DE102018111258A1

DE102018111258A1 - Startsteuerstrategie für hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE102018111258A1
Application number: DE102018111258.0A
Authority: DE
Inventors: Christopher Michael Kava; Alan Robert Dona
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2018-11-22
Also published as: CN108860131A; US20180334160A1; US10308237B2

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet einen Motor, einen Elektromotor, einen Antriebsstrang und eine Steuerung. Der Motor und der Elektromotor sind jeweils dazu konfiguriert, im Antriebsstrang Leistung zu erzeugen. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist und sich der Antriebsstrang im Fahrmodus befindet, die Motorleistung bis zu einer maximalen Leistungsausgabekapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuerstrategien für Hybridfahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybridfahrzeuge können sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen oder mehrere Elektromotoren zum Erzeugen von Leistung für den Fahrzeugantrieb beinhalten.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Motor, einen Elektromotor, einen Antriebsstrang und eine Steuerung. Der Motor und der Elektromotor sind jeweils dazu konfiguriert, im Antriebsstrang Leistung zu erzeugen. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist und sich der Antriebsstrang im Fahrmodus befindet, die Motorleistung bis zu einer maximalen Leistungsausgabekapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Motor, einen Elektromotor, ein Antriebsrad und eine Steuerung. Der Motor und der Elektromotor sind jeweils dazu konfiguriert, dem Antriebsrad Leistung zuzuführen. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung bis mindestens zur Hälfte einer maximalen Leistungskapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität, und das Antriebsrad von der Motor- und Elektromotorleistung zu trennen.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Motor, einen Elektromotor und eine Steuerung. Der Motor und der Elektromotor sind jeweils dazu konfiguriert, Leistung zu erzeugen. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung bis mindestens zur Hälfte einer maximalen Leistungsausgabekapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, was das Erhöhen der Temperatur des Elektromotors bis zu einem vorher festgelegten Schwellenwert mit sich bringt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs, das einen Parallelhybridantriebsstrang aufweist;
2 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs, das einen Hybridantriebsstrang mit Leistungsverzweigung aufweist; und
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehmomentstartsteuerstrategie für ein Hybridfahrzeug veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einem Fachmann die vielfältige Verwendung der Ausführungsformen zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, wie sie unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines schematischen Hybridelektrofahrzeugs (hybrid electric vehicle - HEV) 10, das einen Parallelhybridantriebsstrang aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Motor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (modular hybrid transmission - MHT) bezeichnet werden kann. Das Getriebe 16 kann über einen Getriebebereichsschalthebel in PRNDSL (park, reverse, neutral, drive, sport, low - Parken, Rückwärts, Neutral, Fahren, Sport, Niedrig) geschaltet werden. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine, wie etwa einen Elektromotor/Generator (motor/generator - M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein mehrstufig übersetztes Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24.
Der Motor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10, die dazu konfiguriert sind, das HEV 10 anzutreiben. Der Motor 14 stellt im Allgemeinen eine Leistungsquelle dar, die einen Verbrennungsmotor, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Motor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Der Motor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M/G 18 bereitgestellt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Motor 14 und dem M/G 18 zumindest teilweise eingekuppelt ist. Der M/G 18 kann durch eine beliebige einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen umgesetzt sein. Beispielsweise kann es sich bei dem M/G 18 um einen permanenterregten Synchronmotor handeln. Die Leistungselektronik konditioniert die durch die Batterie 20 bereitgestellte Gleichstrom(direct current - DC)-Leistung auf die Anforderungen des M/G 18, wie nachfolgend beschrieben wird. Beispielsweise kann die Leistungselektronik dem M/G 18 einen Dreiphasenwechselstrom (alternating current - AC) bereitstellen.
Wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist, ist ein Leistungsfluss vom Motor 14 zum M/G 18 oder vom M/G 18 zum Motor 14 möglich. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung 26 eingekuppelt sein und der M/G 18 kann als Generator arbeiten, um Drehenergie, die durch eine Kurbelwelle 28 und eine M/G-Welle 30 bereitgestellt wird, in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die Ausrückkupplung 26 kann zudem ausgekuppelt sein, um den Motor 14 derart vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu trennen, dass der M/G 18 als alleinige Antriebsquelle für das HEV 10 fungieren kann. Eine Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist durchgehend antriebsfähig mit der Welle 30 verbunden, wohingegen der Motor 14 nur dann antriebsfähig mit der Welle 30 verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Daher ist der Drehmomentwandler 22 mit dem Motor 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein an der M/G-Welle 30 befestigtes Pumpenrad und ein an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigtes Turbinenrad. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Pumpenrad auf das Turbinenrad, wenn sich das Pumpenrad schneller dreht als das Turbinenrad. Die Höhe des Turbinenraddrehmoments und des Pumpenraddrehmoments hängt im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis zwischen Pumpenraddrehzahl und Turbinenraddrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinenraddrehmoment ein Vielfaches des Pumpenraddrehmoments. Zudem kann eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (auch als Drehmomentwandler-Sperrkupplung bekannt) 34 bereitgestellt sein, die im eingekuppelten Zustand das Pumpenrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch aneinanderkoppelt, wodurch eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht wird. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann als Startkupplung betrieben werden, um ein sanftes Starten des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ oder in Kombination damit kann eine Startkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen bereitgestellt sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 beinhalten. Bei einigen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 im Allgemeinen als vorgeschaltete Kupplung bezeichnet und die Startkupplung 34 (bei der es sich um eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung handeln kann) wird im Allgemeinen als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch selektives Einkuppeln von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), selektiv in unterschiedliche Getriebeübersetzungen gebracht werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder stufenweisen Antriebsübersetzungen zu erreichen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan gesteuert werden, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgabewelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird auf Grundlage verschiedener Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU), automatisch aus einer Übersetzung in eine andere geschaltet. Leistung und Drehmoment sowohl vom Motor 14 als auch vom M/G 18 können dem Schaltgetriebe 24 zugeführt und von diesem aufgenommen werden. Das Schaltgetriebe 24 stellt dann der Ausgabewelle 36 Antriebsstrangausgabeleistung und -drehmoment zur Verfügung.
Es versteht sich, dass das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendete hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24 lediglich ein Beispiel für ein Schaltgetriebe oder eine Getriebeanordnung ist; jedes beliebige Mehrfachübersetzungsschaltgetriebe, das (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einem Motor und/oder einem Elektromotor annimmt und dann einer Ausgabewelle ein Drehmoment mit den unterschiedlichen Übersetzungen bereitstellt, ist für die Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar. Beispielsweise kann das Schaltgetriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (automated mechanical transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltstange zu verschieben/drehen, um eine gewünschte Übersetzung auszuwählen. Wie im Allgemeinen von einem Durchschnittsfachmann verstanden wird, kann ein AMT beispielsweise bei Anwendungen mit höherem Drehmomentbedarf verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 gezeigt, ist die Ausgabewelle 36 mit einem Differential 40 verbunden. Das Differential 40 treibt über entsprechende mit dem Differential 40 verbundene Achsen 44 ein Paar Antriebsräder 42 an. Das Differential überträgt ungefähr das gleiche Drehmoment auf jedes Rad 42, während es geringfügige Drehzahlunterschiede zulässt, wie etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um das Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung variieren, beispielsweise je nach konkretem/r Betriebsmodus oder -bedingung.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuerung 50, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Obwohl sie als eine Steuerung veranschaulicht ist, kann die Steuerung 50 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 50 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie etwa Starten/Stoppen des Motors 14, Betreiben des M/G 18 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder Laden der Batterie 20, Auswählen oder Planen von Gangwechseln usw., zu steuern. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (central processing unit - CPU) beinhalten, der mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien in Kommunikation steht. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher, beispielsweise in Festwertspeicher (read-only memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) und Keep-Alive-Speicher (keep-alive memory - KAM), beinhalten. Bei einem KAM handelt es sich um einen Dauer- oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen, während die CPU heruntergefahren ist, verwendet werden kann. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer Reihe bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmierbarer Festwertspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebiger anderer elektrischer, magnetischer, optischer oder kombinierter Speichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung zum Steuern des Motors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit verschiedenen Motor-/Fahrzeugsensoren und -aktoren über eine Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Schnittstelle (einschließlich eines Eingangs- und eines Ausgangskanals), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese dem CPU bereitgestellt werden. Wie im Allgemeinen in der repräsentativen Ausführungsform in 1 veranschaulicht, kann die Steuerung 50 Signale an den und/oder von dem Motor 14, an die und/oder von der Ausrückkupplung 26, an den und/oder von dem M/G 18, an die und/oder von der Batterie 20, an die und/oder von der Startkupplung 34, an das und/oder von dem Schaltgetriebe 24 und an die und/oder von der Leistungselektronik 56 kommunizieren. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die jeweils innerhalb der vorstehend genannten Teilsysteme durch die Steuerung 50 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die von der Steuerung ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, -rate und -dauer, Drosselventilposition, Zündzeitpunkt der Zündkerze (bei fremdgezündeten Motoren), Ansteuerung und Dauer für Einlass- und Auslassventil, Komponenten des Front-End-Nebenaggregatantriebs (front end accessory drive - FEAD), wie etwa eine Lichtmaschine, einen Klimakompressor, Laden oder Entladen der Batterie (einschließlich Bestimmen der Ober- und Untergrenzen für Lade- und Entladeleistung), regeneratives Bremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für Ausrückkupplung 26, Startkupplung 34 und Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können dazu verwendet werden, beispielsweise Ladedruck eines Turboladers, Kurbelwellenposition (PIP), Motordrehzahl (RPM), Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Ansaugkrümmerdruck (MAP), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Drosselventilposition (TP), Lufttemperatur (TMP), Sauerstoffgehalt des Abgases (EGO) oder Konzentration oder Vorhandensein eines anderen Bestandteils des Abgases, Ansaugluftstrom (MAF), Gang, Übersetzung oder Modus des Getriebes, Getriebeöltemperatur (TOT), Drehzahl des Turbinenrads des Getriebes (TS), Status der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 (TCC), Verzögerungs- oder Gangwechselmodus (MDE), Temperatur, Spannung, Strom oder Ladezustand (SOC) der Batterie anzugeben.
Die Steuerlogik oder Funktionen, die durch die Steuerung 50 durchgeführt werden, können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, umgesetzt werden können bzw. kann. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Wenngleich dies nicht immer ausdrücklich dargestellt ist, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass eine/r oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach konkreter verwendeter Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern soll vielmehr die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Motor- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung 50, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik je nach der konkreten Anwendung als Software, Hardware oder eine Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung als Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, der/die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Teilsysteme ausgeführt wird/werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu speichern.
Ein Gaspedal 52 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs dazu verwendet, dem Motor 14 und/oder dem M/G 18 einen Befehl für gefordertes Drehmoment, geforderte Leistung oder geforderten Antrieb zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Durchdrücken und Freigeben des Gaspedals 52 ein Gaspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 50 als Anforderung einer höheren Leistung bzw. niedrigeren Leistung ausgelegt werden kann. Zudem wird ein Bremspedal 58 durch den Fahrer des Fahrzeugs dazu verwendet, ein gefordertes Bremsmoment zum Verlangsamen des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Durchdrücken und Freigeben des Bremspedals 58 ein Bremspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 50 als Anforderung des Verringerns der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelegt werden kann. Auf Grundlage von Eingaben vom Gaspedal 52 und vom Bremspedal 58 weist die Steuerung 50 Drehmoment für den Motor 14, den M/G 18 und Reibungsbremsen 60 an. Die Steuerung 50 steuert zudem die zeitliche Abfolge von Gangwechseln innerhalb des Schaltgetriebes 24 sowie das Einkuppeln oder Auskuppeln der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 über einen Bereich zwischen der eingekuppelten und der ausgekuppelten Position moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden, was von der konkreten Anwendung abhängt.
Um das Fahrzeug mithilfe des Motors 14 anzutreiben, wird die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt, um zumindest einen Teil des Motordrehmoments über die Ausrückkupplung 26 auf den M/G 18 und anschließend vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Der M/G 18 kann den Motor 14 dadurch unterstützen, dass er zusätzliche Leistung zum Drehen der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“ oder „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mithilfe des M/G 18 als einziger Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss gleich, mit der Ausnahme, dass die Ausrückkupplung 26 den Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 trennt. Während dieses Zeitraums kann die Verbrennung im Motor 14 deaktiviert oder anderweitig abgeschaltet sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt die gespeicherte elektrische Energie über Kabel 54 an die Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt DC-Spannung von der Batterie 20 in AC-Spannung um, die durch den M/G 18 verwendet wird. Die Steuerung 50 veranlasst die Leistungselektronik 56 zum Umwandeln der Spannung von der Batterie 20 in eine AC-Spannung, die dem M/G 18 bereitgestellt wird, um der Welle 30 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „rein elektrischer“ oder „EV“-Betriebsmodus bezeichnet werden.
In jedem beliebigen Betriebsmodus kann der M/G 18 als Elektromotor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Der M/G 18 kann beispielsweise als Generator fungieren, während der Motor 14 Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann zusätzlich während Zeiträumen des regenerativen Bremsens als Generator fungieren, bei dem Drehmoment und Rotationsenergie (oder Bewegungsenergie) von den sich drehenden Rädern 42 durch das Schaltgetriebe 24, auf den Drehmomentwandler 22 (und/oder die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34) zurück übertragen und in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umgewandelt werden.
Die Batterie 20 und der M/G 18 können zudem dazu konfiguriert sein, mehr als einem Fahrzeugnebenverbraucher 62 elektrische Leistung bereitzustellen. Zu Fahrzeugnebenverbrauchern 62 gehören unter anderem Klimaanlagen, Servolenkungssysteme, elektrische Heizgeräte oder ein beliebiges anderes System oder eine beliebige andere Vorrichtung, das/die elektrisch betrieben wird.
Ein integrierter Anlasser-Generator (integrated starter-generator - ISG) 64 kann mit dem Motor 14 gekoppelt sein (d. h. er kann mit der Kurbelwelle 28 des Motors 14 gekoppelt sein). Der ISG 64 kann dazu konfiguriert sein, während eines Motorstartereignisses als Elektromotor zum Starten des Motors 14 zu fungieren oder während des Fahrzeugbetriebs zusätzliches Drehmoment für den Antriebsstrang 12 bereitzustellen. Der ISG 64 kann zudem dazu konfiguriert sein, Drehmoment vom Motor 14 zu empfangen und als Generator zu fungieren. Der ISG 64 kann selektiv durch eine Kupplung 66, einen Riemen 68 und ein Paar Umlenkrollen 70 mit dem Motor gekoppelt sein. Ist der ISG 64 über einen Riemen 68 mit dem Motor gekoppelt, kann er als integrierter Anlasser-Generator mit Riemenantrieb (belt integrated starter-generator - BISG) bezeichnet werden. Die Steuerung 50 kann dazu konfiguriert sein, Signale an den ISG 64 zu übertragen, um den ISG 64 entweder als Elektromotor oder als Generator zu betreiben. Die Steuerung kann zudem dazu konfiguriert sein, Signale an die Kupplung 66 zu übertragen, um die Kupplung 66 zu öffnen oder zu schließen. Der ISG 64 wird mit dem Motor 14 gekoppelt, wenn sich die Kupplung in einem geschlossenen Zustand befindet, und wird vom Motor 14 getrennt, wenn sich die Kupplung 66 in einem offenen Zustand befindet. Der ISG 64 kann dazu konfiguriert sein, elektrische Energie zum Laden einer Nebenverbraucherbatterie 72, der Traktionsbatterie 20 bereitzustellen oder elektrische Energie zum Versorgen der Fahrzeugnebenverbraucher 62 mit Energie bereitzustellen, wenn er als Generator verwendet wird. Zudem kann die Nebenverbraucherbatterie 72 dazu konfiguriert sein, die Fahrzeugnebenverbraucher 62 mit Energie zu versorgen.
Die Steuerung 50 kann dazu konfiguriert sein, über elektrische Signale verschiedene Zustände oder Bedingungen der verschiedenen in 1 veranschaulichten Fahrzeugkomponenten zu empfangen. Die elektrischen Signale können der Steuerung 50 über Eingangskanäle von den verschiedenen Komponenten zugeführt werden. Zusätzlich können die von den verschiedenen Komponenten empfangenen elektrischen Signale eine Anfrage oder einen Befehl zum Verändern oder Ändern eines Zustands einer oder mehrerer der jeweiligen Komponenten des Fahrzeugs 10 angeben. Die Steuerung 50 beinhaltet Ausgangskanäle, die dazu konfiguriert sind, Anfragen oder Befehle (über elektrische Signale) an die verschiedenen Fahrzeugkomponenten auszugeben. Die Steuerung 50 beinhaltet eine Steuerlogik und/oder Algorithmen, die dazu konfiguriert sind, die über die Ausgangskanäle ausgegebenen Anfragen oder Befehle auf Grundlage der Anfragen, Befehle, Bedingungen oder Zustände der verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu erzeugen.
Die Eingangskanäle und Ausgangskanäle sind in 1 als gepunktete Linien veranschaulicht. Es versteht sich, dass eine einzelne gepunktete Linie sowohl einen Eingangskanal als auch einen Ausgangskanal in ein oder aus einem einzelnen Element darstellen kann. Darüber hinaus kann ein Ausgangskanal in ein Element als ein Eingangskanal zu einem anderen Element fungieren und umgekehrt.
Es versteht sich, dass das in 1 veranschaulichte Schema lediglich repräsentativ und nicht als Einschränkung gedacht ist. Es werden andere Konfigurationen in Betracht gezogen, die ein selektives Ineingriffnehmen sowohl eines Motors als auch eines Elektromotors zum Übertragen von Leistung durch das Getriebe nutzen. Beispielsweise kann der M/G 18 im Verhältnis zur Kurbelwelle 28 versetzt sein und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebe 24 bereitgestellt sein. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, ohne dabei vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Nun unter Bezugnahme auf 2 ist ein Hybridelektrofahrzeug 74 veranschaulicht, das einen Antriebsstrang mit Leistungsverzweigung aufweist. Der Antriebsstrang mit Leistungsverzweigung kann auch als Serien-Parallel-Antriebsstrang bezeichnet werden. Der Antriebsstrang beinhaltet zwei Leistungsquellen, die mit der Kraftübertragung verbunden sind: (1) einen Motor 76 und eine elektrische Maschine 78 (die als Generator bezeichnet werden kann), die über eine Planetenradanordnung 80 verbunden sind; und (2) ein elektrisches Antriebssystem, das eine Batterie 82, eine elektrische Maschine 84 (die als Elektromotor bezeichnet werden kann) und einen Generator 78 beinhaltet. Die Batterie 82 ist ein Energiespeichersystem für den Elektromotor 84 und den Generator 78.
Eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) 86 ist dazu konfiguriert, Steuersignale an eins oder mehrere der Batterie 82, des Motors 76, des Elektromotors 84 und des Generators 78 zu senden und sensorische Rückmeldung von diesen zu empfangen, damit Fahrzeugtraktionsrädern (oder Antriebsrädern) 88 zum Antreiben des Fahrzeugs Leistung bereitgestellt werden kann. Die Steuerung 86 steuert die Leistungsquellenverteilung zwischen der Batterie 82 und dem Motor 76 zum Bereitstellen von Leistung für den Fahrzeugantrieb und steuert dadurch den Ladezustand (SOC) der Batterie 82.
Ein Getriebe 90 beinhaltet die Planetenradanordnung 80, die ein Hohlrad 92, ein Sonnenrad 94 und eine Trägerbaugruppe 96 beinhaltet. Das Hohlrad 92 verteilt Drehmoment auf Stufenverhältniszahnräder, welche ineinandergreifende Zahnradelemente 98, 100, 102, 104 und 106 umfassen. Eine Drehmomentausgabewelle 108 des Getriebes 90 ist über einen Differential-und-Achsen-Mechanismus 110 antriebsfähig mit den Rädern 88 verbunden. Die Zahnräder 100, 102 und 104 sind an einer Vorgelegewelle 112 montiert, wobei das Zahnrad 102 ein durch den Elektromotor angetriebenes Zahnrad 114 in Eingriff nimmt. Der Elektromotor 84 treibt das Zahnrad 114 an. Das Zahnrad 114 fungiert als Drehmomenteingang für die Vorgelegewelle 112. Der Motor 76 verteilt Drehmoment über eine Eingangswelle 116 auf das Getriebe 90. Die Batterie 82 versorgt den Elektromotor 84 über einen Leistungsflussweg 118 mit elektrischer Leistung. Der Generator 78 ist elektrisch mit der Batterie 82 und dem Elektromotor 84 verbunden, wie bei 120 gezeigt.
Während die Batterie 82 als alleinige Leistungsquelle fungiert, wobei der Motor 76 abgeschaltet ist, werden die Eingangswelle 116 und die Trägerbaugruppe 96 durch eine Freilaufkupplung (d. h. eine Einwegkupplung (one-way clutch - OWC)) 122 abgebremst. Eine mechanische Bremse 124 verankert den Rotor des Generators 78 und das Sonnenrad 94, wenn der Motor 76 eingeschaltet ist und sich der Antriebsstrang in einem Parallelantriebsmodus befindet (d. h. das Fahrzeug 74 wird sowohl durch den Motor 76 als auch den Elektromotor 84 angetrieben), wobei das Sonnenrad 94 als Reaktionselement fungiert.
Die Steuerung 86 empfängt ein Signal PRND (park, reverse, neutral, drive - Parken, Rückwärts, Neutral, Fahren) von einem Getriebebereichsschalthebel 126, das zusammen mit einem gewünschten Raddrehmoment, einer gewünschten Motordrehzahl und einem Generatorbremsbefehl an ein Getriebesteuermodul (transmission control module - TCM) 128 übertragen wird, wie bei 130 gezeigt. Ein Batterieschalter 132 wird nach einem „Zündung an“-Starten des Fahrzeugs geschlossen. Die Steuerung 86 gibt eine Anfrage der/des gewünschten Motorleistung und/oder -drehmoments an den Motor 76 aus, wie bei 134 gezeigt, die von der Position eines Gaspedals abhängt, die der Steuerung 86 über die Ausgabe 136 eines Gaspedalpositionssensors (accelerator pedal position sensor - APPS) zugeführt wird. Ein Bremspedalpositionssensor (brake pedal position sensor - BPPS) führt der Steuerung 86 ein Radbremssignal von einem Bremspedal zu, wie bei 138 gezeigt. Ein Bremssystemsteuermodul (nicht gezeigt) kann auf Grundlage von Informationen vom BPPS einen Befehl zum regenerativen Bremsen an die Steuerung 86 ausgeben. Das TCM 128 gibt ein Generatorbremssteuersignal an die Generatorbremse 124 aus. Das TCM 128 überträgt zudem ein Generatorsteuersignal an den Generator 78.
Es versteht sich, dass die in den 1 und 2 beschriebenen Fahrzeugkonfigurationen lediglich Beispiele darstellen und nicht als einschränkend zu betrachten sind. Andere hybride oder elektrische Fahrzeugkonfigurationen sollten so betrachtet werden, dass sie hier offenbart sind. Andere Fahrzeugkonfigurationen können unter anderem folgende beinhalten: Serienhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Serien-Parallel-Hybridfahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicles - PHEVs), Brennstoffzellen-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (battery operated electric vehicles - BEVs) oder eine beliebige andere einem Durchschnittsfachmann bekannte Fahrzeugkonfiguration.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Hybridfahrzeugs veranschaulicht. Das Verfahren 200 kann von einer beliebigen Art von Hybridfahrzeug genutzt werden, die sowohl einen Motor als auch einen Elektromotor beinhaltet und dazu konfiguriert ist, im Antriebsstrang Drehmoment und Leistung zu erzeugen und das Drehmoment und die Leistung auf mindestens ein Antriebsrad des Fahrzeugs zu übertragen, wie etwa die in den 1 und 2 veranschaulichten Hybridfahrzeuge. Das Verfahren 200 kann als Steuerlogik oder Algorithmen in einer oder mehreren Steuerungen gespeichert sein, wie etwa den vorstehend beschriebenen Steuerungen 50 oder 86. Die eine oder die mehreren Steuerungen können dazu programmiert sein, das Verfahren 200 umzusetzen, indem sie Ausgangssignale an verschiedene Komponenten senden, um die verschiedenen Komponenten auf Grundlage verschiedener Bedingungen oder Zustände des Hybridfahrzeugs (oder auf Grundlage der Bedingungen oder Zustände der verschiedenen Komponenten des Hybridfahrzeugs), die von der einen oder den mehreren Steuerungen über Eingangssignale empfangen wurden, zu steuern.
Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 202, wo bestimmt wird, ob das Fahrzeug eingeschaltet ist, ob sich das Fahrzeuggetriebe im Fahrmodus befindet und ob das Fahrzeug angehalten ist (d. h. eine Nullgeschwindigkeit aufweist). Wenn das Fahrzeug nicht eingeschaltet ist, sich das Fahrzeuggetriebe nicht im Fahrmodus befindet oder das Fahrzeug nicht angehalten ist (d. h. das Fahrzeug keine Nullgeschwindigkeit aufweist und sich bewegt), kehrt das Verfahren 200 zum Beginn des Schritts 202 zurück. Wenn das Fahrzeug eingeschaltet ist, sich das Fahrzeuggetriebe im Fahrmodus befindet und das Fahrzeug angehalten ist, dann geht das Verfahren 200 zu Schritt 204 über, wo bestimmt wird, ob der Fahrzeugführer sowohl das Gasals auch das Bremspedal vollständig durchdrückt. Wenn der Fahrzeugführer nicht sowohl das Gas- als auch das Bremspedal vollständig durchdrückt, kehrt das Verfahren 200 zum Beginn des Schritts 202 zurück (alternativ kehrt das Verfahren 200 zum Beginn des Schritts 204 zurück, wenn angenommen wird oder bekannt ist, dass das Fahrzeug weiterhin eingeschaltet ist, sich das Fahrzeuggetriebe weiterhin im Fahrmodus befindet und das Fahrzeug weiterhin angehalten ist). Wenn der Fahrzeugführer sowohl das Gas- als auch das Bremspedal vollständig durchdrückt, geht das Verfahren 200 zu Schritt 206 über, wo eine Bremsmomentstartsteuerstrategie des Hybridfahrzeugs aktiviert wird.
Sobald die Bremsmomentstartsteuerstrategie des Hybridfahrzeugs bei Schritt 206 aktiviert wurde, wird der Anpressdruck (unabhängig davon, ob es sich um hydraulischen, elektrischen oder andere Arten von mechanischen Systemen handelt) des Bremssystems des Fahrzeugs aufrechterhalten, die Leistungsausgabe des Motors (z. B. des Motors 14 in 1 oder des Motors 76 in 2) wird bis zu einem Wert erhöht, der von der Hälfte (50 %) bis zu 100 % einer maximalen Leistungsausgabekapazität des Motors reicht (d. h. mindestens bis zur Hälfte der maximalen Leistungsausgabekapazität), das Drehmoment des Elektromotors (z. B. des M/G 18 in der Parallelkonfiguration aus 1 oder des Elektromotors 84 in der Leistungsverzweigungskonfiguration aus 2) wird bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe erhöht, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität, und das Antriebsrad oder die Antriebsräder (z. B. die Räder 42 in 1 oder die Räder 88 in 2) wird/werden vom Empfangen von Leistung sowohl vom Motor als auch vom Elektromotor getrennt.
Die Antriebsräder können vom Empfangen von Motor- oder Elektromotorleistung getrennt werden, indem eine Zwischenkupplung, die sich zwischen den Antriebsrädern und dem Motor und/oder dem Elektromotor befindet, (z. B. Ausrückkupplung 26, Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34, eine Kupplung, die sich innerhalb des Schaltgetriebes 24 in 1 befindet) entkuppelt wird. Die Antriebsräder können alternativ vom Empfangen von Motorleistung getrennt werden, indem die Motorleistung zu einer anderen Quelle (z. B. dem Generator 78 in 2) umgeleitet wird. Die Antriebsräder können alternativ aufgrund einer direkten mechanischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und den Antriebsrädern durch eine einfache Anwendung der Fahrzeugbremsen (z. B. der Reibungsbremsen 60 in 1) an den Rädern vom Empfangen von Elektromotorleistung getrennt werden.
In einem Szenario, bei dem die Antriebsräder durch Anwendung der Fahrzeugbremsen vom Empfangen von Elektromotorleistung getrennt werden, kann die Steuerung den Elektromotor weiterhin anweisen, Leistung zu erzeugen. Da jedoch die Räder abgebremst werden und nicht in der Lage sind, Leistung vom Elektromotor zu empfangen, ist der Elektromotor in der Lage, Drehmoment zu erzeugen, aber nicht in der Lage, sich zu drehen (d. h. er weist eine Nulldrehzahl auf). Die angewiesene Elektromotorleistung wird bei einem derartigen Szenario in Form von Wärmeenergie abgeleitet, da der Elektromotor nicht in der Lage ist, sich zu drehen, um Drehleistung zu erzeugen (wobei Drehleistung dem Drehmoment multipliziert mit der Drehzahl entspricht). Die vorher festgelegte Drehmomentausgabe, auf den der Elektromotor bei einem derartigen Szenario (bei dem der Elektromotor angewiesen wird, Leistung zu erzeugen, während er zudem eine Nulldrehzahl aufweist) bei Schritt 206 erhöht wird, kann einer Drehmomentausgabe des Elektromotors entsprechen, welche die Temperatur des Elektromotors über Wärmeableitung bis zu einem Schwellenwert, aber nicht darüber hinaus, erhöht. Der Temperaturschwellenwert kann einer Ausfalltemperatur entsprechen, die zu einem Ausfall des Elektromotors führt, wenn der Elektromotor den Temperaturschwellenwert überschreitet. Jeder Anstieg des Drehmoments des Elektromotors über die vorher festgelegte Drehmomentausgabe hinaus kann dann zu einem Ausfall des Elektromotors führen. Daher kann bei einem Szenario, bei dem der Elektromotor Leistung erzeugt, während er zudem eine Nulldrehzahl aufweist, die vorher festgelegte Drehmomentausgabe zudem einem zulässigen Höchstdrehmoment ohne Ausfall entsprechen. Alternativ kann der Temperaturschwellenwert auf einen Sicherheitsfaktor festgesetzt werden, der unterhalb der Ausfalltemperatur liegt. Beispielsweise kann das Drehmoment des Elektromotors, wenn der Motor Leistung erzeugt, während er zudem eine Nulldrehzahl aufweist, derart festgesetzt werden, dass die Temperatur des Elektromotors bis zu einer Temperatur, aber nicht darüber hinaus, erhöht wird, die fünf Grad unterhalb einer Ausfalltemperatur liegt.
Sobald bei Schritt 206 die Leistungsausgabe des Motors bis zu einem Wert erhöht wurde, der von der Hälfte (50 %) bis zu 100 % der maximalen Leistungskapazität des Motors reicht, das Drehmoment des Elektromotors bis zur vorher festgelegten Drehmomentausgabe erhöht wurde und das Antriebsrad oder die Antriebsräder vom Empfangen von Leistung sowohl vom Motor als auch vom Elektromotor getrennt wurde/n, geht das Verfahren 200 zu Schritt 208 über. Bei Schritt 208 wird bestimmt, ob eine Auslösebedingung zum Verlassen der Startsteuerstrategie erfasst wurde, während das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt bleiben, das Getriebe im Fahrmodus bleibt und das Fahrzeug angehalten bleibt. Wenn eine Auslösebedingung zum Verlassen der Startsteuerstrategie erfasst wurde, geht das Verfahren 200 zu Schritt 210 über, wo das Hybridfahrzeug die Bremsmomentstartsteuerstrategie verlässt, und kehrt zum Beginn des Schritts 202 zurück. Zudem kann bei Schritt 210 die Motorleistung auf einen Leerlaufwert (z. B. 10 %-25 % der maximalen Leistungskapazität des Motors) verringert werden und das Drehmoment des Elektromotors (und die Leistung des Elektromotors) kann zudem auf null verringert werden.
Das Fahrzeug kann zudem ein System zum Benachrichtigen des Fahrzeugführers darüber, dass das Fahrzeug die Bremsmomentstartsteuerstrategie verlassen hat, beinhalten. Das Benachrichtigungssystem kann visuell (z. B. Leuchten am Armaturenbrett), akustisch (z. B. eine durch Lautsprecher übertragene gesprochene Nachricht), oder haptisch (z. B. Elektromotoren, die Vibrationen in den Sitzen oder im Lenkrad verursachen) sein.
Bei der Auslösebedingung bei Schritt 208 kann es sich um das Verstreichen eines vorher festgelegten Zeitraums handeln, während dessen das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist. Wenn der vorher festgelegte Zeitraum verstrichen ist, geht das Verfahren 200 zu Schritt 210 über. Bei dem vorher festgelegten Zeitraum kann es sich um eine Sicherheitsfunktion zum Verhindern von Beschädigung oder Ausfall des Motors und/oder des Elektromotors handeln, die/der durch Aufrechterhalten hoher Leistungs- und/oder Drehmomentniveaus, während das Fahrzeug angehalten ist, verursachen werden kann (und zu Überhitzung oder übermäßiger Abnutzung führen kann).
Alternativ kann die Auslösebedingung bei Schritt 208 darin bestehen, dass die Temperatur entweder des Motors oder des Elektromotors einen Schwellenwert überschreitet, während das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt bleiben, das Getriebe im Fahrmodus bleibt und das Fahrzeug angehalten bleibt. Wenn die Temperatur des Motors oder die des Elektromotors (die über Temperatursensoren bestimmt werden können, die zum Kommunizieren mit der Steuerung konfiguriert sind) einen jeweiligen Schwellenwert überschreitet, geht das Verfahren 200 zu Schritt 210 über. Auch beim Temperaturschwellenwert des Motors oder dem des Elektromotors kann es sich um Sicherheitsfunktionen zum Verhindern von Beschädigung oder Ausfall des Motors und/oder des Elektromotors handeln, die/der durch Aufrechterhalten hoher Leistungs- und/oder Drehmomentniveaus, während das Fahrzeug angehalten ist, verursacht werden kann (und zu Überhitzung oder übermäßiger Abnutzung führen kann).
Bei einem Szenario, bei dem die Antriebsräder vom Empfangen von Motorleistung getrennt werden, indem die Motorleistung umgeleitet wird, um einen Generator zu drehen, was wiederum eine Batterie wiederauflädt (z. B. des Motors 76, den Generator 78 und die Batterie 82 in 2), kann die Auslösebedingung bei Schritt 208 darin bestehen, dass entweder die Batterie vollständig aufgeladen ist oder die Temperatur der Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt bleiben, das Getriebe im Fahrmodus bleibt und das Fahrzeug angehalten bleibt. Wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist oder die Temperatur der Batterie den Schwellenwert überschreitet, geht das Verfahren 200 zu Schritt 210 über. Auch beim Temperaturschwellenwert der Batterie kann es sich um eine Sicherheitsfunktion zum Verhindern von Beschädigung oder Ausfall der Batterie handeln, die/der verursacht werden kann, wenn die Batterie bei übermäßig hohen Temperaturen betrieben wird. Auch beim Verlassen der Bremsmomentstartsteuerstrategie, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist, kann es sich um eine Sicherheitsfunktion zum Verhindern von Beschädigung der Batterie handeln, die durch übermäßiges Laden verursacht werden kann.
Wenn bei Schritt 208 keine Auslösebedingung zum Verlassen der Startsteuerstrategie erfasst wurde, geht das Verfahren 200 zu Schritt 212 über, wo bestimmt wird, ob das Gaspedal freigegeben wurde, wenn das Fahrzeug angehalten ist, während das Durchdrücken des Bremspedals beibehalten wird und das Getriebe im Fahrmodus bleibt. Wenn das Gaspedal freigegeben wurde und das Durchdrücken des Bremspedals beibehalten wird, geht das Verfahren 200 zu Schritt 214 über, wo das Hybridfahrzeug die Bremsmomentstartsteuerstrategie verlässt und zum Beginn des Schritts 202 zurückkehrt. Zudem kann bei Schritt 214 die Motorleistung auf einen Leerlaufwert (z. B. 10 %-25 % der maximalen Leistungskapazität des Motors) verringert werden und das Drehmoment des Elektromotors (und die Leistung des Elektromotors) kann zudem auf null verringert werden.
Wenn das Gaspedal nicht freigegeben wurde und das Durchdrücken des Bremspedals beibehalten wird, geht das Verfahren 200 zu Schritt 216 über, wo bestimmt wird, ob das Bremspedal freigegeben wurde, wenn das Fahrzeug angehalten ist, während das Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird und das Getriebe im Fahrmodus bleibt. Wenn das Bremspedal nicht freigegeben wurde und das Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, kehrt das Verfahren 200 zum Beginn des Schritts 208 zurück. Wenn das Bremspedal freigegeben wurde und das Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, geht das Verfahren 200 zu Schritt 218 über, wo bestimmt wird, dass der Fahrzeugführer das Starten des Fahrzeugs angefordert hat.
Bei Schritt 218 wird das Drehmoment des Elektromotors von der vorher festgelegten Drehmomentausgabe bis zur maximalen Drehmomentausgabekapazität des Elektromotors erhöht und das Drehmoment des Motors wird bis zu einer maximalen Drehmomentausgabekapazität des Motors erhöht. Das Drehmoment des Motors und des Elektromotors können beide mit einer beschleunigten oder höchstmöglichen Rate bis zur vollen Kapazität erhöht werden, um das Drehmoment an den Antriebsrädern schnell bis zu einer höchstmöglichen Menge an Drehmoment zu erhöhen, die auf die Antriebsräder aufgebracht werden kann. In Hybridfahrzeugen, die mehr als einen Elektromotor und/oder als Elektromotor betreibbaren Generator (z. B. den Generator 78 und den Elektromotor 84 in 2) beinhalten, kann das Verfahren 200 das Erhöhen der Drehmomentausgabe aller Elektromotoren und/oder Generatoren bis zu maximalen Drehmomentausgabekapazitäten und das Übertragen des Drehmoments aller Elektromotoren und/oder Generatoren auf die Antriebsräder beinhalten. Sobald das Fahrzeug gestartet wurde, kehrt das Verfahren 200 zum Beginn des Schritts 202 zurück.
Es versteht sich, dass das Ablaufdiagramm in 3 lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dient und dass das Verfahren 200 nicht als auf das Ablaufdiagramm in 3 beschränkt ausgelegt werden soll. Einige Schritte des Verfahrens 200 können neu angeordnet werden, während andere gänzlich entfallen können.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Somit befinden sich Ausführungsformen, die hinsichtlich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen im Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Motor und einen Elektromotor, die jeweils dazu konfiguriert sind, in einem Fahrzeugantriebsstrang Leistung zu erzeugen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist und sich der Antriebsstrang im Fahrmodus befindet, die Motorleistung bis zu einer maximalen Leistungsausgabekapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Bremspedals, während das vollständige Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, das Drehmoment des Elektromotors von der vorher festgelegten Drehmomentausgabe bis zur maximalen Drehmomentkapazität zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Bremspedals, während das vollständige Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, ein Motordrehmoment bis zu einer maximalen Drehmomentausgabekapazität des Motors zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf das Verstreichen eines vorher festgelegten Zeitraums, während dessen das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Traktionsbatterie und einen Generator, wobei der Generator dazu konfiguriert ist, die Batterie zu laden, der Motor den Generator dreht, um die Batterie zu laden, wenn das Fahrzeug angehalten ist, und die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Batterie einen vollen Ladezustand erreicht, während das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Traktionsbatterie und einen Generator, wobei der Generator dazu konfiguriert ist, die Batterie zu laden, der Motor den Generator dreht, um die Batterie zu laden, während das Fahrzeug angehalten ist, und die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Batterie einen Temperaturschwellenwert überschreitet, während das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Gaspedals, während das vollständige Durchdrücken des Bremspedals beibehalten wird, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die vorher festgelegte Drehmomentausgabe in einem Zustand, in dem der Elektromotor sowohl Drehmoment erzeugt als auch eine Null-Drehzahl aufweist, das Erhöhen der Temperatur des Elektromotors bis zu einem vorher festgelegten Schwellenwert mit sich bringt.
Fahrzeug, umfassend: einen Motor und einen Elektromotor, die jeweils dazu konfiguriert sind, einem Antriebsrad Leistung zuzuführen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung bis mindestens zur Hälfte einer maximalen Leistungskapazität zu erhöhen, ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, die geringer ist als eine maximale Drehmomentkapazität, und das Antriebsrad von der Motor- und Elektromotorleistung zu trennen.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Bremspedals, während das vollständige Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, das Drehmoment des Elektromotors von der vorher festgelegten Drehmomentausgabe bis zu einer maximalen Drehmomentkapazität des Elektromotors zu erhöhen und das Drehmoment des Elektromotors auf das Antriebsrad zu übertragen und ein Motordrehmoment bis zu einer maximalen Drehmomentausgabekapazität des Motors zu erhöhen und das Motordrehmoment auf das Antriebsrad zu übertragen.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf das Verstreichen eines vorher festgelegten Zeitraums, während dessen das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Gaspedals, während das vollständige Durchdrücken des Bremspedals beibehalten wird, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.
Fahrzeug, umfassend: einen Motor und einen Elektromotor, die jeweils dazu konfiguriert sind, Leistung zu erzeugen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein vollständiges Durchdrücken des Gas- und des Bremspedals, während das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung bis mindestens zur Hälfte einer maximalen Leistungsausgabekapazität zu erhöhen und ein Drehmoment des Elektromotors bis zu einer vorher festgelegten Drehmomentausgabe zu erhöhen, was das Erhöhen der Temperatur des Elektromotors bis zu einem vorher festgelegten Schwellenwert mit sich bringt.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf ein Freigeben des Bremspedals, während das vollständige Durchdrücken des Gaspedals beibehalten wird, das Drehmoment des Elektromotors von der vorher festgelegten Drehmomentausgabe bis zu einer maximalen Drehmomentkapazitätsausgabe des Elektromotors zu erhöhen und ein Motordrehmoment bis zu einer maximalen Drehmomentausgabekapazität des Motors zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion auf das Verstreichen eines vorher festgelegten Zeitraums, während dessen das Gas- und das Bremspedal vollständig durchgedrückt sind und das Fahrzeug angehalten ist, die Motorleistung auf einen Leerlaufwert zu verringern und das Drehmoment des Elektromotors auf null zu verringern.