obwohl dies nicht immer explizit abgebildet wird, werden Fachleute erkennen, dass einer oder mehrere der abgebildeten Schritte oder Funktionen wiederholt ausgeführt werden kann, je nach der jeweiligen Verarbeitungsstrategie, die zum Einsatz kommt. Ähnlich ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Die Steuerlogik kann primär in Software umgesetzt werden, die von einem mikroprozessorbasierten Fahrzeug, Verbrennungsmotor und/oder einer Antriebsstrangsteuereinheit ausgeführt wird, wie der PCU 50. Natürlich kann die Steuerlogik in Software, Hardware oder einer Kombination aus Hardware und Software in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt werden, je nach der jeweiligen Anwendung. Wenn sie in Software umgesetzt wird, kann die Steuerlogik in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt werden, in denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer zur Steuerung des Fahrzeugs oder seiner Subsysteme ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen umfassen, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung benutzen, um ausführbare Anweisungen und dazugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariable u. ä. zu speichern.
Ein Gaspedal 52 wird vom Fahrer des Fahrzeugs benutzt, um ein gefordertes Drehmoment, eine Leistung oder einen Fahrbefehl bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Im Allgemeinen erzeugt das Niederdrücken und Lösen des Pedals 52 ein Gaspedalpositionssignal, das von der Steuerung 50 jeweils als Forderung nach erhöhter bzw. verringerter Leistung ausgelegt wird. Basierend auf mindestens der Eingabe des Pedals befiehlt die Steuerung 50 Drehmoment vom Verbrennungsmotor 14 und/oder dem M/G 18. Die Steuerung 50 steuert auch das Timing der Gangwechsel innerhalb des Getriebekastens 24, sowie das Einrücken oder Ausrücken der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 über einen Bereich zwischen der eingerückten und ausgerückten Position hin moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22, zusätzlich zu dem variablen Schlupf, der durch das hydrodynamische Kuppeln zwischen dem Pumpenrad und der Turbine erzeugt wird. Alternativ dazu kann die Drehmomentwandler-Umgehungskupplung 34 als geschlossen oder geöffnet betrieben werden, ohne einen modulierten Modus zu verwenden, je nach der jeweiligen Anwendung.
Um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 14 zu fahren, ist die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt, um mindestens einen Teil des Motordrehmoments durch die Ausrückkupplung 26 an den M/G 18 zu übertragen, und dann vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und Getriebekasten 24. Der M/G 18 kann dem Verbrennungsmotor 14 durch Bereitstellung zusätzlicher Leistung zum Drehen der Welle 30 helfen. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybrid-Modus“ oder „elektrischer Hilfsmodus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als alleinige Leistungsquelle zu fahren, bleibt der Leistungsfluss derselbe, mit Ausnahme dessen, dass die Ausrückkupplung 26 den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Die Verbrennung im Verbrennungsmotor 14 kann während dieser Zeit deaktiviert oder anderweitig auf AUS gestellt sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch die Verkabelung 54 an die Leistungselektronik 56, die beispielswiese einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt die Gleichspannung von Batterie 20 in Wechselspannung, um vom M/G 18 benutzt zu werden. The PCU 50 befiehlt der Leistungselektronik 56, Spannung von der Batterie 20 in eine dem M/G 18 bereitgestellte Wechselspannung umzuwandeln, um der Welle 30 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „reinelektrischer Modus“ bezeichnet werden.
In jedem Betriebsmodus kann der M/G 18 als Motor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ dazu kann der M/G 18 als Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie wandeln, die in Batterie 20 gespeichert wird. Der M/G 18 kann als Generator fungieren, während der Verbrennungsmotor 14 beispielsweise Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann zudem während Phasen der regenerativen Bremsens als Generator fungieren, bei denen Rotationsenergie von den drehenden Rädern 42 in elektrische Energie zurück durch den Getriebekasten 24 übertragen wird und zur Speicherung in Batterie 20 in elektrische Energie gewandelt wird.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema reinen Beispielcharakter hat und nicht einschränkend gemeint ist. Andere Konfigurationen werden erwogen, die eine selektive Betätigung sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Motors zur Übertragung durch das Getriebe benutzen. Beispielsweise kann der M/G 18 von der Kurbelwelle 28 versetzt sein, ein zusätzlicher Motor kann zum Starten des Verbrennungsmotors 14 bereitgestellt werden, und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebekasten 24 bereitgestellt werden. Andere Konfigurationen werden erwogen, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die MHT-Umsetzung ist dazu in der Lage, generatives Bremsen durch den Antriebsstrang bereitzustellen, wie oben besprochen. Regeneratives Bremsen ist ein Hauptmerkmal, das zur Maximierung von Kraftstoffeffizienz eingesetzt wird. Eine Hochschaltung des Getriebes während eines regenerativen Bremsvorgangs kann das regenerative Bremsdrehmoment, das dem elektrischen Generator zur Verfügung steht, wesentlich reduzieren. Das regenerative Bremsdrehmoment kann reduziert sein, weil die Drehmomentwandler-Kupplung ausrücken kann, um reibungsloses Schalten zu ermöglichen, und die Drehzahl des Rotors unter einem Mindestschwellenwert in Bezug auf Generatorleistung liegen kann. Die Drehzahl des Rotors kann aufgrund der von der Hochschaltung veranlassten Getriebestufenumschaltung unter dem Mindestschwellenwert in Bezug auf Generatorleistung liegen.
Ein regenerativer Bremsvorgang kann mit dem Lösen des Gaspedals 52 beginnen. Wenn der Fahrer das Gaspedal 52 löst, kann die PCU 50 damit beginnen, den Einrückdruck der Drehmomentwandler-Kupplung 34 zu senken, während die positive Drehmoment-Anfrage sinkt. Nach Durchlaufen einer Schwellenwertveränderung in der Gaspedalposition kann die PCU 50 eine Hochschaltung ausführen, die manchmal „Zurücksetzungshochschaltung“ genannt wird. Die Zurücksetzungshochschaltung wird angefragt, weil die vom Fahrer angefragte Drehmomentanfrage negativ werden kann. Die Zurücksetzungshochschaltung ermöglicht eine Erhöhung der Kraftstoffeffizienz.
Der TCC-Einrückdruck kann sich auf einen Nominalwert reduzieren, wenn die PCU 50 einen Hochschaltungsvorgang vorbereitet. Wenn der Einrückdruck auf die TCC 34 sinkt, wird die Kapazität der Kupplung 34, Drehmoment zu übertragen, reduziert. Eine regenerative Bremsbetätigung würde veranlassen, dass ein Restdrehmoment (d. h. angefordertes Drehmoment, das größer ist als die Kapazität der Kupplung) durch die Reibungsbremsen erfüllt wird. Die PCU kann versuchen, den Einrückdruck der Kupplung zu erhöhen, bis der Einrückdruck der TCC 34 eine Kapazität erreicht, die dazu in der Lage ist, das regenerative Bremsdrehmoment zu übertragen. Es besteht eine auffallende Latenzzeit zwischen der Anforderung, den Einrückdruck zu ändern, und der Einrückdruckrealisierung der gewünschten Kapazität. Deshalb wird ein präventives Erhöhen des Einrückdrucks eine Erfüllung des Drehmoments durch die Kupplung statt die Reibungsbremsen sicherstellen. Dies ermöglicht es dem regenerativen Bremsen, die während der Bremsanfrage angeforderte Drehzahl zu erfüllen. Eine Steuerung, wie die PCU 50, kann dazu konfiguriert sein, einen Bremsvorgang zu prognostizieren, um die Drehmomentwandler-Kupplung 34 auf regeneratives Bremsen vorzubereiten und eine zu geringe Nutzung regenerativen Bremsens zu verhindern.
Bei einem Zurückversetzungsvorgang schaltet die PCU 50 das Getriebe hoch, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors bzw. der Antriebswelle zu senken. Leistungskurven für Motorgeneratoren, wie später gezeigt, haben eine begrenzte Leistungsausgabe für bestimmte Drehmoment- und Drehzahlwerte. Die elektrische Maschine kann unfähig sein, die gesamte Energie in Elektrizität umzuwandeln. Eine Steuerung, wie die PCU 50, kann dazu konfiguriert sein, einen Bremsvorgang zu prognostizieren, um zu verhindern, dass eine Hochschaltung stattfindet. Dieses Verhindern kann als Reaktion auf eine Zurückversetzungshochschaltung oder einen anderen Hochschaltungsvorgang erfolgen. Das Verhindern kann auch basierend auf einem Lösen eines Gaspedals erfolgen.
Eine Steuerung kann zur Prognose von Bremsvorgängen konfiguriert sein, um die Drehmomentwandler-Kupplung 34 auf regeneratives Bremsen vorzubereiten. Verschiedene Verfahren können zur Prognose benutzt werden. Der Prognosealgorithmus kann ein rollender und fortlaufender oder ein auf einem auslösenden Ereignis basierender Algorithmus sein. Beispielsweise kann der Prognosealgorithmus fortlaufend Parameter aktualisieren, die zur Prognose verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Algorithmus einen Bremsvorgang basierend auf einem Auslöser (z. B. Heben oder Lösen des Gaspedals) prognostizieren.
Ein Bremsvorgang kann mithilfe von Straßengefälle prognostiziert werden. Geografische Informationssysteme (GIS) und Globalpositionierungssysteme (GPS) können den Standort des Fahrzeugs und das Terrain identifizieren. Ein Vergleich zwischen dem Durchschnittsstraßengefälle über eine Periode hinweg und einem aktuellen Straßengefälle kann eine Prognose eines zukünftigen regenerativen Bremsvorgangs bereitstellen. Die Periode kann bei t_start beginnen. Ein Heben des Gaspedals kann t_start initiieren. Ein Gaspedalpositionswert mit einer negativen Veränderungsrate, die im Ausmaß größer als ein Schwellenwert ist, t_start initiieren. Beispielsweise kann die Periode initiieren, wenn das Gaspedal in einer kurzen Zeitperiode um die Hälfte gehoben wird. Die Periode kann eine Länge Δt aufweisen, die in t_end = t_start + Δt resultiert. Die Periode kann der durchschnittlichen Ausführungszeit eines Gangschaltungsvorgangs entsprechen. Wie in Gleichung 1 gezeigt, wird das aktuelle Straßengefälle, ∇_cur, vom Durchschnittsstraßengefälle ∇̅ subtrahiert, mit einem Schwellenwert verglichen, -0,005 sein kann. ∇_cur kann während des Taktzyklus gemessen werden, der dem t_start Taktzyklus vorangeht. $\bar{\nabla} - \nabla_{c u r} < G r e n z w e r t$
Der Schwellenwert kann willkürlich basierend auf empirischen Daten zur Erfüllung von Performanz-Anforderungen gesetzt werden. Der Schwellenwert kann auch eine Funktion des aktuellen Straßengefälles sein, was bedeutet, dass Schwellenwerte sich ändern können, wenn sich die aktuellen Straßengefälle ändern. Der Schwellenwert kann auch basierend auf der Antriebsstrang-Widerstandskonstante eingestellt werden (z. B. ein Koeffizient basierend auf Fahrzeugrollwiderstand und Luftwiderstand). Beispielsweise kann ein regenerativer Bremsvorgang nicht prognostiziert werden, wenn die Antriebsstrang-Widerstandskonstante größer als der Unterschied zwischen einem Durchschnittsstraßengefälle und dem aktuellen Straßengefälle ist.
Das Straßengefälle-Prognoseverfahren kann auch fortlaufend umgesetzt werden. Statt auf ein Heben des Gaspedals zu werten, kann die Steuerung fortlaufend Straßengefälleinformationen für die voraussichtliche Fahrzeugroute erhalten und einen rollenden Durchschnitt berechnen. Die fortlaufende Berechnung kann verbesserte Reaktionszeiten bereitstellen und einen regenerativen Bremsprognosen-Flag setzen, falls Gleichung 1 erfüllt wird. Der rollende Durchschnitt kann mit t_start als die aktuelle Zeit berechnet werden. In einer andere Ausführungsform kann der rollende Durchschnitt mit t_start als $\frac{Δ t}{2}$
in der Vergangenheit berechnet werden. Wenn beispielsweise Δt eine Sekunde ist, wäre t_start gleich einer halben Sekunde in der Vergangenheit.
Das Straßengefälle-Prognoseverfahren kann mehr als eine binäre Anzeige eines Bremsvorgangs prognostizieren. Beispielsweise kann das Straßengefälle-Prognoseverfahren dazu benutzt werden, das negative Drehmoment des Bremsvorgangs zu schätzen. Der Schätzwert kann in Kombination mit der binären Anzeige benutzt werden, um die Drehmomentwandler-Kupplung vorzubereiten, wie unten detaillierter beschrieben. Der Schätzwert kann in Kombination mit der binären Anzeige benutzt werden, um die Drehmomentwandler-Kupplung vorzubereiten, wie unten detaillierter beschrieben. Das Straßengefälle-Schätzverfahren kann eine Funktion des aktuellen Straßengefälles des Fahrzeugs und einer Differenz zwischen dem Durchschnittsstraßengefälle und dem aktuellen Straßengefälle sein. Beispielsweise wäre für ein Fahrzeug mit einer hohen Anhöhe, das auf einem steilen Geländeabfall unterwegs ist, ein allgemein stärkerer Bremsvorgang erforderlich, als für ein Fahrzeug mit einer niedrigen Anhöhe, das auf einem allmählichen Geländeabfall unterwegs ist. Andere Faktoren können in Erwägung gezogen werden, um das negative Bremsdrehmoment zu ermitteln (z. B. Rollwiderstand, Gewicht, Luftwiderstand). Die Schätzung kann auch auf einer Nachschlagetabelle basieren, die das Straßengefälle basierend auf verschiedenen Faktoren in einem geschätzten Bremsdrehmoment quantifiziert. Einer dieser Faktoren kann der durchschnittliche Drehmomentschätzwert sein, der auf dem aktuellen Straßengefälle und der Differenz zwischen dem Durchschnittsstraßengefälle und dem aktuellen Straßengefälle über Δt basiert.
Ein Bremsvorgang kann mithilfe eines Abstandsregelungstempomats (ACC) prognostiziert werden. ACC wird in modernen Fahrzeugen benutzt, um Fahrtregler-Einstellungen basierend auf einer Kolonne oder Gruppe von Fahrzeugen zu setzen. Beispielsweise kann der zweite Wagen in einer Kolonne Fahrtregler-Parameter vom führenden Wagen erhalten, indem der Abstandsbereich und die Bereichsrate (Range rate) berechnet wird. Die Distanz zu einem vorausfahrenden Wagen kann mithilfe von elektromagnetischen Wellen und Optik gemessen werden (z. B. LiDAR, RADAR). Diese Berechnung bietet eine Anzeige des Bremsbedarfs aufgrund einer Nähe zu anderen Fahrzeugen. Eine Bremsprognose kann basierend auf dem Abstandsbereich angezeigt werden. Wenn der Abstandsbereich unter oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird der Bremsvorgang prognostiziert.
Ist der Abstandsbereich (x) größer als der vorbestimmte Schwellenwert, kann die Steuerung den Abstandsbereich (x) und die Veränderungsrate $\frac{d x}{d t},$
des Abstandsbereichs auswerten, um eine Prognose zu treffen. Die Bereichsrate (Range rate) kann mithilfe eines numerischen Verfahrens prognostiziert werden (z. B. gleitender Durchschnitt). Die Rate kann über eine Periode hinweg berechnet werden, die mit dem Heben des Gaspedals beginnt, oder es kann eine rollende Rate sein. Beispielsweise kann die Steuerung die Bereichsrate der Veränderung mithilfe eines Zeitfensters berechnen, das eine Sekunde vor einem Gaspedal-Hebevorgang beginnt und mit dem Gaspedal-Hebevorgang endet. Die Steuerung kann dann mithilfe von Gleichung 2 prognostizieren, ob das Bremspedal betätigt wird, $x + (\frac{d x}{d t}) * Δ t \leq G r e n z w e r t$
bei der x der Abstandsbereich ist, $\frac{d x}{d t}$
die Veränderungsrate des Abstandsbereichs zu einem Zeitpunkt t oder einem Durchschnitt eines vorangehenden Bereichs von Zeitpunkten und Δt eine Extrapolationsperiode ist, um einen Abstandsbereich Δt in der Zukunft zu ermitteln. Der prognostizierte Abstandsbereich wird mit einem Schwellenwert verglichen, um einen Bremsvorgang zu prognostizieren.
Ein Bremsvorgang kann mithilfe von Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (V2V)- oder Fahrzeug-an-Infrastruktur- (V2I)-Kommunikationen prognostiziert werden, allgemein als V2X bezeichnet. Die V2X-Kommunikationen können in Kombination mit den ACC-Verfahren benutzt werden. Zusätzlich kann die V2X-Prognose Verkehrsflussüberwachungssysteme mit einschließen. Beispielsweise kann ein Bremsvorgang basierend an der Nähe zu Verkehrssituationen prognostiziert werden (z. B. Stau, Unfall). Ein Fahrzeug, das sich einer Gruppe stehenden Verkehrs mit 60 MPH nähert, würde wahrscheinlich bremsen, und deshalb ist eine akkurate Prognose eines Bremsvorgangs verfügbar. Eine beliebige Anzeige- oder Modellierungstechnologie kann dazu benutzt werden, um zu prognostizieren, ob ein Bremsvorgang eintreten wird. Als weiteres Beispiel kann ein Fahrzeug, das mit hoher Geschwindigkeit auf ein Verkehrsanzeigegerät oder eine Ampel an einer Kreuzung zufährt, eine Anzeige des Anzeigegerätestatus erhalten, um die Prognose eines Bremsvorgangs vor Erreichen der Kreuzung zu veranlassen. Andere Anzeige- oder Modellierungstechnologien können in Kombination oder als Ganzes die Fahrgeschichte des Fahrers, historische Verkehrsdaten der beabsichtigten Route oder Geschwindigkeitsgrenzen der Route mit einschließen.
Die ACC- und V2X-Verfahren können mehr als eine binäre Anzeige eines Bremsvorgangs prognostizieren. Beispielsweise können die ACC- und V2X-Verfahren dazu benutzt werden, das negative Drehmoment des Bremsvorgangs zu schätzen. Der Schätzwert kann in Kombination mit der binären Anzeige benutzt werden, um die Drehmomentwandler-Kupplung vorzubereiten, wie unten detaillierter beschrieben. Der Schätzwert kann in Kombination mit der binären Anzeige benutzt werden, um die Drehmomentwandler-Kupplung vorzubereiten, wie unten detaillierter beschrieben. Das Verfahren können eine Funktion des Abstandsbereichs und der Bereichsrate (Range rate) sein. Beispielsweise wäre für ein Fahrzeug mit geringem Abstandsbereich und einer hohen Veränderungsrate ein allgemein stärkeres Bremsdrehmoment erforderlich, als für ein Fahrzeug mit einem hohen Abstandsbereich und einer geringen Veränderungsrate. Andere Faktoren können in Erwägung gezogen werden, um das negative Bremsdrehmoment zu ermitteln (z. B. Rollwiderstand, Gewicht, Luftwiderstand). Das V2X-Verfahren kann Fahrzeuggeschwindigkeiten und Straßengefälle benutzen, um das negative Drehmoment des Bremsvorgangs zu schätzen. Beispielsweise kann ein Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit und einem negativen Straßengefälle ein höheres Bremsmoment erfordern als ein Fahrzeug mit langsamer Geschwindigkeit und flachem Straßengefälle.
Eine Kombination aus jedem der vorgenannten Prognose- und Schätzverfahren kann benutzt werden, um entweder den Bremsvorgang oder das Bremsvorgangsdrehmoment zu ermitteln. Beispielsweise kann ein Entscheidungsfindungsverfahren benutzt werden, zusammen mit einem Verlässlichkeitswert, um die Verlässlichkeit der Bremsvorgangsprognose zu schätzen, und ein Entscheidungsprozess oder Algorithmus kann die Ausgabe dem Prognose-Flag zuerkennen. Beispielsweise kann, wenn die Straßengefälle- und ACC-Verfahren ermitteln, dass ein Bremsvorgang nach einem Gaspedal-Lösevorgang wahrscheinlich ist, aber das V2X-Verfahren nicht, das System die Verlässlichkeit der Daten auswerten, um die beste Prognose zu ermitteln. Die Verlässlichkeit der Informationen kann auf der Distanz zwischen dem Schwellenwert und den Eingabeparametern basieren. Beispielsweise ∇̅ - ∇_cur « -0,005, was in höchst verlässlichen Informationen resultiert.
Ein Bremsvorgang kann mithilfe eines anderen beliebigen, Fachleuten bekannten Verfahrens oder einer Kombination daraus prognostiziert werden. Die Prognose kann basierend auf einem auslösenden Ereignis (z. B. Heben des Gaspedals) stattfinden, oder eine fortlaufende Prognose kann benutzt werden. Die vorangehenden Verfahren entsprechen einem allgemein binären (z. B. AN, AUS) Resultat. Dieses Resultat kann ausgeweitet werden, um nichtbinäre, qualitative Informationen einzuschließen, die dazu benutzt werden können, Einrückdruckwerte zu setzen, wie später besprochen.
Die Drehmomentwandler-Kupplung 34 kann basierend auf den vorangehenden Bremsvorgangsprognosen vorbereitet werden. Die Drehmomentwandler-Kupplung 34 kann gesperrt sein oder einen sehr geringen Schlupf aufweisen, was es der Drehmomentwandler-Kupplung ermöglicht, Antriebsstrangdrehmoment basierend auf dem Einrückdruck ohne wesentliche Verluste zu übertragen. Das positive Drehmoment, das zur Beschleunigung und Geschwindigkeitsbeibehaltung erforderlich ist, ist allgemein geringer als das negative Drehmoment, das für einen regenerativen Bremsvorgang erforderlich ist. Jegliches überschüssiges Drehmoment, das nicht von der Drehmomentwandler-Kupplung erfasst wird, wird von den Reibungsbremsen erledigt. In einem übervereinfachten, spezifischen Beispiel, würde eine Drehmomentwandler-Kupplung während eines regenerativen Bremsvorgangs mit einem Einrückdruck, der für eine 75-Nm-Drehmomentübertragung ausgelegt ist, 75 Nm einer 100 Nm-Antriebsstrang-Bremsdrehmomentanforderung übertragen. Die Reibungsbremsen würden die verbleibenden 25 Nm Drehmoment dissipieren.
Um die 25 Nm Drehmoment zu erfassen, die über die Reibungsbremsen verloren gehen, ist die Drehmomentwandler-Kupplung auf den Bremsvorgang vorbereitet durch Erhöhen des Einrückdrucks der Drehmomentwandler-Kupplung über den Drehmomentübertragungsschwellenwert vor dem Gaspedalvorgang oder einen entsprechenden Drehmomentübertragungsschwellenwert.
Die regenerative Bremsdrehmomentschätzung kann von dem gesamten Bremsdrehmoment abweichen, der von dem Bremsvorgang abgeleitet wird, aufgrund von Begrenzungen bezüglich des Antriebsstrangs. Beispielsweise ist es möglich, dass eine Hochspannungsbatterie nicht die gesamte Energie aufnehmen kann, die von der Fahrzeugverlangsamung verfügbar ist. Zudem kann die elektrische Maschine möglicherweise nicht in der Lage sein, das gesamte Drehmoment zu managen, das von dem regenerativen Vorgang angefordert wird. Unter diesen Umständen kann die regenerative Bremsdrehmomentschätzung einem Teil des gesamten Bremsdrehmoments entsprechen, das von dem Bremsvorgang abgeleitet wird.
In mindestens einer Ausführungsform kann der Einrückdruck auf einen vorigen Einrückdruck erhöht werden, der mit dem positiven Drehmoment, das von der Gaspedalposition erfordert wird, assoziiert ist. Der Einrückdruck kann auf einen Level erhöht werden, der größer oder gleich dem Einrückdruck vor dem Gaspedal-Veränderungsvorgang ist. Beispielsweise kann der Einrückdruck eine entsprechende Drehmomentwandler-Kupplungsübertragung von 75 Nm aufweisen, die gleich dem positiven Drehmoment ist, das zur Beibehaltung einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich ist. Wenn das Gaspedal gehoben wird, kann die PCU den Einrückdruck senken. Wenn ein Bremsvorgang prognostiziert wird - oder ein Prognose-Flag zutreffend ist - kann die PCU den Einrückdruck auf den Druck vor dem Gaspedal-Hebevorgang erhöhen. Das bedeutet, die PCU würde den Einrückdruck auf einen Druck erhöhen, der einem 75 Nm Drehmoment entspricht, in Vorwegnahme des regenerativen Bremsvorgangs, um es dem gesamten Bremsdrehmoment zu ermöglichen, als regeneratives Bremsen erfasst zu werden, anstatt regeneratives Bremsen und Reibungsbremsen.
Der Einrückdruck kann auf einen Schwellenwert erhöht werden, der auf einen Druck bezogen ist, der dem vorigen Druck entspricht, anstelle des genauen Werts. Beispielsweise kann der Einrückdruck auf ein Mehrfaches des vorigen Drucks erhöht werden. Um das Beispiel fortzusetzen, kann die PCU einen vorigen Einrückdruck benutzen, der einem 75 Nm positiven Drehmoment entspricht, und den Einrückdruck auf einen Druck erhöhen, der einem 150 Nm negativen Drehmoment entspricht, in Vorwegnahme des regenerativen Bremsvorgangs. Der erhöhte Druck stellt eine verbesserte Sicherheitsmarge bereit, um sicherzustellen, dass alle Bremsenergie zum Erzeugen von Elektrizität benutzt wird. Obwohl das genannte Beispiel die Drehmoment-Übertragungskapazität der Kupplung verdoppelt, kann ein anderer Faktor benutzt werden, um die erhaltene regenerative Bremsenergie zu verbessern.
Ein Algorithmus kann benutzt werden, um das vorige positive Drehmoment zu ermitteln. Beispielsweise kann ein Fünf-Sekunden-Fenster benutzt werden, um das vorige positive Drehmoment zu erfassen. Die Steuerung kann den Maximalwert des vorigen Einrückdruck-Fensters ermitteln und ihn dazu benutzen, den Wert für den Einrückdruck vor dem Bremsvorgang zu setzen. Die Steuerung kann einen Durchschnitt des vorigen Einrückdrucks während des Fensters vor einem drastischen Abfall in Einrückdruck benutzen, weil der drastische Abfall ein beabsichtigtes Lösen des Gaspedals anzeigt. Verschiedene Verfahren können benutzt werden, um den vorigen Einrückdruckwert zu ermitteln und werden in dieser Offenbarung erwogen.
Als Reaktion auf eine Bremsvorgangprognose kann der Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck basierend auf Prognoseschätzungen statt dem vorigen Einrückdruck erhöht werden. In einer Ausführungsform kann der vorige Einrückdruck als Mindestschwellenwert für den Einrückdruck benutzt werden, und ein auf der Prognose basierender Algorithmus kann das wahrscheinliche negative Drehmoment schätzen, das von dem Bremsvorgang benötigt wird.
Wie oben besprochen kann das Bremsvorgangsprognoseverfahren benutzt werden, um die für den Bremsvorgang erforderliche negative Drehmoment zu schätzen. Die Schätzung kann dazu benutzt werden, einen Drehmoment-Übertragungsschwellenwert zu setzen, der von der Steuerung dazu benutzt wird, einen Referenz- oder Sollwert für den Einrückdruck des Drehmomentwandlers zu setzen. Das bedeutet, das der Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck erhöht werden kann, um sicherzustellen, dass die Drehmomentwandler-Kupplung 34 nicht als Reaktion auf höhere negative Bremsdrehmomente basierend auf einer Prognose eines Bremsvorgangs schlupft. Beispielsweise kann der Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck auf 75 Nm ausgelegt sein, um positives Drehmoment zu übertragen. Obwohl die Drehmomentwandler-Kupplung unter vielen Umständen auf einen regenerativen Bremsvorgang vorbereitet ist, kann der Gaspedalzustand des Fahrzeugs das Prüfen des Bremsvorgangsprognosestatus-Flags erfordern. Nach Empfangen einer Anzeige, dass der Prognosestatus-Flag gesetzt ist, kann die Steuerung den Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck über einen geschätzten negativen Drehmomentschwellenwert erhöhen, um auf einen regenerativen Bremsvorgang vorzubereiten.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Hochschaltungsvorgang blockiert sein, um reduzierte Energie zu verhindern, die während eines regenerativen Bremsens erfasst wurde. Wenn ein regenerativer Bremsvorgang während der Übergangsperiode erwartet wird, ist es möglich, dass das Getriebe und der Antriebsstrang nicht darauf vorbereitet sind, die Drehmomentanfrage dem elektrischen Generator zu übermitteln. Die Hochschaltung kann auch deshalb blockiert sein, um sicherzustellen, dass das regenerative Bremsdrehmoment und die Drehzahl innerhalb der vollen Leistungskurve liegen. Unter Einsatz eines der obigen Verfahren, eines anderen Prognoseverfahrens oder einer Kombination derselben kann die PCU einen regenerativen Bremsvorgang erwarten. Die PCU kann ein Lösen oder Heben des Gaspedals erfordern, um die Blockierung der Hochschaltung zu ermöglichen. Die PCU kann unabhängig vom Lösen des Gaspedals wirken und die Hochschaltung blockieren.
Die Hochschaltung kann ein zugehöriges Schaltungsfenster aufweisen. Das Schaltungsfenster basiert auf einer durchschnittlichen Schaltungszeit. Das Schaltungsfenster kann auf einer Zeit basieren, die notwendig ist, um Drehmomentstabilität auf dem Antriebsstrang sicherzustellen. Das Schaltungsfenster kann auch auf einer Drehmomentwandler-Kupplungsschließzeit basieren. Das Schaltungsfenster kann auf Fahrergeschichte basieren und eingestellt werden, um aggressivere Fahrer zu berücksichtigen. Beispielsweise können Fahrer, die oft beschleunigen und bremsen, kürzere Schaltungsfenster erfordern, um Fahrzeugbeschleunigung zu verbessern und das Verhindern von Hochschaltungsvorgängen zu begrenzen. Das Schaltungsfenster kann eine Periode für die Prognose des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs definieren. Wenn beispielsweise der erwartete regenerative Bremsvorgang innerhalb des Schaltungsfensters vorausgesehen wird, kann die PCU den Hochschaltungsvorgang verhindern. Wenn der regenerative Bremsvorgang prognostiziert wird und außerhalb des Zeitfensters liegt, kann die PCU den Hochschaltungsvorgang ermöglichen.
Das Schaltungsfenster kann bei Anzeige des Lösens des Pedals oder der Anzeige eines Schaltungsvorgangs beginnen. Der Schaltungsvorgang kann eine voraussichtliche Getriebeübersetzung haben. Die voraussichtliche Getriebeübersetzung kann auf dem Getriebekasten des Getriebes basieren. Die voraussichtliche Getriebeübersetzung kann zugehörige Antriebswelle- und elektrische Maschineausgangswellendrehzahlen aufweisen. Die Drehzahlen können mit der Raddrehzahl zusammenhängen. Die Ausgangswelle des Generators kann innerhalb eines bestimmten Leistungsbereichs der elektrischen Maschine liegen. Beispielsweise kann die elektrische Maschine Erzeugungsbereiche haben, in denen mehr Leistung erzeugt wird, oder die Leistung ist auf einen Maximalwert begrenzt. Die PCU kann dazu konfiguriert sein, die voraussichtliche Ausgangswellendrehzahl und Antriebswellendrehzahl basierend auf der aktuellen Raddrehzahl oder anderen Fahrzeugparametern zu berechnen. Wenn die Ausgangsdrehzahl der elektrischen Maschine von dem konstanten Leistungsbereich des Generators abweicht oder darüber hinausgeht, kann die Getriebesteuerung einen Schaltungsvorgang verhindern. Ein Hinausgehen über den konstanten Leistungsbereich des Generators würde bedeuten, dass die Drehmomentanfrage größer war, als sie von dem Generator bei der jeweiligen Drehzahl gehandhabt werden kann, oder dass die angeforderte Leistungsrückgewinnung größer ist als die Kapazität des Generators. Die Schaltung kann eine Hochschaltung oder eine Herunterschaltung sein. Der konstante Leistungsbereich kann mit einer Basisdrehzahl der elektrischen Maschine zusammenhängen, die von Herstellerspezifikationen definiert wird.
Die PCU kann einen Hochschaltungsvorgang verhindern, wenn der erwartete regenerative Bremsvorgang während dem Schaltungsfenster stattfindet. Während des Schaltungsfensters kann das Getriebe eine erste Kupplung lösen und eine zweite Kupplung einrücken. Das Getriebe kann während des Lösens der ersten Kupplung einer wesentlichen Reduzierung übertragenen Drehmoments unterzogen werden. Das Getriebe kann versuchen, das verlorene Drehmoment zurückzugewinnen, indem es die zweite Kupplung einrückt, bevor die erste Kupplung voll gelöst ist. Die Übergangsperiode begrenzt die von dem Antriebsstrang zu übertragene verfügbare Leistung. Die PCU kann dazu konfiguriert sein, die Schaltung zu blockieren oder die Schaltung zu verzögern, um eine adäquate Drehmomentübertragung sicherzustellen. Die Schaltung kann basierend auf der Prognose verzögert werden. Beispielsweise kann der Bremspedal-Prognosealgorithmus schätzen, dass ein regenerativer Bremsvorgang während des Schaltungsfensters stattfinden kann. Der Algorithmus kann schätzen, dass der regenerative Bremsvorgang kurze Zeit nach dem Schaltungsfenster nachlassen wird. Das System kann dann entscheiden, den Schaltungsvorgang zeitlich zu verschieben, bis die Schätzung zurückgezogen wird.
Die PCU kann einen Hochschaltungsvorgang verhindern, wenn der erwartete regenerative Bremsvorgang nach dem Schaltungsfenster liegt. Die Getriebeübersetzungsänderung nach einer Hochschaltung kann die Drehzahl der Antriebswelle reduzieren. Beispielsweise findet der Zurückversetzungshochschaltungsvorgang wie oben beschrieben statt, wenn ein Betreiber das Gaspedal zur Reduktion der Beschleunigung hebt, jedoch keine Reduktion der Geschwindigkeit wünscht. Die Hochschaltung kann die Wellendrehzahl auf Werte senken, die unter der vollen Leistungsübertragung auf der Generatordrehmoment-, Drehzahl- und Leistungskurve liegen. Beispielsweise kann der elektrische Generator mit einem reduzierten Leistungslevel bei niedrigen Drehzahlen laufen, weil das maximale Drehmoment der Maschine begrenzt ist. Die PCU kann eine Hochschaltung verhindern, wenn der erwartete regenerative Bremsvorgang nach dem Schaltungsfenster liegt. Die PCU kann auch eine Hochschaltung verhindern, wenn der erwartete regenerative Bremsvorgang nach dem Schaltungsfenster liegt und die Hochschaltung in Wellendrehzahlen in einem maximalen Drehmomentbereich des elektrischen Generators resultieren würde.
Die PCU kann eine Hochschaltung verhindern, um die Maximierung regenerativen Drehmoments im Räderbereich sicherzustellen. Aufgrund sich ändernder Getriebeübersetzungen kann zum Bremsen verfügbares Drehmoment nach einem Hochschaltungsvorgang reduziert sein. Ähnlich wie positives Fahrzeugdrehmoment kann negatives Drehmoment erhöht werden, indem das Fahrzeug in einem niedrigen Gang gehalten wird. Die PCU kann dazu konfiguriert sein, das verfügbare Raddrehmoment auszugleichen und den Generator im maximalen Drehmomentbereich des elektrischen Generators zu halten. Um das Problem adäquat zu beschrieben, werden mögliche Drehmomentwerte postuliert. Beispielsweise kann, wenn das maximale Drehmoment des Generators 100 Nm ist, kann die PCU sicherstellen, dass das für die Räder verfügbare Drehmoment, basierend auf der Getriebeübersetzung, das geschätzte regenerative Bremsdrehmoment übersteigt. Das 100 Nm regenerative Drehmoment kann einem Raddrehmoment von 500 Nm im vierten Gang und 300 Nm im fünften Gang entsprechen. Wenn das geschätzte regenerative Bremsdrehmoment bei den Rädern 400 Nm ist, ist es möglich, dass der elektrische Generator nicht in der Lage ist, das gesamte regenerative Bremsdrehmoment aufzunehmen. Um sicherzustellen, dass das gesamte Bremsdrehmoment zum Erzeugen von Elektrizität benutzt wird, kann die PCU eine Hochschaltung in den fünften Gang verhindern, um sicherzustellen, dass das geschätzte Bremsdrehmoment unter dem verfügbaren Raddrehmoment und entsprechenden elektrischen Generatorbeschränkungen liegt.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Paar Schaubilder 200 gezeigt. Das erste Schaubild 202 beinhaltet eine Anhöhenkurve 204. Das zweite Schaubild 206 beinhaltet eine y = ∇̅ - ∇_cur Kurve 208. Das erste Schaubild 202 zeigt Zeit 214 auf der x-Achse und Anhöhe 210 auf der y-Achse. Die Kurve folgt einer hypothetischen Anhöhe eines Fahrzeugs. Die Kurve kann sich mit Fahrzeuginformatik decken, die zur Bereitstellung von GPS-Daten benutzt wird. Das zweite Schaubild 206 zeigt eine Kurve, die einem durchschnittlichen Gradienten über ein bestimmtes Vorgriffsfenster 218 entspricht. Das Vorgriffsfenster 218 wird als 90 Sekunden gezeigt, aber das Vorgriffsfenster 218 könnte einer Vielfalt von Zeitperioden entsprechen. Beispielsweise könnte das Vorgriffsfenster 218 100 ms oder drei Minuten sein. Das Fenster 218, wie gezeigt, beginnt bei Linie 216 um circa 18 Sekunden. Das Fenster 218 berechnet den Durchschnittswert des Gradienten oder Straßengefälles. Der Durchschnitt wird fortlaufend berechnet. Der Durchschnitt setzt sich fort und stellt Kurve 208 bereit, während die Zeit 214 weiterläuft. Der Durchschnitt kann als Reaktion auf das Lösen des Gaspedals berechnet werden, wie oben besprochen. Wenn die Kurve 208 größer als der Schwellenwert 222 ist, kann die Steuerung eine Prognose oder Schätzung für einen Bremsvorgangs-Flag als zutreffend setzen.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Ablaufdiagramm 300 mit einem Start 302 gezeigt. Bei Schritt 304 kann die Steuerung t_start empfangen. Ein Heben des Gaspedals kann t_start initiieren. Die Periode kann eine Länge Δt aufweisen, was in t_end = t_start + Δt resultiert. Bei Schritt 306 erhält die Steuerung Werte für ∇_cur und alle V-Werte zwischen t_start und t_end. Bei Schritt 308 kann die Steuerung das Durchschnittsstraßengefälle ∇̅ mithilfe aller V-Werte zwischen t_startund t_end berechnen. Bei Schritt 310 kann die Steuerung die Differenz zwischen ∇̅ und ∇_cur vergleichen und das Resultat mit einem Schwellenwert vergleichen. Ist die Differenz geringer als der Schwellenwert, wird das Bremspedalprognose-Flag bei Schritt 312 auf zutreffend gesetzt. Falls die Differenz größer ist als der Schwellenwert, wird das Bremspedalprognose-Flag bei Schritt 314 auf unzutreffend gesetzt.
Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Darstellung eines ACC-Bremsvorgangsprognoseverfahrens 400 gezeigt. Ein Fahrzeug 10 gibt ein LiDAR oder RADAR-Signal 404 aus. Das vorausfahrende Fahrzeug 402 reflektiert das Signal. Das Fahrzeug 10 kann das zurückgegebene Signal benutzen, um einen Abstandsbereich 406 zu berechnen. Der Abstandsbereich 406 kann sich ändern, wenn die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge 10, 402 unterschiedlich sind. Die Veränderungsrate des Abstandsbereichs 406 kann berechnet und in einem Register für ein oder beide Fahrzeuge 10, 402 gespeichert werden.
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Ablaufdiagramm 500 mit einem Start 502 gezeigt. Bei Schritt 504 kann die Steuerung t_start empfangen. Ein Heben des Gaspedals kann t_start initiieren.
Die Periode kann eine Länge Δt aufweisen, was in t_end = t_start + Δt resultiert. Bei Schritt 506 berechnet die Steuerung den ersten Abstandsbereich und die Bereichsrate (Range rate). Bei Schritt 508 vergleicht die Steuerung den Abstandsbereich mit einem Schwellenwert. Ist der Abstandsbereich nicht größer als der Schwellenwert, wird das Bremspedalprognose-Flag bei Schritt 510 auf zutreffend gesetzt. Ist der Abstandsbereich größer als der Schwellenwert, kann die Steuerung eine Kombination aus Abstandsbereich und Bereichsrate (Range rate) mit dem Schwellenwert bei Schritt 512 vergleichen. Falls eine Summierung des Abstandsbereichs und eines Produkts der Bereichsrate (Range rate) und Δt nicht größer als der Schwellenwert sind, setzt die Steuerung das Bremspedalprognose-Flag bei Schritt 510 auf zutreffend. Falls eine Summierung des Abstandsbereichs und eines Produkts der Bereichsrate (Range rate) und Δt größer als der Schwellenwert sind, setzt die Steuerung das Bremspedalprognose-Flag bei Schritt 514 auf unzutreffend.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine V2X-Bremspedalprognosesituation 600 gezeigt. Die Figur zeigt an, dass ein Fahrzeug 10 sich einem V2I-Transmitter 604 nähert. Der V2I-Transmitter 604 kann eine Ampel oder ein anderer Verkehrsanzeiger sein. Der V2I-Transmitter 604 und das Fahrzeug können kollektiv die erforderliche Bremsinitiationszeit ermitteln, damit das Fahrzeug 10 stoppen kann, bevor es den V2I-Transmitter 604 erreicht. Diese Kommunikation würde es der Steuerung ermöglichen, einen Bremsvorgang basierend auf der Nähe des Fahrzeugs 10 zum V2I-Transmitter 604 zu prognostizieren.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Ablaufdiagramm 700 mit einem Start 702 gezeigt. Bei Schritt 704 kann die Steuerung t_start empfangen. Ein Heben des Gaspedals kann t_start initiieren. Die Periode kann eine Länge Δt aufweisen, was in t_end = t_start + Δt resultiert. Bei Schritt 706 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit mit t_start und t_end mithilfe einer linearen Darstellung prognostiziert. Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb der Distanz zwischen dem Fahrzeug und dem V2I-Transmitter erreichen muss, wird die Steuerung einen linearen Anstieg vorwegnehmen, um bei der gegebenen Distanz null zu erreichen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch mit einem komplexeren Verfahren prognostiziert werden, die andere Informationsquellen, die der Fahrzeugsteuerung zur Verfügung stehen, beinhalten kann, wie oben beschreiben. Bei Schritt 708 wird die prognostizierte Verlangsamungsrate (Decel_Pre) zum Stoppen in der zugeteilten Distanz, wie bei Schritt 706 besprochen, berechnet. Bei Schritt 710 wird die durchschnittliche Verlangsamungsrate berechnet. Die durchschnittliche Verlangsamungsrate (Decel_DRAG) kann dadurch berechnet werden, dass der Fahrzeugauslaufwiderstand und das negative Pedalheben-Drehmoment kombiniert wird. Der Fahrzeugauslauf kann den Reifenrollwiderstand, Luftwiderstand und andere Faktoren beinhalten. Das Pedalheben-Drehmoment kann Real- oder Ersatzverbrennungsmotor-Reibungsbremsdrehmoment sein. Bei Schritt 712 vergleicht die Steuerung die durchschnittliche Verlangsamungsrate und die prognostizierte Verlangsamungsrate, um vor der V2I-Vorrichtung zu stoppen. Anders ausgedrückt, wenn das negative Drehmoment vom Antriebsstrang das Fahrzeug auf die erforderliche Geschwindigkeit verlangsamt, wird kein Bremsvorgang prognostiziert, weil wahrscheinlich der Antriebsstrang zum Verlangsamen des Fahrzeugs benutzt wird. Bei Schritt 714, wenn das Bremspedal betätigt wird, wird das Bremspedalprognose-Flag gesetzt. Bei Schritt 716, wenn das Bremspedal nicht betätigt wird, wird das Bremspedalprognose-Flag nicht gesetzt.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein zusammengesetztes Sequenzschaubild 800. Das Schaubild hat drei horizontale Abschnitte, die den Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck, das voraussichtliche Bremsdrehmomentausmaß und die Bremsprognose sowie den Bremszustand abbilden. Das Schaubild hat drei vertikale Abschnitte, die verschiedene Übergangsperioden im Antriebsstrang des Fahrzeugs zeigen. Abschnitt 802 stellt die Periode während dem Heben des Gaspedals dar. Wie im Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Abschnitt gezeigt, ist die Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Kurve 810 konstant, was einem konstanten Drehmoment entspricht, das erforderlich ist, um ein Geschwindigkeitsprofil aufrechtzuerhalten, das vom Fahrer des Fahrzeugs ausgewählt wurde. Kurve 810 beginnt abzunehmen, wenn der Pedalhebevorgang 822 stattfindet. Kurve 810 kann irgendwann bis Null abnehmen, was anzeigt, dass der Drehmomentwandler-Einrückdruck auf Null gesunken ist. Der Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck kann sich Null nur annähern und Null nie erreichen. Der Beginn des Pedallösens kann eines der erwähnten Verfahrens auslösen, um einen Bremsvorgang zu prognostizieren, oder die Steuerung kann das Prognose-Flag lesen, um zu ermitteln, ob ein Bremsvorgang erwartet wird. Das regenerative Bremsvorgangprognose-Flag wird zu einem Zeitpunkt 816 auf der Bremsprognose-Flagkurve 184 gelesen. Wenn der Bremsvorgangprognose-Flag gesetzt ist, wird die geschätzte Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Kurve 812 berechnet. Die geschätzte Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Kurve 812 wird mithilfe einer numerischen Beziehung von der regenerativen Bremsdrehmomentschätzungs-Kurve 813 abgeleitet. Abschnitt 804 zeigt die Periode des Erhöhens des Einrückdrucks um ein geschätztes Ausmaß an Bremsdrehmoment zu erfüllen. Das geschätzte Bremsdrehmoment kann während der Teil 804-Periode variieren. In Abschnitt 804 versucht die Steuerung, den Drehmomentwandler-Einrückdruck, Kurve 810, mit dem geschätzten Drehmomentwandler-Einrückdruck, Kurve, 812 abzustimmen. Der geschätzte Bremsdrehmomenteinrückdruck kann variieren, wie, auf der Abwärtsneigung von Kurve 812 gezeigt. Der geschätzte Einrückdruck kann als Einstellpunkt für den Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Feedbackloop benutzt werden. Der geschätzte Einrückdruck kann auch als Feedforward-Wert benutzt werden. Abschnitt 806 zeigt die Periode, während der der Fahrgast eine Fahrzeugbremse anfragt. Die Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Kurve 810 sinkt mit dem Verlangsamen des Fahrzeugs auf Null. In anderen Ausführungsformen kann die Drehmomentwandler-Kupplungseinrückdruck-Kurve 810 bei Verlangsamen des Fahrzeugs nicht auf Null sinken, je nach der Abweichung zwischen des prognostizierten Bremsdrehmoments und des tatsächlichen Drehmoments. Der schattierte Bereich 820 zeigt an, dass die Bremsprognosekurve 814 erfüllt wurde.
Unter Bezugnahme auf 9 wird ein Ablaufdiagramm 900 mit einem Start 902 abgebildet. Als Reaktion auf ein Heben des Pedals bei Schritt 904 setzt sich der Prozess fort. Bei Schritt 906 kann die Steuerung t_start empfangen. Ein Heben des Gaspedals kann t_start initiieren. Die Periode kann eine Länge Δt aufweisen, was in t_end = t_start + Δt resultiert. Bei 908 wird das Bremsvorgangsprognose-Flag gelesen. Bei Schritt 910 wird die Prognose analysiert, um zu ermitteln, ob der Bremsvorgang in der gegebenen Periode stattfinden wird. Falls das Bremsvorgangsprognose-Flag nicht aktiviert ist oder nicht innerhalb des Fensters liegt, kann die Steuerung bei Schritt 916 den Normalbetrieb fortsetzen. Falls das Bremsvorgangsprognose-Flag aktiviert ist und innerhalb des Fensters liegt, kann die Steuerung bei Schritt 912 das regenerative Bremsdrehmoment schätzen und bei Schritt 914 den Drehmomentwandler-Einrückdruck über einen Schwellenwert erhöhen. In einer anderen Ausführungsform kann der Drehmomentwandler-Einrückdruck über den geschätzten Schwellenwert erhöht werden.
Unter Bezugnahme auf 10 wird ein Drehmoment-, Drehzahl- und Leistungsschaubild 1000 gezeigt. Das Schaubild 1000 wird mit einer Drehzahlachse 1002 und einer Drehmomentachse 1004 gezeigt. Die Drehmomentachse 1004 hat einen zweiten Abschnitt, der Leistungsachse 1005 beinhaltet. Der M/G 18 kann wie gezeigt ein positives und ein negatives Drehmoment- und Drehzahlprofil aufweisen. Der M/G 18 hat einen vollen Feld- (‚konstanten Drehmoment-‘) Bereich 1006, wo ein niedriger Drehzahlwert eine maximale Drehmomentausgabe hat. Wie im unteren Abschnitt von Bereich 1006 gezeigt, ist die Leistung in dem konstanten Drehmomentbereich auf ein lineares Verhältnis zwischen Drehmoment und Drehzahl beschränkt. Übersteigt die Drehzahl des Rotors oder der Antriebswelle 30 den Schwellenwert 1014, tritt der M/G 18 in einen schwachen Feld- (‚konstante Leistungs-‘) Bereich 1008 ein. Das Drehmoment und die Drehzahl folgen der konvexen Linie 1010 im Abschnitt 1008. Der M/G 18 in diesem Bereich liegt bei der Nennleistung entlang Linie 1010, was bestimmten Drehzahl- und Drehmomentwerten entspricht. Wie im unteren Abschnitt von Bereich 1008 gezeigt, pendelt sich die Leistungslinie 1012 am Schwellenwert 1014 ein.
Unter Bezugnahme auf 11 ist ein Hochschaltungsblockierungsschaubild 1100 abgebildet. Das Hochschaltungsblockierungsschaubild beinhaltet ein Gaspedalpositionsschaubild 1104, Getriebestatusschaubild 1106, Bremszustandsschaubild 1108 und Eingangsdrehzahlschaubild 1110. Alle Schaubilder in Schaubild 1100 haben eine gemeinsame Zeitskala 1102. Schaubild 1100 zeigt eine mögliche Umsetzung eines Hochschaltungsblockierungs-Steuerungsschemas. In manchen Ausführungsformen kann das Steuerungsschema die Position des Gaspedals ignorieren. Das Gaspedalpositionsschaubild 1004 hat eine Gaspedalpositionskurve 1112. Die Kurve 1112 zeigt die relative Beschleunigungsanfrage von einem Betreiber des Steuerungssystems. Der Betreiber kann das Gaspedal heben oder lösen, um die Nachfrage zu senken, wie vom Abwärtstrend der Kurve 1112 gezeigt. Eine Steuerung oder die PCU kann statistische Berechnungen ausführen, um die Stabilzustand-Abweichung von Kurve 1112 zu ermitteln. Die Abweichung vom stabilen Zustand in Kurve 1112 wird als Punkt 1114 gezeigt. Der Abweichungspunkt 1114 kann als ein Prozentsatz einer Gaspedalposition oder einer Kombination einer Veränderungsrate und einer Versetzungsproportion berechnet werden. In einer Ausführungsform kann die Steuerung, wenn die Gaspedalposition von einem stabilen Zustand abweicht, den Getriebestatus überprüfen. Wenn der Getriebestatus einen Hochschaltungsvorgang 1116 anzeigt, kann die Steuerung auf einen geschätzten regenerativen Bremsvorgang 1112 prüfen. Die Hochschaltungsvorgangsanzeige 1116 ist eine prognostizierte Hochschaltung in einen höheren Gang 1118. Wenn die Anstiegsflanke 1124 des geschätzten regenerativen Bremsvorgangs 1122 innerhalb des Getriebehochschaltungszeitfensters 1120 stattfindet, kann die PCU einen Hochschaltungsvorgang 1116 verhindern. Der Hochschaltungsvorgang kann eine Anzeige der Hochschaltung vor oder bei Beginn des Zeit- oder Schaltungsfensters 1120 empfangen. Der Beginn und das Ende des Schaltungsfensters kann vom Getriebe und Steuerungssystem abhängig sein. Wie gezeigt, wird das Getriebe nicht in einen höheren Gang 1118 schalten. Der höhere Gang 1118 schafft eine niedrigere Eingangsdrehzahl in den Motorgenerator wie im Eingangsdrehzahlschaubild 1110 gezeigt. Das Eingangsdrehzahlschaubild 1110 zeigt eine höhere Motorgeneratorwellendrehzahl 1128 und eine niedrigere Motorgeneratorwellendrehzahl 1130 basierend auf dem Getriebestatus an. In einer Ausführungsform kann die Steuerung hochschalten, nachdem der erwartete regenerative Bremsvorgang abläuft, wie auf der Abfallflanke 1126 gezeigt. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung einen regenerativen Bremsvorgang nach dem Hochschaltungsvorgang schätzen. Beispielsweise kann der geschätzte regenerative Bremsvorgang 1122 steigen, nachdem das Schaltungsfenster 1120 abgelaufen ist. Unter diesen Umständen kann die Steuerung immer noch einen Hochschaltungsvorgang 1116 verhindern, um sicherzustellen, dass eine hohe Drehzahl und Drehmoment verfügbar sind, um 100 % der Generatorleistung wie oben offenbart zu regenerieren. Die Steuerung kann das Schaltungsfenster verdoppeln, um sicherzustellen, dass ein ausreichend hohe Drehzahl dem Generator zur Verfügung steht. Die Steuerung kann prüfen, ob ein regenerativer Bremsvorgang innerhalb des gegebenen Fensters geschätzt wird und einen Hochschaltungsvorgang 1116 verhindern.
Unter Bezugnahme auf 12 wird ein Hochschaltungsblockierungs-Ablaufdiagramm 1200 mit einem Start 1202 gezeigt. Bei Schritt 1204 ermittelt die Steuerung, ob ein Gaspedal gehoben wird. Manche Ausführungsformen beinhalten möglicherweise keinen Schritt 1204. Bei Schritt 1206, 1208 ermittelt das System, ob eine Hochschaltungsbedingung erfüllt wurde. Diese Bedingungen können unterschiedlich sein, je nachdem ob das Gaspedal gehoben wird. Beispielsweise kann eine Zurückversetzungshochschaltung basierend auf dem Heben des Gaspedals prognostiziert werden. Bei Schritt 1210 ermittelt die Steuerung den Zeitraum, von t_start bis t_end, den das Getriebeschaltungsfenster benötigen wird. Das Fenster kann auf zahlrechen Faktoren basieren und von System zu System variieren. Das Fenster kann von einer Schaltkupplung, Einrückkupplung und anderer Getriebemechanik abhängen. Bei Schritt 1212 kann die Steuerung einen regenerativen Bremsvorgang schätzen. Bei Schritt 1214 ermittelt die Steuerung, ob der regenerative Bremsvorgang innerhalb der Getriebeperiode stattfindet. Bei Schritt 1218 wird die Steuerung die Ausführung der geplanten Hochschaltung verhindern. Bei Schritt 1216 wird die Steuerung die Ausführung der geplanten Hochschaltung ermöglichen.
Die in der Patentschrift verwendeten Begriffe sind beschreibend, nicht einschränkend, gewählt, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie bereits erwähnt, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Für Durchschnittsfachleute ist zu erkennen, dass, obwohl verschiedene Ausführungsformen so hätten beschrieben werden können, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristika Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, auf ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Charakteristika verzichtet werden kann, um gewünschte Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, welche von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können Vermarktbarkeit, Erscheinung, Konsistenz, Robustheit, Verbraucherakzeptanz, Zuverlässigkeit, Genauigkeit usw. beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Entsprechend liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehr Charakteristika beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, Folgendes umfassend: eine Steuerung, dazu programmiert, als Reaktion auf das Lösen eines Gaspedals und einer Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs mit einem Timing, das in ein Schaltungszeitfenster des Getriebes fällt, eine Kupplung des Getriebes bis zum ersten Auftreten einer Wiederbetätigung des Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige am Ausrücken zu hindern, um eine vom Lösen veranlasste Getriebehochschaltung zu blockieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Hindern ferner als Reaktion auf eine voraussichtliche Getriebeübersetzung stattfindet, die aus der Prognose resultiert, dass die Hochschaltung eine Drehzahl einer Generatorwelle unter einen konstanten Leistungsbereich eines Generators senkt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Drehzahl geringer ist als eine Basisdrehzahl des Generators.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Hindern ferner als Reaktion auf eine voraussichtliche Getriebeübersetzung stattfindet, die aus der Prognose resultiert, dass die Hochschaltung in einem Raddrehmoment resultiert, das mit einem geschätzten regenerativen Bremsdrehmoment des Vorgangs assoziiert ist, das eine Erzeugungsleistungsgrenze eines Generators übersteigt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das Raddrehmoment durch eine proportionale Beziehung zu einem konstanten Leistungsbereich des Generators begrenzt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das geschätzte regenerative Bremsdrehmoment auf einer Differenz zwischen einem Durchschnittsstraßengefälle und einem aktuellen Straßengefälle basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das geschätzte regenerative Bremsdrehmoment auf einem Abstandsbereich und einer Veränderungsrate desselben basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das geschätzte regenerative Bremsdrehmoment auf einer prognostizierten Verlangsamungsrate basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Stattfinden des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs auf einer Differenz zwischen einem Durchschnittsstraßengefälle und einem aktuellen Straßengefälle basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Durchschnittsstraßengefälle eine Periode aufweist, die mit dem Lösen beginnt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Stattfinden des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs auf einem Abstandsregelungstempomat-Abstandsbereich basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Stattfinden des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs auf einer Veränderungsrate des Abstandsregelungstempomat-Abstandsbereichs basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Stattfinden des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs auf einer prognostizierten Verlangsamungsrate basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei das Stattfinden des erwarteten regenerativen Bremsvorgangs ferner auf einer Differenz zwischen einer Durchschnittsverlangsamungsrate und einer prognostizierten Verlangsamungsrate basiert.
Fahrzeug, Folgendes umfassend: einen Antriebsstrang einschließlich eines Getriebes, das mechanisch an eine elektrische Maschine gekoppelt ist und dazu ausgestaltet ist, Drehmoment zwischen einem Rad und der elektrischen Maschine zu übertragen, wobei das Getriebe einen Getriebekasten aufweist, der dazu ausgestaltet ist, Getriebeübersetzungen durch eine Schaltung zu etablieren; und eine Steuerung, dazu programmiert, als Reaktion auf eine Anzeige eines erwarteten regenerativen Bremsvorgangs mit einem Timing, das in ein Schaltungszeitfenster des Getriebes fällt, eine Kupplung des Getriebes bis zum ersten Auftreten einer Betätigung eines Gaspedals oder dem Eliminieren der Anzeige am Ausrücken zu hindern, um die Schaltung zu blockieren, die von einem Schaltplan des Getriebekastens veranlasst wird.