DE102018103192A1

DE102018103192A1 - System und Verfahren zum Steuern von Spieldurchquerung in einem Fahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: DE102018103192A1
Application number: DE102018103192.0A
Authority: DE
Inventors: Todd MCCULLOUGH; David Crist Gabriel
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2018-08-16
Also published as: CN108482355B; US20180229714A1; US10328925B2; CN108482355A

Abstract

Es wird ein Fahrzeug offenbart, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweist, die über eine Kupplung selektiv mit dem Elektromotor verbunden ist. Das Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr die Kupplung zu öffnen, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, dem Verbrennungsmotor zu befehlen, in einen Drehzahlsteuermodus einzutreten und ein Elektromotorausgangsdrehmoment durch eine Region, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu steuern, um Drehmomentstörungen in einer Fahrzeugkraftübertragung zu reduzieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und Verfahren zum Steuern von Spiel in der Kraftübertragung bei einem Hybridfahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei einem Fahrzeug kann die Fahrbarkeit ein Bedenken sein, wenn Fahrzeugdrehmoment eine Spielzone durchquert. Eine Spielzone ergibt sich, wenn das Fahrzeugdrehmoment seine Richtung ändert, d. h. von positivem Drehmoment zu negativem Drehmoment oder umgekehrt. Ein Spiel oder Totgang kann zum Beispiel aufgrund eines Leerlaufs auftreten, der durch einen Schlupf oder Spielraum innerhalb verschiedener Komponenten der Kraftübertragung verursacht wird, wenn das Drehmoment die Richtung ändert, wie etwa bei einem Fahrzeugbeschleunigungs- oder -abbremsereignis. Wenn der Antriebsstrang vom Ausführen eines positiven Drehmoments zum Ausführen eines negativen Drehmoments übergeht, trennen sich die Gänge im Getriebe/in der Kraftübertragung an einem Null-Drehmomentübergangspunkt. Nachdem der Null-Drehmomentpunkt durchquert wurde, werden die Gänge wieder eingerückt, um die Übertragung von Drehmoment zu ermöglichen. Dadurch entstehen Drehmomentstörungen, oder Spiel, in der Kraftübertragung. Spiel kann ein dumpfes Geräusch oder einen dumpfen Schlag erzeugen, das/der von einem Fahrzeuginsassen wahrnehmbar ist. Spiel trägt zu Geräusch, Vibration und Rauheit bei, wodurch sich die Fahrbarkeit eines Fahrzeugs unter Verwendung des Antriebsstrangs verschlechtert.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird eine Strategie zum Durchqueren einer Spielzone unter Nutzung von Elektromotordrehmoment bereitgestellt. Im Allgemeinen ist der Verbrennungsmotor, wenn ein Spieldurchquerungsereignis erwartet wird, von dem Antrieb getrennt und ist in einen Drehzahlsteuermodus gesetzt, während Elektromotordrehmoment verwendet wird, um die Spielzone zu durchqueren und Störungen in der Kraftübertragung zu reduzieren.
In einer Ausführungsform wird ein Fahrzeug offenbart, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweist, die über eine Kupplung selektiv mit dem Elektromotor verbunden ist. Das Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr die Kupplung zu öffnen, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, dem Verbrennungsmotor zu befehlen, in einem Drehzahlsteuermodus zu arbeiten und ein Elektromotorausgangsdrehmoment durch eine Region, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu steuern, um Drehmomentstörungen in einer Fahrzeugkraftübertragung zu reduzieren. Die Fahrzeugraddrehmomentumkehr kann durch das Loslassen des Gaspedals ausgelöst werden. Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Region befindet, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, die Kupplung zu schließen, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu verbinden. Außerdem beinhaltet der Betrieb im Drehzahlsteuermodus das Steuern einer Verbrennungsmotordrehzahl, sodass sie zu einer Elektromotordrehzahl passt.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug offenbart, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der über eine Kupplung selektiv mit einem Elektromotor verbunden ist. Das Steuersystem beinhaltet eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr die Kupplung auszukuppeln, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, den Verbrennungsmotor in einem Segelmodus zu betreiben und Elektromotordrehmoment gemäß einer vordefinierten Änderungsrate durch eine Spielregion, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu modulieren, um Drehmomentstörungen in einer Kraftübertragung zu reduzieren. Die Drehmomentstörungen beinhalten Spiel in Zahneingriffen der Kraftübertragung. Die Fahrzeugraddrehmomentumkehr kann von positiv zu negativ sein und durch das Loslassen des Gaspedals ausgelöst werden. Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, die Kupplung erneut einzukuppeln, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu verbinden. Außerdem kann der Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Segelmodus das Steuern des Verbrennungsmotors beinhalten, sodass er sich bei einer Drehzahl dreht, die gleich einer Elektromotordrehzahl ist.
Bei noch einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs offenbart, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der über eine Kupplung selektiv mit einem Elektromotor verbunden ist. Als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr beinhaltet das Verfahren das Auskuppeln der Kupplung, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, das Steuern des Verbrennungsmotors, um in einem Drehzahlsteuermodus zu arbeiten und das Steuern des Elektromotordrehmoments, um ein Drehmoment im Antriebsstrang in einer vordefinierten Rate durch eine Spielregion, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu reduzieren, um Drehmomentstörungen in einer Fahrzeugkraftübertragung zu reduzieren. Zusätzlich beinhaltet der Betrieb im Drehzahlsteuermodus das Steuern einer Verbrennungsmotordrehzahl, sodass sie zu einer Elektromotordrehzahl passt. Das Verfahren kann ferner beinhalten, dem Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, zu befehlen, den Drehzahlsteuermodus zu verlassen.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Anzahl von Vorteilen wie zum Beispiel schnellere und besser gesteuerte Spieldurchquerungen aufgrund von Isolierung von Ungenauigkeiten des Verbrennungsmotordrehmoments und der besseren Drehmomentgenauigkeit der elektrischen Maschine bereit. Wenn der Verbrennungsmotor getrennt ist, wird die Spielunsicherheitsregion kleiner, da die elektrische Maschine Drehmomentgenauigkeit aufweist, die besser als ein Verbrennungsmotor ist. Da das Fenster für potentielle Drehmomentfehler kleiner ist, kann das Drehmoment im Antriebsstrang glatter und schneller abgegeben werden. Dies führt zu verbesserter Fahrbarkeit und Fahrzeugleistung.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs, das dazu in der Lage ist, hierin beschriebene Ausführungsformen umzusetzen;
2 ist ein repräsentativer Graph, der eine Strategie zur Spieldurchquerung unter Nutzung von Verbrennungsmotordrehmoment nach Stand der Technik veranschaulicht;
3 ist ein repräsentativer Graph, der eine Strategie zur Spieldurchquerung unter Nutzung von Elektromotordrehmoment gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht; und
4 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm, das eine Strategie zur Spieldurchquerung unter Nutzung von Elektromotordrehmoment gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen beschreibt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann die verschiedenen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht sich, dass unterschiedliche Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, welche in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen unter den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als modulares Hybridgetriebe (modular hybrid transmission - MHT) bezeichnet werden kann. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine, wie etwa einen Elektromotor/Generator (motor/generator - M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein mehrstufig übersetztes Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24. Der Verbrennungsmotor 14, der M/G 18, der Drehmomentwandler 22 und das Automatikgetriebe 16 sind sequentiell in Reihe geschaltet, wie in 1 veranschaulicht.
Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Verbrennungsmotor 14 stellt im Allgemeinen eine Energiequelle dar, die eine Brennkraftmaschine, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Der Verbrennungsmotor 14 erzeugt eine Verbrennungsmotorleistung und ein entsprechendes Verbrennungsmotordrehmoment, welches dem M/G 18 bereitgestellt wird, wenn eine Trennkupplung 26 zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 mindestens teilweise eingekuppelt ist. Der M/G 18 kann durch eine beliebige von einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen umgesetzt sein. Zum Beispiel kann es sich bei dem M/G 18 um einen permanenterregten Synchronmotor handeln. Die Leistungselektronik konditioniert den Gleichstrom (direct current - DC), der durch die Batterie 20 bereitgestellt wird, auf die Anforderungen des M/G 18, wie nachstehend beschrieben wird. Zum Beispiel kann die Leistungselektronik dem M/G 18 einen Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) bereitstellen.
Wenn die Trennkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist, ist ein Leistungsfluss vom Verbrennungsmotor 14 zum M/G 18 oder vom M/G 18 zum Verbrennungsmotor 14 möglich. Zum Beispiel kann die Trennkupplung 26 eingekuppelt sein und der M/G 18 als Generator arbeiten, um Drehenergie, die durch eine Kurbelwelle 28 und eine M/G-Welle 30 bereitgestellt wird, in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die Trennkupplung 26 kann zudem ausgekuppelt sein, um den Verbrennungsmotor 14 derart vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu trennen, dass der M/G 18 als alleinige Antriebsquelle für das HEV 10 fungieren kann. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist durchgehend antriebsfähig mit der Welle 30 verbunden, wohingegen der Verbrennungsmotor 14 nur dann antriebsfähig mit der Welle 30 verbunden ist, wenn die Trennkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist.
Die Trennkupplung 26 kann eingekuppelt (geschlossen) oder ausgekuppelt (geöffnet) sein, wenn während eines Betätigungs- oder Freigabeereignisses des Gaspedals eine Spielzone durchquert wird. Die Spielzone liegt vor, wenn das Fahrzeugdrehmoment seine Richtung ändert, d. h. von positivem Drehmoment zu negativem Drehmoment oder umgekehrt. Ein Spiel oder Totgang kann zum Beispiel aufgrund eines Leerlaufs auftreten, der durch einen Schlupf oder Spielraum innerhalb verschiedener Komponenten der Kraftübertragung verursacht wird, wenn das Drehmoment des Fahrzeugs die Richtung ändert, wie etwa bei einem Betätigungs- oder Freigabeereignis des Fahrpedals. Wenn der Antriebsstrang vom Ausführen eines positiven Drehmoments zum Ausführen eines negativen Drehmoments übergeht, trennen sich die Gänge im Getriebe/in der Kraftübertragung an einem Null-Drehmomentübergangspunkt. Nachdem der Null-Drehmomentpunkt durchquert wurde, werden die Gänge wieder eingerückt, um die Übertragung von Drehmoment zu ermöglichen. Dadurch entstehen Drehmomentstörungen, oder Spiel, in der Kraftübertragung. Spiel kann ein dumpfes Geräusch oder einen dumpfen Schlag erzeugen, das/der von einem Fahrzeuginsassen wahrnehmbar ist. Spiel trägt zu Geräusch, Vibration und Rauheit bei, wodurch sich die Fahrbarkeit eines Fahrzeugs unter Verwendung des Antriebsstrangs verschlechtert. Die Fahrbarkeit und die Steuerung von Spiel innerhalb der Kraftübertragung hängt von der Steuerung des Antriebsstrangdrehmoments von dem Verbrennungsmotor 12 und/oder der elektrischen Maschine (M/G) 14 ab.
Ein separater Anlasser 31 kann selektiv mit dem Verbrennungsmotor 14 in Eingriff gebracht sein, um den Verbrennungsmotor zu drehen und damit den Beginn der Verbrennung zu ermöglichen. Sobald der Verbrennungsmotor 14 gestartet ist, kann der Startermotor 31 vom Verbrennungsmotor ausgekuppelt werden, zum Beispiel über eine Kupplung (nicht abgebildet) zwischen dem Startermotor 31 und dem Verbrennungsmotor 14. In einer Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor 14 durch den Startermotor 31 gestartet, während die Trennkupplung 26 offen ist, wodurch der Verbrennungsmotor 14 vom M/G 18 ausgekuppelt bleibt. Die Trennkupplung 26 kann den Verbrennungsmotor 14 mit dem M/G 18 verbinden, um dem Verbrennungsmotor 14 zu ermöglichen, Fahrdrehmoment bereitzustellen.
In einer anderen Ausführungsform ist kein Anlasser 31 bereitgestellt und der Verbrennungsmotor 14 wird stattdessen durch den M/G 18 gestartet. Dafür kuppelt die Trennkupplung 26 teilweise ein, um Drehmoment vom M/G 18 auf den Verbrennungsmotor 14 zu übertragen. Es kann erforderlich sein, das Drehmoment des M/G 18 zu erhöhen, um die Fahreranforderungen zu decken, während zugleich der Verbrennungsmotor 14 gestartet wird. Die Trennkupplung 26 kann dann vollständig eingekuppelt werden, sobald die Drehzahl der Verbrennungsmotor auf die Drehzahl des M/G gebracht wurde.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Daher ist der Drehmomentwandler 22 mit dem Verbrennungsmotor 14 verbunden, wenn die Trennkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein an der M/G-Welle 30 befestigtes Laufrad und ein an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigtes Turbinenrad. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Laufrad auf das Turbinenrad, wenn sich das Laufrad schneller als das Turbinenrad dreht. Die Höhe des Turbinenraddrehmoments und Pumpenraddrehmoments hängt im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis zwischen Pumpenraddrehzahl und Turbinenraddrehzahl ausreichend hoch ist, beträgt das Turbinenraddrehmoment ein Vielfaches des Pumpenraddrehmoments. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann ebenfalls bereitgestellt sein, die, sofern sie in Eingriff gebracht ist, für eine Reib- oder mechanische Kupplung des Laufrads und des Turbinenrads des Drehmomentwandlers 22 sorgt, wodurch eine effizientere Kraftübertragung ermöglicht wird. Die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann als Anfahrkupplung betrieben werden, um eine sanfte Anfahrt des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ oder in Kombination damit kann eine Anfahrkupplung ähnlich der Trennkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen bereitgestellt werden, die keinen Drehmomentwandler 22 oder eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 beinhalten. Bei einigen Anwendungen wird die Trennkupplung 26 im Allgemeinen als vorgeschaltete Kupplung und die Anfahrkupplung 34 (bei der es sich um eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung handeln kann) im Allgemeinen als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch selektives Einkuppeln von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv in unterschiedliche Getriebeübersetzungen gebracht werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder stufenweisen Antriebsübersetzungen zu erreichen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan gesteuert werden, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird auf Grundlage verschiedener Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU), automatisch aus einer Übersetzung in eine andere geschaltet. Das Schaltgetriebe 24 stellt anschließend der Ausgangswelle 36 ein Antriebsstrangausgangsdrehmoment bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24, das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, nur ein Beispiel für eine Schaltgetriebe- oder Getriebeanordnung ist; jedes Mehrfachübersetzungsschaltgetriebe, das (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor annimmt und dann einer Ausgangswelle ein Drehmoment mit den unterschiedlichen Übersetzungen bereitstellt, ist für die Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar. Zum Beispiel kann das Schaltgetriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (automated mechanical transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltbetätigungsstange zu verschieben/drehen, um eine gewünschte Übersetzung auszuwählen. Wie im Allgemeinen vom Durchschnittsfachmann verstanden wird, kann ein AMT zum Beispiel bei Anwendungen mit einem höheren Drehmomentbedarf verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differential 40 verbunden. Das Differential 40 treibt ein Paar Räder 42 über jeweilige Achsen 44 an, die mit dem Differential 40 verbunden sind. Das Differential überträgt ungefähr das gleiche Drehmoment auf jedes Rad 42, während es leichte Drehzahlunterschiede erlaubt, wie etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um das Drehmoment von dem Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung variieren, zum Beispiel je nach konkreter Betriebsart oder -bedingung.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuerung 50, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Obwohl sie als eine Steuerung veranschaulicht ist, kann die Steuerung 50 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen in dem gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 50 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Betätigungselemente als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie beispielsweise Anlassen/Abschalten, Betreiben des M/G 18, um Raddrehmoment bereitzustellen oder die Batterie 20 zu laden, Betreiben des M/G 18, um Drehmoment im Antriebsstrang bereitzustellen und/oder des Verbrennungsmotors 14, um Drehmoment im Antriebsstrang während des Ereignisses einer Spieldurchquerung zu steuern, Auswählen oder Planen von Gangwechseln usw. zu steuern. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (CPU) beinhalten, der mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien verbunden ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher zum Beispiel im Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memory - ROM), im Arbeitsspeicher (Random-Access Memory - RAM) und im Keep-Alive-Speicher (Keep-Alive Memory - KAM) beinhalten. Bei einem KAM handelt es sich um einen Dauer- oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern unterschiedlicher Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer Reihe von bekannten Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmierbare Festwertspeicher), EPROMs (elektronische PROM), EEPROMs (elektronische löschbare PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung zum Steuern des Verbrennungsmotors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit unterschiedlichen Verbrennungsmotor-/Fahrzeugsensoren und -Aktoren über eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, welche verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können einer oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um konkrete Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese dem CPU bereitgestellt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 im Allgemeinen dargestellt, kann die Steuerung 50 Signale an den und/oder vom Verbrennungsmotor 14, an die und/oder von der Trennkupplung 26, an den und/oder vom M/G 18, an die und/oder von der Anfahrkupplung 34, an das und/oder vom Schaltgetriebe 24 und an die und/oder von der Leistungselektronik 56 kommunizieren. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die innerhalb jedes der vorstehend festgestellten Teilsysteme durch die Steuerung 50 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, welche unter Verwendung von Steuerlogik, die von der Steuerung ausgeführt wird, direkt oder indirekt angesteuert werden können, beinhalten den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge und die Einspritzdauer, die Stellung der Drosselklappe, den Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren), die zeitliche Abstimmung und Dauer für Einlass- und Auslassventile, Keilriemen-(front-end accessory drive - FEAD-)Komponenten, wie beispielsweise eine Lichtmaschine, ein Klimakompressor, das Laden der Batterie, die Rückgewinnung von Bremsenergie, der M/G-Betrieb unter verschiedenen Bedingungen wie zum Beispiel Durchqueren einer Spielzone, Kupplungsdruck für die Trennkupplung 26, die Anfahrkupplung 34 und das Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, welche Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise den Turbolader-Ladedruck, die Kurbelwellenstellung (PIP), die Verbrennungsmotorumdrehungszahl (U/min), die Raddrehzahlen (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Druck im Ansaugkrümmer (MAP), die Gaspedalposition (PPS), die Zündschalterstellung (IGN), die Drosselklappenstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Sauerstoffgehalt im Abgas (EGO) oder die Konzentration oder den Gehalt eines anderen Bestandteils des Abgases, den Ansaugluftstrom (MAF), den Gang, die Übersetzung oder den Modus des Getriebes, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Drehzahl der Getriebeturbine (TS), den Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 (TCC), den Abbrems- oder Gangwechselmodus (MDE) anzuzeigen.
Die Steuerlogik oder Funktionen, die von der Steuerung 50 ausgeführt werden, können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien umgesetzt sein können bzw. kann, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Stufen oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Obwohl sie nicht immer ausdrücklich veranschaulicht sind, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, und soll vielmehr die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Motor- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung 50, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen repräsentieren, der/die von einem Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Teilsysteme ausgeführt wird/werden. Zu den computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe von bekannten physischen Vorrichtungen gehören, die ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen elektronisch, magnetisch und/oder optisch speichern.
Ein Gaspedal 52 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs dazu verwendet, ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen geforderten Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen führt das Betätigen und Freigeben des Gaspedals 52 zu einem Gaspedalpositionssignal, welches von der Steuerung 50 als ein Bedarf an einer jeweils höheren bzw. niedrigeren Leistung interpretiert werden kann. Die Steuerung 50 befiehlt auf Grundlage von mindestens der Eingabe vom Pedal ein Drehmoment vom Verbrennungsmotor 14 und/oder dem M/G 18. Die Steuerung 50 steuert zudem die zeitliche Abfolge von Gangwechseln innerhalb des Schaltgetriebes 24 sowie das Einkuppeln oder Auskuppeln der Trennkupplung 26 und der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34. Wie die Trennkupplung 26 kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 in einem Bereich zwischen der eingekuppelten und ausgekuppelten Position moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Laufrad und dem Turbinenrad erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 als verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden, was von der konkreten Anwendung abhängt.
Um das Fahrzeug mit der Kraftmaschine 14 anzutreiben, ist die Trennkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt, um mindestens einen Teil des Kraftmaschinendrehmoments über die Trennkupplung 26 an den M/G 18 und anschließend vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Wenn der Verbrennungsmotor 14 allein das Drehmoment liefert, das zum Antreiben des Fahrzeugs notwendig ist, so kann dieser Betriebsmodus als „Verbrennungsmotormodus“, „Nur-Verbrennungsmotor-Modus“ oder „mechanischer Modus“ bezeichnet werden.
Der M/G 18 kann den Verbrennungsmotor 14 dadurch unterstützen, dass er zusätzliche Leistung zum Drehen der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“, „Verbrennungsmotor/Elektromotor-Modus“ oder „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als einzige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss gleich, mit der Ausnahme, dass die Trennkupplung 26 den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Während dieses Zeitraums kann die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 14 deaktiviert oder anderweitig abgeschaltet sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Antriebsbatterie 20 überträgt die gespeicherte elektrische Energie über Kabel 54 an die Leistungselektronik 56, die zum Beispiel einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt Gleichspannung von der Batterie 20 in Wechselspannung um, die durch den M/G 18 verwendet wird. Die Steuerung 50 befiehlt der Leistungselektronik 56, die Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die dem M/G 18 bereitgestellt wird, um der Welle 30 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „rein elektrischer Modus“, „EF-(Elektrofahrzeug)-Modus“ oder „Elektromotormodus“ bezeichnet werden.
In einem beliebigen Betriebsmodus kann der M/G 18 als ein Elektromotor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Der M/G 18 kann zum Beispiel als Generator fungieren, während der Verbrennungsmotor 14 Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann zudem während der Rückgewinnung von Bremsenergie als Generator fungieren, während derer Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 42 zum Schaltgetriebe 24 zurückübertragen und in elektrische Energie umgewandelt wird, welche in der Batterie 20 gespeichert wird.
Es versteht sich, dass die schematische Darstellung in 1 lediglich beispielhafter Natur ist und nicht einschränkend sein soll. Andere Auslegungen werden in Betracht gezogen, die selektives Einkuppeln sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Elektromotors für die Übertragung durch das Getriebe verwenden. Beispielsweise kann der M/G 18 gegenüber der Kurbelwelle 28 versetzt sein und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Schaltgetriebe 24 bereitgestellt sein. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, ohne dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bei einem Hybridfahrzeug wird das Bremsen oft von dem Antriebsstrang anstatt von Reibungsbremsen durchgeführt. Nutzbremsung ermöglicht dem Fahrzeug, kinetische Energie festzuhalten, die verwendet wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen, und sie in einer Hochspannungsbatterie zu speichern. Während des Ereignisses einer Nutzbremsung gibt es ein Potential für schlechte Fahrbarkeit aufgrund von Gangspiel. Spiel kann eine Schwankung in der Kraftübertragung sein, die auftritt, wenn es eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr gibt. Wenn der Antriebsstrang vom Ausführen eines positiven Drehmoments zum Ausführen eines negativen Drehmoments übergeht, trennen sich die Gänge im Getriebe/in der Kraftübertragung an einem Null-Drehmomentübergangspunkt. Nachdem der Null-Drehmomentpunkt durchquert wurde, werden die Gänge wieder eingerückt, um die Übertragung von Drehmoment zu ermöglichen. Das Drehmoment im Antriebsstrang muss vorsichtig bewältigt werden, um dumpfe Schläge und andere Probleme mit Geräuschen, Vibration und Rauheit (NVH) beim erneuten Einkuppeln zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Graph einer Strategie zur Spieldurchquerung unter Nutzung von Verbrennungsmotordrehmoment nach Stand der Technik gezeigt. Insbesondere wird Verbrennungsmotordrehmoment verwendet, um die Anstiegsrate und den Verlauf des Drehmoments im Antriebsstrang zu steuern, um Störungen in der Kraftübertragung zu minimieren. Wie in 2 gezeigt, findet bei 200 ein Loslassen des Gaspedals statt, was darauf hinweist, dass ein Spielüberquerungsereignis 212 stattfinden wird (d. h. Eingangsdrehmoment an der Kraftübertragung geht von einem positiven Wert auf einen negativen Wert über). Während des Spielüberquerungsereignisses 212 bleibt die Trennkupplung (Kupplung K0) geschlossen 202 und der Verbrennungsmotor ist an 204. Außerdem wird ein Spieldurchquerungsfenster oder eine Drehmomentunsicherheitsregion 208 bestimmt, sodass das Drehmoment im Antriebsstrang (oder das Getriebeeingangsdrehmoment) 206 sorgfältig bewältigt werden kann, um NVH zu reduzieren. Jedoch muss das Drehmoment im Antriebsstrang aufgrund von Ungenauigkeiten bei Verbrennungsmotordrehmomentschätzungen langsam von weit auf der positiven Seite des Spiels bis weit auf der negativen Seite des Spiels gesteigert werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Spieldurchquerung weiter gesteuert wird, wenn die Drehmomentschätzung nicht korrekt ist. Der Nachteil der Durchquerung einer Spielzone unter Verwendung dieser Strategie ist eine Erhöhung der Dauer des Spieldurchquerungsereignisses, was sich negativ auf die Fahrbarkeit auswirkt.
Im Gegensatz zur Strategie des Stands der Technik, die unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist, stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verbesserte Systeme und Verfahren zum Durchqueren einer Spielzone unter Nutzung von Elektromotordrehmoment bereit. Im Allgemeinen wird der Verbrennungsmotor, wenn ein Spielereignis erwartet wird, von dem Rest der Kraftübertragung über die Trennkuppel (Kuppel K0) getrennt und gesteuert, um in einem Drehzahlsteuermodus zu arbeiten. Die elektrische Maschine oder der Elektromotor wird dann verwendet, um die Spielzone zu durchqueren. Die bessere Drehmomentgenauigkeit des Elektromotors ermöglicht, dass die Spieldurchquerung schnell und reibungslos durchgeführt wird. Wir vorstehend erwähnt, wird der Verbrennungsmotor in einen Drehzahlsteuermodus gebracht und ihm wird befohlen, der Elektromotordrehzahl zu folgen. Sobald das Ereignis der Spieldurchquerung abgeschlossen ist, wird der Verbrennungsmotor bei Bedarf wieder verbunden. Ausführungsformen, welche diese Strategie verwenden, ermöglichen schnellere und besser gesteuerte Spieldurchquerungen aufgrund von Isolierung von Ungenauigkeiten des Verbrennungsmotordrehmoments und der besseren Drehmomentgenauigkeit der elektrischen Hochspannungsmaschine. Dies führt zu verbesserter Fahrbarkeit und Gesamtfahrzeugleistung.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Graph, der eine Strategie zur Spieldurchquerung unter Nutzung von Elektromotordrehmoment gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht, bereitgestellt. Wie in 3 gezeigt, wird ein Spieldurchquerungsereignis 316 (d.h. ein Fahrzeugdrehmomentumkehrereignis, wobei Eingangsdrehmoment an der Kraftübertragung von einem positiven zu einem negativen Wert übergeht) erfasst oder aufgrund des Loslassens des Gaspedals bei 300 erwartet. Auf Grundlage von Merkmalen des Elektromotors wird ein(e) Spielunsicherheitsregion/ -fenster 314 festgelegt. Das Merkmal des Elektromotors, das ein kleineres Drehmomentunsicherheitsfenster 314 ermöglicht, ist die Genauigkeit der Drehmomentabgabe. Der Elektromotor kann das befohlene Drehmoment genauer abgeben als es ein Verbrennungsmotor kann; daher erfordert der Elektromotor ein kleineres Unsicherheitsfenster 314 als der Verbrennungsmotor. Das Unsicherheitsfenster 314 ist eine Spanne von Drehmoment um den Spielpunkt 316, bei dem das absolut abgegebene Drehmoment der Antriebsstrangkomponente nicht genau bekannt sein kann. Die Größe des Unsicherheitsfensters 314 wird bestimmt, indem die gemessene Genauigkeit der Antriebsstrangkomponente bekannt ist. Wenn zum Beispiel die Antriebsstrangkomponente, wie zum Beispiel der Elektromotor, Drehmoment innerhalb von +/- 10 Nm des befohlenen Wertes abgeben kann, dann ist das Drehmomentunsicherheitsfenster für diese Komponente +/-10 Nm. Die Drehmomentgenauigkeit kann auch als ein Prozentsatz des maximalen Drehmoments angegeben werden. Wenn zum Beispiel eine Antriebsstrangkomponente dazu in der Lage ist, ein maximales Drehmoment von 200 Nm abzugeben und die Drehmomentgenauigkeit mit 10 % angegeben ist, dann ist das Unsicherheitsfenster für diese Komponente +/- 20 Nm.
Unter anhaltender Bezugnahme auf 3 wird das Elektromotordrehmoment verwendet, um den Verlauf und die Anstiegsrate des Drehmoments im Antriebsstrang (oder des Getriebeeingangsdrehmoments) 318 zu steuern. Das Drehmoment im Antriebsstrang 318 wird in einer zuvor festgelegten Änderungsrate innerhalb des Spielunsicherheitsfensters 314 reduziert. Zusätzlich wird die Trennkupplung (Kupplung K0) geöffnet 310, um den Verbrennungsmotor während des Spieldurchquerungs- oder Fahrzeugraddrehmomentumkehrereignisses 316 von dem Rest der Kraftübertragung zu isolieren. Der Verbrennungsmotor wird in den Drehzahlsteuer- oder Segelmodus 310 gesetzt und das Spieldurchquerungsereignis 316 wird lediglich unter Nutzung des Elektromotors durchgeführt. Aufgrund der besseren Drehmomentgenauigkeit des Elektromotors kann die Spieldurchquerung reibungsloser und schneller durchgeführt werden, wodurch die Fahrbarkeit und die Gesamtfahrzeugleistung verbessert werden. Wenn das Spieldurchquerungsereignis 316 abgeschlossen ist, kann der Verbrennungsmotor bei Bedarf erneut verbunden 306 (d. h. Trennkuppel ist geschlossen) und aus dem Drehzahlsteuermodus genommen werden, wie bei 312 gezeigt, abhängig von dem Fahrerbedarf und der normalen Betriebsstrategie des Fahrzeugs.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Ablaufdiagramm bereitgestellt, das eine Strategie zur Durchquerung einer Spielzone unter Nutzung von Elektromotordrehmoment gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen beschreibt. Das Fahrzeugsteuersystem initiiert die Steuerstrategie, wenn ein Ereignis einer Spieldurchquerung oder einer Fahrzeugraddrehmomentumkehr erwartet wird, wie bei Schritt 400 gezeigt. Die Gaspedalposition oder dergleichen kann als die Eingabe verwendet werden, um die Strategie auszulösen (siehe z. B. 3). Zum Beispiel kann das Loslassen der Pedalposition durch einen Fahrer bis null Prozent ein Hinweis darauf sein, dass Drehmoment im Antriebsstrang von einem positiven Wert zu einem negativen Wert übergeht und verwendet werden kann, um die in 4 gezeigte Strategie zu initiieren.
Bei Schritt 402 wird auf Grundlage von Merkmalen des Elektromotors ein(e) Spielunsicherheitsregion oder -fenster festgelegt. Wenn der Verbrennungsmotor bei Schritt 404 von der Kraftübertragung getrennt ist, wird unter Nutzung des Elektromotors wie bei Schritt 406 gezeigt eine Spieldurchquerung durchgeführt. Das bedeutet, dass das Drehmoment des Elektromotors verwendet wird, um den Verlauf und die Anstiegsrate des Drehmoments im Antriebsstrang zu steuern. Drehmoment im Antriebsstrang wird in einer zuvor festgelegten Änderungsrate durch die Spielunsicherheitsregion reduziert oder gesenkt (dies wurde unter Bezugnahme auf 3 gezeigt). Wenn der Verbrennungsmotor bei Schritt 404 verbunden wird, wenn ein Spielereignis erwartet wird, wird die Trennkuppel bei Schritt 408 geöffnet, um den Verbrennungsmotor von dem Rest der Kraftübertragung zu isolieren. Bei Schritt 410 wird der Verbrennungsmotor in den Drehzahlsteuer- oder Segelmodus gesetzt, in welchem dem Verbrennungsmotor befohlen wird, der Elektromotordrehzahl zu folgen (d. h. Verbrennungsmotordrehzahl ist gleich Elektromotordrehzahl). Die Spieldurchquerung wird dann lediglich unter Verwendung des Elektromotors durchgeführt, wie bei Schritt 412 gezeigt, wobei Elektromotordrehmoment den Verlauf und die Anstiegsrate des Drehmoments im Antriebsstrang während des Spielereignisses steuert. Das Fahrzeugsteuersystem bestimmt dann bei Schritt 414, ob sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb des zuvor bei Schritt 402 bestimmten Spielunsicherheitsfensters befindet. Wenn sich das Drehmoment im Antriebsstrang nicht außerhalb des Spielunsicherheitsfensters befindet, dann werden die Schritte 410-414 durchgeführt, bis sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb des Spielunsicherheitsfensters befindet. Sobald sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb des Spielunsicherheitsfensters bei Schritt 414 befindet (d. h. das Spieldurchquerungsereignis abgeschlossen ist), dann verbindet das Fahrzeugsteuersystem den Verbrennungsmotor erneut oder schließt die Kuppel, wenn dies bei Schritt 416 gewünscht wird, abhängig von dem Fahrerbedarf und der normalen Betriebsstrategie des Fahrzeugs. Die Steuerstrategie endet bei Schritt 418. Wie vorstehend erläutert, kann die Spieldurchquerung aufgrund der besseren Drehmomentgenauigkeit des Elektromotors unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen reibungsloser und schneller durchgeführt werden.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Anzahl von Vorteilen wie zum Beispiel schnellere und besser gesteuerte Spieldurchquerungen aufgrund von Isolierung von Ungenauigkeiten des Verbrennungsmotordrehmoments und der besseren Drehmomentgenauigkeit der elektrischen Hochspannungsmaschine bereit. Wenn der Verbrennungsmotor getrennt ist, wird die Spielunsicherheitsregion kleiner, da die elektrische Maschine Drehmomentgenauigkeit aufweist, die besser als ein Verbrennungsmotor ist. Da das Fenster für potentielle Drehmomentfehler kleiner ist, kann das Drehmoment im Antriebsstrang reibungsloser und schneller abgegeben werden. Dies führt zu verbesserter Fahrbarkeit und Fahrzeugleistung.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon angewendet werden, die/der eine bereits bestehende programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder eine spezielle elektronische Steuereinheit enthalten kann. In ähnlicher Weise können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen, darunter unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und sonstigen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind, ausführbar sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können auch in einem von Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten wie zum Beispiel anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Auslegungen (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten ausgeführt sein.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende, nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben wurden, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass auf ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften verzichtet werden kann, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die sich nach der spezifischen Anwendung und Umsetzung richten. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, unaufwendige Montage usw. Soweit beliebige Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Elektromotor; ein Verbrennungsmotor, der selektiv über eine Kupplung mit dem Elektromotor verbunden ist; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr die Kupplung zu öffnen, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, dem Verbrennungsmotor zu befehlen, in einem Drehzahlsteuermodus zu arbeiten und ein Elektromotorausgangsdrehmoment durch eine Region, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu steuern, um Drehmomentstörungen in einer Fahrzeugkraftübertragung zu reduzieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugraddrehmomentumkehr durch ein Loslassen des Gaspedals ausgelöst wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Region, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, anhand von Elektromotorbetriebsparametern bestimmt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Region befindet, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, die Kupplung zu schließen, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu verbinden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Region befindet, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, dem Elektromotor zu befehlen, den Drehzahlsteuermodus zu verlassen.
Steuersystem für ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der über eine Kupplung selektiv mit einem Elektromotor verbunden ist, umfassend: eine Steuerung, die konfiguriert ist, um als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr die Kupplung auszukuppeln, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, den Verbrennungsmotor in einem Segelmodus zu betreiben und Elektromotordrehmoment gemäß einer vordefinierten Änderungsrate durch eine Spielregion, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu modulieren, um Drehmomentstörungen in einer Kraftübertragung zu reduzieren.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Drehmomentstörungen Spiel in Zahneingriffen der Kraftübertragung beinhalten.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Fahrzeugraddrehmomentumkehr von positiv zu negativ ist und durch ein Loslassen des Gaspedals ausgelöst wird.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, die Kupplung erneut einzukuppeln, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu verbinden.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei der Betrieb des Verbrennungsmotors im Segelmodus das Steuern des Verbrennungsmotors, sodass er sich bei einer Drehzahl dreht, die gleich einer Elektromotordrehzahl ist, beinhaltet.
Steuersystem nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um als Reaktion darauf, dass sich ein Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, den Segelmodus durch erneutes Einkuppeln der Kupplung zu verlassen.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der über eine Kupplung selektiv mit einem Elektromotor verbunden ist, umfassend: als Reaktion auf eine Fahrzeugraddrehmomentumkehr das Auskuppeln der Kupplung, um den Verbrennungsmotor von dem Elektromotor zu trennen, das Steuern des Verbrennungsmotors, um in einem Drehzahlsteuermodus zu arbeiten und das Steuern des Elektromotordrehmoments, um ein Drehmoment im Antriebsstrang in einer vordefinierten Rate durch eine Spielregion, welche die Fahrzeugraddrehmomentumkehr umgibt, zu reduzieren, um Drehmomentstörungen in einer Fahrzeugkraftübertragung zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Betrieb im Drehzahlsteuermodus das Steuern einer Verbrennungsmotordrehzahl, sodass sie zu einer Elektromotordrehzahl passt, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: dem Verbrennungsmotor als Reaktion darauf, dass sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, zu befehlen, den Drehzahlsteuermodus zu verlassen.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: erneutes Einkuppeln der Kupplung als Reaktion darauf, dass sich das Drehmoment im Antriebsstrang außerhalb der Spielregion befindet, um den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor zu verbinden.