DE102018105123A1 - Verfahren und System zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Stan L. Bower
XiaoYong Wang
Yanan Zhao
Walter Joseph Ortmann
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt und beschrieben, das einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, einen integrierten Anlasser/Generator und ein Getriebe beinhaltet. In einem Beispiel werden das Getriebeausgabedrehmoment und das Drehmoment der elektrischen Maschine angepasst, während ein Bremspedal und ein Gaspedal gleichzeitig angewendet werden.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren und Systeme können insbesondere für Hybridfahrzeuge nützlich sein, die in einem Leistungsmodus betrieben werden können.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
  • Ein Hybridfahrzeug kann einen Verbrennungsmotor und eine oder mehrere elektrische Maschinen beinhalten, um Vortriebsleistung bereitzustellen. Die elektrische(n) Maschine(n) kann/können eine einzige Quelle der Vortriebsleistung während niedrigen Fahrerbedarfsbedingungen sein, wenn die Batterie des Hybridfahrzeugs einen hohen Ladezustand aufweist. Die elektrische(n) Maschine(n) kann/können den Verbrennungsmotor ebenfalls während hohen Fahrerbedarfsbedingungen unterstützen. Während einiger Betriebsbedingungen kann/können die elektrische(n) Maschine(n) in einem Generatormodus betrieben werden, um die kinetische Energie und/oder Motorleistung des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln. Somit kann/können die elektrische(n) Maschine(n) einer Hybridfahrzeugkraftübertragung positives Drehmoment bereitstellen, um den Vortrieb zu unterstützen, oder sie kann/können der Hybridfahrzeugkraftübertragung negatives Drehmoment bereitstellen, um das Hybridfahrzeug zu verlangsamen oder Energie in eine Energiespeichervorrichtung (z. B. eine Batterie) zurückzugewinnen. Drehmomentanpassungen der elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors können kompliziert werden, wenn ein menschlicher Fahrer oder ein automatisierter Fahrer gleichzeitig die Fahrzeugbremsung und Fahrzeugbeschleunigung über ein Gaspedal oder ein Bremspedal oder andere Steuerungsmittel befiehlt. Ein Weg, die Drehmomentanpassungen des Motors und der elektrischen Maschine während gleichzeitigen Brems- und Gasanforderungen zu vereinfachen kann das Verringern des Kraftübertragungsausgabedrehmoments über das Verringern des Motorausgangsdrehmoments und das Aufrechterhalten der Motordrehzahl sein. Das Aufrechterhalten der Motordrehzahl über eine elektrische Maschine während des Verringerns des Motorausgangsdrehmoments kann jedoch die Kraftübertragungswirksamkeit und/oder - leistung verringern.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die oben genannten Probleme erkannt und ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren, Folgendes umfassend, entwickelt: das Bereitstellen eines Gesamtfahrzeugdrehmoments über das Hinzufügen eines ersten angeforderten Betrags an Bremsdrehmoment zu einem ersten angeforderten Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf ein Gaspedal und ein Bremspedal, die gleichzeitig in einem ersten Modus angewendet werden, wobei der erste angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf eine Bremspedalstellung reagiert und der erste angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung reagiert; und das Bereitstellen eines zweiten angeforderten Betrags an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf die Gaspedalstellung und eines zweiten angeforderten Betrags an Bremsdrehmoment als Reaktion auf die Bremspedalstellung als Reaktion darauf, dass das Gaspedal und das Bremspedal gleichzeitig in einem zweiten Modus angewendet werden, wobei der zweite angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung und nicht die Bremspedalstellung reagiert und der zweite angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf die Bremspedalstellung und nicht die Gaspedalstellung reagiert.
  • Durch das Erzeugen eines Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoments als Reaktion auf die Gaspedalstellung und nicht die Bremspedalstellung, wenn ein Gaspedal und ein Bremspedal gleichzeitig angewendet werden, kann es möglich sein, eine Kraftübertragung unter Bedingungen zu betreiben, welche die Kraftübertragungsdrehmomentreaktion verbessern, so dass die Kraftübertragung als Reaktion auf eine Anforderung nach erhöhter Fahrzeugbeschleunigung mit mehr Zuständigkeit reagieren kann, wenn ein höheres Fahrzeugleistungsniveau gewünscht ist. Ferner kann durch das Erzeugen von Fahrzeugbremsdrehmoment als Reaktion auf eine Bremspedalstellung und nicht eine Gaspedalstellung ein gewünschtes Niveau an Fahrzeugbremsdrehmoment bereitgestellt werden. Das Fahrzeugbremsdrehmoment kann als regeneratives Drehmoment bereitgestellt werden, so dass die Kraftübertragungswirksamkeit verbessert werden kann. Somit werden, anstatt das Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment mit dem angeforderten Bremsdrehmoment abzubrechen und das Motorausgabedrehmoment zu senken, sowohl das Motordrehmoment und das Drehmoment der elektrischen Maschine auf eine Weise bereitgestellt, dass die Kraftübertragungsdrehmomentreaktion verbessern kann, während ermöglicht wird, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt wird.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Kraftübertragungsdrehmomentreaktion verbessern. Ferner stellt der Ansatz verbesserte Fahrzeugreaktionen bereit, wenn ein Bremspedal und ein Gaspedal gleichzeitig angewendet werden. Zusätzlich kann der Ansatz das Fahrerbedarfsdrehmoment und das regenerative Bremsdrehmoment in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung skalieren, um die Ausgabe des Motors und der elektrischen Maschine anzupassen, so dass mindestens ein Teil des Motordrehmoments und ein Teil des regenerativen Bremsdrehmoments während der gleichzeitigen Anwendung eines Fahrzeugbremspedals und eines Fahrzeuggaspedals bereitgestellt werden können. Zusätzlich kann der Ansatz ein regeneratives Bremsdrehmoment bereitstellen, während das Motordrehmoment angefordert wird, um die Umwandlung der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zu verbessern.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
  • Figurenliste
    • 1A ist eine schematische Darstellung einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs;
    • 1B ist eine Skizze eines Motors der Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs;
    • 1C ist eine schematische Darstellung einer alternativen Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs;
    • 2 ist eine schematische Darstellung der Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs, die Steuerungen verschiedener Kraftübertragungskomponenten beinhaltet;
    • 3 ist eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes, das sich in der Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs befindet;
    • 4A und 4B zeigen ein Ablaufdiagramm und ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kraftübertragung, wenn ein Bremspedal und ein Gaspedal gleichzeitig angewendet werden;
    • 5A und 5B zeigen beispielhafte Verläufe von Zuwächsen oder Skalierungsfunktionen für Fahrerbedarfsdrehmoment und Bremsdrehmoment;
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten beispielhaften Verfahrens zum Betreiben einer Kraftübertragung, wenn ein Bremspedal und ein Gaspedal gleichzeitig angewendet werden; und
    • 7 zeigt eine beispielhafte Abfolge des Verfahrens aus 6.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. Die 1A-3 zeigen ein beispielhaftes Hybridfahrzeugsystem, das eine Kraftübertragung mit einem Verbrennungsmotor, einen integrierten Anlasser/Generator, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine elektrische Maschine beinhaltet, die das Ausgabedrehmoment der Hybridfahrzeugkraftübertragung anpassen kann. Die 4A und 4B zeigen ein Verfahren zum Steuern von Kraftübertragungsdrehmoment während ein Bremspedal und ein Gaspedal eines Fahrzeugs gleichzeitig angewendet werden. Die 5A und 5B zeigen beispielhafte Verstärkungsfunktionen für das Verfahren aus den 4A und 4B. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Steuern eines Kraftübertragungsdrehmoments, während ein Bremspedal und ein Gaspedal gleichzeitig angewendet werden. In 7 werden die Verläufe einer Kraftübertragungsbetriebsabfolge nach dem Verfahren aus 6 bereitgestellt.
  • 1A veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100 für ein Fahrzeug 121. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet mindestens zwei Leistungsquellen, einschließlich eines Verbrennungsmotors 110 und einer elektrischen Maschine 120. Die elektrische Maschine 120 kann dazu konfiguriert sein, eine andere Energiequelle zu verwenden oder zu verbrauchen als der Motor 110. Zum Beispiel kann der Motor 110 einen Flüssigkraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Motorausgabe zu erzeugen, während die elektrische Maschine 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Ausgabe der elektrischen Maschine zu erzeugen. Demnach kann ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100 als ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) bezeichnet werden. In der Beschreibung von 1A sind mechanische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als durchgezogene Linien veranschaulicht, während elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als gestrichelte Linien veranschaulicht sind.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist eine Vorderachse (nicht gezeigt) und eine Hinterachse 122 auf. In einigen Beispielen kann die Hinterachse zwei Halbwellen umfassen, zum Beispiele eine erste Halbwelle 122a und eine zweite Halbwelle 122b. Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist ferner Vorderräder 130 und Hinterräder 131 auf. Die Hinterachse 122 ist über eine Antriebswelle 129 an die elektrische Maschine 120 und das Getriebe 125 gekoppelt. Die Hinterachse 122 kann entweder rein elektrisch und ausschließlich über die elektrische Maschine 120 (z. B. rein elektrischer Antrieb oder Antriebsmodus, wobei der Motor keine Luft und keinen Kraftstoff verbrennt und sich nicht dreht), auf Hybridart über die elektrische Maschine 120 und den Motor 110 (z. B. Parallelmodus) oder ausschließlich über den Motor 110 (z. B. rein Motorbetriebener Antriebsmodus) auf eine rein brennkraftmaschinenbetriebene Art angetrieben werden. Eine Heckantriebseinheit 136 kann Leistung von dem Motor 110 oder der elektrischen Maschine 120 auf die Achse 122 übertragen, wodurch eine Drehung der Antriebsräder 131 bewirkt wird. Die Heckantriebseinheit 136 kann einen ersten Zahnradsatz, das Differential 193 und eine elektrisch gesteuerte Differentialkupplung 191 beinhalten, welche die Drehmomentübertragung an die Achse 122a und die Achse 122b einstellt. In einigen Beispielen kann die elektrisch gesteuerte Differentialkupplung 191 eine Kupplungsdrehmomentkapazität (z. B. einen Betrag an Drehmoment, den die Kupplung übertragen kann und den sie als Reaktion auf eine zunehmende Kraft, die angewandt wird, um die Kupplung zu schließen, erhöhen kann) der elektrisch gesteuerten Differentialkupplung über einen CAN-Bus 299 kommunizieren. Die Drehmomentübertragung an die Achse 122a und 122b kann gleich sein, wenn die elektrisch gesteuerte Differentialkupplung offen ist. Die Drehmomentübertragung an die Achse 122a kann sich vom Drehmoment, das an die Achse 122b übertragen wird, unterscheiden, wenn die elektrisch gesteuerte Differentialkupplung 191 teilweise geschlossen (z. B. Schlupf, derart, dass sich der Drehzahleingang der Kupplung von dem Drehzahlausgang der Kupplung unterscheidet) oder geschlossen ist. Die Heckantriebseinheit 136 kann ebenfalls eine oder mehrere Kupplungen (nicht gezeigt) beinhalten, um das Getriebe 125 und die elektrische Maschine 120 von den Rädern 131 zu entkoppeln. Die Heckantriebseinheit 136 kann direkt an die elektrische Maschine 120 und die Achse 122 gekoppelt sein. In einigen Beispielen kann ein Elektromotor, der direkt stromabwärts des Getriebes 125 in der Richtung des positiven Drehmomentflusses aus dem Motor 110 positioniert ist, für die Heckantriebseinheit 136 ersetzt werden.
  • In der Darstellung aus 1A ist ein Getriebe 125 zwischen dem Motor 110 und der elektrischen Maschine 120, die der Hinterachse 122 zugeordnet ist, verbunden. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Getriebe 125 um ein Doppelkupplungsgetriebe (Dual Clutch Transmission - DCT). In anderen Beispielen kann das Getriebe 125 ein stufenloses Getriebe (continuously variable transmission - CVT) oder ein stufenübersetztes Planetengetriebe sein. In einem Beispiel, in dem es sich bei dem Getriebe 125 um ein DCT handelt, kann das DCT eine erste Kupplung 126, eine zweite Kupplung 127 und einen Getriebekasten 128 beinhalten. Das DCT 125 gibt ein Drehmoment an die Antriebswelle 129 ab, um den Rädern 131 ein Drehmoment zuzuführen. Wie nachstehend in Bezug 2 ausführlicher erörtert wird, kann das Getriebe 125 durch selektives Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 in andere Gänge schalten.
  • Die elektrische Maschine 120 kann elektrische Leistung von einer bordeigenen Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie empfangen. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine 120 eine Generatorfunktion bereitstellen, um die Motorausgabe oder die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch die elektrische Maschine 120 oder einen integrierten Anlasser/Generator 142 in der Energiespeichervorrichtung 132 gespeichert werden kann. Eine erste Wechselrichtersystemsteuerung (inverter system controller - ISC1) 134 kann durch die elektrische Maschine erzeugten Wechselstrom 120 zum Speichern in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie kann eine Batterie, ein Kondensator, ein Induktor oder eine andere Speichervorrichtung für elektrische Energie sein.
  • In einigen Beispielen kann die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie konfiguriert sein, um elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (nicht dem Antriebsmotor), darunter die Kabinenheizung und die Klimaanlage, das Motorstartens, die Scheinwerfer, Kabinenaudio- und Videosysteme usw.
  • Ein Steuersystem 14 kann mit einem/r oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem integrierten Starter/Generator 142, dem Getriebe 125 usw. kommunizieren. Das Steuersystem 14 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einem/r oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem integrierten Starter/Generator 142, dem Getriebe 125 usw. empfangen. Ferner kann das Steuersystem 14 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an eine(n) oder mehrere von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Getriebe 125 usw. senden. Das Steuersystem 14 kann eine Angabe eines durch einen Bediener angeforderten Leistung des Fahrzeugantriebssystems von einem menschlichen Fahrzeugführer 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 eine sensorische Rückkopplung von dem Pedalstellungssensor 194 empfangen, der mit dem Pedal 192 in Kommunikation steht. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. In ähnlicher Weise kann das Steuersystem 14 über einen menschlichen Fahrzeugführer 102 oder eine autonome Steuerung eine Angabe einer durch den Fahrzeugführer angeforderten Fahrzeugbremsung empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 eine sensorische Rückkopplung von dem Pedalstellungssensor 157 empfangen, der mit dem Bremspedal 156 kommuniziert.
  • Die Energiespeichervorrichtung 132 kann periodisch elektrische Energie aus einer Leistungsquelle 180 (z. B. einem stationären Stromnetz) aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch den Pfeil 184 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeug (Plug-in Hybrid Electric Vehicle - HEV) konfiguriert sein, wobei elektrische Energie der Energiespeichervorrichtung 132 über ein Übertragungskabel für elektrische Energie 182 von der Leistungsquelle 180 zugeführt werden kann. Bei einem Wiederaufladebetrieb der Energiespeichervorrichtung 132 aus der Leistungsquelle 180 kann das elektrische Übertragungskabel 182 die Energiespeichervorrichtung 132 und die Leistungsquelle 180 elektrisch koppeln. In einigen Beispielen kann die Leistungsquelle 180 an einem Einlassanschluss 150 verbunden sein. Darüber hinaus kann in einigen Beispielen eine Ladezustandsanzeige 151 einen Ladezustand der Energiespeichervorrichtung 132 anzeigen.
  • In einigen Beispielen kann elektrische Energie aus der Leistungsquelle 180 durch ein Ladegerät 152 aufgenommen werden. Zum Beispiel kann das Ladegerät 152 Wechselstrom aus der Leistungsquelle 180 in Gleichstrom (direct current - DC) zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Darüber hinaus kann ein DC/DC-Wandler 153 eine Gleichstromquelle aus dem Ladegerät 152 von einer Spannung in eine andere Spannung umwandeln. Mit anderen Worten kann der DC/DC-Wandler 153 als eine Art elektrischer Leistungswandler fungieren.
  • Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 182 zwischen der Leistungsquelle 180 und der Energiespeichervorrichtung 132 getrennt werden. Das Steuersystem 14 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist und die als der Ladezustand (state of charge - SOC) bezeichnet werden kann, ermitteln und/oder steuern.
  • In anderen Beispielen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie von der Leistungsquelle 180 an der Energiespeichervorrichtung 132 drahtlos aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 132 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Stromquelle 180 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 132 von einer Leistungsquelle verwendet werden kann, die nicht Teil des Fahrzeugs ist. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine 120 das Fahrzeug antreiben, indem eine andere Energiequelle verwendet wird als der Kraftstoff, der von dem Motor 110 verwendet wird.
  • Die Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 beinhaltet eine Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie und ein Leistungsverteilungsmodul 138. Die Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie kann einen Ladungsausgleich zwischen einem Energiespeicherelement (z. B. Batteriezellen) und eine Kommunikation mit anderen Fahrzeugsteuerungen (z. B. einer Steuerung 12) bereitstellen. Das Leistungsverteilungsmodul 138 steuert einen Leistungsfluss in die und aus der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem einen Umgebungstemperatur-/-feuchtigkeitssensor 198 und Sensoren, die dem Angeben eines Belegungszustands des Fahrzeugs dienen, beispielsweise bordeigene Kameras 105, Sitzlastzellen 107 und Türerfassungstechnologie 108, beinhalten. Das Fahrzeugsystem 100 kann zudem Trägheitssensoren 199 beinhalten. Die Trägheitssensoren 199 können eines oder mehrere des Folgenden umfassen: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Aufwärtsbeschleunigungs-, Gierraten-, Rollraten- und Nickratensensoren (z. B. Beschleunigungsmesser). Gier-, Nick-, Roll-, Seitenbeschleunigungs- und Längsbeschleunigungsachsen verlaufen wie angegeben. Als ein Beispiel können die Trägheitssensoren 199 an das Rückhaltesteuermodul (restraint control module - RCM) (nicht gezeigt) des Fahrzeugs gekoppelt sein, wobei das RCM ein Teilsystem des Steuersystems 14 umfasst. Das Steuersystem kann die Motorausgabe und/oder die Radbremsen einstellen, um die Fahrzeugstabilität als Reaktion auf den/die Sensor(en) 199 zu erhöhen. In einem anderen Beispiel kann das Steuersystem als Reaktion auf eine Eingabe von den Trägheitssensoren 199 ein aktives Federungssystem 111 einstellen. Das aktive Federungssystem 111 kann ein aktives Federungssystem mit hydraulischen, elektrischem und/oder mechanischen Vorrichtungen sowie aktive Federungssysteme umfassen, bei denen die Fahrzeughöhe basierend auf den einzelnen Ecken (z. B. für vier Ecken unabhängig gesteuerte Fahrzeughöhen), basierend auf der jeweiligen Achse (z. B. Fahrzeughöhe für Vorderachse und Hinterachse) oder eine einzige Fahrzeughöhe für das gesamte Fahrzeug gesteuert wird. Daten von dem Trägheitssensor 199 können zudem an die Steuerung 12 kommuniziert werden, oder alternativ können die Sensoren 199 elektrisch an die Steuerung 12 gekoppelt sein.
  • Ein oder mehrere Reifendrucküberwachungssensoren (tire pressure monitoring sensors - TPMS) können an einen oder mehrere Reifen von Rädern des Fahrzeugs gekoppelt sein. Zum Beispiel zeigt 1A einen Reifendrucksensor 197, der an ein Rad 131 gekoppelt und dazu konfiguriert ist, einen Druck in einem Reifen des Rads 131 zu überwachen. Zwar ist dies nicht ausdrücklich veranschaulicht, doch versteht es sich, dass jeder der in 1A angegebenen vier Reifen einen oder mehrere Reifendrucksensor(en) 197 beinhalten kann. Darüber hinaus kann das Fahrzeugantriebssystem 100 in einigen Beispielen eine pneumatische Steuereinheit 123 beinhalten. Die pneumatische Steuereinheit kann Informationen hinsichtlich des Reifendrucks von dem bzw. den Reifendrucksensor(en) 197 empfangen und diese Reifendruckinformationen an das Steuersystem 14 senden. Auf Grundlage der Reifendruckinformationen kann das Steuersystem 14 der pneumatischen Steuereinheit 123 den Befehl geben, (einen) Reifen der Fahrzeugräder mit Luft zu befüllen oder Luft daraus abzulassen. Während dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die pneumatische Steuereinheit 123 dazu verwendet werden kann, Reifen mit Luft zu befüllen oder Luft daraus abzulassen, die einem beliebigen der vier in 1A veranschaulichten Rädern zugeordnet sind. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 der pneumatischen Steuersystemeinheit 123 als Reaktion auf eine Angabe eines verringerten Reifendrucks den Befehl geben, einen oder mehrere Reifen mit Luft zu befüllen. Alternativ kann das Steuersystem 14 der pneumatischen Steuersystemeinheit 123 als Reaktion auf eine Angabe eines erhöhten Reifendrucks den Befehl geben, Luft aus einem oder mehreren Reifen abzulassen. In beiden Beispielen kann die pneumatische Steuersystemeinheit 123 dazu verwendet werden, Reifen auf eine optimale Reifendruckbewertung für die Reifen mit Luft zu befüllen oder Luft daraus abzulassen, was die Lebensdauer der Reifen verlängern kann.
  • Ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren (wheel speed sensor - WSS) 195 können an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugantriebssystems 100 gekoppelt sein. Die Raddrehzahlsensoren können die Drehzahl der jeweiligen Räder erfassen. Ein derartiges Beispiel für einen WWS kann einen Dauermagnetsensor beinhalten.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Beschleunigungsmesser 20 beinhalten. Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Neigungsmesser 21 beinhalten.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Anlasser 140 beinhalten. Der Anlasser 140 kann einen Elektromotor, einen Hydraulikmotor usw. umfassen und kann dazu verwendet werden, den Motor 110 zu drehen, um einen Betrieb des Motors 110 durch eigene Kraft einzuleiten.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner ein Bremssystemsteuermodul (brake system control module - BSCM) 141 beinhalten. In manchen Beispielen kann das BSCM 141 eine Antiblockier-Bremsanlage umfassen, sodass Räder (z. B. 130, 131) entsprechend der Fahrereingaben während des Bremsens in Zugkontakt mit der Straßenoberfläche bleiben, wodurch verhindert wird, dass die Räder blockieren, um ein Schleudern zu vermeiden. In manchen Beispielen kann das BSCM eine Eingabe von den Raddrehzahlsensoren 195 empfangen.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen über einen Riemen integrierten Anlasser/Generator (belt integrated starter generator - BISG) 142 beinhalten. Der BISG kann elektrische Leistung erzeugen, wenn sich der Motor 110 in Betrieb befindet, wobei die erzeugte elektrische Leistung dazu verwendet werden kann, elektrische Vorrichtungen zu versorgen und/oder die bordeigene Speichervorrichtung 132 zu laden. Wie in 1A angegeben, kann eine zweite Wechselrichtersystemsteuerung (ISC2) 143 Wechselstrom aus dem BISG 142 aufnehmen und kann durch den BISG 142 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Der integrierte Anlasser/Generator 142 kann dem Motor 110 zudem während des Motorstarts oder unter anderen Bedingungen ein Drehmoment bereitstellen, um das Motordrehmoment zu ergänzen.
  • In manchen Beispielen kann das Fahrzeugantriebssystem 100 eine oder mehrere elektrische Maschinen 135a und 135b zum Antreiben des Fahrzeugs 121 oder zum Bereitstellen von regenerativem Bremsen über die Vorderräder 130 beinhalten. Der dritte Wandler (ISC3) 147a kann Wechselstrom, der durch die elektrische Maschine 135a erzeugt wurde, in Gleichstrom zur Speicherung in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie umwandeln oder Wechselstrom für die elektrische Maschine 135a zum Antreiben des Fahrzeugs 121 bereitstellen. Gleichermaßen kann der vierte Wandler (ISC4) 147a Wechselstrom, der durch die elektrische Maschine 135b erzeugt wurde, in Gleichstrom zur Speicherung in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie umwandeln oder Wechselstrom für die elektrische Maschine 135b zum Antreiben des Fahrzeugs 121 bereitstellen. Die elektrischen Maschinen 135a und 135b können zusammen als elektrische Maschinen der Vorderräder bezeichnet werden. Alternativ kann eine einzelne elektrische Maschine der Vorderräder beide Vorderräder 130 antreiben und/oder diesen regeneratives Bremsen bereitstellen, wie in 1C gezeigt.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Leistungsverteilungskasten (Power Distribution Box - PDB) 144 beinhalten. Der PDB 144 kann zum Leiten elektrischer Leistung durch verschiedene Schaltungen und Nebenaggregate in dem elektrischen System des Fahrzeugs verwendet werden.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Starkstrom-Sicherungskasten (high current fuse box - HCFB) 145 beinhalten und eine Vielzahl von Sicherungen (nicht gezeigt) umfassen, die verwendet werden, um die Verdrahtung und die elektrischen Komponenten des Fahrzeugantriebssystems 100 zu schützen.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner eine Elektromotorelektronik-Kühlmittelpumpe (motor electronics coolant pump - MECP) 146 beinhalten. Die MECP 146 kann dazu verwendet werden, Kühlmittel zu zirkulieren, um mindestens die durch die elektrische Maschine 120 des Fahrzeugantriebssystem 100 und das Elektroniksystem erzeugte Wärme abzuleiten. Die MECP kann elektrische Leistung beispielsweise aus der bordeigenen Energiespeichervorrichtung 132 aufnehmen.
  • Die Steuerung 12 kann einen Abschnitt eines Steuersystems 14 umfassen. In manchen Beispielen kann die Steuerung 12 eine einzelne Steuerung des Fahrzeugs sein. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 Folgendes beinhalten: (einen) Reifendrucksensor(en) 197, (einen) Raddrehzahlsensor(en) 195, einen Umgebungstemperatur-/Feuchtigkeitssensor 198, bordeigene Kameras 105, Sitzlastzellen 107, Türerfassungstechnologie 108, Trägheitssensoren 199 usw. In einigen Beispielen können dem Motor 110, dem Getriebe 125, der elektrischen Maschine 120. usw. zugeordnete Sensoren Informationen in Bezug auf die verschiedenen Zustände des Motors, des Getriebes und des Elektromotorbetriebs an die Steuerung 12 kommunizieren, wie in Bezug auf FIG. 1B, 2 und 3 genauer erörtert wird.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner eine Heizvorrichtung 148 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (positive temperature coefficient - PTC) beinhalten. Beispielsweise kann die PTC-Heizvorrichtung 148 ein Keramikmaterial umfassen, sodass das Keramikmaterial eine große Strommenge aufnehmen kann, wenn der Widerstand gering ist, was zu einem raschen Erwärmen des Keramikelements führen kann. Der Widerstand kann jedoch, wenn sich das Element erwärmt und eine Schwellentemperatur erreicht, sehr hoch werden und demnach womöglich nicht weiterhin viel Wärme erzeugen. Somit kann die PTC-Heizvorrichtung 148 selbstregulierend sein und ein hohes Maß an Schutz vor Überhitzung aufweisen.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner ein Klimakompressormodul 149 zum Steuern eines elektrischen Klimakompressors (nicht gezeigt) beinhalten.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen hörbaren Fahrzeugschallgeber für Fußgänger (vehicle audible sounder for pedestrians - VASP) 154 beinhalten. Zum Beispiel kann der VASP 154 dazu konfiguriert sein, über Schallgeber 155 hörbare Töne zu erzeugen. In einigen Beispielen können hörbare Töne, die über den VASP 154 erzeugt werden, der mit den Schallgebern 155 kommuniziert, als Reaktion darauf, dass ein Fahrzeugführer den Ton auslöst, oder automatisch als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter einem Schwellenwert liegt, oder auf eine Erkennung eines Fußgängers aktiviert werden.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein bordeigenes Navigationssystem 17 (z. B. ein globales Positionsbestimmungssystem) an einem Armaturenbrett 19 beinhalten, mit dem ein Fahrzeugführer interagieren kann. Das Navigationssystem 17 kann einen oder mehrere Standortsensoren zur Unterstützung beim Schätzen eines Standorts (z. B. von geographischen Koordinaten) des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann ein bordeigenes Navigationssystem 17 Signale von GPS-Satelliten (nicht gezeigt) empfangen und aus dem Signal den geographischen Standort des Fahrzeugs feststellen. In einigen Beispielen können die geographischen Standortkoordinaten an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
  • Das Armaturenbrett 19 kann ferner ein Anzeigesystem 18 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, dem Fahrzeugführer Informationen anzuzeigen. Das Anzeigesystem 18 kann als ein nicht einschränkendes Beispiel eine Touchscreen- oder Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI)-Anzeige umfassen, die es dem Fahrzeugführer ermöglicht, geographische Informationen anzusehen sowie Befehle einzugeben. In einigen Beispielen kann das Anzeigesystem 18 über eine Steuerung (z. B. 12) drahtlos mit dem Internet (nicht gezeigt) verbunden sein. Demnach kann der Fahrzeugführer in einigen Beispielen über das Anzeigesystem 18 mit einer Internetseite oder einer Softwareanwendung (App) kommunizieren.
  • Das Armaturenbrett 19 kann ferner eine Bedienerschnittstelle 15 beinhalten, über die der Fahrzeugführer den Betriebszustand des Fahrzeugs einstellen kann. Insbesondere kann die Bedienerschnittstelle 15 dazu konfiguriert sein, den Betrieb der Kraftübertragung des Fahrzeugs (z. B. des Motors 110, des BISG 142, des DCT 125 und der elektrischen Maschine 130) auf Grundlage einer Bedienereingabe einzuleiten und/oder zu beenden. Verschiedene Beispiele für die Bedienerzündschnittstelle 15 können Schnittstellen beinhalten, für die eine physische Vorrichtung erforderlich ist, wie etwa ein aktiver Schlüssel, der in die Bedienerzündschnittstelle 15 eingeführt werden kann, um den Motor 110 zu starten und das Fahrzeug einzuschalten, oder entfernt werden kann, um den Motor 110 abzuschalten und das Fahrzeug auszuschalten. Andere Beispiele können einen passiven Schlüssel beinhalten, der kommunikativ an die Bedienerzündschnittstelle 15 gekoppelt ist. Der passive Schlüssel kann als elektronischer Schlüsselanhänger oder Smartkey konfiguriert sein, der nicht in die Zündschnittstelle 15 eingeführt oder aus dieser entfernt werden muss, um den FahrzeugMotor 110 zu betreiben. Stattdessen muss sich der passive Schlüssel unter Umständen in dem Fahrzeug oder in der Nähe davon (z. B. innerhalb einer Schwellenentfernung von dem Fahrzeug) befinden. Noch andere Beispiele können zusätzlich oder optional eine Start-/Stopp-Taste verwenden, die manuell durch den Fahrzeugbediener gedrückt wird, um den Motor 110 zu starten oder abzuschalten und das Fahrzeug ein- oder auszuschalten. In anderen Beispielen kann ein Fernstart des Motors über eine entfernte Rechenvorrichtung (nicht gezeigt) eingeleitet werden, zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein smartphonebasiertes System, bei dem das Mobiltelefon eines Benutzers Daten an einen Server sendet und der Server mit der Fahrzeugsteuerung 12 kommuniziert, um den Motor zu starten.
  • Unter Bezugnahme auf 1B ist eine detaillierte Ansicht eines Verbrennungsmotors 110 gezeigt, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1B gezeigt ist. Der Motor 110 wird durch eine elektronische Motorsteuerung 111B gesteuert. Der Motor 110 beinhaltet eine Brennkammer 30B und Zylinderwände 32B mit einem Kolben 36B, der darin angeordnet und mit einer Kurbelwelle 40B verbunden ist. Es ist gezeigt, dass die Brennkammer 30B über ein entsprechendes Einlassventil 52B und Auslassventil 54B mit einem Ansaugkrümmer 44B und einem Abgaskrümmer 48B kommuniziert. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51B und einen Auslassnocken 53B betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51B kann durch einen Einlassnockensensor 55B bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53B kann durch einen Auslassnockensensor 57B bestimmt werden. Der Einlassnocken 51B und der Auslassnocken 53B können relativ zu der Kurbelwelle 40B bewegt werden. Die Einlassventile können über einen Einlassventildeaktivierungsmechanismus 59B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Die Auslassventile können über einen Auslassventildeaktivierungsmechanismus 58B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.
  • Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B derart positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30B einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B gibt Flüssigkraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals von der Motorsteuerung 111B ab. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem 175B, das einen Tank und eine Pumpe beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B abgegeben. Des Weiteren ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44B mit einer optionalen elektronischen Drosselvorrichtung 62B (z. B. einem Schmetterlingsventil) kommuniziert, die eine Position einer Drosselklappe 64B einstellt, um den Luftstrom von einem Luftfilter 43B und einem Lufteinlass 42B zum Ansaugkrümmer 44B zu steuern. Die Drossel 62B reguliert den Luftstrom aus dem Luftfilter 43B in dem Motorlufteinlass 42B zu dem Ansaugkrümmer 44B. In einigen Beispielen können die Drosselvorrichtung 62B und die Drosselklappe 64B derart zwischen dem Einlassventil 52B und dem Ansaugkrümmer 44B positioniert sein, dass die Drosselvorrichtung 62B eine Einlasskanaldrosselvorrichtung ist.
  • Ein verteilerloses Zündsystem 88B stellt der Brennkammer 30B als Reaktion auf die Motorsteuerung 111B über eine Zündkerze 92B einen Zündfunken bereit. Es ist gezeigt, dass eine Breitbandlambda(universal exhaust gas oxygen - UEGO)-Sonde 126B an den Abgaskrümmer 48B gekoppelt ist, der in der Richtung des Abgasstroms einem Katalysator 70B vorgelagert ist. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126B durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
  • Der Katalysator 70B kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, die jeweils mehrere Bausteine aufweisen, verwendet werden. Bei dem Katalysator 70B kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
  • Die Motorsteuerung 111B ist in 1B als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102B, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104B, einen Nur-Lese-Speicher 106B (z. B. einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108B, einen Keep-Alive-Speicher 110B und einen herkömmlichen Datenbus. Andere hierin erwähnte Steuerungen können eine ähnliche Prozessor- und Speicheranordnung aufweisen. Es ist gezeigt, dass die Motorsteuerung 111B zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen Signale von Sensoren empfängt, die an den Motor 110 gekoppelt sind, einschließlich: einer Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 112B, der an eine Kühlhülse 114B gekoppelt ist; einer Messung des Motorkrümmerdrucks (engine manifold pressure - MAP) von einem Drucksensor 122B, der an den Ansaugkrümmer 44B gekoppelt ist; eines Motorpositionssensors von einem Hall-Effekt-Sensor 118B, der die Position der Kurbelwelle 40B erfasst; einer Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120B; und einer Messung der Drosselposition von einem Sensor 58B. Der Atmosphärendruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Motorsteuerung 111B erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118B eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (RPM) bestimmen lässt. Die Motorsteuerung 111B kann Eingaben von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 115B (z. B. Drucktaste oder Touchscreen-Anzeige) empfangen.
  • Während des Betriebs wird jeder Zylinder innerhalb des Motors 110 typischerweise einem Viertaktzyklus unterzogen: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54B und das Einlassventil 52B öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44B in die Brennkammer 30B eingeführt und der Kolben 36B bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30B zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36B nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52B und das Auslassventil 54B geschlossen. Der Kolben 36B bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30B zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36B am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92B, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36B zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40B wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54B während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48B abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
  • 1C ist eine schematische Darstellung einer alternativen Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. Die Komponenten in der Kraftübertragung des Hybridfahrzeugs, die in 1C gezeigt sind und die die gleichen wie die in 1A gezeigten Komponenten sind, werden mit der gleichen Nummerierung, die in 1A verwendet wird, identifiziert. Komponenten, die für die Konfiguration aus 1C einzigartig sind, werden mit neuen Komponentennummern identifiziert. In dieser Konfiguration beinhaltet die Kraftübertragung des Hybridfahrzeugs eine Vorderachse 133. Die elektrische Maschine 135c kann den Vorderrädern 130 über die vordere Antriebseinheit 137 positives oder negatives Drehmoment bereitstellen, das ein Differential beinhalten kann. In einigen Beispielen werden die elektrische Maschine 135c und die vordere Antriebseinheit 137 als Teil der Vorderachse 133 betrachtet. Somit kann die Vorderachse 133 regeneratives Bremsen oder Drehmoment bereitstellen, um das Fahrzeug 121 anzutreiben. Außerdem kann die elektrische Maschine 135c elektrische Leistung von der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie erhalten oder dieser elektrische Leistung bereitstellen. Die Vorderachse 133 kann als unabhängig angetriebene Achse bezeichnet werden. Die anderen in 1C gezeigten Komponenten können wie vorstehend beschrieben betrieben werden.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeugs 121, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in 1A-1C gezeigten Motor 110. Weitere gemeinsame Komponenten aus 2 und den 1A und 1C sind durch die gleichen Bezugszeichen angegeben und werden nachstehend ausführlich erörtert. Es ist gezeigt, dass der Antriebsstrang 200 die Fahrzeugsystemsteuerung 12, die Motorsteuerung 111B, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254, die Steuerung 253 der Energiespeichervorrichtung und die Bremssteuerung 141 (hier auch als Bremssystemsteuermodul bezeichnet) beinhaltet. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Drehmomentausgangsgrenzen (z. B. nicht zu überschreitender Drehmomentausgang der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomenteingangsgrenzen (z. B. nicht zu überschreitender Drehmomenteingang der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomentausgang der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Getriebes, Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Motors, Informationen bezüglich einer beeinträchtigten elektrischen Maschine, Informationen bezüglich beeinträchtigten Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 12 Befehle für die Motorsteuerung 111B, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen zu erfüllen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren.
  • Zum Beispiel kann die Fahrzeugsystemsteuerung 12 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal loslässt und sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein Radleistungsniveau anfordern, um eine gewünschte Rate der Fahrzeugverzögerung bereitzustellen. Das gewünschte Raddrehmoment kann durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 bereitgestellt werden, die ein erstes Bremsdrehmoment von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und ein zweites Bremsdrehmoment von der Bremssteuerung 141 anfordert, wobei das erste und zweite Drehmoment das gewünschte Bremsdrehmoment an den Fahrzeugrädern 131 bereitstellen.
  • In anderen Beispielen kann die Aufteilung der Steuerung von Antriebsstrangvorrichtungen anders aufgeteilt sein als in 2 veranschaulicht. Beispielsweise kann eine einzelne Steuerung den Platz der Fahrzeugsystemsteuerung 12, der Motorsteuerung 111B, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 141 einnehmen. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 12 und die Motorsteuerung 111B eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 eigenständige Steuerungen sein können.
  • In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 110 und die elektrische Maschine 120 angetrieben werden. In anderen Beispielen kann der Motor 110 weggelassen werden. Der Motor 110 kann mit einem Motoranlasser (z. B. 140), mit einem über einen Riemen integrierten Anlasser/Generator (BISG) 142 oder mit einer elektrischen Maschine 120 angelassen werden. In einigen Beispielen kann der BISG 142 an einem beliebigen Ende der Kurbelwelle (z. B. vorne oder hinten) direkt an die Motorkurbelwelle gekoppelt sein. Die elektrische Maschine 120 (z. B. eine elektrische Hochspannungsmaschine, die mit mehr als 30 Volt betrieben wird) wird hier auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet. Ferner kann das Drehmoment des Motors 110 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drosselvorrichtung usw., eingestellt werden.
  • Der BISG 142 ist über einen Riemen 231 mechanisch an den Motor 110 gekoppelt. Der BISG 142 kann an eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) oder eine Nockenwelle (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Der BISG 142 kann als Elektromotor betrieben werden, wenn er über die Speichervorrichtung für elektrische Energie 132, die vorliegend auch als bordeigene Energiespeichervorrichtung 132 bezeichnet wird, mit elektrischer Energie versorgt wird. Der BISG 142 kann zusätzlich dazu als Generator betrieben werden, welcher die Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 mit elektrischer Energie versorgt.
  • Die Kraftübertragung 200 beinhaltet den Motor 110, der über die Kurbelwelle 40B mechanisch an das Doppelkupplungsgetriebe (DCT) 125 gekoppelt ist. Das DCT 125 beinhaltet eine erste Kupplung 126, eine zweite Kupplung 127 und einen Getriebekasten 128. Das DCT 125 gibt Drehmoment an die Welle 129 aus, um Drehmoment an die Fahrzeugräder 131 zu liefern. Die Getriebesteuerung 254 öffnet und schließt die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 selektiv, um das DCT 125 zu schalten.
  • Der Getriebekasten 128 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten. Eine Kupplung, zum Beispiel die erste Kupplung 126, kann ungerade Zahnräder 261 (z. B. erstes, drittes, fünftes Zahnrad und Zahnrad für den Rückwärtsgang) steuern, während eine andere Kupplung, zum Beispiel die zweite Kupplung 127, gerade Zahnräder 262 (z. B. zweites, viertes und sechstes Zahnrad) steuern kann. Durch die Verwendung einer solchen Anordnung können die Gänge gewechselt werden, ohne den Leistungsfluss von dem Motor 110 zu dem Doppelkupplungsgetriebe 125 zu unterbrechen.
  • Die elektrische Maschine 120 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 ein Drehmoment bereitzustellen oder um das Drehmoment des Antriebsstrangs in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 gespeichert werden soll. Zusätzlich dazu kann die elektrische Maschine 120 die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 umwandeln. Die elektrische Maschine 120 befindet sich in elektrischer Kommunikation mit der Energiespeichervorrichtung 132. Die elektrische Maschine 120 weist eine höhere Ausgabedrehmomentkapazität auf als der Anlasser (z. B. 140), der in 1A abgebildet ist, oder der BISG 142. Ferner treibt die elektrische Maschine 120 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird durch den Antriebsstrang 200 direkt angetrieben.
  • Bei der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie (z. B. einer Hochspannungsbatterie oder -stromquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die elektrische Maschine 120 ist über einen Zahnradsatz in der Heckantriebseinheit 136 (in 1A gezeigt) mechanisch an die Räder 131 und das Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt. Die elektrische Maschine 120 kann über den Betrieb als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment für den Antriebsstrang 200 bereitstellen.
  • Ferner kann durch Ineingriffbringen der Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 131 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer mit seinem Fuß auf ein Bremspedal (z. B. 192) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremssteuerung 141 in Engriff gebracht werden. Ferner kann die Bremssteuerung 141 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 vorgenommene Anforderungen betätigen. Gleichermaßen kann eine Reibungskraft auf die Räder 131 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, sowie als Reaktion auf Anweisungen von der Bremssteuerung und/oder Anweisungen und/oder Informationen von der Fahrzeugsystemsteuerung gelöst werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motoranhaltvorgangs über die Steuerung 141 eine Reibungskraft auf die Räder 131 ausüben.
  • Die Fahrzeugsystemsteuerung 12 kann zudem Fahrzeugfederungseinstellungen an eine Federungssteuerung 280 kommunizieren. Die Federung (z. B. 111) des Fahrzeugs 121 kann eingestellt werden, um die Fahrzeugfederung über variable Dämpfer 281 kritisch zu dämpfen, zu überdämpfen oder zu unterdämpfen.
  • Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 mit einer lokalen Drehmomentsteuerung für den Motor 110, das Getriebe 125, die elektrische Maschine 120 und die Bremsen 218 überwacht werden, die über die Motorsteuerung 111B, die Steuerung der elektrischen Maschine 252, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 bereitgestellt wird.
  • Als ein Beispiel kann ein Motordrehmomentausgang durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem das Öffnung der Drossel (z. B. 62B) und/oder Ventilsteuerung, Ventilhub und Ladedruck für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Im Falle eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch das Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf Zylinder-für-Zylinder-Basis erfolgen, um die Motordrehmomentausgabe zu steuern.
  • Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann den Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von der elektrischen Maschine 120 steuern, indem sie den Strom einstellt, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen der elektrische Maschine 120 fließt, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
  • Die Getriebesteuerung 254 kann das Getriebeausgangswellendrehmoment von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder einem Drehmoment- und einem Positionssensor handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Getriebesteuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem eine Getriebeausgangswellengeschwindigkeit differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 111B und die Fahrzeugsystemsteuerung 12 können zudem zusätzliche Getriebeinformationen von den Sensoren 277 empfangen, zu denen unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Elektromotortemperatursensoren, BISG-Temperatur-, Schaltwählvorrichtungspositionssensoren, Synchronisierungsvorrichtungspositionssensoren und Umgebungstemperatursensoren gehören können. Die Getriebesteuerung kann zudem einen angeforderten Getriebezustand (z. B. angeforderter Gang oder Parkmodus) von der Schaltwählvorrichtung 279, bei der es sich um einen Hebel, Schalter oder eine andere Vorrichtung handeln kann, empfangen.
  • Die Bremssteuerung 141 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 195 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 12. Die Bremssteuerung 141 kann zudem Bremspedalstellungsinformationen von dem Bremspedalsensor (z. B. 157), der in 1A gezeigt ist, direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 141 kann das Bremsen als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 12 bereitstellen. Die Bremssteuerung 141 kann zudem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsen bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Somit kann die Bremssteuerung 141 der Fahrzeugsystemsteuerung 12 eine Radmomentgrenze (z. B. einen Schwellenwert für das negative Radmoment, der nicht überschritten werden soll) bereitstellen, sodass ein negatives Elektromotordrehmoment nicht dazu führt, dass die Radmomentgrenze überschritten wird. Falls zum Beispiel die Steuerung 12 eine Grenze für das negative Raddrehmoment von 50 Nm ausgibt, kann das Elektromotordrehmoment so eingestellt werden, dass es unter Berücksichtigung des Übersetzungsgetriebes an den Rädern weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negatives Drehmoment bereitstellt.
  • Ein positives Drehmoment kann in einer Richtung an die Fahrzeugräder 131 übertragen werden, die an dem Motor 110 beginnt und an den Rädern 131 endet. Somit ist der Motor 110 in der Kraftübertragung 200 gemäß der Richtung des positiven Drehmomentflusses in der Kraftübertragung 200 dem Getriebe 125 vorgelagert positioniert. Das Getriebe 125 ist der elektrischen Maschine 120 vorgelagert angeordnet, und der BISG 142 kann dem Motor 110 vorgelagert oder dem Motor 110 nachgelagert und dem Getriebe 125 vorgelagert angeordnet sein.
  • 3 zeigt eine detaillierte Veranschaulichung eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) 125. Die Motorkurbelwelle 40B ist als Kupplung an ein Kupplungsgehäuse 393 dargestellt. Alternativ kann eine Welle die Kurbelwelle 40B an das Kupplungsgehäuse 393 koppeln. Das Kupplungsgehäuse 393 kann sich gemäß der Drehung der Kurbelwelle 40B drehen. Das Kupplungsgehäuse 393 kann eine erste Kupplung 126 und eine zweite Kupplung 127 beinhalten. Darüber hinaus weist jede der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 eine zugeordnete erste Kupplungsscheibe 390 bzw. zweite Kupplungsscheibe 391 auf. In einigen Beispielen können die Kupplungen Nasskupplungen, Ölbadkupplungen (zum Kühlen) oder Trockenscheibenkupplungen umfassen. Das Motordrehmoment kann von dem Kupplungsgehäuse 393 entweder auf die erste Kupplung 126 oder die zweite Kupplung 127 übertragen werden. Die erste Getriebekupplung 126 überträgt ein Drehmoment zwischen dem Motor 110 (gezeigt in 1A) und der ersten Getriebeeingangswelle 302. Somit kann das Kupplungsgehäuse 393 als Antriebsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden, und 126A kann als Abtriebsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden. Die zweite Getriebekupplung 127 überträgt ein Drehmoment zwischen dem Motor 110 (gezeigt in 1A) und der zweiten Getriebeeingangswelle 304. Demnach kann das Kupplungsgehäuse 393 als Eingangsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden und 127A kann als Ausgangsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden.
  • Wie vorstehend erörtert, kann der Getriebekasten 128 eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten. Es sind zwei Getriebeeingangswellen vorhanden, einschließlich einer ersten Getriebeeingangswelle 302 und einer zweiten Getriebeeingangswelle 304. Die zweite Getriebeeingangswelle 304 ist hohl, während die erste Getriebeeingangswelle 302 massiv ist und koaxial in der zweiten Getriebeeingangswelle 304 sitzt. Als ein Beispiel kann die erste Getriebeeingangswelle 302 eine Vielzahl von Festrädern aufweisen. Zum Beispiel kann die erste Getriebeeingangswelle 302 ein erstes Festrad 306 zum Aufnehmen eines ersten Zahnrads 320, ein drittes Festrad 310 zum Aufnehmen eines dritten Zahnrads 324, ein fünftes Festrad 314 zum Aufnehmen eines fünften Zahnrads 329 und ein siebtes Festrad 318 zum Aufnehmen eines siebten Zahnrads 332 beinhalten. Mit anderen Worten kann die erste Getriebeeingangswelle 302 selektiv an eine Vielzahl von ungeraden Zahnrädern gekoppelt sein. Die zweite Getriebeeingangswelle 304 kann ein zweites Festrad 308 zum Aufnehmen eines zweiten Zahnrads 322 oder eines Zahnrads für den Rückwärtsgang 328 beinhalten und ferner ein viertes Festrad 316 zum Aufnehmen entweder eines vierten Zahnrads 326 oder eines sechsten Zahnrads 330 beinhalten. Es versteht sich, dass sowohl die erste Getriebeeingangswelle 302 als auch die zweite Getriebeeingangswelle 304 über Rippen (nicht gezeigt) an der Außenseite jeder Welle mit jeweils einer der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 verbunden sein kann. In einem normalen Ruhezustand werden sowohl die erste Kupplung 302 als auch die zweite Kupplung 304 zum Beispiel über Federn (nicht gezeigt) usw. offen gehalten, sodass kein Drehmoment von dem Motor (z. B. 110) auf die erste Getriebeeingangswelle 302 oder zweite Getriebeeingangswelle 304 übertragen werden kann, wenn sich jede der jeweiligen Kupplungen in einem offenen Zustand befindet. Als Reaktion auf das Schließen der ersten Kupplung 126 kann ein Motordrehmoment auf die erste Getriebeeingangswelle 302 übertragen werden, und als Reaktion auf das Schließen der zweiten Kupplung 127 kann ein Motordrehmoment auf die zweite Getriebeeingangswelle 304 übertragen werden. Während des normalen Betriebs kann eine Getriebeelektronik gewährleisten, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur eine Kupplung geschlossen ist.
  • Der Getriebekasten 128 kann ferner eine erste Vorgelegewelle 340 und eine zweite Vorgelegewelle 342 beinhalten. Die Zahnräder an der ersten Vorgelegewelle 340 und der zweiten Vorgelegewelle 342 sind nicht fest, sondern können sich frei drehen. In einem beispielhaften DCT 125 beinhaltet die erste Vorgelegewelle 340 das erste Zahnrad 320, das zweite Zahnrad 322, das sechste Zahnrad 330 und das siebte Zahnrad 332. Die zweite Vorgelegewelle 342 beinhaltet das dritte Zahnrad 324, das vierte Zahnrad 326, das fünfte Zahnrad 329 und das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328. Sowohl die erste Vorgelegewelle 340 als auch die zweite Vorgelegewelle 342 können ein Drehmoment über ein erstes Abtriebsritzel 350 bzw. ein zweites Abtriebsritzel 352 an das Zahnrad 353 übertragen. Auf diese Weise können beide Vorgelege sowohl über das erste Abtriebsritzel 350 als auch das zweite Abtriebsritzel 352 ein Drehmoment auf eine Ausgangswelle 362 übertragen, wobei die Ausgangswelle ein Drehmoment auf eine Heckantriebseinheit 136 (gezeigt in 1A) übertragen kann, die jedem der Antriebsräder (z. B. 131 aus 1A) ermöglichen kann, sich mit unterschiedlichen Drehzahlen zu drehen, zum Beispiel beim Durchführen von Wendemanövern.
  • Wie vorstehend erörtert, sind das erste Zahnrad 320, das zweite Zahnrad 322, das dritte Zahnrad 324, das vierte Zahnrad 326, das fünfte Zahnrad 329, das sechste Zahnrad 330, das siebte Zahnrad 332 und das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328 jeweils nicht an den Vorgelegen (z. B. 340 und 342) fest angebracht, sondern können sich frei drehen. Somit können Synchronisierungsvorrichtungen verwendet werden, um zu ermöglichen, dass jedes der Zahnräder mit der Drehzahl der Vorgelege übereinstimmt, und sie können ferner verwendet werden, um die Zahnräder zu verriegeln. In dem beispielhaften DCT 125 sind vier Synchronisierungsvorrichtungen veranschaulicht, zum Beispiel eine erste Synchronisierungsvorrichtung 370, eine zweite Synchronisierungsvorrichtung 374, eine dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 und eine vierte Synchronisierungsvorrichtung 382. Die erste Synchronisierungsvorrichtung 370 beinhaltet eine entsprechende erste Schaltgabel 372, die zweite Synchronisierungsvorrichtung 374 beinhaltet eine entsprechende Schaltgabel 376, die dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 beinhaltet eine entsprechende dritte Schaltgabel 378 und die vierte Synchronisierungsvorrichtung 384 beinhaltet eine entsprechende vierte Schaltgabel 382. Jede der Schaltgabeln kann eine Bewegung der jeweiligen entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung zum Sperren von einem oder mehreren Zahnrädern oder zum Entsperren von einem oder mehreren Zahnrädern ermöglichen. Zum Beispiel kann die erste Synchronisierungsvorrichtung 370 dazu verwendet werden, entweder das erste Zahnrad 320 oder das siebte Zahnrad 332 zu verriegeln. Die zweite Synchronisierungsvorrichtung 374 kann dazu verwendet werden, entweder das zweite Zahnrad 322 oder das sechste Zahnrad 330 zu verriegeln. Die dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 kann verwendet werden, entweder das dritte Zahnrad 324 oder das fünfte Zahnrad 329 zu verriegeln. Die vierte Synchronisierungsvorrichtung 384 kann dazu verwendet werden, entweder das fünfte Zahnrad 326 oder das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328 zu verriegeln. In jedem Fall kann die Bewegung der Synchronisierungsvorrichtungen über die Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378 und 382) erzielt werden, indem jede der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtungen in die gewünschte Position bewegt wird.
  • Die Bewegung der Synchronisierungsvorrichtungen über die Schaltgabeln kann über ein Getriebesteuermodul (TCM) 254 und Schaltgabelaktoren 388 erfolgen, wobei das TCM 254 das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 erörterte TCM 254 umfassen kann. Die Schaltgabelaktoren können elektrisch, hydraulisch oder durch eine Kombination aus elektrisch und hydraulisch betrieben werden. Hydraulische Leistung kann über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 bereitgestellt werden. Das TCM 254 kann Eingabesignale von verschiedenen Sensoren sammeln, die Eingabe auswerten und verschiedene Aktoren entsprechend steuern. Durch das TCM 254 verwendete Eingaben können unter anderem Getriebebereich (P/R/N/D/S/L usw.), Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und - drehmoment, Drosselposition, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Lenkwinkel, Bremseingaben, Getriebekasteneingangswellendrehzahl (sowohl für die erste Getriebeeingangswelle 302 als auch die zweite Getriebeeingangswelle 304), Fahrzeuglage (Neigung) beinhalten. Das TCM kann Aktoren über eine Steuerung mit offenem Regelkreis steuern, um eine adaptive Steuerung zu ermöglichen. Zum Beispiel kann es die adaptive Steuerung ermöglichen, dass das TCM 254 Kupplungseingriffspunkte, Kupplungsreibungskoeffizienten und eine Position von Synchronisierungsvorrichtungsbaugruppen ermitteln und einstellen kann. Das TCM 254 kann zudem einen ersten Kupplungsaktor 389 und einen zweiten Kupplungsaktor 387 einstellen, um die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 zu öffnen und zu schließen. Der erste Kupplungsaktor 389 und der zweite Kupplungsaktor 387 können elektrisch, hydraulisch oder durch eine Kombination aus elektrisch und hydraulisch betrieben werden. Hydraulische Leistung kann über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 bereitgestellt werden.
  • Somit empfängt das TCM 254 der Veranschaulichung nach Eingaben von verschiedenen Sensoren 277. Wie vorstehend in Bezug auf 2 erörtert, können die verschiedenen Sensoren Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Elektromotortemperatursensoren, Schaltwählerpositionssensoren, Synchronisierungsvorrichtungspositionssensoren und Umgebungstemperatursensoren beinhalten. Die verschiedenen Sensoren 277 können ferner Raddrehzahlsensoren (z. B. 195), Motordrehzahlsensoren, Motordrehmomentsensoren, Drosselpositionssensoren, Motortemperatursensoren, Lenkwinkelsensoren, Getriebegabelpositionssensoren zum Detektieren von Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) und Trägheitssensoren (z. B. 199) beinhalten. Die Trägheitssensoren können eines oder mehrere des Folgenden umfassen: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Aufwärtsbeschleunigungs-, Gierraten-, Rollwinkel- und Nickwinkelsensoren, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1A erörtert.
  • Zu den Sensoren 277 kann ferner ein Eingangswellendrehzahl(Input Shaft Speed - ISS)-Sensor zählen, der einen magnetoresistiven Sensor aufweisen kann, und wobei ein ISS-Sensor für jede Getriebekasteneingangswelle beinhaltet sein kann (z. B. einer für die erste Getriebeeingangswelle 302 und einer für die zweite Getriebeeingangswelle 304). Die Sensoren 277 können ferner ein Ausgangswellendrehzahl(output shaft speed - OSS)-Sensor beinhalten, der einen magnetoresistiven Sensor beinhalten und an der Ausgangswelle 362 angebracht sein kann. Die Sensoren 277 können ferner einen Getriebebereichs(transmission range - TR)-Sensor beinhalten.
  • Es versteht sich, dass das DCT 125 wie hier beschrieben funktioniert. Wenn die erste Kupplung 126 zum Beispiel in einen geschlossenen Zustand betätigt wird, kann der ersten Getriebeeingangswelle 302 ein Motordrehmoment zugeführt werden. Wenn die erste Kupplung 126 geschlossen ist, versteht es sich, dass die zweite Kupplung 127 offen ist, und umgekehrt. Abhängig davon, welches Zahnrad verriegelt ist, wenn die erste Kupplung 126 geschlossen ist, kann Leistung über die erste Getriebeeingangswelle 302 entweder an das erste Vorgelege 340 oder das zweite Vorgelege 342 übertragen werden und ferner entweder über das erste Ritzel 350 oder das zweite Ritzel 352 an die Ausgangswelle 362 übertragen werden. Alternativ kann Leistung abhängig davon, welches Zahnrad verriegelt ist, über die zweite Getriebeeingangswelle 304 entweder an das erste Vorgelege 340 oder das zweite Vorgelege 342 übertragen werden, wenn die zweite Kupplung 127 geschlossen ist, und es kann ferner entweder über das erste Ritzel 350 oder das zweite Ritzel 352 an die Ausgangswelle 362 übertragen werden. Wenn an ein Vorgelege (z. B. die erste Ausgangswelle 340) Drehmoment übertragen wird, versteht es sich, dass sich das andere Vorgelege (z. B. die zweite Ausgangswelle 342) weiterhin drehen kann, obwohl lediglich die eine Welle durch die Eingabe direkt angetrieben wird. Insbesondere kann sich die nicht in Eingriff stehende Welle (z. B. das zweite Vorgelege 342) weiterhin drehen, wenn sie durch die Ausgangswelle 362 und das entsprechende Ritzel (z. B. 352) indirekt angetrieben wird.
  • Das DCT 125 kann eine Vorauswahl von Zahnrädern ermöglichen, wodurch ein schnelles Schalten zwischen Gängen mit einem minimalen Drehmomentverlust während des Schaltens ermöglicht wird. Als ein Beispiel kann Leistung von dem Motor an die erste Eingangswelle 302 und an das erste Vorgelege 340 übertragen werden, wenn das erste Zahnrad 320 durch die erste Synchronisierungsvorrichtung 340 verriegelt ist und wobei die erste Kupplung 126 geschlossen ist (und die zweite Kupplung 127 geöffnet ist). Während das erste Zahnrad 320 in Eingriff gebracht ist, kann das zweite Zahnrad 322 gleichzeitig über die zweite Synchronisierungsvorrichtung 374 verriegelt sein. Da das zweite Zahnrad 322 verriegelt ist, kann die zweite Eingangswelle 304 hierdurch gedreht werden, wobei die Drehzahl der zweiten Eingangswelle 304 an die Fahrzeuggeschwindigkeit im zweiten Gang angepasst ist. In einem alternativen Fall, in dem ein Zahnrad an dem anderen Vorgelege (z. B. dem zweiten Vorgelege 342) vorausgewählt ist, dreht sich zudem dieses Vorgelege, wenn es durch die Ausgangswelle 362 und das Ritzel 352 angetrieben wird.
  • Wenn eine Gangschaltung durch das TCM 254 eingeleitet wird, müssen lediglich die Kupplungen betätigt werden, um die erste Kupplung 126 zu öffnen und die zweite Kupplung 127 zu schließen. Darüber hinaus kann die Motordrehzahl außerhalb des TCMs verringert werden, um dem Hochschalten zu entsprechen. Bei geschlossener zweiter Kupplung 127 kann Leistung von dem Motor an die zweite Eingangswelle 304 und an das erste Vorgelege 340 übertragen werden und kann über das Ritzel 350 weiter an die Ausgangswelle 362 übertragen werden. Nach Abschluss der Gangschaltung kann das TCM 254 zweckmäßig den nächsten Gang vorauswählen. Zum Beispiel kann das TCM 254 basieren auf Eingaben, die es von den verschiedenen Sensoren 277 empfängt, entweder einen höheren oder einen niedrigeren Gang auswählen. Auf diese Art und Weise kann die Änderung eines Gangs schnell und mit minimalem Verlust des der Ausgangswelle 362 bereitgestellten Motordrehmoments erzielt werden.
  • Das Doppelkupplungsgetriebe 300 kann in einigen Beispielen ein Parkzahnrad 360 beinhalten. Eine Parksperrenklinke 363 kann dem Parkzahnrad 360 zugewandt sein. Wenn ein Schalthebel in die Parkstellung bewegt wird, kann die Parksperrenklinke 363 in das Parkzahnrad 360 eingreifen. Das Ineingriffbringen der Parksperrenklinke 363 mit dem Parkzahnrad 360 kann über eine Parksperrenklinkenfeder 364 erzielt werden, oder es kann zum Beispiel über ein Kabel (nicht gezeigt), einen Hydraulikkolben (nicht gezeigt) oder einen Elektromotor (nicht gezeigt) erzielt werden. Wenn die Parksperrenklinke 363 mit dem Parkzahnrad 360 in Eingriff steht, können Antriebsräder (z. B. 130, 131) eines Fahrzeugs verriegelt sein. Im Gegensatz dazu kann sich die Parksperrenklinke 363 als Reaktion darauf, dass ein Schalthebel aus „Parken“ in eine andere Auswahl (z. B. „Fahren“) bewegt wird, derart bewegen, dass die Parksperrenklinke 363 von dem Parkzahnrad 360 gelöst werden kann.
  • Bei einigen Beispielen kann eine elektrische Getriebepumpe 312 Hydraulikfluid aus einer Getriebeölwanne 311 zuführen, um eine Feder 364 zusammenzudrücken, um die Parksperrenklinke 363 von dem Parkzahnrad 360 zu lösen. Die elektrische Getriebepumpe 312 kann beispielsweise durch eine bordeigene Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) angetrieben werden. In einigen Beispielen kann eine mechanische Pumpe 367 zusätzlich oder alternativ Hydraulikfluid aus der Getriebeölwanne 311 zuführen, um die Feder 364 zusammenzudrücken, um die Parksperrenklinke 363 von dem Parkzahnrad 360 zu lösen. Während dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, kann die mechanische Pumpe durch den Motor (z. B. 110) angetrieben werden und kann mechanisch an das Kupplungsgehäuse 393 gekoppelt sein. Ein Parksperrenklinkenventil 361 kann in einigen Beispielen den Hydraulikfluidstrom zu der Feder 364 regulieren.
  • Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B wird ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Hybridkraftübertragung gezeigt, um die Kraftübertragungswirksamkeit und - leistung während zweifüßigen Fahrens zu verbessern. Das Verfahren aus den 4A und 4B kann in das System aus den 1A-3 aufgenommen werden und mit diesem zusammenarbeiten. Ferner können mindestens Abschnitte des Verfahrens aus den 4A und 4B als ausführbare Anweisungen aufgenommen sein, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, während andere Abschnitte des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in den physikalischen Bereich umwandelt.
  • Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 eine Fahrzeugbremsdrehmomentanforderung und eine Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 400 eine Fahrzeugbremsdrehmomentanforderung aus einer Stellung eines Bremspedals und einer Tabelle, die gemäß der Bremspedalstellung geordnet oder querverwiesen ist. Die Tabelle beinhaltet empirisch bestimmte Werte von Fahrzeugbremsdrehmoment, die von der Bremspedalstellung abhängig sind. Wenn zum Beispiel die Bremspedalstellung null oder nicht angewendet ist, gibt die Tabelle einen Wert von null Fahrzeugbremsdrehmoment aus. Wenn das Fahrzeugbremspedal auf 10 % des vollständigen Hubs angewendet ist, kann die Tabelle einen Wert ausgeben, der 10 % der Bremsdrehmomentkapazität des Fahrzeugs entspricht (z. B. ein maximaler Bremsdrehmomentschwellenwert, der auf die Fahrzeugräder oder die Kraftübertragung des Fahrzeugs angewendet wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen). Das Fahrzeugbremsdrehmoment ist ein negatives Drehmoment, welches das Fahrzeug verlangsamen kann. Das Verfahren 400 bestimmt das Fahrzeugbremsdrehmoment aus der Ausgabe der Tabelle.
  • Gleichermaßen bestimmt das Verfahren 400 eine Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung oder eine Fahrzeugbeschleunigungsdrehmomentanforderung aus einer Stellung eines Gaspedals und einer Tabelle, die gemäß der Gaspedalstellung geordnet oder querverwiesen ist. Die Tabelle beinhaltet empirisch bestimmte Werte von Fahrerbedarfsdrehmoment, die von der Gaspedalstellung abhängig sind. Wenn zum Beispiel die Gaspedalstellung null oder nicht angewendet ist, gibt die Tabelle einen kleinen positiven Wert (z. B. 10 Nm) von Fahrerbedarfsdrehmoment bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und einen kleinen oder mittleren negativen Drehmomentwert bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder Motordrehzahlen aus. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann einer konkreten Position entlang der Kraftübertragung entsprechen. Zum Beispiel kann das Fahrerbedarfsdrehmoment einem Motorausgabedrehmoment, einem Getriebeausgabedrehmoment oder einem Raddrehmoment entsprechen. Wenn das Gaspedal auf 10 % des vollständigen Hubs angewendet ist, kann die Tabelle einen Wert ausgeben, der 10 % der positiven Drehmomentkapazität des Fahrzeugs entspricht (z. B. ein oberer positiver Drehmomentschwellenwert, der auf die Fahrzeugräder oder die Kraftübertragung des Fahrzeugs angewendet wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen). Das Fahrzeugfahrerbedarfsdrehmoment ist ein positives Drehmoment, welches das Fahrzeug beschleunigen kann. Das Verfahren 400 bestimmt das Fahrerbedarfsdrehmoment aus der Ausgabe der Tabelle.
  • In alternativen Systemen kann eine Steuerung (z. B. eine Steuerung eines autonomen Fahrzeugs) Fahrerbedarfsdrehmoment und Fahrzeugbremsdrehmoment über Variablen, die im flüchtigen Steuerungsspeicher gespeichert wurden, oder über Signale anfordern, wie etwa analoge oder digitale Eingaben und Ausgaben, statt vom Gas- und Bremspedal. Das Verfahren 400 geht zu 404 über.
  • Bei 404 beurteilt das Verfahren 400, ob das Fahrzeug mit zwei Füßen oder über einen Menschen oder eine autonome Steuerung betrieben wird, die gleichzeitig Fahrzeugbremsdrehmoment und Fahrerbedarfsdrehmoment anfordert. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 beurteilen, dass das Fahrzeug mit zwei Füßen gefahren wird, wenn das vom Menschen oder autonom angeforderte Vortriebdrehmoment größer als ein Schwellenwert ist und das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment einen Betrag aufweist, der größer als ein Schwellenwert ist. In einem weiteren Beispiel kann diese Beurteilung direkt auf den Stellungen des Gas- und Bremspedals basieren. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass das Fahrerbedarfsdrehmoment, das bei 402 bestimmt wurde, größer als ein Schwellenwert ist und der Fahrzeugbremsdrehmomentbetrag, der bei 402 bestimmt wurde, größer als ein Schwellenwert ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 400 geht zu 406 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 430 über. Es ist zu beachten, dass ein autonom angefordertes Vortriebsdrehmoment als ein virtuelles Bedarfsdrehmoment bezeichnet werden kann und es über eine Gaspedalstellung oder eine Variable bestimmt werden kann, die der Gaspedalstellung entspricht, die sich im Steuerungsspeicher befindet.
  • Bei 430 betreibt das Verfahren 400 das Fahrzeug als Reaktion auf ein angewendetes Pedal oder kein angewendetes Pedal. Wenn das Gaspedal angewendet wird, kann ein positives Kraftübertragungsdrehmoment über eine oder mehrere Kraftübertragungsdrehmomentquellen bereitgestellt werden (z. B. die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit, die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit, den integrierten Anlasser/Generator, den Verbrennungsmotor). Die Drehmomentausgabe von einer oder mehreren Kraftübertragungsdrehmomentquellen stellt das Fahrerbedarfsdrehmoment oder das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment bereit. Wenn stattdessen das Bremspedal angewendet wird, kann ein angefordertes Fahrzeugbremsdrehmoment über eine oder mehrere elektrische Drehmomentquellen der Kraftübertragung (z. B. integrierter Anlasser/Generator, elektrische Maschine der Frontantriebseinheit, elektrische Maschine der Heckantriebseinheit) und die Reibungsbremsen des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Das Verfahren 400 stellt das angeforderte Fahrerbedarfsdrehmoment oder das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment bereit und geht zum Ende über.
  • Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob sich das Fahrzeug in einem Leistungsmodus befindet oder nicht. Der Leistungsmodus kann über einen menschlichen Fahrer über eine Eingabevorrichtung oder über eine Steuerung unter Verwendung einer Variable in einem flüchtigen Speicher ausgewählt werden. Der Leistungsmodus kann zum Betreiben des Fahrzeugs auf einer geschlossenen Teststrecke, abseits der Straße oder unter anderen ähnlichen Bedingungen geeignet sein. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass der Leistungsmodus angefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 435 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 408 über. Ein Fahrzeug könnte mit mehreren Betriebsmodi ausgestattet sein und jeder Modus könne einen einzigartigen Satz von Leistung/Kalibrierung aufweisen, wie in 4B beschrieben.
  • Bei 435 bestimmt und befiehlt das Verfahren 400 das Getriebeausgabedrehmoment und das Drehmoment der elektrischen Maschine, wie sie in der Beschreibung aus 4B erwähnt werden. Das Verfahren 400 geht zum Ende über, nachdem das Getriebeausgabedrehmoment und das Drehmoment der elektrischen Maschine bestimmt und befohlen wurden.
  • Bei 408 bestimmt das Verfahren 400 eine Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot. Die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot ist die Summe des angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments oder des angeforderten Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoments Tq_accReq und des angeforderten Bremsdrehmoments Tq_brkReq (Tq_tot=Tq_accReq+TqbrkReq). Der Wert von Tq_accReq ist negativ oder positiv und der Wert von Tq_brkReq ist null oder negativ, da die Bremsen immer gegen die Fahrzeugbewegung arbeiten, wenn sie angewendet werden. Somit kann das Fahrzeugbremsdrehmoment mindestens einen Teil des Fahrerbedarfsdrehmoments aufheben. Die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung kann positiv, negativ oder null sein. Das Verfahren 400 geht zu 410 über, nachdem das Gesamtfahrzeugdrehmoment bestimmt wurde.
  • Bei 410 beurteilt das Verfahren 400, ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als ein Schwellenwertdrehmoment ist, oder ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als ein Ausgabedrehmomentschwellenwert der elektrischen Maschine ist (z. B. ein maximales positives Drehmoment, das durch die elektrische Maschine bereitgestellt wird). Das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine kann das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit, das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit oder eine Kombination der Ausgabedrehmomente der vorderen und hinteren elektrischen Maschine sein. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als das Schwellenwertdrehmoment ist, oder wenn die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 400 geht zu 420 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 412 über.
  • Bei 420 startet das Verfahren 400 den Verbrennungsmotor und stellt die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung über das Befehlen des Motordrehmoments auf den Wert bereit, der die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellt. In einem Beispiel kann die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Ausgabedrehmoment der Fahrzeugräder sein. Dem Motor kann befohlen werden, den Drehmomentwert der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung durch das Anpassen der Motordrehmomentaktoren bereitzustellen, wie etwa Motordrossel, Zündzeitpunkt und Kraftstoffeinspritzungszeitsteuerung, so dass das angeforderte Drehmoment an den Rädern bereitgestellt wird. Wenn nur der Motor die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellt, wird das Motordrehmoment gemäß der folgenden Gleichung angepasst: Tq_eng=Tq_tot/(rt_trans*rt_fd1). Wenn der Motor und die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellen sollen, dann muss das Motordrehmoment gemäß der Gleichung Tq_tot=Tq_eng*rt_trans*rt_fd1+Tq_mtrP3*rt_fd1 bestimmt werden, in der Tq_mtrP3 das Drehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit ist. Wenn das Gesamtdrehmoment durch den Motor und die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit bereitgestellt wird, dann kann das Motordrehmoment gemäß der Gleichung Tq_tot=Tq_eng*rt_trans*rt_fd1+Tq_mtrP4*rt_fd2 bestimmt werden, in der Tq_mtrP4 das Drehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit und rt_fd2 die endgültige Antriebsübersetzung des Vorderachsdifferentials ist. Das Verfahren 400 geht zum Ende über, nachdem die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitgestellt wurde.
  • Bei 412 beurteilt das Verfahren 400, ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot größer als null ist oder nicht. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass der Wert von Tq_tot größer als null ist, dann ist das Fahrzeugbremsdrehmoment geringer als das Fahrerbedarfs- oder Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment. Wenn der Wert für Tq_tot größer als null ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 400 geht zu 425 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 414 über.
  • Bei 425 stellt das Verfahren 400 den Wert des Gesamtfahrzeugdrehmoments über lediglich eine oder beide der elektrischen Maschine der Vorderachs- und Heckantriebseinheit bereit. Das Drehmoment, das über die eine oder beide elektrische Maschinen bereitgestellt wird, kann über das Anpassen der Spannung und/oder des Stroms, der den elektrischen Maschinen zugeführt wird, angepasst werden. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
  • Bei 414 bestimmt und befiehlt das Verfahren 400 das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Drehmoment der Reibungsbremsen. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 400 das Drehmoment der elektrischen Maschine durch das Auswählen eines Maximalwerts eines maximalen Regenerationsdrehmoments (Tq_regen) und der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot (z. B. Tq_elec=max(Tq_regen, Tq_tot)), wobei Tq_elec das Drehmoment der elektrischen Maschine ist. Das Drehmoment der elektrischen Maschine kann das Drehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit, das Drehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit oder die Drehmomente der elektrischen Maschine von sowohl der Front- als auch der Heckantriebseinheit beinhalten. Das Drehmoment der Reibungsbremsen wird dann über das Abziehen des Drehmoments der elektrischen Maschine von der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bestimmt (z. B. Tq_frict=Tq_tot-Tq_elec), wobei Tq_frict das Drehmoment der Reibungsbremsen ist, das über die Reibungsbremsen des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
  • Auf diese Art können das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Getriebeausgabedrehmoment angepasst werden, um ein gewünschtes Kraftübertragungsdrehmoment bereitzustellen. Ferner können das Fahrerbedarfsdrehmoment und das Bremsdrehmoment skaliert werden, so dass mindestens ein Teil des Fahrerbedarfsdrehmoments und mindestens ein Teil des Bremsdrehmoments gleichzeitig bereitgestellt werden können, um die Fahrzeugleistung zu erhöhen, während die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 4B wird ein Blockdiagramm 450 eines Verfahrens zum Anpassen des Getriebeausgabedrehmoments und des Fahrzeugbremsdrehmoments als Reaktion auf gleichzeitiges Anwenden eines Fahrzeugbremspedals und eines Fahrzeuggaspedals gezeigt. Die in 4B beschriebenen Vorgänge können in das Verfahren aus 4A aufgenommen werden.
  • Die Gaspedalstellung wird verwendet, um die Lookup-Tabelle 452 querzuverweisen und zu ordnen und dem Block 462 für die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung und dem Block 474 für zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung Eingaben bereitzustellen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird ebenfalls in die Lookup-Tabelle 452 eingegeben und die Lookup-Tabelle 452 enthält empirisch bestimmte Werte für Fahrerbedarfsdrehmoment oder angefordertes Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment. Der Block 462 für zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung gibt einen Wert zwischen null und eins aus, der verwendet wird, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu modifizieren, so dass das Getriebeausgabedrehmoment als Reaktion auf Bedingungen modifiziert werden kann, wenn ein Fahrer oder eine Steuerung gleichzeitig Bremsdrehmoment und Beschleunigungsdrehmoment oder Fahrerbedarfsdrehmoment anfordern. Der Block 474 für zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung gibt einen Wert zwischen null und eins aus, der verwendet wird, um eine Bremsanforderung zu modifizieren, so dass das Regenerationsdrehmoment der elektrischen Maschine (z. B. Drehmoment der elektrischen Maschine, das die Anwendung von Reibungsbremsen als Reaktion auf die Bremspedalanwendung ersetzt) als Reaktion auf Bedingungen modifiziert werden kann, wenn ein Fahrer oder eine Steuerung gleichzeitig Bremsdrehmoment und Beschleunigungsdrehmoment oder Fahrerbedarfsdrehmoment anfordern. Beispiele von Werten der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung und Werten der zweifüßigen Regenerationsausgabeverstärkung werden in den 5A und 5B gezeigt.
  • Fahrerbedarfsdrehmoment und minimales Getriebeausgabedrehmoment (z. B. ein minimales Drehmoment, das über das Getriebe ausgegeben werden soll, wie etwa ein Kriechmoment, um das Fahrzeug mit weniger als 5 km/h auf ebenem Grund anzutreiben) werden im Block 454 eingegeben. Bei Block 454 wird ein größerer vom Fahrerbedarfsdrehmoment und dem minimalen Drehmoment, das über das Getriebe ausgegeben werden soll, ausgewählt und an der Summierstelle 456 ausgegeben. Somit wird, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment 50 Nm beträgt und das minimale Drehmoment, das über das Getriebe ausgegeben werden soll, 5 Nm beträgt, ein Wert von 50 Nm an der Summierstelle 456 ausgegeben. Ein Gaspedaldrehmoment von null (z. B. die Ausgabe der Lookup-Tabelle 453, wenn die Gaspedalstellung null ist) wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung von null (z. B. Stellung des Gaspedals, wenn es nicht angewendet wird) bestimmt, und wird vom Fahrerbedarfsdrehmoment an der Summierstelle 456 abgezogen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in die Lookup-Tabelle 453 eingegeben und die Lookup-Tabelle 453 enthält empirisch bestimmte Werte für das Gaspedaldrehmoment von null. Das modifizierte Fahrerbedarfsdrehmoment wird von der Summierstelle 456 an die Multiplikationsstelle 457 ausgegeben, wo es mit der Ausgabe des Blocks 462 der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung multipliziert oder skaliert wird. Das skalierte Fahrerbedarfsdrehmoment wird von der Multiplikationsstelle 457 an die Summierstelle 458 ausgegeben, wo das Gaspedaldrehmoment von null zum skalierten Fahrerbedarfsdrehmoment hinzugefügt wird. Das modifizierte skalierte Fahrerbedarfsdrehmoment wird bei Block 460 eingegeben. Das minimale Getriebeausgabedrehmoment wird ebenfalls bei Block 460 eingegeben.
  • Eine Bremsdrehmomentanforderung, die aus der Bremspedalstellung oder einem Bremsanforderungswert, der im flüchtigen Speicher gespeichert ist, bestimmt wird, wird bei Block 470 zusammen mit einer Bremsdrehmomentgrenze oder einem Schwellenwert, wie aus den Fahrzeugbetriebszuständen (z. B. Batterieladezustand, Temperatur der elektrischen Maschine usw.) bestimmt, eingegeben. Der Block 470 wählt einen größeren der Bremsdrehmomentanforderung und der Bremsdrehmomentgrenze aus. Wenn zum Beispiel die Bremsdrehmomentanforderung -200 Nm beträgt und die Bremsdrehmomentgrenze bei - 150 Nm liegt, wählt und gibt Block 470 -150 Nm als die Bremsdrehmomentanforderung aus. Die Bremsdrehmomentanforderung wird in die Multiplikationsstelle 472 eingegeben, wo sie mit der Ausgabe des Blocks 474 multipliziert wird, um eine skalierte Bremsdrehmomentanforderung bereitzustellen. Die skalierte Bremsdrehmomentanforderung wird in die Summierstelle 476 zusammen mit dem Fahrerbedarfsdrehmoment oder dem minimalen Getriebeausgabedrehmoment eingegeben. Da die Bremsdrehmomentanforderungswerte negativ sind und die Drehmomentausgabe von Block 454 positiv ist, wird das Fahrerbedarfsdrehmoment oder das minimale Getriebeausgabedrehmoment um die Bremsdrehmomentanforderung verringert, um ein gewünschtes Gesamtantriebsdrehmoment bereitzustellen. Das gewünschte Gesamtantriebsdrehmoment wird von der Summierstelle 476 an die Summierstelle 478 und die Summierstelle 480 ausgegeben.
  • Ein gewünschtes Drehmoment der elektrischen Maschine wird vom gewünschten Gesamtantriebsdrehmoment an der Summierstelle 478 abgezogen. Das gewünschte Drehmoment der elektrischen Maschine kann von einem Energieverwaltungsabschnitt einer Steuerung bereitgestellt werden, um Fahrzeugspeichervorrichtungen für elektrische Energie zu laden oder um das Fahrzeug anzutreiben. Die Ausgabe von der Summierstelle 478 wird in den Block 460 eingegeben. Der Block 460 gibt einen größeren Wert der Ausgabe der Summierstelle 458, des minimalen Getriebeausgabedrehmoments und der Ausgabe der Summierstelle 478 aus. Die Ausgabe von Block 460 ist das befohlene Getriebeausgabedrehmoment. Das befohlene Getriebeausgabedrehmoment ist ein Drehmoment, das an der Ausgabe des Getriebes bereitgestellt wird. Motordrehmoment, BISG-Drehmoment und Getriebegänge können befohlen werden, um das befohlene Getriebeausgabedrehmoment bereitzustellen. Zum Beispiel wird das Motordrehmoment plus dem BISG-Drehmoment multipliziert mit dem gegenwärtig in Eingriff gebrachten Getriebeübersetzungsverhältnis angepasst, um gleich dem befohlenen Getriebeausgabedrehmoment zu sein. Die Ausgabe von Block 460 wird von der Ausgabe der Summierstelle 466 abgezogen, um eine befohlene Ausgabe der elektrischen Maschine an der Summierstelle 480 bereitzustellen. Die befohlene Ausgabe der elektrischen Maschine kann der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit, der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit oder sowohl der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit als auch der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit bereitgestellt werden.
  • Während Zuständen, wenn die Ausgabe von Block 462 null ist und die Ausgabe von Block 474 null ist, wird nur Reibungsbremsen bereitgestellt und regeneratives Bremsen wird nicht bereitgestellt. Ferner kann die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit der Kraftübertragung positives Drehmoment bereitstellen.
  • Während Zuständen, wenn die Ausgabe von Block 462 eins ist und die Ausgabe von Block 474 null ist, wird nur Reibungsbremsen bereitgestellt und regeneratives Bremsen wird nicht bereitgestellt. Außerdem stellt die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit der Kraftübertragung möglicherweise kein positives Drehmoment bereit.
  • Während Zuständen, wenn die Ausgabe von Block 462 null ist und die Ausgabe von Block 474 eins ist, können Reibungsbremsen und regeneratives Bremsen bereitgestellt werden. Außerdem kann die Aufhebung des Fahrerbedarfsdrehmoments über das angeforderte Bremsdrehmoment bereitgestellt werden.
  • Während Zuständen, wenn die Ausgabe von Block 462 eins ist und die Ausgabe von Block 474 eins ist, können Reibungsbremsen und regeneratives Bremsen bereitgestellt werden. Ferner wird die Aufhebung des Fahrerbedarfsdrehmoments über das angeforderte Bremsdrehmoment nicht bereitgestellt.
  • Unter Bezugnahme auf 5A werden beispielhafte Verläufe von Daten gezeigt, die in den Blöcken 462 und 474 aus 4B gespeichert sind. Der Block 462 der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung kann empirisch bestimmte Verstärkungs- oder Skalierungswerte beinhalten (z. B. jede reelle Zahl zwischen 0 und 1), wie im ersten Verlauf auf der linken Seite von 5A angezeigt. Der erste Verlauf ist ein Verlauf von zweifüßiger Getriebeausgabeverstärkung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung. Die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die Gaspedalstellung steigt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse und die Gaspedalstellung steigt an, wenn das Gaspedal heruntergedrückt wird. Der Verlauf 502 zeigt, dass die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung bei geringen Beschleunigungsstellungen ungleich null einen Wert von null hat, wenn das Gaspedal teilweise heruntergedrückt wird. Die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung erhöht sich und erreicht einen Maximalwert von eins, wenn das Gaspedal stärker heruntergedrückt wird. Somit kann sich die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung mit numerischen Zwischenwerten zwischen null und eins von einem Wert von null zu einem Wert von eins ändern.
  • Der Block 474 der zweifüßigen Regenerationsausgabeverstärkung aus 4B kann empirisch bestimmte Verstärkungs- oder Skalierungswerte beinhalten, wie im zweiten Verlauf auf der rechten Seite von 5A angezeigt. Der zweite Verlauf ist ein Verlauf von zweifüßiger Regenerationsausgabeverstärkung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung. Die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die Gaspedalstellung steigt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse und die Gaspedalstellung steigt an, wenn das Gaspedal heruntergedrückt wird. Der Verlauf 504 zeigt, dass die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung bei geringen Beschleunigungsstellungen ungleich null einen Wert von eins hat, wenn das Gaspedal teilweise heruntergedrückt wird. Die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung senkt sich und erreicht dann einen Wert von null, wenn das Gaspedal stärker heruntergedrückt wird. Somit kann sich die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung mit numerischen Zwischenwerten zwischen null und eins von einem reellen numerischen Wert von eins zu einem Wert von null ändern.
  • Wenn das Verfahren aus den 4A und 4B mit der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung und der zweifüßigen Regenerationsverstärkung, die in 5A gezeigt werden, betrieben wird, kann das Bremsdrehmoment das Fahrerbedarfsdrehmoment an der Summierstelle 476 aus 4B aufheben oder verringern, so dass das Getriebeausgabedrehmoment verringert werden kann. Der Fahrerbedarfsdrehmoment kann der Getriebeausgabe befohlen werden, wenn das Gaspedal stärker heruntergedrückt wird, was der Ausgabe der Summierstelle 458 aus 4B ermöglicht, den Block 460 zu durchqueren.
  • Unter Bezugnahme auf 5B werden beispielhafte Verläufe von Daten gezeigt, die in den Blöcken 462 und 474 aus 4B gespeichert sind. Der Block 462 der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung kann empirisch bestimmte Verstärkungs- oder Skalierungswerte beinhalten (z. B. reelle Zahlen), wie im ersten Verlauf auf der linken Seite von 5B angezeigt. Der erste Verlauf ist ein Verlauf von zweifüßiger Getriebeausgabeverstärkung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung. Die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die Gaspedalstellung steigt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse und die Gaspedalstellung steigt an, wenn das Gaspedal heruntergedrückt wird. Der Verlauf 506 zeigt, dass die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung unabhängig von der Gaspedalstellung einen Wert von eins hat.
  • Der Block 474 der zweifüßigen Regenerationsausgabeverstärkung aus 4B kann empirisch bestimmte Verstärkungs- oder Skalierungswerte beinhalten, wie im zweiten Verlauf auf der rechten Seite von 5B angezeigt. Der zweite Verlauf ist ein Verlauf von zweifüßiger Regenerationsausgabeverstärkung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung. Die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Die Gaspedalstellung steigt in Richtung des Pfeils der horizontalen Achse und die Gaspedalstellung steigt an, wenn das Gaspedal heruntergedrückt wird. Der Verlauf 508 zeigt, dass die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung bei geringen Beschleunigungsstellungen ungleich null einen reellen numerischen Wert von eins hat, wenn das Gaspedal teilweise heruntergedrückt wird. Die zweifüßige Getriebeausgabeverstärkung senkt sich und erreicht dann einen Wert von null, wenn das Gaspedal stärker heruntergedrückt wird. Somit kann sich die zweifüßige Regenerationsausgabeverstärkung mit numerischen Zwischenwerten zwischen null und eins von einem reellen numerischen Wert von eins zu einem Wert von null ändern.
  • Wenn das Verfahren der 4A und 4B mit der zweifüßigen Getriebeausgabeverstärkung und der zweifüßigen Regenerationsverstärkung, betrieben wird, die in 5B gezeigt werden, kann die Bremsdrehmomentanforderung über die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit, die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit oder sowohl die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit als auch die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit bei niedrigen Gaspedalstellungen bereitgestellt werden. Das regenerative Bremsen kann beseitigt werden, wenn das Gaspedal stärker heruntergedrückt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 6 wird ein zweites beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Hybridkraftübertragung gezeigt, um die Kraftübertragungswirksamkeit und - leistung während zweifüßigen Fahrens zu verbessern. Das Verfahren aus 6 kann in das System aus den 1A-3 aufgenommen sein und mit diesem zusammenarbeiten. Ferner können zumindest Abschnitte des Verfahrens aus 6 als ausführbare Anweisungen aufgenommen sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, während andere Abschnitte des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der physischen Welt umwandelt.
  • Bei 602 bestimmt das Verfahren 600 eine Fahrzeugbremsdrehmomentanforderung Tq_brkReq und eine Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung Tq_accReq. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 600 eine Fahrzeugbremsdrehmomentanforderung aus einer Stellung eines Bremspedals und einer Tabelle, die gemäß der Bremspedalstellung geordnet oder querverwiesen ist. Die Tabelle beinhaltet empirisch bestimmte Werte von Fahrzeugbremsdrehmoment, die von der Bremspedalstellung abhängig sind. Wenn zum Beispiel die Bremspedalstellung null oder nicht angewendet ist, gibt die Tabelle einen Wert von null Fahrzeugbremsdrehmoment aus. Wenn das Fahrzeugbremspedal auf 10 % des vollständigen Hubs angewendet ist, kann die Tabelle einen Wert ausgeben, der 10 % der Bremsdrehmomentkapazität des Fahrzeugs entspricht (z. B. ein maximaler Bremsdrehmomentschwellenwert, der auf die Fahrzeugräder oder die Kraftübertragung des Fahrzeugs angewendet wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen). Das Fahrzeugbremsdrehmoment ist ein negatives Drehmoment, welches das Fahrzeug verlangsamen kann. Das Verfahren 600 bestimmt das Fahrzeugbremsdrehmoment aus der Ausgabe der Tabelle.
  • Gleichermaßen bestimmt das Verfahren 600 eine Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung aus einer Stellung eines Gaspedals und einer Tabelle, die gemäß der Gaspedalstellung geordnet oder querverwiesen ist. Die Tabelle beinhaltet empirisch bestimmte Werte von Fahrerbedarfsdrehmoment, die von der Gaspedalstellung abhängig sind. Wenn zum Beispiel die Gaspedalstellung null oder nicht angewendet ist, gibt die Tabelle einen kleinen positiven Wert (z. B. 10 Nm) von Fahrerbedarfsdrehmoment aus. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann einer konkreten Position entlang der Kraftübertragung entsprechen. Zum Beispiel kann das Fahrerbedarfsdrehmoment einem Motorausgabedrehmoment, einem Getriebeausgabedrehmoment oder einem Raddrehmoment entsprechen. Wenn das Gaspedal auf 10 % des vollständigen Hubs angewendet ist, kann die Tabelle einen Wert ausgeben, der 10 % der positiven Drehmomentkapazität des Fahrzeugs entspricht (z. B. ein oberer positiver Drehmomentschwellenwert, der auf die Fahrzeugräder oder die Kraftübertragung des Fahrzeugs angewendet wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen). Das Fahrzeugfahrerbedarfsdrehmoment ist ein positives Drehmoment, welches das Fahrzeug beschleunigen kann. Das Verfahren 400 bestimmt das Fahrerbedarfsdrehmoment aus der Ausgabe der Tabelle.
  • In alternativen Systemen kann eine Steuerung (z. B. eine Steuerung eines autonomen Fahrzeugs) Fahrerbedarfsdrehmoment und Fahrzeugbremsdrehmoment über Variablen, die im flüchtigen Steuerungsspeicher gespeichert wurden, oder über Signale anfordern, wie etwa analoge oder digitale Eingaben und Ausgaben, statt vom Gas- und Bremspedal. Das Verfahren 600 geht zu 604 über.
  • Bei 604 beurteilt das Verfahren 600, ob das Fahrzeug mit zwei Füßen oder über einen Menschen oder eine Steuerung betrieben wird, die gleichzeitig Fahrzeugbremsdrehmoment und Fahrerbedarfsdrehmoment anfordert. In einem Beispiel kann das Verfahren 600 beurteilen, dass das Fahrzeug mit zwei Füßen gefahren wird, wenn Fahrerbedarfsdrehmoment größer als ein Schwellenwert wird und das Fahrzeugbremsdrehmoment einen Betrag aufweist, der größer als ein Schwellenwert ist. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass das Fahrerbedarfsdrehmoment, das bei 602 bestimmt wurde, größer als ein Schwellenwert ist und der Fahrzeugbremsdrehmomentbetrag, der bei 602 bestimmt wurde, größer als ein Schwellenwert ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 600 geht zu 606 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 620 über.
  • Bei 620 betreibt das Verfahren 600 das Fahrzeug als Reaktion auf ein angewendetes Pedal oder kein angewendetes Pedal. Wenn das Gaspedal angewendet wird, kann ein positives Kraftübertragungsdrehmoment über eine oder mehrere Kraftübertragungsdrehmomentquellen bereitgestellt werden (z. B. die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit, die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit, den integrierten Anlasser/Generator, den Verbrennungsmotor). Die Drehmomentausgabe von einer oder mehreren der Kraftübertragungsdrehmomentquellen stellt das Fahrerbedarfsdrehmoment bereit. Wenn stattdessen das Bremspedal angewendet wird, kann ein Fahrzeugbremsdrehmoment über eine oder mehrere elektrische Drehmomentquellen der Kraftübertragung (z. B. integrierter Anlasser/Generator, elektrische Maschine der Frontantriebseinheit, elektrische Maschine der Heckantriebseinheit) und die Reibungsbremsen des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Das Verfahren 600 stellt das angeforderte Fahrerbedarfsdrehmoment oder das Fahrzeugbremsdrehmoment bereit und geht zum Ende über.
  • Bei 606 beurteilt das Verfahren 600, ob sich das Fahrzeug in einem Leistungsmodus befindet oder nicht. Der Leistungsmodus kann über einen menschlichen Fahrer über eine Eingabevorrichtung oder über eine Steuerung unter Verwendung einer Variable in einem flüchtigen Speicher ausgewählt werden. Der Leistungsmodus kann zum Betreiben des Fahrzeugs auf einer geschlossenen Teststrecke, abseits der Straße oder unter anderen ähnlichen Bedingungen geeignet sein. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass der Leistungsmodus angefordert wird, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht zu 630 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 608 über.
  • Bei 630 bestimmt und befiehlt das Verfahren 600 das Motorausgabedrehmoment. Das Motorausgabedrehmoment kann gemäß der Gleichung Tq_eng=Tq_accReq/(rt_trans*rt_fd1) befohlen werden, bei der Tq_eng das befohlene Motordrehmoment ist, Tq_accReq das angeforderte Beschleunigungsdrehmoment oder das Fahrerbedarfsdrehmoment ist, das bei 602 bestimmt wurde, rt trans das Übersetzungsverhältnis des gegenwärtig in Eingriff gebrachten Getriebegangs ist und rt_fd1 das Übersetzungsverhältnis des Endantriebs- oder Heckantriebseinheit ist. Das Motordrehmoment kann über das Anpassen der Motordrehmomentaktoren, wie etwa die Motordrossel, Nockenzeitsteuerung, Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung und Frühzündung, befohlen werden. Der Motor wird ebenfalls gestartet, wenn das befohlene Motordrehmoment größer als null ist und der Motor angehalten ist. Das Verfahren 600 geht zu 632 über, nachdem das Motordrehmoment bestimmt und befohlen wurde.
  • Bei 632 befiehlt das Verfahren 600 das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Drehmoment der Reibungsbremsen. Als erstes bestimmt das Verfahren 600 ein maximales oder oberes Schwellenwertdrehmoment des regenerativen Bremsens. In einem Beispiel kann das maximale Drehmoment des regenerativen Bremsens empirisch bestimmt und in einer Tabelle im nichtflüchtigen Speicher als eine Funktion der Temperatur der elektrischen Maschine und des Batterieladezustands gespeichert werden. Das Verfahren 600 ruft über das Ordnen oder Querverweisen der Tabelle ein maximales Drehmoment des regenerativen Bremsens aus dem Speicher ab. Das Verfahren 600 wählt dann ein größeres von dem maximalen Drehmoment des regenerativen Bremsens und dem angeforderten Bremsdrehmoment, das bei 602 bestimmt wurde. Der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit und/oder der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit wird der größere von dem maximalen Drehmoment des regenerativen Bremsens und dem angeforderten Bremsdrehmoment befohlen. Wenn zum Beispiel das maximale Drehmoment des regenerativen Bremsens -300 Nm beträgt und das angeforderte Bremsdrehmoment -200 Nm beträgt, wird der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit und/oder der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit befohlen -200 Nm Drehmoment bereitzustellen, da - 200 Nm größer als -300 Nm ist. Den Reibungsbremsen wird befohlen, Drehmoment gemäß der folgenden Gleichung bereitzustellen: Tq_fricbrk=Tq_brakeReq-Tq_elec, bei der Tq_fricbrk das Reibungsbremsdrehmoment ist, Tq_brakeReq das angeforderte Bremsdrehmoment ist und Tq_elec das Drehmoment ist, dass den elektrischen Maschinen (z. B. elektrische Maschine der Heckantriebseinheit und/oder elektrische Maschine der Frontantriebseinheit) befohlen wird bereitzustellen. Das Verfahren 600 geht zum Ende über, nachdem das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Reibungsbremsdrehmoment befohlen wurden.
  • Bei 608 bestimmt das Verfahren 600 ein angefordertes Gesamtdrehmoment. Das angeforderte Gesamtfahrzeugdrehmoment kann ausgedrückt werden als Tq_tot=Tq_accReq+Tq_brkReq. Das Fahrerbedarfsdrehmoment oder Beschleunigungsdrehmoment Tq_accReq ist ein positiver Wert und das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment Tq_brkReq ist ein negatives Drehmoment, so dass das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment mindestens einen Teil des Fahrerbedarfsdrehmoments aufheben kann. Das Verfahren 600 geht zu 610 über.
  • Bei 610 beurteilt das Verfahren 600, ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot größer als ein Schwellenwertdrehmoment ist, oder ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als ein Ausgabedrehmomentschwellenwert der elektrischen Maschine ist (z. B. ein maximales positives Drehmoment, das durch die elektrische Maschine bereitgestellt wird). Das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine kann das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit, das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit oder eine Kombination der Ausgabedrehmomente der vorderen und hinteren elektrischen Maschine sein. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als das Schwellenwertdrehmoment ist, oder wenn die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung größer als das Ausgabedrehmoment der elektrischen Maschine ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 600 geht zu 640 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 612 über.
  • Bei 640 startet das Verfahren 600 den Verbrennungsmotor und stellt die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung über das Befehlen des Motordrehmoments auf den Wert bereit, der die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellt. In einem Beispiel kann die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Ausgabedrehmoment der Fahrzeugräder sein. Dem Motor kann befohlen werden, den Drehmomentwert der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung durch das Anpassen der Motordrehmomentaktoren bereitzustellen, wie etwa Motordrossel, Zündzeitpunkt und Kraftstoffeinspritzungszeitsteuerung, so dass das angeforderte Drehmoment an den Rädern bereitgestellt wird. Wenn nur der Motor die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellt, wird das Motordrehmoment gemäß der folgenden Gleichung angepasst: Tq_eng=Tq_tot/(rt_trans*rt_fd1). Wenn der Motor und die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bereitstellen sollen, dann muss das Motordrehmoment gemäß der Gleichung Tq_tot=Tq_eng*rt_trans*rt_fd1+Tq_mtrP3*rt_fd1 bestimmt werden, in der Tq_mtrP3 das Drehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit ist. Wenn das Gesamtdrehmoment durch den Motor und die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit bereitgestellt wird, dann kann das Motordrehmoment gemäß der Gleichung Tq_tot=Tq_eng*rt_trans*rt_fd1+Tq_mtrP4*rt_fd2 bestimmt werden, in der Tq_mtrP4 das Drehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit und rt_fd2 die endgültige Antriebsübersetzung des Vorderachsdifferentials ist. Das Verfahren 600 geht zum Ende über, nachdem die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung über den Motor bereitgestellt wurde.
  • Bei 612 beurteilt das Verfahren 600, ob die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot größer als null ist oder nicht. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass der Wert von Tq_tot größer als null ist, dann ist das Fahrzeugbremsdrehmoment geringer als das Fahrerbedarfs- oder Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment. Wenn der Wert für Tq_tot größer als null ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 600 geht zu 616 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 600 geht zu 614 über.
  • Bei 616 stellt das Verfahren 600 den Wert des Gesamtfahrzeugdrehmoments über lediglich eine oder beide der elektrischen Maschine der Vorderachs- und Heckantriebseinheit bereit. Das Drehmoment, das über die eine oder beide elektrische Maschinen bereitgestellt wird, kann über das Anpassen der Spannung und/oder des Stroms, der den elektrischen Maschinen zugeführt wird, angepasst werden. Wenn die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung über die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit bereitgestellt wird, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit gemäß der folgenden Gleichung angepasst: Tq_mtrP3= Tq_tot/rt_fd1. Wenn die Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung über die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit bereitgestellt wird, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit gemäß der folgenden Gleichung angepasst: Tq_mtrP4= Tq_tot/rt_fd2. Das Verfahren 600 geht zum Ende über.
  • Bei 614 bestimmt und befiehlt das Verfahren 600 das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Drehmoment der Reibungsbremsen. In einem Beispiel bestimmt das Verfahren 600 das Drehmoment der elektrischen Maschine durch das Auswählen eines Maximalwerts eines maximalen Regenerationsdrehmoments (Tq_regen) und der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung Tq_tot (z. B. Tq_elec=max(Tq_regen, Tq_tot)), wobei Tq_elec das Drehmoment der elektrischen Maschine ist. Das Drehmoment der elektrischen Maschine kann das Drehmoment der elektrischen Maschine der Frontantriebseinheit, das Drehmoment der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit oder die Drehmomente der elektrischen Maschine von sowohl der Front- als auch der Heckantriebseinheit beinhalten. Das Drehmoment der Reibungsbremsen wird dann über das Abziehen des Drehmoments der elektrischen Maschine von der Gesamtfahrzeugdrehmomentanforderung bestimmt (z. B. Tq_frict=Tq_tot-Tq_elec), wobei Tq_frict das Drehmoment der Reibungsbremsen ist, das über die Reibungsbremsen des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Das Verfahren 600 geht zum Ende über.
  • Auf diese Art können das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Getriebeausgabedrehmoment angepasst werden, um ein gewünschtes Kraftübertragungsdrehmoment bereitzustellen. Zusätzlich können das Fahrerbedarfsdrehmoment und das Bremsdrehmoment als durch einen menschlichen Fahrer oder eine Steuerung angefordert befohlen werden, ohne das Motordrehmoment oder das Bremsdrehmoment aufgehoben werden, so dass erhöhte Fahrzeugleistung bereitgestellt werden kann.
  • An dieser Stelle wird auf 7 Bezug genommen, in der eine voraussichtliche Betriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 6 gezeigt wird. Die in 7 gezeigte Fahrzeugbetriebsabfolge kann über das Verfahren aus 6 gemeinsam mit dem in den 1A-3 gezeigten System bereitgestellt werden. Die in 7 gezeigten Verläufe treten gleichzeitig auf und sind zeitlich ausgerichtet.
  • Der erste Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des Fahrzeugbetriebsmodus in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Fahrzeugbetriebsmodus dar. Der Fahrzeugbetriebsmodus ist ein Grundmodus oder ein Modus niedriger Leistung, wenn sich die Kurve 702 auf einem niedrigen Niveau nahe der horizontalen Achse befindet. Der Fahrzeugbetriebsmodus ist ein Leistungsmodus, wenn sich die Kurve 702 auf einem hohen Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der zweite Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Gaspedalposition in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Gaspedalstellung dar und das Gaspedal wird stärker betätigt, wenn sich die Kurve 704 näher am Pfeil der vertikalen Achse befindet. Das Gaspedal wird schwächer betätigt, wenn sich die Kurve 704 näher an der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der dritte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoments oder Fahrerbedarfsdrehmoments (Kurve 706) in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment dar und das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment steigt in Richtung des nach oben gerichteten Pfeils der vertikalen Achse. Die Fahrzeugbeschleunigungsdrehmomentanforderung kann auf der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren. Die Fahrzeugbeschleunigungsdrehmomentanforderung ist ein Drehmomentwert am Antriebsrad des Fahrzeugs. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der vierte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Bremspedalstellung in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Bremspedalstellung dar und das Bremspedal wird stärker betätigt, wenn sich die Kurve 708 nahe des Pfeils der vertikalen Achse befindet. Das Bremspedal wird schwächer betätigt, wenn sich die Kurve 708 nahe der horizontalen Achse befindet. Das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment ist ein Drehmomentwert an den Rädern des Fahrzeugs. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der fünfte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf eines angeforderten Bremsdrehmoments (Kurve 710) in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt das angeforderte Bremsdrehmoment dar und der Betrag des angeforderten Bremsdrehmoments nimmt in Richtung des nach unten gerichteten Pfeils der vertikalen Achse zu. Das angeforderte Bremsdrehmoment kann durch die Bremspedalstellung bestimmt werden. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der sechste Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des angeforderten Motordrehmoments (Kurve 712) in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt das angeforderte Motordrehmoment dar und das angeforderte Motordrehmoment steigt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse. Das angeforderte Motordrehmoment kann aus der Fahrzeugbeschleunigungsdrehmomentanforderung und Anweisungen bestimmt werden, die das Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf den Motor und die elektrischen Maschinen verteilen. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der siebente Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des angeforderten Drehmoments der elektrischen Maschine (Kurve 714) in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine dar und der Betrag des angeforderten Drehmoments der elektrischen Maschine nimmt in Richtung des nach unten gerichteten Pfeils der vertikalen Achse zu. Das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine kann aus einer Gaspedalstellung und/oder Bremspedalstellung bestimmt werden. Das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine kann über die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit und/oder die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit bereitgestellt werden. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Der achte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf einer Anzeige des zweifüßigen Fahrens (Kurve 716) in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Vorhandensein oder die Abwesenheit von zweifüßigem Fahren dar. Zweifüßiges Fahren wird angezeigt, wenn sich die Kurve 716 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt, wenn sich die Kurve 716 auf einem niedrigeren Niveau nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
  • Die horizontale Achse jedes Verlaufs entspricht einem Wert von null für die vertikale Achse, sofern nichts anderes angegeben ist. Ferner entspricht die vertikale Achse jedes Verlaufs einem Wert der Zeit von null.
  • Bei Zeitpunkt T0 wird das Fahrzeug nicht in einem Leistungsmodus betrieben und das Gaspedal wird auf einem mittleren Niveau angewendet. Das angeforderte Beschleunigungsdrehmoment befindet sich auf einem mittleren Niveau und das Bremspedal wird nicht betätigt. Das angeforderte Bremsdrehmoment ist null und das angeforderte Motordrehmoment befindet sich auf einem mittleren Niveau. Das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine ist null und zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt.
  • Bei Zeitpunkt T1 löst der Fahrer (nicht gezeigt) teilweise das Gaspedal und die Fahrzeugbeschleunigungsanforderung beginnt als Reaktion auf die Gaspedalstellung zu sinken. Das Bremspedal wird nicht angewendet und das angeforderte Bremsdrehmoment ist null. Das angeforderte Motordrehmoment wird ebenfalls als Reaktion auf die Gaspedalstellung verringert. Das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine ist null und zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt. Das Fahrzeug wird weiterhin im Grund- oder Nichtleistungsmodus betrieben.
  • Bei Zeitpunkt T2 wendet der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) das Bremspedal an, während das Gaspedal angewendet wird. Das Gaspedal wird weiter gelöst und das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment sinkt weiter ab, wenn das Gaspedal gelöst wird. Das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment erhöht sich, wenn die Bremspedalstellung erhöht wird. Das angeforderte Motordrehmoment sinkt, wenn das Gaspedal gelöst wird. Der Betrag des angeforderten Drehmoments der elektrischen Maschine erhöht sich, wenn die Bremspedalstellung erhöht wird. Zweifüßiges Fahren wird dadurch angezeigt, dass die Kurve 716 von einem niedrigen Niveau zu einem höheren Niveau übergeht.
  • Zwischen Zeitpunkt T2 und Zeitpunkt T3 wird die Gaspedalstellung auf einem niedrigeren von null verschiedenen Niveau gehalten, wenn der Fahrer (nicht gezeigt) das Gaspedal in einer teilweise angewendeten Stellung hält. Da das Fahrzeug nicht in einem Leistungsmodus betrieben wird, kann die Steuerung das angeforderte Gesamtfahrzeugdrehmoment, welches das Motor- oder Getriebeausgabedrehmoment und das Fahrzeugbremsdrehmoment beinhaltet, über das Aufheben von mindestens einem Teil des Motor- oder Getriebeausgabedrehmoments um mindestens einen Teil des Betrags des angeforderten Bremsdrehmoments bereitstellen. Durch das Aufheben des Motor- oder Getriebeausgabedrehmoments auf Grundlage des angeforderten Fahrzeugbremsdrehmoments können der Motor und/oder der integrierte Anlasser/Generator bei einem niedrigen Ladeniveau betrieben werden, um Kraftstoff und/oder elektrische Energie zu sparen und Kraftübertragungsdrehmomentbelastung zu verringern, während das angeforderte Gesamtfahrzeugdrehmoment bereitgestellt wird. in diesem Beispiel fordert das Gaspedal einen niedrigen Betrag von Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment an, das über den Motor und/oder den integrierten Anlasser/Generator bereitgestellt werden kann, aber der Fahrer fordert ebenfalls Fahrzeugbremsdrehmoment an, weshalb das angeforderte Motordrehmoment im Vergleich dazu verringert wird, wenn das Motordrehmoment ausschließlich auf dem angeforderten Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment basieren würde, das auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung basiert. Konkret kann das angeforderte Motordrehmoment 712 auf null, so dass der Motor angehalten werden kann, oder auf einen niedrigen Betrag verringert werden, so dass sich der Motor im Leerlauf befinden kann, während das Bremsen angefordert wird. Der Anforderungsbetrag des Drehmoments der elektrischen Maschine 714 ist ein Wert, der geringer als das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment 710 ist, so dass das Gesamtfahrzeugdrehmoment gleich der Summe des angeforderten Beschleunigungsdrehmoments und des angeforderten Bremsdrehmoments ist. Auf diese Art kann das Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment durch das angeforderte Bremsdrehmoment aufgehoben werden, so dass der Motor und der integrierte Anlasser/Generator mit niedrigerer Last betrieben werden können, um den Kraftstoffverbrauch und die Kraftübertragungsdrehmomentbelastung zu verringern. Zweifüßiges Fahren wird weiterhin angezeigt.
  • Bei Zeitpunkt T3 wird das Bremspedal wie durch die Bremspedalstellung angezeigt gelöst und der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) erhöht die Anwendung des Gaspedals. Das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment erhöht sich als Reaktion auf die erhöhte Gaspedalstellung und das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment wird als Reaktion auf die Bremspedalstellung verringert. Die Motordrehmomentanforderung erhöht sich ebenfalls als Reaktion auf die erhöhte Gaspedalstellung und die verringerte Bremspedalstellung. Das Drehmoment der elektrischen Maschine wird auf null verringert. Zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt, da die Bremspedalstellung null beträgt. Das Fahrzeug wird weiterhin im Grund- oder Nichtleistungsmodus betrieben.
  • Zwischen Zeitpunkt T3 und Zeitpunkt T4 schaltet der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) den Fahrzeugbetriebsmodus vom Grund- in den Leistungsmodus, wie durch die Fahrzeugmoduskurve 702 angezeigt. Die Gaspedalstellung und Bremspedalstellung bleiben nahezu gleich und zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt.
  • Bei Zeitpunkt T4 löst der Fahrer (nicht gezeigt) noch einmal teilweise das Gaspedal und die Fahrzeugbeschleunigungsanforderung beginnt als Reaktion auf die Gaspedalstellung zu sinken. Das Bremspedal wird nicht angewendet und das angeforderte Bremsdrehmoment ist null. Das angeforderte Motordrehmoment wird ebenfalls als Reaktion auf die Gaspedalstellung verringert. Das angeforderte Drehmoment der elektrischen Maschine ist null und zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt. Das Fahrzeug wird weiterhin im Leistungsmodus betrieben.
  • Bei Zeitpunkt T5 wendet der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) das Bremspedal an, während das Gaspedal angewendet wird. Das Gaspedal wird weiter gelöst und das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment sinkt weiter ab, wenn das Gaspedal gelöst wird. Das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment erhöht sich, wenn die Bremspedalstellung erhöht wird. Das angeforderte Motordrehmoment sinkt, wenn das Gaspedal gelöst wird. Der Betrag des angeforderten Drehmoments der elektrischen Maschine erhöht sich, wenn die Bremspedalstellung erhöht wird. Zweifüßiges Fahren wird dadurch angezeigt, dass die Kurve 716 von einem niedrigen Niveau zu einem höheren Niveau übergeht.
  • Zwischen Zeitpunkt T5 und Zeitpunkt T6 wird die Gaspedalstellung auf einem niedrigeren von null verschiedenen Niveau gehalten, wenn der Fahrer (nicht gezeigt) das Gaspedal in einer teilweise angewendeten Stellung hält. Da das Fahrzeug in einem Leistungsmodus betrieben wird, stellt die Steuerung das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment über den Motor und/oder den integrierten Anlasser/Generator bereit. Ferner wird das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment über die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit und/oder die elektrische Maschine der Frontantriebseinheit bereitgestellt. Das angeforderte Motordrehmoment bleibt ungleich null und auf einem Niveau, welches das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment bereitstellt. Somit werden sowohl das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als auch das angeforderte Bremsdrehmoment mit angeforderten Niveaus über das Bereitstellen positiven Motor- oder Getriebeausgabedrehmoments und negativen Drehmoments der elektrischen Maschine bereitgestellt. Das Motor- oder Getriebeausgabedrehmoment wird nicht über das angeforderte Bremsdrehmoment aufgehoben. Durch das Bereitstellen des Motor- oder Getriebeausgangsdrehmoments mit einem von null verschiedenen Niveau kann das Fahrzeug in einem Zustand betrieben werden, der die Fahrzeugdrehmomentreaktion verbessert, wenn der Fahrer nachfolgend das Gaspedal weitergehend anwendet und das Bremspedal löst. Zweifüßiges Fahren wird weiterhin angezeigt.
  • Bei Zeitpunkt T6 wird das Bremspedal wie durch die Bremspedalstellung angezeigt gelöst und der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) erhöht die Anwendung des Gaspedals. Das angeforderte Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment erhöht sich als Reaktion auf die erhöhte Gaspedalstellung und das angeforderte Fahrzeugbremsdrehmoment wird als Reaktion auf die Bremspedalstellung verringert. Die Motordrehmomentanforderung erhöht sich ebenfalls als Reaktion auf die erhöhte Gaspedalstellung und die verringerte Bremspedalstellung. Das Drehmoment der elektrischen Maschine wird auf null verringert. Zweifüßiges Fahren wird nicht angezeigt, da die Bremspedalstellung null beträgt. Das Fahrzeug wird weiterhin im Grund- oder Nichtleistungsmodus betrieben.
  • Auf diese Art kann das Fahrzeug in einem Nichtleistungsmodus betrieben werden, um Energie zu sparen und in einem Leistungsmodus betrieben werden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu verbessern. Die Fahrzeugbeschleunigung kann über das Betreiben eines Motors in einem Zustand verbessert werden, in dem sich das Motordrehmoment als Reaktion auf eine sich erhöhende Fahrzeugbeschleunigungsanforderung schneller entwickeln kann.
  • Somit stellen die hierin beschriebenen Verfahren ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, umfassend: Das Erzeugen eines Gesamtfahrzeugdrehmoments über das Hinzufügen eines ersten angeforderten Betrags an Bremsdrehmoment zu einem ersten angeforderten Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf ein Gaspedal und ein Bremspedal, die gleichzeitig in einem ersten Modus angewendet werden, wobei der erste angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf eine Bremspedalstellung reagiert und der erste angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung reagiert; und das Erzeugen eines zweiten angeforderten Betrags an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf die Gaspedalstellung und eines zweiten Betrags an Bremsdrehmoment als Reaktion auf die Bremspedalstellung als Reaktion darauf, dass das Gaspedal und das Bremspedal gleichzeitig in einem zweiten Modus angewendet werden, wobei der zweite angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung und nicht die Bremspedalstellung reagiert und der zweite angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf die Bremspedalstellung und nicht die Gaspedalstellung reagiert.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Erzeugen eines skalierbaren Drehmomentaufhebungsbetrags und einer Verstärkung regenerativen Drehmoments für jeden der Vielzahl von Modi, die den ersten Modus und den zweiten Modus beinhalten. Das Verfahren beinhaltet, dass der erste angeforderte Betrag von Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment und der zweite angeforderte Betrag von Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment positive Drehmomente sind, die auf eine Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden. Das Verfahren beinhaltet, dass der erste und zweite angeforderte Betrag des Bremsdrehmoments negative Drehmomente, die auf eine Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden, Reibungsbremsdrehmomente oder eine Kombination aus negativen Drehmomenten, die auf die Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden, und Reibungsbremsdrehmomenten sind. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Drehmoments der elektrischen Maschine und eines Reibungsbremsdrehmoments aus dem Gesamtfahrzeugdrehmoment. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen des Gesamtfahrzeugdrehmoments über lediglich eine elektrische Maschine. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Reibungsbremsdrehmoments im zweiten Modus als Reaktion auf ein Drehmoment der elektrischen Maschine und den zweiten angeforderten Betrag von Bremsdrehmoment.
  • Die hierin beschriebenen Verfahren stellen auch ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, umfassend: das Skalieren eines Fahrerbedarfs und einer regenerativen Bremsanforderung als eine Funktion der Gaspedalstellung als Reaktion auf ein Gaspedal und ein Bremspedal, die gleichzeitig angewendet werden; und das Anpassen eines Getriebeausgabedrehmoments und eines Drehmoments der elektrischen Maschine als Reaktion auf den skalierten Fahrerbedarf und die skalierte regenerative Bremsanforderung.
  • Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen des Fahrerbedarfs über eine Gaspedalstellung und eine Lookup-Tabelle. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der regenerativen Bremsanforderung über eine Bremspedalstellung. Das Verfahren beinhaltet, dass das Skalieren des Fahrerbedarfs das Multiplizieren des Fahrerbedarfs mit einem Wert beinhaltet, der von null bis eins reicht. Das Verfahren beinhaltet, dass der Wert für Gaspedalstellungen, die geringer als ein Schwellenwert sind, null ist. Das Verfahren beinhaltet, dass das Skalieren der regenerativen Bremsanforderung das Multiplizieren der regenerativen Bremsanforderung mit einem Wert beinhaltet, der von null bis eins reicht. Das Verfahren beinhaltet, dass der Wert für Gaspedalstellungen, die größer als ein Schwellenwert sind, null ist.
  • Die hierin beschriebenen Verfahren stellen auch ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, umfassend: während ein Bremspedal und ein Gaspedal angewendet werden, das Befehlen eines Getriebeausgabedrehmoments aus einem größeren von einem skalierten Fahrerbedarfsdrehmoment, einem Gaspedaldrehmoment von null und eines Fahrerbedarfsdrehmoments, das an eine Bremspedalstellung angepasst wurde; und während ein Bremspedal und ein Gaspedal angewendet werden, das Befehlen eines Drehmoments der elektrischen Maschine als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment, das an die Bremsstellung angepasst wurde, minus dem befohlenen Getriebeausgabedrehmoment. Das Verfahren beinhaltet, dass das skalierte Fahrerbedarfsdrehmoment ein Fahrerbedarfsdrehmoment ist, das mit einem Wert multipliziert wurde, wobei der Wert von null bis eins reicht. Das Verfahren beinhaltet, dass der Wert für eine Gaspedalstellung, die geringer als ein Schwellenwert ist, null ist. Das Verfahren beinhaltet, dass das Fahrerbedarfsdrehmoment, das an die Bremsstellung angepasst wurde, ein Fahrerbedarfsdrehmoment plus einer skalierten Bremsdrehmomentanforderung ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die skalierte Bremsdrehmomentanforderung eine Bremsdrehmomentanforderung ist, die mit einem Wert multipliziert wurde, der einen Bereich von null bis eins aufweist, wobei der Wert eine Funktion der Gaspedalstellung ist. Das Verfahren beinhaltet, dass das Getriebeausgabedrehmoment über einen Motor und/oder eine elektrische Maschine bereitgestellt wird.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen im Zusammenhang mit unterschiedlichen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden.
  • Ferner können Teile der Verfahren physische Handlungen sein, die in der realen Welt erfolgen, um einen Zustand einer Vorrichtung zu ändern. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, wiedergeben. Somit können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Beispiele zu erreichen, und wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden. Einer oder mehrere der hier beschriebenen Verfahrensschritte können auf Wunsch weggelassen werden.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Abläufe beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Auslegungen und weitere vorliegend offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, egal ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims (14)

  1. Kraftübertragungsbetriebsverfahren, umfassend: das Bereitstellen eines Gesamtfahrzeugdrehmoments über das Hinzufügen eines ersten angeforderten Betrags an Bremsdrehmoment zu einem ersten angeforderten Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf ein Gaspedal und ein Bremspedal, die gleichzeitig in einem ersten Modus angewendet werden, wobei der erste angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf eine Bremspedalstellung reagiert und der erste angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung reagiert; und und das Bereitstellen eines zweiten angeforderten Betrags an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment als Reaktion auf die Gaspedalstellung und eines zweiten angeforderten Betrags an Bremsdrehmoment als Reaktion auf die Bremspedalstellung als Reaktion darauf, dass das Gaspedal und das Bremspedal gleichzeitig in einem zweiten Modus angewendet werden, wobei der zweite angeforderte Betrag an Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment auf eine Gaspedalstellung und nicht die Bremspedalstellung reagiert und der zweite angeforderte Betrag an Bremsdrehmoment auf die Bremspedalstellung und nicht die Gaspedalstellung reagiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Modus ein Grundfahrzeugbetriebsmodus ist, wobei der zweite Modus ein Leistungsfahrzeugbetriebsmodus ist und wobei das Gesamtfahrzeugdrehmoment über eine Kombination von Motordrehmoment, Drehmoment der elektrischen Maschine und Reibungsbremsdrehmoment bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste angeforderte Betrag von Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment und der zweite angeforderte Betrag von Fahrzeugbeschleunigungsdrehmoment positive Drehmomente sind, die auf eine Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite angeforderte Betrag des Bremsdrehmoments negative Drehmomente, die auf eine Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden, Reibungsbremsdrehmomente oder eine Kombination aus negativen Drehmomenten, die auf die Fahrzeugkraftübertragung angewendet werden, und Reibungsbremsdrehmomenten sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen eines Drehmoments der elektrischen Maschine und eines Reibungsbremsdrehmoments aus dem Gesamtfahrzeugdrehmoment.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bereitstellen des Gesamtfahrzeugdrehmoments über lediglich eine elektrische Maschine.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen eines Reibungsbremsdrehmoments im zweiten Modus als Reaktion auf ein Drehmoment der elektrischen Maschine und den zweiten angeforderten Betrag von Bremsdrehmoment.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: das Skalieren eines Fahrerbedarfsdrehmoments und einer regenerativen Bremsanforderung als eine Funktion der Gaspedalstellung als Reaktion auf das Gaspedal und das Bremspedal, die gleichzeitig angewendet werden; und das Anpassen eines Getriebeausgabedrehmoments und eines Drehmoments der elektrischen Maschine als Reaktion auf den skalierten Fahrerbedarf und die skalierte regenerative Bremsanforderung.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Bestimmen des Fahrerbedarfsdrehmoments über eine Gaspedalstellung und eine Lookup-Tabelle.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend das Bestimmen der regenerativen Bremsanforderung über eine Bremspedalstellung.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Skalieren des Fahrerbedarfsdrehmoments das Multiplizieren des Fahrerbedarfs mit einem Wert beinhaltet, der von null bis eins reicht.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Wert für Gaspedalstellungen, die geringer als ein Schwellenwert sind, null ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Skalieren der regenerativen Bremsanforderung das Multiplizieren der regenerativen Bremsanforderung mit einem Wert beinhaltet, der von null bis eins reicht.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Wert für Gaspedalstellungen, die größer als ein Schwellenwert sind, null ist.
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CN117688786A (zh) * 2024-02-04 2024-03-12 吉林大学 单电机集中前驱式纯电汽车整车能量流闭环分析研究方法

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