DE102018114546A1

DE102018114546A1 - Verfahren und system zum einstellen eines motordrehmoments

Info

Publication number: DE102018114546A1
Application number: DE102018114546.2A
Authority: DE
Inventors: Jason Meyer; Walter Joseph Ortmann; Jeffrey Allen Doering; Kevin Ray RUYBAL
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US20180362017A1; US10486686B2; CN109139329A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, das einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine und ein Getriebe beinhaltet. In einem Beispiel werden Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment eingestellt, um eine Motordrehmomentsteuerung zu verbessern. Der Motor wird nachfolgen als Reaktion auf die eingestellten Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment betrieben.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern des Drehmoments eines Verbrennungsmotors. Die Verfahren und Systeme können insbesondere für Hybridfahrzeuge, die ein Doppelkupplungsgetriebe beinhalten, geeignet sein.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Das Drehmoment eines Verbrennungsmotors kann durch Einstellen eines Motorluftstroms, einer Menge an Kraftstoff, die dem Motor zugeführt wird, und Einstellen eines Motorzündzeitpunkts eingestellt werden. Der Motorzündzeitpunkt kann empirisch ermittelt und in Tabellen oder Funktionen in einem Speicher einer Steuerung gespeichert werden. Der Zündzeitpunkt kann entsprechend einer Motordrehzahl- und Laständerung eingestellt werden, um ein höheres Niveau an Motoreffizienz bereitzustellen und Motorklopfen zu verhindern. Des Weiteren kann der Zündzeitpunkt in regelmäßigen Abständen reduziert werden, um das Motordrehmoment zu reduzieren, da das Motordrehmoment schneller über den Zündzeitpunkt reduziert werden kann als über das Einstellen des Motorluftstroms. Beispielsweise kann der Motorzündzeitpunkt während einer Gangschaltung eines Doppelkupplungsgetriebes von einem Mindestzündzeitpunkt für einen besten Drehmomentzeitpunkt (minimum spark timing for best engine torque timing - MBT-Zeitpunkt) verzögert werden, sodass die Motordrehzahl während eines Hochschaltens mit einer Getriebeeingangswellendrehzahl synchronisiert werden kann. Wenn die Zündzeitpunkteinstellungen nicht gut auf eine erwünschte Motordrehmomentreduzierung oder -erhöhung abgestimmt sind, entspricht die Motordrehzahl während des Schaltens nicht der Getriebeeingangswellendrehzahl. Wenn die Motordrehzahl nicht der Getriebeeingangswellendrehzahl entspricht, können sich ein Kupplungsschlupf und eine Kupplungsabnutzung erhöhen. Des Weiteren kann sich die Getriebeschaltwahrnehmung verschlechtern.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorangehend genannten Probleme erkannt und haben ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Halten eines Motors auf einer Leerlaufdrehzahl und Betreiben des Motors in einem Drehmomentsteuermodus, während Eingangskupplungen eines Getriebes offen sind, als Reaktion auf eine Anforderung, Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment anzupassen, wobei der Motor den Eingangskupplungen vorgelagert positioniert ist; Einstellen der Werte als Reaktion auf das Motordrehmoment, während der Motor auf der Leerlaufdrehzahl gehalten wird; und Betreiben des Motors als Reaktion auf die Werte.
Indem ein Motor auf einer Leerlaufdrehzahl gehalten wird und der Motor in einem Drehmomentsteuermodus betrieben wird, während Eingangskupplungen eines Getriebes offen sind, als Reaktion auf eine Anforderung, Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Drehmoment anzupassen, und die Werte als Reaktion auf ein Motordrehmoment eingestellt werden, während die Motorleerlaufdrehzahl beibehalten wird, ist es unter Umständen möglich, den Motorzündzeitpunkt derart anzupassen, dass ein Motor einen erwünschten Drehmomentbetrag bereitstellt. In einem Beispiel wird eine Motordrehzahl über einen Startergenerator auf der Motorleerlaufdrehzahl gehalten, während der Motor in einem Drehmomentsteuermodus betrieben wird. Der Motorausgangsdrehmoment kann über einen ISG-Strom bestimmt werden, sodass Motorzündzeitpunktwerte, die einen erwünschten Motordrehmomentbetrag bereitstellen, eingestellt werden können. Die Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment können als Reaktion auf Motordrehmoment- und Motorzündwerte während eines Zeitraums, während dem der Motor ein Fahrzeug nicht antreibt, eingestellt werden, sodass die Anpassung für Fahrzeuginsassen unter Umständen nicht spürbar ist. Die Anpassung der Motorzünd- zu den Motordrehmomentwerten kann auf statischen und dynamischen Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Effizienz des Fahrverhaltens des Fahrzeugs verbessern. Ferner kann der Ansatz des Fahrverhaltens des Fahrzeugs verbessern, ohne Fahrzeuginsassen stören zu müssen. Noch ferner kann der Ansatz Kraftübertragungsdrehmomentschwankungen und eine Kraftübertragungskomponentenabnutzung reduzieren.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
Figurenliste

1A ist eine schematische Darstellung einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs;
1B ist eine Skizze eines Motors der Kraftübertragung des Hybridfahrzeugs;
2 ist eine schematische Darstellung der Kraftübertragung des Hybridfahrzeugs, die Steuerungen verschiedener Kraftübertragungskomponenten beinhaltet;
3 ist eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes, das sich in der Kraftübertragung des Hybridfahrzeugs befindet;
4 ist eine voraussichtliche Kraftübertragungsbetriebssequenz;
5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs; und
6 ist ein Verlauf eines beispielhaften Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment, die angepasst oder eingestellt werden kann, um eine Motordrehmomentsteuerung zu verbessern.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. 1A-3 zeigen ein beispielhaftes Hybridfahrzeugsystem, das eine Kraftübertragung mit einem Antriebsmotor, einen Startergenerator, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine Heckantriebseinheit mit einer dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positionierten elektrischen Maschine beinhaltet. 4 zeigt eine voraussichtliche Kraftübertragungsbetriebssequenz zum Verbessern der Nutzung der kinetischen Energie des Fahrzeugs. 5 ist ein Ablaufdiagramm Beispiels für das Betreiben einer Kraftübertragung eines Hybridfahrzeugs. 6 ist ein beispielhafter Verlauf, der ein Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment zeigt.
1A veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100 für ein Fahrzeug 121. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet zumindest zwei Leistungsquellen, die einen Verbrennungsmotor 110 und eine elektrische Maschine 120 beinhalten. Die elektrische Maschine 120 kann konfiguriert sein, um eine andere Energiequelle zu nutzen oder zu verbrauchen als der Motor 110. Beispielsweise kann der Motor 110 einen Flüssigkraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Motorleistung zu erzeugen, während die elektrische Maschine 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Leistung der elektrischen Maschine zu erzeugen. Demnach kann ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100 als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) bezeichnet werden. In der Beschreibung aus 1A werden mechanische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als durchgezogene Linien veranschaulicht, während elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als gestrichelte Linien veranschaulicht werden.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist eine Vorderachse (nicht gezeigt) und eine Hinterachse 122 auf. In einigen Beispielen kann die Hinterachse zwei Halbwellen umfassen, zum Beispiel 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 Eingangswelle 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 verbrennungsmotorbetriebene Art angetrieben werden. Eine Heckantriebseinheit 136 kann Leistung von dem Motor 110 oder der elektrischen Maschine 120 an die Achse 122 übertragen, was zu einer Drehung der Antriebsräder 131 führt. Die Heckantriebseinheit 136 kann einen Zahnradsatz und eine oder mehrere Kupplungen beinhalten, um das Getriebe 125 und die elektrische Maschine 120 von den Rädern 131 zu entkoppeln. Die Heckantriebseinheit 136 kann die elektrische Maschine 120 und die Achse 122 beinhalten.
Ein Getriebe 125 ist in 1A als zwischen dem Motor 110 und der elektrischen Maschine 120, die der Hinterachse 122 zugeordnet ist, verbunden veranschaulicht. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Getriebe 125 um ein Doppelkupplungsgetriebe (dual clutch transmission - DCT). In einem Beispiel, in dem das Getriebe 125 ein DCT ist, kann das DCT eine erste Kupplung 126, eine zweite Kupplung 127 und einen Getriebekasten 128 beinhalten. Das DCT 125 gibt ein Drehmoment an eine Eingangswelle 129 aus, um das Drehmoment den Rädern 131 zuzuführen. Wie nachfolgend in Bezug auf 2 näher erörtert, kann das Getriebe 125 Gänge durch selektives Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 schalten.
Die elektrische Maschine 120 kann eine elektrische Leistung von einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung 132 empfangen. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine 120 eine Generatorfunktion bereitstellen, um eine Motorleistung oder eine kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch die elektrische Maschine 120, den Startergenerator 142 oder den optionalen Startergenerator 171 in der Energiespeichervorrichtung 132 gespeichert werden kann. Eine erste Wechselrichtersystemsteuerung (first inverter system controller - ISC1) 134 kann durch die elektrische Maschine 120 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln und umgekehrt.
In einigen Beispielen kann die Energiespeichervorrichtung 132 konfiguriert sein, um elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (nicht dem Antriebsmotor), einschließlich Kabinenheizung und Klimaanlage, Starten des Motors, Scheinwerfer, Kabinenaudio- und Videosysteme usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 eine(n) oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren beinhalten.
Ein Steuersystem 14 kann mit einem oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Startergenerator 142, dem optionalen Startergenerator 171, dem Getriebe 125 usw. kommunizieren. Das Steuersystem 14 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einem oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Startergenerator 142, dem optionalen Startergenerator 171, dem Getriebe 125 usw. empfangen. Ferner kann das Steuersystem 14 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an eines oder mehrere von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Getriebe 125 usw. senden. Das Steuersystem 14 kann eine Anzeige einer von einem Bediener angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem menschlichen Fahrzeugführer 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. Gleichermaßen 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 einem Pedalpositionssensor 157 empfangen, der mit einem Bremspedal 156 kommuniziert.
Die Energiespeichervorrichtung 132 kann in regelmäßigen Abständen 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 Plug-in-Hybridfahrzeug (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV) konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 132 elektrische Energie aus der Leistungsquelle 180 über ein Übertragungskabel 182 für elektrische Energie 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 aneinanderkoppeln. In einigen Beispielen kann die Leistungsquelle 180 mit einem Einlassanschluss 150 verbunden sein. Darüber hinaus kann in einigen Beispielen eine Ladestandsanzeige 151 einen Ladestand der Energiespeichervorrichtung 132 anzeigen.
In einigen Beispielen kann elektrische Energie aus der Leistungsquelle 180 durch eine Ladevorrichtung 152 aufgenommen werden. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung 152 Wechselstrom aus der Leistungsquelle 180 in Gleichstrom (direct current - DC) zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Darüber hinaus kann ein Gleichspannungswandler 153 eine Gleichstromquelle aus der Ladevorrichtung 152 von einer Spannung in eine andere Spannung umwandeln. Anders ausgedrückt kann der Gleichspannungswandler 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, identifizieren und/oder steuern.
In anderen Beispielen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 150 drahtlos aus der Leistungsquelle 180 aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Leistungsquelle 180 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 132 aus 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 132 für elektrische Energie 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 Kommunikation mit anderen Fahrzeugsteuerungen (z. B. einer Steuerung 12) bereitstellen. Das Leistungsverteilungsmodul 138 steuert den Leistungsfluss in die und aus der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen Umgebungstemperatur-/- luftfeuchtigkeitssensor 198 und Sensoren beinhalten, die dazu bestimmt sind, den Belegungszustands des Fahrzeugs anzugeben, zum Beispiel bordeigene Kameras 105, Sitzlastzellen 107 und Türerfassungstechnik 108. Das Fahrzeugsystem 100 kann ferner Trägheitssensoren 199 beinhalten. Die Trägheitssensoren 199 können eines oder mehrere der Folgenden umfassen: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Vertikalbeschleunigungs-, Gierwinkel-, Rollwinkel- und Nickwinkelsensoren (z. B. Beschleunigungsmesser). Die Gierraten-, Nickraten-, Rollraten-, Querbeschleunigungs- und Längsbeschleunigungsachse sind 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 Motorleistung 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, das hydraulische, elektrische und/oder mechanische Vorrichtungen aufweist, sowie aktive Federungssysteme umfassen, bei denen die Fahrzeughöhe auf Grundlage der einzelnen Ecken (z. B. für vier Ecken unabhängig gesteuerte Fahrzeughöhen), auf Grundlage jeder Achse (z. B. Fahrzeughöhen 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 das Rad 131 gekoppelt und konfiguriert ist, um einen Druck in einem Reifen des Rads 131 zu überwachen. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass jeder der vier in 1A angegebenen 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. Wenngleich 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 Räder 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 einen optimalen Reifendruckwert 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 WSS kann ein Dauermagnetsensor sein.
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 dazu verwendet werden, den Motor 110 zu drehen, um den Betrieb des Motors 110 aus eigener Kraft einzuleiten.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner ein Bremssystemsteuermodul (brake system control module - BSCM) 141 beinhalten. In einigen Beispielen kann das BSCM 141 ein Antiblockiersystem oder ein Anti-Schleuder-Bremssystem umfassen, sodass Räder (z. B. 130, 131) gemäß Fahrereingaben während des Bremsens in Zugkontakt mit der Straßenoberfläche bleiben, was somit verhindern kann, dass die Räder blockieren, um ein Schleudern zu verhindern. In einigen Beispielen kann das BSCM Eingaben von den Raddrehzahlsensoren 195 empfangen.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen riemengetriebenen Startergenerator (RSG) 142 oder einen optionalen Startergenerator beinhalten. Der RSG und/oder optionale Startergenerator 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 (second inverter system controller - ISC2) 143 Wechselstrom von dem RSG 142 oder optionalen Startergenerator 171 empfangen und kann durch den RSG 142 oder optionalen Startergenerator 171 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Der Startergenerator 142 oder optionale Startergenerator 171 kann dem Motor 110 zudem während des Motorstarts oder bei anderen Bedingungen Drehmoment bereitstellen, um das Motordrehmoment zu ergänzen. Der optionale Startergenerator 171 kann über eine Motorkurbelwelle 40B direkt an den Motor 110 gekoppelt sein.
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 verschiedenes Zubehör in dem elektrischen System des Fahrzeugs verwendet werden.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann außerdem ein Starkstrom-Sicherungskasten (high current fuse box - HCFB) 145 beinhalten und kann eine Vielzahl von Sicherungen (nicht gezeigt) umfassen, die dazu verwendet werden, die Verdrahtung und die elektrischen Komponenten des Fahrzeugantriebssystems 100 zu schützen.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann außerdem eine Antriebsmotorelektronik-Kühlmittelpumpe (motor electronics coolant pump - MECP) 146 beinhalten. Die MECP 146 kann dazu verwendet werden, Kühlmittel zu zirkulieren, um durch zumindest die elektrische Maschine 120 des Fahrzeugantriebssystems 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 einigen Beispielen die Steuerung 12. Der Darstellung nach empfängt das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind). 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, Türerfassungstechnik 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 verschiedene Zustände des Motors, des Getriebes und des Antriebsmotorbetriebs an die Steuerung 12 kommunizieren, wie in Bezug auf 1B, 2 und 3 genauer erörtert.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner eine Heizvorrichtung 148 mit positivem Temperaturkoeffizienten (positive temperature coefficient - PTC) beinhalten. Als ein Beispiel kann die PTC-Heizvorrichtung 148 ein Keramikmaterial umfassen, sodass das Keramikmaterial bei geringem Widerstand eine große Strommenge aufnehmen kann, was zu einem raschen Erwärmen des Keramikelements führen kann. Wenn sich das Element erwärmt und eine Schwellentemperatur erreicht, kann jedoch der Widerstand sehr hoch werden und demnach womöglich nicht weiterhin viel Wärme erzeugen. Demnach kann die PTC-Heizvorrichtung 148 selbstregulierend sein und eine gute Schutzart gegen Überhitzung aufweisen.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner ein Klimakompressormodul 149 zum Steuern eines elektrischen Klimakompressors (nicht gezeigt) beinhalten.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner einen akustisch wahrnehmbaren Fahrzeugschallgeber für Fußgänger (vehicle audible sounder for pedestrians - VASP) 154 beinhalten. Zum Beispiel kann der VASP 154 konfiguriert sein, um über Schallgeber 155 akustisch wahrnehmbare Töne zu erzeugen. In einigen Beispielen können akustisch wahrnehmbare 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 Erfassung eines Fußgängers aktiviert werden.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann außerdem 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 geografischen Koordinaten) des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann das bordeigene Navigationssystem 17 Signale von GPS-Satelliten (nicht gezeigt) empfangen und aus dem Signal den geografischen Standort des Fahrzeugs ermitteln. In einigen Beispielen können die geografischen Standortkoordinaten an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Das Armaturenbrett 19 kann ferner ein Anzeigesystem 18 beinhalten, das konfiguriert ist, um dem Fahrzeugführer Informationen anzuzeigen. Das Anzeigesystem 18 kann als ein nicht einschränkendes Beispiel eine Touchscreen- oder Mensch-Maschine-Schnittstellen(human machine interface - HMI)-Anzeige umfassen, die es dem Fahrzeugführer ermöglicht, grafische 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 konfiguriert sein, um den Betrieb der Kraftübertragung des Fahrzeugs (z. B. des Motors 110, des RSG 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 einschließen, 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. Zu anderen Beispielen kann ein passiver Schlüssel gehören, der kommunikativ an die Bedienerzündschnittstelle 15 gekoppelt ist. Der passive Schlüssel kann als ein elektronischer Schlüsselanhänger oder ein Smartkey konfiguriert sein, der nicht in die Zündschnittstelle 15 eingeführt oder aus dieser entfernt werden muss, um den Motor 110 des Fahrzeugs zu betreiben. Stattdessen kann es erforderlich sein, dass sich der passive Schlüssel in dem Fahrzeug oder in der Nähe davon befindet (z. B. innerhalb einer Schwellenentfernung von dem Fahrzeug). Bei noch anderen Beispielen kann zusätzlich oder optional ein Start/Stopp-Knopf verwendet werden, der manuell durch den Fahrzeugführer 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 positioniert und mit einer Kurbelwelle 40B verbunden ist. Der Darstellung nach kommuniziert die Brennkammer 30B über ein entsprechendes Einlassventil 52B und Auslassventil 54B mit einem Ansaugkrümmer 44B und einem Abgaskrümmer 48B. Das Einlass- und Auslassventil können jeweils durch einen Einlassnocken 51B bzw. 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 Auslassnocken 53B können bezogen auf die Kurbelwelle 40B bewegt werden. Die Einlassventile können über einen Einlassventilabschaltmechanismus 59B abgeschaltet und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Die Auslassventile können über einen Auslassventilabschaltmechanismus 58B abgeschaltet und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.
Der Darstellung nach ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B derart positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30B einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ dazu kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B gibt Flüssigkraftstoff proportional zu der Impulsbreite des Signals von der Motorsteuerung 111B ab. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem 175B an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B abgegeben, das einen Tank und eine Pumpe beinhaltet. Des Weiteren ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44B mit einer optionalen elektronischen Drossel 62B (z. B. einem Schmetterlingsventil) kommuniziert, die eine Position einer Drosselklappe 64B einstellt, um den Luftstrom aus einem Luftfilter 43B und einem Lufteinlass 42B zu dem 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 Drossel 62B und die Drosselklappe 64B derart zwischen dem Einlassventil 52B und dem Ansaugkrümmer 44B positioniert sein, dass die Drossel 62B eine Einlasskanaldrossel 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 Breitbandlambdasonde (universal exhaust gas oxygen sensor - UEGO-Sonde) 126B in Richtung des Abgasstroms einem Katalysator 70B vorgelagert an den Abgaskrümmer 48B gekoppelt ist. Alternativ dazu kann die UEGO-Sonde 126B durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
Der Katalysator 70B kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorsteine beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Seinen 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 dargestellt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102B, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104B, einen Festwertspeicher 106B (z. B. einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108B, einen Keep-Alive-Speicher 110B und einen herkömmlichen Datenbus. Andere hier erwähnte Steuerungen können eine ähnliche Prozessor- und Speicherkonfiguration aufweisen. Die Motorsteuerung 111B empfängt der Darstellung nach zusätzlich zu den vorangehend erörterten Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 110 gekoppelt sind, darunter: eine Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112B, der an eine Kühlhülse 114B gekoppelt ist; eine Messung des Motorkrümmerdrucks (engine manifold pressure - MAP) von einem Drucksensor 122B, der an den Ansaugkrümmer 44B gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Halleffektsensor 118B, der die Position der Kurbelwelle 40B erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120B; und eine 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 von gleichmäßig beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (U/Min.) 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 in dem Motor 110 üblicherweise 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 öffnet sich das Einlassventil 52B. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44B in die Brennkammer 30B eingeführt und der Kolben 36B bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30B zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36B nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52B und Auslassventil 54B geschlossen. Der Kolben 36B bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft in der Brennkammer 30B zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36B am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeführt. Bei einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Vorgang 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 die Kolbenbewegung 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 zu beachten, 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.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 121, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in den 1A-1B gezeigten Motor 110. Weitere gemeinsame Komponenten von 2 und 1A sind durch gleiche Bezugszeichen angegeben und werden nachstehend ausführlich erörtert. Es ist gezeigt, dass der Antriebsstrang 200 die Fahrzeugsystemsteuerung 12, die Motorsteuerung 111B, eine Steuerung der elektrischen Maschine 252, eine Getriebesteuerung 254, eine Steuerung der Energiespeichervorrichtung 253 und die Bremssteuerung 141 (hierin auch als Bremsanlagensteuermodul bezeichnet) beinhaltet. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Drehmomentausgabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomentausgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomenteingabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomenteingabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomentausgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen bezüglich eines abgenutzten Getriebes, Informationen bezüglich eines abgenutzten Motors, Informationen bezüglich einer abgenutzten elektrischen Maschine, Informationen bezüglich abgenutzter Bremsen). Zudem 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.
Beispielsweise kann die Fahrzeugsystemsteuerung 12 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal freigibt und sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, ein gewünschtes Raddrehmoment oder Radleistungsniveau anfordern, um einen gewünschten Grad der Fahrzeugabbremsung 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. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 12, der Motorsteuerung 111B, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 141 treten. Alternativ dazu 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/oder die elektrische Maschine 120 und den optionalen Startergenerator 171 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Motor 110 weggelassen werden. Der Motor 110 kann mit einem Motorstarter (z. B. 140), mit dem riemengetriebenen Startergenerator (RSG) 142 oder dem optionalen Startergenerator 171 oder über eine elektrische Maschine 120 gestartet werden. Die elektrische Maschine 120 (z. B. eine elektrische Hochspannungsmaschine, die mit mehr als 30 Volt betrieben wird) wird hierin auch als elektrische Maschine, Antriebsmotor und/oder Generator bezeichnet. Ferner kann das Drehmoment des Motors 110 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
Der RSG 142 ist über einen Riemen 231 mechanisch an den Motor 110 gekoppelt. Der RSG 142 kann an eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) oder eine Nockenwelle (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Der RSG 142 kann als Antriebsmotor betrieben werden, wenn er über die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie, die hierin auch als bordeigene Energiespeichervorrichtung 132 bezeichnet wird, mit elektrischer Leistung versorgt wird. Der RSG 142 kann zusätzlich dazu als Generator betrieben werden, welcher die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie mit elektrischer Energie versorgt.
Das Kraftübertragungssystem 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 den Fahrzeugrädern 131 Drehmoment zuzuführen. 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. das erste, dritte, fünfte Zahnrad und das Zahnrad für den Rückwärtsgang) steuern, während eine andere Kupplung, zum Beispiel die zweite Kupplung 127, gerade Zahnräder 262 (z. B. das zweite, vierte und sechste Zahnrad) steuern kann. Indem eine derartige Anordnung verwendet wird, können die Zahnräder 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 Drehmoment bereitzustellen oder Drehmoment des Antriebsstrangs in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie gespeichert wird. Zusätzlich kann die elektrische Maschine 120 die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zum Speichern in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie umwandeln. Die elektrische Maschine 120 steht 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 dargestellt ist, oder der RSG 142. Ferner treibt die elektrische Maschine 120 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird durch den Antriebsstrang 200 direkt angetrieben.
Bei der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 (z. B. einer Hochspannungsbatterie oder -leistungsquelle) 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 dem Antriebsstrang 200 über den Betrieb als Antriebsmotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment bereitstellen.
Ferner kann durch Ineingriffbringen von Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 131 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer mit seinem Fuß ein Bremspedal (z. B. 192) betätigt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen in der Bremssteuerung 141 in Eingriff gebracht werden. Zudem kann die Bremssteuerung 141 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 12 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 Motorstoppvorgangs 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 entscheidend zu dämpfen, zu überdämpfen oder zu unterdämpfen.
Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 überwacht werden, wobei eine lokale Drehmomentsteuerung für den Motor 110, das Getriebe 125, die elektrische Maschine 120 und die Bremsen 218 über die Motorsteuerung 111B, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 bereitgestellt wird.
Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung gesteuert werden, indem die Öffnung der Drossel (z. B. 62B) und/oder Ventiltaktung, Ventilhub und Ladedruck für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Im Falle eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motordrehmomentausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt 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 die 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 elektrischen Maschine 120 fließt, wie auf dem Fachgebiet bekannt.
Die Getriebesteuerung 254 kann das Drehmoment der Getriebeausgangswelle von dem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder um Drehmoment- und einen Positionssensoren 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 Sensoren 277 empfangen, zu denen unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Antriebsmotortemperatursensoren, RSG-Temperatur-, Schaltwählvorrichtungspositionssensoren, Synchronisierungsvorrichtungspositionssensoren und Umgebungstemperatursensoren gehören können. Die Getriebesteuerung kann zudem einen angeforderten Getriebezustand (z. B. angeforderter Gang oder Parkmodus) von einer 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 Bremspedalpositionsinformationen von dem Bremspedalsensor (z. B. 157), der in 1A gezeigt ist, direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 141 kann die Bremsung als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 12 bereitstellen. Die Bremssteuerung 141 kann zudem eine Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsung bereitstellen, um die Bremsung und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Demnach kann die Bremssteuerung 141 der Fahrzeugsystemsteuerung 12 eine Grenze für das Raddrehmoment (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für das negative Raddrehmoment) bereitstellen, sodass ein negatives Antriebsmotordrehmoment nicht dazu führt, dass die Grenze für das Raddrehmoment überschritten wird. Falls zum Beispiel die Steuerung 12 eine Grenze für das negative Raddrehmoment von 50 Nm ausgibt, kann das Antriebsmotordrehmoment so eingestellt werden, dass es unter Berücksichtigung der Getriebeverzahnung weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negatives Drehmoment an den Rädern 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 positioniert und der RSG 142 kann dem Motor 110 vorgelagert oder dem Motor 110 nachgelagert und dem Getriebe 125 vorgelagert positioniert sein.
3 zeigt eine ausführliche Veranschaulichung eines Doppelkupplungsgetriebes (dual clutch transmission - DCT) 125. Die Motorkurbelwelle 40B ist als Kopplung an ein Kupplungsgehäuse 393 veranschaulicht. 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 weisen die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 jeweils eine zugeordnete erste Kupplungsscheibe 390 bzw. zweite Kupplungsscheibe 391 auf. In einigen Beispielen können die Kupplungen Nasskupplungen, Ölbadkupplungen (zum Kühlen) oder Trockenscheibenkupplungen umfassen. Das Drehmoment des Motors kann von dem Kupplungsgehäuse 393 entweder auf die erste Kupplung 126 oder zweite Kupplung 127 übertragen werden. Die erste Getriebekupplung 126 überträgt Drehmoment zwischen dem Motor 110 (in 1A gezeigt) und einer ersten Getriebeeingangswelle 302. Somit kann ein Kupplungsgehäuse 493 als Eingangsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden und 126A kann als Ausgangsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden. Die zweite Getriebekupplung 127 überträgt Drehmoment zwischen dem Motor 110 (in 1A gezeigt) und einer zweiten Getriebeeingangswelle 304. Demnach kann das Kupplungsgehäuse 393 als Eingangsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden und kann 127A als Ausgangsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden.
Wie vorstehend erörtert, kann ein 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. Beispielsweise kann die erste Getriebeeingangswelle 302 eine Vielzahl von Festrädern aufweisen. Beispielsweise 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 328 und ein siebtes Festrad 318 zum Aufnehmen eines siebten Zahnrads 332 beinhalten. Anders ausgedrückt kann die erste Getriebeeingangswelle 302 selektiv mit einer 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 und zudem 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 jeweils über Rippen (nicht gezeigt) an der Außenseite jeder Welle mit jeder der ersten Kupplung 126 bzw. 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) an die erste Getriebeeingangswelle 302 oder zweite Getriebeeingangswelle 304 übertragen werden kann, wenn sich jede der jeweiligen Kupplungen in einem geöffneten Zustand befindet. Als Reaktion auf das Schließen der ersten Kupplung 126 kann ein Motordrehmoment an die erste Getriebeeingangswelle 302 übertragen werden und als Reaktion auf das Schließen der zweiten Kupplung 127 kann ein Motordrehmoment an die zweite Getriebeeingangswelle 304 übertragen werden. Während des normalen Betriebs kann eine Getriebeelektronik gewährleisten, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt lediglich eine Kupplung geschlossen ist.
Das Getriebegehäuse 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 dem 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 328 und das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328. Sowohl die erste Vorgelegewelle 340 als auch die zweite Vorgelegewelle 342 kann Drehmoment über ein erstes Abtriebsritzel 350 bzw. ein zweites Abtriebsritzel 352 auf ein Zahnrad 353 übertragen. Auf diese Weise können beide Vorgelege über jedes von dem ersten Abtriebsritzel 350 und dem zweiten Abtriebsritzel 352 Drehmoment an eine Ausgangswelle 362 übertragen, wobei die Ausgangswelle Drehmoment an eine Heckantriebseinheit 136 (in 1A gezeigt) übertragen kann, die es den angetriebenen Rädern (z. B. 131 aus 1A) ermöglichen kann, sich jeweils 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 328, das sechste Zahnrad 330, das siebte Zahnrad 332 und das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328 nicht an den Vorgelegen (z. B. 340 und 342) befestigt, sondern können sich stattdessen frei drehen. Demnach können Synchronisiervorrichtungen verwendet werden, um zu ermöglichen, dass jedes der Zahnräder mit der Drehzahl der Vorgelege übereinstimmt, und ferner dazu verwendet werden, die Zahnräder zu sperren. In dem beispielhaften DCT 125 sind vier Synchronisiervorrichtungen veranschaulicht, zum Beispiel eine erste Synchronisiervorrichtung 370, eine zweite Synchronisiervorrichtung 374, eine dritte Synchronisiervorrichtung 380 und eine vierte Synchronisiervorrichtung 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 Synchronisiervorrichtung 340 verwendet werden, um entweder das erste Zahnrad 320 oder das siebte Zahnrad 332 zu sperren. Die zweite Synchronisierungsvorrichtung 374 kann verwendet werden, um entweder das zweite Zahnrad 322 oder das sechste Zahnrad 330 zu sperren. Die dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 kann verwendet werden, um entweder das dritte Zahnrad 324 oder das fünfte Zahnrad 328 zu sperren. Die vierte Synchronisiervorrichtung 384 kann verwendet werden, um entweder das fünfte Zahnrad 326 oder das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328 zu sperren. In jedem Fall kann die Bewegung der Synchronisierungsvorrichtungen über die Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378 und 382) erzielt werden, die jede der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtungen in die gewünschte Position bewegen.
Die Bewegung der Synchronisiervorrichtungen über die Schaltgabeln kann über ein Getriebesteuermodul (transmission control module - TCM) 254 und Schaltgabelaktoren 388 ausgeführt werden, wobei das TCM 254 das vorstehend in Bezug 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 eine Pumpe 312 und/oder eine Pumpe 367 bereitgestellt werden. Das TCM 254 kann Eingabesignale von verschiedenen Sensoren erfassen, die Eingabe auswerten und verschiedene Aktoren entsprechend steuern. Zu von dem TCM 254 verwendeten Eingaben können unter anderem Getriebebereich (P/R/N/D/S/L usw.), Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und -drehmoment, Drosselposition, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Lenkwinkel, Bremseingaben, Getriebegehäuseeingangswellendrehzahl (sowohl für die erste Getriebeeingangswelle 302 als auch die zweite Getriebeeingangswelle 304) und Fahrzeuglage (Neigung) gehören. Das TCM kann Aktoren über eine Steuerung mit offenem Regelkreis steuern, um eine adaptive Steuerung zu ermöglichen. Zum Beispiel kann es die adaptive Steuerung dem TCM 254 ermöglichen, Einkuppelpunkte, Reibungskoeffizienten der Kupplung und die Position von Synchronisierungsvorrichtungsbaugruppen festzustellen und anzupassen. 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 eine Pumpe 312 und/oder eine Pumpe 367 bereitgestellt werden.
Somit ist das TCM 254 als Eingaben von verschiedenen Sensoren 277 empfangend veranschaulicht. Wie vorstehend in Bezug auf 2 erörtert, können die verschiedenen Sensoren Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Antriebsmotortemperatursensoren, Schaltwählvorrichtungspositionssensoren, Synchronisiervorrichtungspositionssensoren und Umgebungstemperatursensoren einschließen. Die verschiedenen Sensoren 277 können ferner Raddrehzahlsensoren (z. B. 195), Motordrehzahlsensoren, Motordrehmomentsensoren, Drosselpositionssensoren, Motortemperatursensoren, Lenkwinkelsensoren und Trägheitssensoren (z. B. 199) einschließen. Die Trägheitssensoren können eines oder mehrere der Folgenden umfassen: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Vertikalbeschleunigungs-, Gierraten-, Rollraten- und Nickratensensoren, wie vorstehend in Bezug auf 1A erörtert.
Die Sensoren 277 können ferner einen Eingangswellendrehzahl(input shaft speed - ISS)-Sensor einschließen, der einen magnetoresistiven Sensor einschließen kann, und wobei ein ISS-Sensor für jede Getriebegehäuseeingangswelle enthalten sein kann (z. B. einer für die erste Getriebeeingangswelle 302 und einer für die zweite Getriebeeingangswelle 304). Die Sensoren 277 können ferner einen Ausgangswellendrehzahl(output shaft speed - OSS)-Sensor einschließen, der einen magnetoresistiver Sensor einschließen und an der Ausgangswelle 362 angebracht sein kann. Die Sensoren 277 können ferner einen Getriebebereichs(transmission range - TR)-Sensor einschließen, der durch das TCM verwendet werden kann, um eine Position von Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) zu erkennen.
Es versteht sich, dass das DCT 125 wie hierin beschrieben funktioniert. Wenn die erste Kupplung 126 zum Beispiel in eine geschlossene Stellung betätigt wird, kann der ersten Getriebeeingangswelle 302 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 gesperrt 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 gesperrt ist, über die zweite Getriebeeingangswelle 304 entweder an das erste Vorgelege 340 oder das zweite Vorgelegewelle 342 übertragen werden, wenn die zweite Kupplung 127 geschlossen ist, und kann zudem 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. Beispielsweise kann Leistung von dem Motor auf die erste Eingangswelle 302 und das erste Vorgelege 340 übertragen werden, wenn das erste Zahnrad 320 über die erste Synchronisierungsvorrichtung 340 gesperrt ist, und wobei die erste Kupplung 126 geschlossen ist (und die zweite Kupplung 127 offen ist). Während das erste Zahnrad 320 in Eingriff steht ist, kann das zweite Zahnrad 322 gleichzeitig über die zweite Synchronisiervorrichtung 374 gesperrt sein. Da das zweite Zahnrad 322 gesperrt 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 TCM so verringert werden, dass sie dem Hochschalten entspricht. Bei geschlossener zweiter Kupplung 127 kann Leistung von dem Motor auf die zweite Eingangswelle 304 und auf das erste Vorgelege 340 übertragen werden und ferner über das Ritzel 350 auf die Ausgangswelle 362 übertragen werden. Nach Abschluss des Gangwechsels kann das TCM 254 das nächste passende Zahnrad vorauswählen. Beispielsweise kann das TCM 254 auf Grundlage von Eingaben, die es von den verschiedenen Sensoren 277 empfängt, entweder ein höheres oder ein niedrigeres Zahnrad vorauswählen. Auf diese Weise können Gangwechsel schnell und mit minimalem Verlust des der Ausgangswelle 362 bereitgestellten Drehmoments 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 „parken“ gestellt wird, kann die Parksperrenklinke 363 in das Parkzahnrad 360 eingreifen. Das Eingreifen der Parksperrenklinke 363 in das 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 Antriebsmotor (nicht gezeigt) erzielt werden. Wenn die Parksperrenklinke 363 in das Parkzahnrad 360 eingreift, können Antriebsräder (z. B. 130, 131) eines Fahrzeugs gesperrt sein. Im Gegensatz dazu kann sich die Parksperrenklinke 363 als Reaktion darauf, dass ein Schalthebel aus „Parken“ in eine andere Stellung (z. B. „Fahren“) bewegt wird, derart bewegen, dass die Parksperrenklinke 363 von dem Parkzahnrad 360 gelöst werden kann.
In 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 zum Beispiel durch eine bordeigene Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) mit Leistung versorgt 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.
Somit stellt das System aus 1A-3 ein System bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; einen an den Motor gekoppelten Startergenerator; ein Getriebe, das Folgendes beinhaltet: eine erste Eingangskupplung, eine zweite Eingangskupplung, eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, ein erstes Vorgelege, das selektiv an die erste Eingangswelle gekoppelt ist, ein zweites Vorgelege, das selektiv an die zweite Eingangswelle gekoppelt ist, eine Vielzahl von Zahnrädern und eine Ausgangswelle, die an das erste und zweite Vorgelege gekoppelt ist; eine Heckantriebseinheit, die eine Hinterachse und eine elektrische Maschine beinhaltet, die über eine Eingangswelle an das Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen, die auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um ein Fahrzeug über die Heckantriebseinheit anzutreiben, während Werte eines Verhältnisses von einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment eingestellt werden, und Anweisungen beinhaltet, um den Motor gemäß den eingestellten Werten des Verhältnisses von einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment zu betreiben.
In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Anweisungen, um Zahnräder des Getriebes vorauszuwählen, während das Fahrzeug über die Heckantriebseinheit angetrieben wird. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um einer Drehzahl der ersten Eingangswelle oder der zweiten Eingangswelle über den ISG zu folgen. Das System beinhaltet, dass das Vorauswählen der Zahnräder des Getriebes Verriegeln von Zahnrädern des Getriebes an das erste Vorgelege oder das zweite Vorgelege beinhaltet. Das System umfasst ferner Antreiben des Fahrzeugs über die Heckantriebseinheit, wobei die erste und zweite Eingangskupplung offen sind. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen, um Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment als Reaktion auf Motordrehmomentwerte, die bereitgestellt werden, wenn die erste und zweite Eingangskupplung offen sind, einzustellen.
Nunmehr wird auf 4 Bezug genommen, welche eine voraussichtliche Hybridfahrzeugkraftübertragungsbetriebssequenz zeigt. Die Betriebssequenz aus 4 kann über das System aus 1A-3 in Zusammenwirkung mit dem Verfahren aus 5 bereitgestellt werden. Die in 4 gezeigten Verläufe treten gleichzeitig auf und sind zeitlich ausgerichtet. Die vertikalen Linien T0-T7 stellen Zeiten dar, die während der Kraftübertragungsbetriebssequenz von Interesse sind.
Der erste Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Drehzahl dar und die Drehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die durchgezogene Linie 404 stellt eine erwünschte Motordrehzahl dar. Bei der erwünschten Motordrehzahl kann es sich um eine Drehzahl handeln, die äquivalent zu einer Getriebeeingangswellendrehzahl ist oder dieser folgt. Die ISG-Drehzahl und Motordrehzahl sind gleich, da der ISG an den Motor gekoppelt ist.
Der zweite Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf eines Motordrehmomentfehlers im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt einen Motordrehmomentfehler dar und Motordrehmomentfehler über der horizontalen Linie sind positiv und Motordrehmomentfehler unter der horizontalen Linie sind negative Motordrehmomentfehler. Der positive Motordrehmomentfehler nimmt in Richtung des nach oben zeigenden vertikalen Pfeils zu. Der Betrag des negativen Motordrehmomentfehlers nimmt in Richtung des nach unten zeigenden vertikalen Pfeils zu. In einem Beispiel beträgt das erwünschte Motordrehmoment das ISG-Drehmoment plus das befohlenen Motordrehmoment. Somit ist der Motordrehmomentfehler gleich dem ISG-Drehmoment. 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 4 ist ein Verlauf des Zustands der Getriebeeingangskupplung im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt einen Betriebszustand der Getriebeeingangskupplung für beide Getriebeeingangskupplungen dar. Eine Getriebeeingangskupplung kann geschlossen sein, um Drehmoment zu übertragen, wenn eine Ablaufverfolgung 406 auf einem höheren Niveau nahe der geschlossenen Kennzeichnung ist. Die Getriebekupplungen sind offen und übertragen kein Drehmoment, wenn die Ablaufverfolgung 406 nahe der horizontalen Achse und nahe der offenen Kennzeichnung ist. 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 4 ist ein Verlauf eines vorausgewählten Getriebezahnrads (z. B. eines Getriebezahnrads, das an einem Vorgelege verriegelt ist und sich in einer von einer Fahrzeugraddrehzahl abhängigen Geschwindigkeit dreht) im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt das vorausgewählte Getriebezahnrad dar und die Gangzahlen befinden sich auf der vertikalen Achse. 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 4 ist ein Verlauf eines Anpassungsanforderungszustands eines Verhältnisses eines Motorzündzustands zu einem Motordrehmoment im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Anpassungsanforderungszustand des Verhältnisses des Motorzündzustands zu dem Motordrehmoment dar und der Anpassungsanforderungszustand des Verhältnisses des Motorzündzustands zu dem Motordrehmoment wird bestätigt, wenn sich die Ablaufverfolgung auf einer höheren Stufe nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die Anpassung des Verhältnisses des Motorzündzustands zu dem Motordrehmoment wird angefordert, wenn der Anpassungsanforderungszustand des Verhältnisses des Motorzündzustands zu dem Motordrehmoment bestätigt wurde. Der Anpassungsanforderungszustand des Verhältnisses des Motorzündzustands zu dem Motordrehmoment wird nicht bestätigt, wenn sich die Ablaufverfolgung auf einer niedrigeren Stufe 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.
Der sechste Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf eines Motorzündzeitpunkt im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt einen Motorzündzeitpunkt dar und der Motorzündzeitpunkt wird in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse nach früh verstellen. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Eine gestrichelte Linie 408 stellt einen Mindestzündzeitpunkt für den besten Motordrehmoment (minimum spark timing for best engine torque - MBT) dar. Eine durchgezogene Linie 410 stellt den Motorzündzeitpunkt an dem bestimmten Zeitpunkt dar.
Zu einem Zeitpunkt T0 ist die erwünschte Motordrehzahl eine Motorleerlaufdrehzahl. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplung befindet sich in einem offenen Zustand. Es ist das erste Zahnrad des Getriebes ausgewählt und es wird keine Anpassung des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment angefordert. Der Motor wird in einem Drehmomentsteuermodus (nicht gezeigt) betrieben und das erwünschte Motordrehmoment (nicht gezeigt) ist ein Drehmoment, durch das sich der Motor mit Leerlaufdrehzahl bei einem Fahrerbedarfsdrehmoment von null dreht. Der ISG oder RSG (nicht gezeigt) wird in einem Drehzahlsteuermodus betrieben, in dem der ISG oder RSG einer Getriebeeingangswellendrehzahl folgt (z. B. einer Drehzahl der Getriebewelle, die über ein vorausgewähltes Zahnrad an die Getriebeausgangswelle gekoppelt ist). Der Motorzündzeitpunkt ist von dem MBT-Zündzeitpunkt leicht verzögert, sodass in dem Fall, dass eine Last auf den Motor aufgebracht wird, eine Drehmomentreserve vorliegt.
Zu einem Zeitpunkt T1 wird eine Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, ausgegeben und verbleibt die erwünschte Motordrehzahl auf der Leerlaufdrehzahl. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplungen sind offen. Das erste Zahnrad ist vorausgewählt und der ISG (nicht gezeigt) befindet sich in dem Drehzahlsteuermodus, um die Motor- und ISG-Drehzahl auf der Motorleerlaufdrehzahl zu halten. Der Motorzündzeitpunkt ist von dem MBT-Zündzeitpunkt verzögert.
Zwischen dem Zeitpunkt T0 und T1 wird die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, beibehalten, und wird der Motorzündzeitpunkt kontinuierlich verzögert, um das Motordrehmoment einzustellen. Das erwünschte Motordrehmoment ist ein Drehmoment, durch das der Motor auf der Leerlaufdrehzahl (nicht gezeigt) gehalten wird, das Motordrehmoment jedoch auf ein reduziertes Drehmoment befohlen wird und das ISG-Drehmoment erhöht wird, um die Motor- und ISG-Drehzahl auf der Motorleerlaufdrehzahl zu halten. Dem Motor wird der Befehl gegeben, über einen verzögerten Motorzündzeitpunkt an niedrigeres Drehmoment anzunehmen. Der Betrag der Motordrehmomentreduzierung kann aus einem ISG-Strom bestimmt werden, wenn der Motorzündzeitpunkt verzögert wird. Wenn der ISG-Strom beispielsweise direkt vor Beginn der Zündungsverzögerung null ist und nach der Verzögerung des Zündzeitpunkts 10 Ampere ist, ist die Motordrehmomentänderung gleich dem ISG-Drehmoment, das über 10 Ampere erzeugt wird. Der Motorzündzeitpunkt und das Motordrehmoment werden kontinuierlich bestimmt und in einem Steuerungsspeicher (z. B. in einem flüchtigen RAM-Speicher) gespeichert, während die Motorzündung verzögert wird. Der Motorzündzeitpunkt wird verzögert und dann in Richtung des MBT-Zündzeitpunkts nach früh verstellen. Das erste Zahnrad des Getriebes bleibt vorausgewählt und die Getriebekupplung bleibt offen, sodass das Motor- und ISG-Drehmoment nicht an die Fahrzeugräder wird. Der Motordrehzahlfehler ist null.
Zu dem Zeitpunkt T1 wird die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, zurückgenommen und befindet sich der Motorzündzeitpunkt auf einem Grundzündzeitpunkt für den Motor im Leerlauf. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplung bleibt offen. Das erste Zahnrad des Getriebes bleibt vorausgewählt. Somit endet das Bestimmen von Parametern zum Anpassen des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment zu dem Zeitpunkt T1 und wird das Speichern der Parameter in dem Steuerungsspeicher ebenfalls abgeschlossen. Die Werte des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment können als Reaktion auf die Motorzündung und das Motordrehmoment, die bzw. das von dem Zeitpunkt T0 bis zu dem Zeitpunkt T1 bestimmt wurde, eingestellt werden. Wenn ein Wert des Motordrehmoments für einen gegebenen Zündzeitpunkt, der von dem Zeitpunkt T0 bis zu dem Zeitpunkt T1 bestimmt wurde, zum Beispiel ein Schwellenwert über oder unter einem Wert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment ist, der dem Motorzündzeitpunkt entspricht, wird der Motordrehmomentwert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment, der dem Motorzündzeitpunkt entspricht, mit dem Motordrehmomentwert, der zwischen dem Zeitpunkt T0 und T1 bestimmt wurde, oder einem Teil oder Bruchteil davon korrigiert.
Zwischen dem Zeitpunkt T1 und einem Zeitpunkt T2 wird das Fahrzeug, in dem der Motor aufgenommen ist, über eine elektrische Maschine einer Heckantriebseinheit angetrieben. Die elektrische Maschine der Heckantriebseinheit stellt den Fahrzeugrädern Drehmoment bereit, das eine Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment und eine Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann eine Funktion einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, dreht sich die Getriebeausgangswelle in einem Verhältnis zu der Fahrzeugraddrehzahl. Die Getriebeausgangswelle dreht das Vorgelege, an dem das erste Zahnrad verriegelt ist, und das Vorgelege dreht die Eingangswelle, die dem ersten Zahnrad (z. B. 302 aus 3) entspricht. Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) wird als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment (nicht gezeigt) eingestellt und der ISG gewährleistet, dass sich der Motor mit der Drehzahl der Eingangswelle dreht, die dem ersten Zahnrad entspricht. Der Motordrehmomentfehler ist null und das erste Zahnrad des Getriebes ist vorausgewählt. Die Anforderung zum Anpassen des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment ist nicht bestätigt und der Motorzündzeitpunkt ist nahe dem MBT-Zündzeitpunkt.
Zu dem Zeitpunkt T2 wird das vorausgewählte Zahnrad in dem Getriebe als Reaktion auf den Fahrerbedarfsdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem ersten Zahnrad zu einem zweiten Zahnrad geändert. Insbesondere wird das erste Zahnrad von einem Vorgelege gelöst und wird das zweite Zahnrad an einem Vorgelege verriegelt. Dem ISG wird der Befehl gegeben, der Drehzahlausgabe von einem Modell zu folgen, das die Änderung des vorausgewählten Zahnrads beschreibt, und die Motordrehzahl ist dieselbe wie die ISG-Drehzahl, da der ISG an den Motor gekoppelt ist. In einem Beispiel gibt das Modell eine Eingangswellendrehzahl aus, die eine Funktion einer Getriebeausgangswellendrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis des vorausgewählten Zahnrads ist. Der Zeitpunkt der Schaltung des vorausgewählten Gangs basiert auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrerbedarfsdrehmoment. Beispielsweise kann das Getriebe bei einer Geschwindigkeit von 10 km/h und einem Fahrerbedarfsdrehmoment von 75 Nm von der vorausgewählten Gangzahl eins in die vorausgewählte Gangzahl zwei geschaltet werden. Die Bedingungen, die den Zeitpunkt der Schaltung festlegen, können in einem Schaltplan gespeichert sein und der Schaltplan beinhaltet unterschiedliche Bedingungen für ein vorausgewähltes Schalten zwischen jedem von den Getriebezahnrädern. Durch das Modell wird die Getriebeeingangswellendrehzahl als Reaktion auf die Getriebeausgangswellendrehzahl und das in Eingriff stehende vorausgewählte Zahnrad (z. B. das vorausgewählte Zahnrad, das an einem Vorgelege verriegelt ist) eingestellt. Beispielsweise kann die Getriebeeingangswellendrehzahl die Getriebeausgangswellendrehzahl dividiert durch das Übersetzungsverhältnis des vorausgewählten Zahnrads sein. Alternativ kann die ISG-Drehzahl befohlen werden, um der Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu folgen, die an das vorausgewählte Getriebezahnrad gekoppelt ist. Wenn zum Beispiel eine erste Getriebeeingangswelle an ein erstes vorausgewähltes Zahnrad gekoppelt ist, wird die ISG-Drehzahl befohlen, um der Drehzahl der ersten Getriebeeingangswelle zu folgen. Wenn das Getriebe dann in einen zweiten vorausgewählten Gang geschaltet wird, wird dem ISG der Befehl gegeben, der Drehzahl einer zweiten Getriebeeingangswelle zu folgen, wobei die zweite Getriebeeingangswelle an das zweite vorausgewählte Zahnrad gekoppelt ist.
Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) kann ebenfalls befohlen werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahlausgabe der Getriebeeingangswelle aus dem Modell oder der beobachteten Getriebeausgangswellendrehzahl folgt oder diese anführt (z. B. sich im Zeitverlauf früher bewegt). Während eines Hochschaltens wird die Getriebeeingangswellendrehzahl reduziert, da ein Zahnrad mit einem höheren Übersetzungsverhältnis vorausgewählt wird. Die Motordrehzahl kann auf die neue Getriebeeingangswellendrehzahl reduziert werden, indem das Motordrehmoment über Zündverzögerung reduziert wird. Eine Schätzung des Motordrehmoments, um die niedrigere Motordrehzahl bereitzustellen, während und nachdem der vorausgewählte Gang eingelegt wird, kann modelliert oder empirisch ermittelt und in dem Steuerungsspeicher gespeichert werden. In einem Beispiel ist ein Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment für eine Vielzahl von Motordrehzahlen und -lasten in dem Steuerungsspeicher gespeichert und wird ein Motorzündzeitpunkt als Reaktion auf Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment eingestellt. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass eine Motordrehmomentreduzierung von 40 Nm erforderlich ist, um die Motordrehzahl auf die Getriebeeingangswellendrehzahl zu reduzieren, kann das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment durch eine Drehmomentreduzierung von 40 Nm referenziert oder indexiert werden und gibt das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment einen Zündverzögerungswert (z. B. 5 Kurbelwellendrehungen) von dem aktuellen Motorzündwert aus.
Die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment wird ebenfalls bei dem Zeitpunkt T2 bestätigt und der Getriebeeingangswellenkupplungszustand bleibt offen. Die Motorzündung beginnt verzögert zu werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle folgt. Der Motordrehmomentfehler ist beinahe null.
Zwischen dem Zeitpunkt T2 und einem Zeitpunkt T3 bleibt die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment bestätigt und wird die Motorzündung verzögert, um das Motordrehmoment zu reduzieren, sodass die Motordrehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt. Bei den Bedingungen zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 handelt es sich um dynamische Zündsteuerbedingungen, da das Getriebe geschaltet wird und versucht wird, dass die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl über eine Motordrehmomentreduzierung folgt. Es entwickelt sich ein Motordrehmomentfehler, der aus dem ISG-Strom bestimmt wird, und bei dem Motordrehmomentfehler handelt es sich um eine Differenz aus dem durch den Motor bereitgestellten Motordrehmoment und dem Motordrehmoment, das befohlen wurde, um der Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen. Der Motordrehmomentfehler hat anfangs einen hohen Wert und wird dann reduziert. In diesem Beispiel liegt das tatsächliche Motordrehmoment unter dem erwünschten Motordrehmoment; der Motordrehmomentfehler ist somit negativ. Das Motordrehmoment und die Zündung, die das Motordrehmoment erzeugt hat, werden in dem Steuerungsspeicher gespeichert. Wenn sich das während der vorausgewählten Gangschaltung erzeugte Motordrehmoment nicht innerhalb eines Schwellendrehmoments des befohlenen Motordrehmoments befindet, kann der Motorzündzeitpunkt oder das geschätzte Motordrehmoment in der Motorzündungs- zu Motordrehmomentreferenz eingestellt werden. Wenn zum Beispiel das Motordrehmoment während der Schaltung befohlen wird, um um 50 Nm reduziert zu werden, und der Zündzeitpunkt, welcher der Motordrehmomentreduzierung entspricht, bei 5 Grad liegt, das tatsächliche Motordrehmoment jedoch um 75 Nm reduziert wird, kann der Zündzeitpunkt des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment um 3 Grad Zündverzögerung korrigiert werden, um die Motordrehmomentreduzierung in Richtung der erwünschten Motordrehmomentreduzierung zu bewegen.
Zu dem Zeitpunkt T3 wird die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, zurückgenommen und befindet sich der Motorzündzeitpunkt auf einem Grundzündzeitpunkt für die Motorbetriebsbedingungen. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplung bleibt offen. Das Getriebe wird in dem vorausgewählten zweiten Zahnrad in Eingriff genommen. Somit endet das Bestimmen von Parametern zum Anpassen des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment zu dem Zeitpunkt T3 und wird das Speichern der Parameter in dem Steuerungsspeicher ebenfalls abgeschlossen. Die Werte des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment können als Reaktion auf die Motorzündung und das Motordrehmoment, die bzw. das von dem Zeitpunkt T2 bis zu dem Zeitpunkt T3 bestimmt wurde, eingestellt werden. Wenn ein Wert des Motordrehmoments für einen gegebenen Zündzeitpunkt, der von dem Zeitpunkt T2 bis zu dem Zeitpunkt T3 bestimmt wurde, zum Beispiel ein Schwellenwert über oder unter einem Wert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment ist, der dem Motorzündzeitpunkt entspricht, wird der Motordrehmomentwert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment, der dem Motorzündzeitpunkt entspricht, mit dem Motordrehmomentwert, der zwischen dem Zeitpunkt T2 und T3 bestimmt wurde, oder einem Teil oder Bruchteil davon korrigiert.
Zwischen dem Zeitpunkt T3 und einem Zeitpunkt T4 wird das Fahrzeug mithilfe von Leistung von der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment weiter angetrieben. Die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, ist nicht bestätigt und der Motordrehmomentfehler ist beinahe null. Das Getriebe bleibt in dem vorausgewählten zweiten Gang und der Motorzündzeitpunkt ist nahe dem MBT-Zündzeitpunkt. Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) wird befohlen, um dem Fahrerbedarfsdrehmoment (nicht gezeigt) zu folgen und die ISG-Drehzahl folgt zusammen mit der Motordrehzahl weiterhin der Getriebeeingangswellendrehzahl.
Zu dem Zeitpunkt T4 wird das vorausgewählte Zahnrad in dem Getriebe als Reaktion auf den Fahrerbedarfsdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem zweiten Zahnrad zu einem dritten Zahnrad geändert. Dem ISG wird der Befehl gegeben, der Drehzahlausgabe von einem Modell oder der Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen. Alternativ kann die ISG-Drehzahl befohlen werden, um der Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu folgen, die an das vorausgewählte Getriebezahnrad gekoppelt ist. Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) kann ebenfalls befohlen werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahlausgabe der Getriebeeingangswelle aus dem Modell oder der beobachteten Getriebeausgangswellendrehzahl folgt oder diese anführt (z. B. sich im Zeitverlauf früher bewegt). Während des Hochschaltens wird die Getriebeeingangswellendrehzahl reduziert, da ein Zahnrad mit einem höheren Übersetzungsverhältnis vorausgewählt wird. Die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment wird ebenfalls bei dem Zeitpunkt T4 bestätigt und der Getriebeeingangswellenkupplungszustand bleibt offen. Die Motorzündung beginnt verzögert zu werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle folgt. Der Motordrehmomentfehler ist beinahe null.
Zwischen dem Zeitpunkt T4 und einem Zeitpunkt T5 bleibt die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment bestätigt und wird die Motorzündung verzögert, um das Motordrehmoment zu reduzieren, sodass die Motordrehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt. Bei den Bedingungen zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 handelt es sich um dynamische Zündsteuerbedingungen, da das Getriebe geschaltet wird und versucht wird, dass die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl über eine Motordrehmomentreduzierung folgt. Die ISG-Drehzahl wird eingestellt, um einer Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen, die von dem Modell ausgegeben werden kann. Es entwickelt sich ein Motordrehmomentfehler, der aus dem ISG-Strom bestimmt wird, und bei dem Motordrehmomentfehler handelt es sich um eine Differenz aus dem durch den Motor bereitgestellten Motordrehmoment und dem Motordrehmoment, das befohlen wurde, um der Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen. Der Motordrehmomentfehler ist negativ mit einem größeren Betrag und dieser wird dann reduziert. Das tatsächliche Motordrehmoment liegt unter dem erwünschten Motordrehmoment; der Motordrehmomentfehler ist somit negativ. Das Motordrehmoment und die Zündung, die das Motordrehmoment erzeugt hat, werden in dem Steuerungsspeicher gespeichert. Wenn sich das während der vorausgewählten Gangschaltung erzeugte Motordrehmoment nicht innerhalb eines Schwellendrehmoments des befohlenen Motordrehmoments befindet, kann der Motorzündzeitpunkt eingestellt werden.
Zu dem Zeitpunkt T5 wird die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, erneut zurückgenommen und befindet sich der Motorzündzeitpunkt auf einem Grundzündzeitpunkt für die Motorbetriebsbedingungen. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplung bleibt offen. Das Getriebe wird in dem vorausgewählten dritten Zahnrad in Eingriff genommen. Auf diese Weise endet das Bestimmen von Parametern zum Anpassen des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment zu dem Zeitpunkt T5 und wird das Speichern der Parameter in dem Steuerungsspeicher ebenfalls abgeschlossen. Die Werte des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment können als Reaktion auf die Motorzündung und das Motordrehmoment, die bzw. das von dem Zeitpunkt T4 bis zu dem Zeitpunkt T5 bestimmt wurde, eingestellt werden.
Zwischen dem Zeitpunkt T5 und einem Zeitpunkt T6 wird das Fahrzeug mithilfe von Leistung von der elektrischen Maschine der Heckantriebseinheit als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment weiter angetrieben. Die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, ist nicht bestätigt und der Motordrehmomentfehler ist beinahe null. Das Getriebe bleibt in dem vorausgewählten dritten Gang und der Motorzündzeitpunkt ist nahe dem MBT-Zündzeitpunkt. Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) wird befohlen, um dem Fahrerbedarfsdrehmoment (nicht gezeigt) zu folgen und die ISG-Drehzahl folgt zusammen mit der Motordrehzahl weiterhin der Getriebeeingangswellendrehzahl.
Zu dem Zeitpunkt T6 wird das vorausgewählte Zahnrad in dem Getriebe als Reaktion auf den Fahrerbedarfsdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit von dem dritten Zahnrad zu einem vierten Zahnrad geändert. Dem ISG wird der Befehl gegeben, der Drehzahlausgabe von einem Modell zu folgen. Alternativ kann die ISG-Drehzahl befohlen werden, um der Drehzahl der Getriebeeingangswelle zu folgen, die an das vorausgewählte Getriebezahnrad gekoppelt ist. Das Motordrehmoment (nicht gezeigt) kann ebenfalls befohlen werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahlausgabe der Getriebeeingangswelle aus dem Modell oder der beobachteten Getriebeausgangswellendrehzahl folgt oder diese anführt (z. B. sich im Zeitverlauf früher bewegt). Während des Hochschaltens wird die Getriebeeingangswellendrehzahl reduziert, da ein Zahnrad mit einem höheren Übersetzungsverhältnis vorausgewählt wird. Die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment wird ebenfalls bei dem Zeitpunkt T6 bestätigt und der Getriebeeingangswellenkupplungszustand bleibt offen. Die Motorzündung beginnt verzögert zu werden, sodass die Motordrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle folgt. Der Motordrehmomentfehler ist beinahe null.
Zwischen dem Zeitpunkt T6 und einem Zeitpunkt T7 bleibt die Anpassungsanforderung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment bestätigt und wird die Motorzündung verzögert, um das Motordrehmoment zu reduzieren, sodass die Motordrehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt. Bei den Bedingungen zwischen dem Zeitpunkt T6 und dem Zeitpunkt T7 handelt es sich um dynamische Zündsteuerbedingungen, da das Getriebe geschaltet wird und versucht wird, dass die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl über eine Motordrehmomentreduzierung folgt. Die ISG-Drehzahl wird eingestellt, um einer Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen, die von dem Modell ausgegeben werden kann. Es entwickelt sich ein Motordrehmomentfehler, der aus dem ISG-Strom bestimmt wird, und bei dem Motordrehmomentfehler handelt es sich um eine Differenz aus dem durch den Motor bereitgestellten Motordrehmoment und dem Motordrehmoment, das befohlen wurde, um der Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen. Der Motordrehmomentfehler ist positiv mit einem größeren Betrag und dieser wird dann reduziert. Das tatsächliche Motordrehmoment liegt über dem erwünschten Motordrehmoment; der Motordrehmomentfehler ist somit positiv. Das Motordrehmoment und die Zündung, die das Motordrehmoment erzeugt hat, werden in dem Steuerungsspeicher gespeichert. Wenn sich das während der vorausgewählten Gangschaltung erzeugte Motordrehmoment nicht innerhalb eines Schwellendrehmoments des befohlenen Motordrehmoments befindet, kann der Motorzündzeitpunkt eingestellt werden. Wenn zum Beispiel das Motordrehmoment während der Schaltung befohlen wird, um um 100 Nm reduziert zu werden, und der Zündzeitpunkt, welcher der Motordrehmomentreduzierung entspricht, bei 8 Grad liegt, das tatsächliche Motordrehmoment jedoch um 75 Nm reduziert wird, kann der Zündzeitpunkt des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment um 9,5 Grad Zündverzögerung korrigiert werden, um die Motordrehmomentreduzierung in Richtung der erwünschten Motordrehmomentreduzierung zu bewegen.
Zu dem Zeitpunkt T7 wird die Anforderung, das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, erneut zurückgenommen und befindet sich der Motorzündzeitpunkt auf einem Grundzündzeitpunkt für die Motorbetriebsbedingungen. Der Motordrehmomentfehler ist null und die Getriebeeingangskupplung bleibt offen. Das Getriebe wird in dem vorausgewählten vierten Zahnrad in Eingriff genommen. Auf diese Weise endet das Bestimmen von Parametern zum Anpassen des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment zu dem Zeitpunkt T7 und wird das Speichern der Parameter in dem Steuerungsspeicher ebenfalls abgeschlossen. Die Werte des Verhältnisses des Motorzündzeitpunkts zu dem Motordrehmoment können als Reaktion auf die Motorzündung und das Motordrehmoment, die bzw. das von dem Zeitpunkt T6 bis zu dem Zeitpunkt T7 bestimmt wurde, eingestellt werden.
Auf diese Weise können Werte, die in ein Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment eingeschlossen sind, während Leerlaufbedingungen im stationären Zustand und während Übergangsschalten zwischen vorausgewählten Getriebegängen eingestellt werden. Die Anpassung der Werte in der Tabelle oder Funktion, die das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment bildet, kann die Motordrehmomentsteuerung verbessern, indem ermöglicht wird, dass das Motordrehmoment dem angeforderten Motordrehmoment genauer folgt. Somit können Kraftübertragungsdrehmomentschwankungen während dem Übergangsschalten reduziert werden.
Nunmehr wird auf 5 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm zum Steuern einer Fahrzeugkraftübertragung gezeigt ist. Das Verfahren aus 5 kann in das System aus 1A-3 aufgenommen sein und mit diesem zusammenwirken. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens aus 5 als ausführbare Anweisungen eingeschlossen sein, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in den physikalischen Bereich umwandelt.
Bei 502 beurteilt das Verfahren 500, ob eine Motordrehmomentreduzierungsanpassung angefordert wird. Die Motordrehmomentreduzierungsanpassung kann in vorbestimmten Intervallen einer durch das Fahrzeug zurückgelegten Entfernung (z. B. alle 3000 km, die das Fahrzeug gefahren wird) oder in vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. alle 100 Stunden, die das Fahrzeug gefahren wird) angefordert werden. Ferner kann die Motordrehmomentreduzierungsanpassung als Reaktion darauf angefordert werden, dass Kraftübertragungsdrehmomentstörungsniveaus einen Schwellenwert überschreiten. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass eine Anforderung, die Motordrehmomentreduzierung anzupassen, vorliegt, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 504 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 550 über.
Bei 550 reduziert das Verfahren 500 das Motordrehmoment, wenn über Motorzündverzögerung von dem MBT-Zündzeitpunkt angefordert. Beispielsweise kann das Motordrehmoment während des Schaltens von Getriebegängen reduziert werden, selbst wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment nicht abnimmt. Ferner kann die Motordrehmomentreduzierung als Reaktion auf ein Motorklopfen durchgeführt werden. Die Motordrehmomentreduzierung kann gemäß einem Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment durchgeführt werden. Das Verhältnis kann in einer Tabelle oder Funktion in einem Steuerungsspeicher (z. B. einem nichtflüchtigen Speicher) gespeichert werden. Das Verfahren 500 geht zum Ende über, nachdem die Motordrehmomentreduzierung auf Anforderung durchgeführt wurde.
Bei 504 beurteilt das Verfahren 500 ob die Getriebeeingangskupplungen offen sind und ob die elektrische Maschine Drehmoment bereitstellt, um das Fahrzeug bei Anforderung durch einen Menschen oder autonomen Fahrer anzutreiben. Falls ja, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 500 zu 506 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 550 über.
Bei 506 schaltet das Verfahren 500 die vorausgewählten Getriebegänge als Reaktion auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Fahrerbedarfsdrehmoment. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann aus einem Ausmaß, mit dem ein Gaspedal durch einen menschlichen Fahrer betätigt wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Das Getriebe kann vorausgewählte Gänge durch Lösen eines ersten Zahnrads, das an einem Getriebevorgelege verriegelt ist, und Verriegeln eines zweiten Zahnrads an einem Vorgelege schalten. Die Getriebegänge können von vorausgewählten Gängen über Bewegen von Getriebeschaltgabeln geschaltet werden. In einem Beispiel werden die Getriebegänge als Reaktion auf einen Schaltplan und auf Fahrzeugbetriebsbedingungen von vorausgewählten Gängen in andere vorausgewählte Gänge geschaltet. Beispielsweise kann der Schaltplan bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 km/h und einer Motorlast von 0,5 eine Getriebegangschaltung aus einem ersten Gang in einen zweiten Gang anfordern oder erforderlich machen. Da die Getriebeeingangskupplungen nicht offen sind, wird das Motordrehmoment nicht an die Fahrzeugräder übertragen. Reibungselemente der Zahnradsynchronisiereinrichtungen gleichen die Drehzahlen von Vorgelegen und vorausgewählten Zahnrädern aneinander an, sodass die vorausgewählten Zahnräder an den Verzahnungen der Vorgelege verriegelt werden können. Die Getriebeeingangswellen drehen sich dann mit einer Mehrzahl von Getriebeausgangswellendrehzahlen, da die vorausgewählten Zahnräder eine Drehmomentübertragung von der Getriebeausgangswelle zu der Getriebeeingangswelle ermöglichen. Das Drehmoment wird nicht von einem Vorgelege zu einer Eingangswelle übertragen, wenn die Zahnräder nicht an dem Vorgelege verriegelt sind. Das Verfahren 500 geht zu 508 über.
Bei 508 gibt das Verfahren 500 dem ISG oder RSG den Befehl, in einen Drehzahlsteuermodus überzugehen und der Getriebeeingangswellendrehzahl des Getriebes zu folgen. Dem ISG oder RSG kann der Befehl gegeben werden, einer Ausgabe eines Modells zu folgen, das die Getriebeeingangswellendrehzahl als Reaktion auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein vorausgewähltes Zahnrad schätzt. Alternativ kann die ISG- oder RSG-Drehzahl befohlen werden, um der Drehzahl derjenigen Getriebeeingangswelle zu folgen, die über ein vorausgewähltes Zahnrad, das an einem Vorgelege verriegelt ist, an das Vorgelege gekoppelt ist. Wenn die Getriebeeingangswellendrehzahl jedoch unter einer Schwellendrehzahl liegt, kann dem ISG jedoch der Befehl gegeben werden, auf eine Motorleerlaufdrehzahl überzugehen. In dem Drehzahlsteuermodus wird das Drehmoment des ISG und RSG derart eingestellt, dass die ISG- oder RSG-Drehzahl einer erwünschten Drehzahl folgt. Wenn dem ISG der Befehl gegeben wird, bei 2.000 U/min zu arbeiten und eine positive Last auf den ISG aufgebracht wird, erhöht sich das ISG-Drehmoment somit, um die 2.000 U/min beizubehalten, solange der ISG eine Drehmomentkapazität aufweist, um die 2.000 U/min zu erzielen. Die erwünschte Drehzahl kann konstant sein oder im Zeitverlauf variieren. Das Verfahren 500 geht zu 510 über.
Bei 510 betreibt das Verfahren 500 den Motor in einem Drehmomentsteuermodus. In dem Drehmomentsteuermodus kann die Motordrehzahl variieren und folgt das Motordrehmoment einem erwünschten Motordrehmoment. Wenn der Motor bei einer konstanten Motordrehzahl ein konstantes Drehmoment ausgibt und eine positive Last auf den Motor aufgebracht wird, gibt der Motor somit weiterhin dasselbe Drehmoment aus, die Motordrehzahl wird jedoch reduziert. Durch Betreiben des Motors in dem Drehmomentsteuermodus und des ISG in dem Drehzahlsteuermodus ist es unter Umständen möglich, das Motordrehmoment einzustellen und die Motordrehzahl beizubehalten, sodass eine Einschätzung der Drehmomentausgabe vorgenommen werden kann. Das Verfahren 500 geht zu 512 über.
Bei 512 beurteilt das Verfahren 500, ob sich der Motor in einem Leerlaufzustand befindet. Motorleerlaufbedingungen können vorhanden sein, wenn der Fahrerdrehmomentbedarf unter einem Schwellenwert liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass Motorleerlaufbedingungen vorhanden sind, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 530 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 500 zu 514 über.
Bei 530 stellt das Verfahren 500 einen Motorzündzeitpunkt ein, während die Motordrehzahl auf der Leerlaufdrehzahl gehalten wird. In einem Beispiel wird der Motorzündzeitpunkt kontinuierlich rampenartig reduziert, bis ein Schwellenwert einer Zündverzögerung auf Motorzylinder angewendet wird; dann wird der Motorzündzeitpunkt zurück auf den Grundzündzeitpunkt für die Motorleerlaufdrehzahl nach früh verstellt. Die durch die Verzögerung der Motorzündung hervorgerufene Motordrehmomentreduzierung kann durch Erhöhen des ISG- und RSG-Stroms ausgeglichen werden, sodass die Motor- und ISG-Drehzahl auf der Motorleerlaufdrehzahl gehalten werden können. Ferner kann die ISG- oder RSG-Stromerhöhung eine Grundlage zum Schätzen der Motordrehmomentverringerung darstellen. Wenn der ISG-Strom zum Beispiel direkt vor der Verzögerung des Zündzeitpunkts bei Schritt 530 null Ampere betrug und zu einem bestimmten Motorzündverzögerungszeitpunkt auf 15 Ampere erhöht wird, kann das ISG-Drehmoment, das 15 Ampere entspricht, als die Motordrehmomentreduzierung festgelegt werden, die dem bestimmten Motorzündverzögerungszeitpunkt entspricht. Der ISG-Strom kann über eine ISG-Übertragungsfunktion, die das ISG-Drehmoment als eine Funktion des ISG-Stroms beschreibt, in ein Drehmoment umgewandelt werden. Beispielsweise kann ein ISG-Strom von 15 Ampere 50 Nm entsprechen. Das Verfahren 500 verzögert den Motorzündzeitpunkt und bestimmt jedes Mal, wenn die Motorzündung verzögert wird, das Motordrehmoment über den ISG-Strom. Das Verfahren 500 geht zu 532 über.
Bei 532 kann das Verfahren 500 Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment einstellen. In einem Beispiel kann das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment in Form einer Funktion oder Tabelle vorliegen, wie in 6 gezeigt. Durch das Verhältnis kann ein Motordrehmomentwert ausgegeben werden, der einer/einem bestimmten Motordrehzahl, -last und -zündzeitpunkt entspricht. Das Verhältnis kann zum Betreiben des Motors mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis angewendet werden. Wenn ein Motordrehmomentwert, der bei 530 bestimmt wird, in einem Beispiel über oder unter einem Motordrehmomentwert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment liegt und Bedingungen entspricht, bei denen das Motordrehmoment bestimmt wurde, kann der Wert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment erhöht oder verringert werden, sodass das tatsächliche Motordrehmoment unter Umständen genauer dem erwünschten Motordrehmoment entspricht. Wenn durch das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment zum Beispiel ein Wert von 100 Nm für eine Motorlast von 0,3, eine Motordrehzahl von 1.200 U/min und ein von dem MBT-Zündzeitpunkt um 5 Kurbelwellenumdrehungen verzögerter Zündzeitpunkt ausgegeben werden, das tatsächliche Motordrehmoment bei denselben Bedingungen jedoch bei 80 Nm liegt, kann der Tabellenwert von 100 Nm auf einen Wert von 80 oder einen Wert zwischen 80 und 100 geändert werden. Alternativ kann die Skalierung der Referenzen oder Indexe in dem Verhältnis eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündzeitpunktwert, der die 100 Nm bereitstellen soll, auf einen Wert von 7 Kurbelwellenumdrehungen oder einen anderen Zündwert korrigiert werden, der das Motorausgangsdrehmoment erhöht, um sich 100 Nm zu nähern.
Auf diese Weise können Werte eines Verhältnisses, die das Motordrehmoment als eine Funktion der Motordrehzahl, Motorlast und des Motorzündzeitpunkts beschreiben, eingestellt werden, sodass die Motordrehmomentsteuerung verbessert werden kann. Die Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment werden in dem Speicher gespeichert, wenn die Werte korrigiert wurden. Das Verfahren 500 geht zu 534 über.
Bei 534 betreibt das Verfahren 500 den Motor gemäß Werten des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment. Wenn eine Reduzierung oder Erhöhung des Motordrehmoments angefordert wurde, wird der Motorzündzeitpunkt somit als Reaktion auf Zündzeitpunktwerte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment eingestellt, um das angeforderte Motordrehmoment bereitzustellen. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
Bei 514 beurteilt das Verfahren 500, ob der Motor und das Fahrzeug bei dynamischen Bedingungen betrieben werden. Dynamische Bedingungen können unter anderem einschließen, dass sich die Motordrehzahl und das Drehmoment im Zeitverlauf ändern. Eine dynamische Bedingung kann darin bestehen, dass ein Getriebe vorausgewählte Gänge schaltet und versucht wird, dass eine Motordrehzahl einer Getriebeeingangswellendrehzahl folgt, um Kraftübertragungsdrehmomentschwankungen zu reduzieren. Da die Getriebeeingangskupplungen offen sind, können die Motordrehzahl und Drehmomentausgabe eingestellt werden, ohne dass Fahrzeuginsassen eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erkennen. Somit kann die Anpassung der Motorzündung zu dem Motordrehmoment erfolgen, ohne dass dies durch die Fahrzeuginsassen bemerkt wird. Falls das Verfahren 500 beurteilt, dass dynamische Bedingungen vorhanden sind, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 516 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 500 kehrt zu 502 zurück.
Bei 516 gibt das Verfahren 500 den Befehl für eine Reduzierung des Motordrehmoments. Die Motordrehmomentreduzierung wird über eine reduzierte Zündungsvorverlegung erzielt. In einem Beispiel wird ein erwünschter Betrag der Motordrehmomentreduzierung verwendet, um ein Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment zu indexieren oder zu referenzieren, ein Verhältnis, das in einer Funktion, Tabelle oder Struktur in dem Steuerungsspeicher gespeichert werden kann. Durch die Beziehung wird ein Zündzeitpunktwert ausgegeben und ein Motorzündpunktzeitpunkt wird durch Einstellen des Motorzündpunktzeitpunkts auf den von der Tabelle oder Funktion ausgegebenen Wert von dem MBT-Zündzeitpunkt verzögert. Das Verfahren 500 geht zu 518 über.
Bei 518 überwacht das Verfahren 500 den ISG- oder RSG-Strom, um einen ISG- oder RSG-Drehmoment zu bestimmen, wenn der Motorzündzeitpunkt eingestellt wird. Ferner wird die ISG- oder RSG-Drehzahl über eine Ausgabe eines Modells oder eine gemessene Getriebeeingangswellendrehzahl eingestellt, um der Getriebeeingangswellendrehzahl zu folgen. Wenn das Motordrehmoment reduziert wird, um die Motordrehzahl zu reduzieren und das Motordrehmoment der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt, ist der ISG- oder RSG-Wert beinahe null. Wenn das Motordrehmoment jedoch nicht ausreichten reduziert wird, damit die Motordrehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt, ändert sich das ISG-Drehmoment derart, dass die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgen. Die ISG-Drehmomentänderung kann als eine ISG-Stromänderung beobachtet werden. Wenn das Motordrehmoment mehr als erwünscht reduziert wird, damit die Motordrehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt, ändert sich das ISG-Drehmoment gleichermaßen derart, dass die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgen. Das ISG-Drehmoment ändert sich, da sich der ISG in dem Drehzahlsteuermodus befindet und da der ISG der Getriebeeingangswellendrehzahl folgt. Das Verfahren 500 geht zu 520 über.
Bei 520 bestimmt das Verfahren 500 das Motordrehmoment über den ISG-Strom und Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment können eingestellt werden. Bei dem während Übergangsbedingungen erzeugten Motordrehmoment handelt es sich um das befohlene Drehmoment plus das Drehmoment des ISG. Das ISG-Drehmoment ändert sich nur, damit der ISG der Getriebeeingangswellendrehzahl folgen kann. Wenn die Motordrehmomentreduzierung über den Zündzeitpunkt eine Drehmomentreduzierung bereitstellt, durch die es der Motordrehzahl ermöglicht wird, der Getriebeeingangswellendrehzahl während des Schaltens von vorausgewählten Getriebezahnrädern zu folgen, sind der/das ISG-Strom und -Drehmoment somit null. Wenn die Motordrehmomentreduzierung über den Zündzeitpunkt jedoch keine Drehmomentreduzierung bereitstellt, durch die es der Motordrehzahl ermöglicht wird, der Getriebeeingangswellendrehzahl während des Schaltens von vorausgewählten Getriebezahnrädern zu folgen, wird das ISG-Drehmoment aus dem ISG-Strom bestimmt und können Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment als Reaktion auf den ISG-Strom eingestellt werden, der die erwünschte Motor- und ISG-Drehzahl bereitstellt.
Das Verfahren 500 kann Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment einstellen, wenn der ISG-Strom angibt, dass die Motordrehmomentsteuerung nicht ausreichend war, damit die Motordrehzahl und ISG-Drehzahl der Getriebeeingangswellendrehzahl folgen. In einem Beispiel kann das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment in Form einer Funktion oder Tabelle vorliegen, wie in 6 gezeigt. Durch das Verhältnis kann ein Motordrehmomentwert ausgegeben werden, der einer/einem bestimmten Motordrehzahl, -last und -zündzeitpunkt entspricht. Das Verhältnis kann zum Betreiben des Motors mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis angewendet werden. Wenn ein ISG-Drehmomentwert, der bei 520 bestimmt wird, in einem Beispiel über oder unter einem vorbestimmten Wert liegt, kann der Wert des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment erhöht oder verringert werden, sodass das tatsächliche Motordrehmoment unter Umständen genauer dem erwünschten Motordrehmoment entspricht. Alternativ kann die Skalierung der Referenzen oder Indexe in dem Verhältnis eingestellt werden. Beispielsweise kann der Zündzeitpunktwert, der die 100 Nm bereitstellen soll, auf einen Wert von 7 Kurbelwellenumdrehungen oder einen anderen Zündwert korrigiert werden, der das Motorausgangsdrehmoment erhöht, um sich 100 Nm zu nähern. Das Verfahren 500 geht zu 534 über.
Auf diese Weise können Werte in einem Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment als Reaktion auf dynamische und statische Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingungen eingestellt werden. Die Motordrehmomentwerte können als eine Funktion des Zündzeitpunkts eingestellt werden oder der Motorzündzeitpunkt kann als Reaktion auf das Motordrehmoment eingestellt werden.
Demnach stellt das Verfahren aus 5 ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Halten eines Motors auf einer Leerlaufdrehzahl und Betreiben des Motors in einem Drehmomentsteuermodus, während Eingangskupplungen eines Getriebes offen sind, als Reaktion auf eine Anforderung, Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment anzupassen, wobei der Motor den Eingangskupplungen vorgelagert positioniert ist; Einstellen der Werte als Reaktion auf das Motordrehmoment, während der Motor auf der Leerlaufdrehzahl gehalten wird; und Betreiben des Motors als Reaktion auf die Werte. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Verzögern eines Zündzeitpunkts von einem Mindestzündzeitpunkt für eine besten Drehmomentzündzeitpunkt als Reaktion auf die Anforderung, Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen; und Betreiben eines Startergenerators (integrated starter/generator - ISG) in einem Drehzahlsteuermodus, um den Motor auf der Leerlaufdrehzahl zu halten, als Reaktion auf die Anforderung, Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, wobei der ISG mit einer Motorleerlaufdrehzahl betrieben wird. Das Verfahren beinhaltet, dass der ISG ein riemengetriebener ISG ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der ISG ein direkt angetriebener ISG ist. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen der Werte als weitere Reaktion auf die Motorzündung, während die Motorleerlaufdrehzahl beibehalten wird. Das Verfahren umfasst ferner Antreiben des Fahrzeugs über eine elektrische Maschine einer Heckantriebseinheit, während Eingangskupplungen des Getriebes offen sind. Das Verfahren beinhaltet, dass das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das zwei Eingangskupplungen und Zahnradsynchronisiereinrichtungen beinhaltet.
In einigen Beispielen stellt das Verfahren aus 5 ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Startergenerators (integrated starter/generator - ISG) in einem Drehzahlsteuermodus und Betreiben eines Motors in einem Drehmomentsteuermodus, während Eingangskupplungen eines Getriebes offen sind, als Reaktion auf eine Anforderung, ein Verhältnis einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment anzupassen, wobei der Motor und der ISG den Eingangskupplungen vorgelagert positioniert sind; Einstellen von Werten des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment; und Betreiben des Motors als Reaktion auf die eingestellten Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Drehmoment. Das Verfahren umfasst ferner Vorauswählen von Zahnrädern des Getriebes als Reaktion auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit über Verriegeln und Lösen von Zahnrädern an bzw. von einem oder mehreren Vorgelegen des Getriebes. Das Verfahren umfasst ferner, dass der ISG und der Motor einer Drehzahl von einer oder mehreren Getriebeeingangswellen folgen, während Zahnräder des Getriebes vorausgewählt werden. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen der Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment als Reaktion auf ein ISG-Drehmoment. Das Verfahren beinhaltet, dass das ISG-Drehmoment aus einem ISG-Strom geschätzt wird. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen der Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment als Reaktion auf eine Änderung einer ISG-Drehzahl aufgrund des Vorauswählens eines Zahnrads des Getriebes. Das Verfahren beinhaltet, dass die Änderung der ISG-Drehzahl als Reaktion auf ein Übersetzungsverhältnis des vorausgewählten Zahnrads erfolgt.
Nun ist unter Bezugnahme auf 6 ist ein Verlauf eines beispielhaften Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment gezeigt. Das Verhältnis der Motorzündung zu dem Motordrehmoment stellt Werte dar, die in einer Tabelle oder Funktion in einem Steuerungsspeicher gespeichert sind. Die Werte können eine Grundlage zum Einstellen des Motorzündzeitpunkts und/oder Motordrehmoments darstellen.
Der Verlauf beinhaltet eine Achse, die als Motordrehzahl gekennzeichnet ist, eine Achse, die als Motorlast gekennzeichnet ist, und eine Achse, die als Motorzündverzögerung von einem MBT-Zündzeitpunkt gekennzeichnet ist. Die Motordrehzahl nimmt von der vertikalen Achse in Richtung des Pfeils der Motordrehzahlachse zu. Die Motorlast nimmt von der horizontalen Achse in Richtung des Pfeils der Motorlastachse zu. Die Motorzündverzögerung steigt von der vertikalen Achse in Richtung des Pfeils der Achse der Motorzündverzögerung von MBT an (z. B. zusätzliche Zündverzögerung).
In diesem Beispiel beschreibt das Verhältnis 602 der Motorzündung zu dem Motordrehmoment einen einzigartigen Motordrehmomentwert für jede Motorzündungs-, Motorlast- und Motorzündverzögerungsparameterkombination. Die Motordrehmomentwerte werden durch Punkte 604 und ähnliche Punkte, die einen Oberflächenverlauf bilden, dargestellt. Werte zwischen den Punkten können interpoliert sein. Die Motordrehmomentwerte oder ihre entsprechende Motorlast-, Motordrehzahl- und Motorzündverzögerungs-Skalierungswerte, welche die Grundlage zum Indexieren und Referenzieren des Verhältnisses bilden, können wie in Verfahren 500 beschrieben eingestellt werden. Durch Ändern der Werte in dem Verhältnis kann eine akkurate Motordrehmomentsteuerung während der Lebensdauer des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
In anderen Beispielen kann das Verhältnis der Motorzündung zu dem Drehmoment in einer Funktion, einem Polynom oder einem anderen bekannten Datenformat beschrieben werden. Ferner ist die gezeigte Fläche lediglich exemplarischer Natur und soll den Umfang dieser Offenbarung nicht beschränken oder begrenzen.
Es ist anzumerken, dass die hierin enthaltenen Steuer- und Schätzabläufe mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -abläufe können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können 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 hierin beschriebenen konkreten Abläufe können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Beispiele zu erreichen, sondern ist vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge 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 einen 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. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V-6, I-4, I-6, V-12, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin 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 Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, 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 Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims

Kraftübertragungsbetriebsverfahren, umfassend: Halten eines Motors auf einer Leerlaufdrehzahl und Betreiben des Motors in einem Drehmomentsteuermodus, während Eingangskupplungen eines Getriebes offen sind, als Reaktion auf eine Anforderung, Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment anzupassen, wobei der Motor den Eingangskupplungen vorgelagert positioniert ist; Einstellen der Werte als Reaktion auf das Motordrehmoment, während der Motor auf der Leerlaufdrehzahl gehalten wird; und Betreiben des Motors als Reaktion auf die Werte.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Verzögern eines Zündzeitpunkts von einem Mindestzündzeitpunkt für eine besten Drehmomentzündung als Reaktion auf die Anforderung, Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen; und Betreiben eines Startergenerators (integrated starter/generator - ISG) in einem Drehzahlsteuermodus, um den Motor auf der Leerlaufdrehzahl zu halten, als Reaktion auf die Anforderung, Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzupassen, wobei der ISG mit einer Motorleerlaufdrehzahl betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der ISG ein riemengetriebener ISG ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ISG ein direkt angetriebener ISG ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen der Werte als weitere Reaktion auf die Motorzündung, während die Motorleerlaufdrehzahl beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Antreiben des Fahrzeugs über eine elektrische Maschine einer Heckantriebseinheit, während Eingangskupplungen des Getriebes offen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist, das zwei Eingangskupplungen und Zahnradsynchronisiereinrichtungen beinhaltet.
System, umfassend: einen Motor; einen Startergenerator, der an den Motor gekoppelt ist; ein Getriebe, das Folgendes beinhaltet: eine erste Eingangskupplung, eine zweite Eingangskupplung, eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, ein erstes Vorgelege, das selektiv an die erste Eingangswelle gekoppelt ist, ein zweites Vorgelege, das selektiv an die zweite Eingangswelle gekoppelt ist, eine Vielzahl von Zahnrädern und eine Ausgangswelle, die an das erste und zweite Vorgelege gekoppelt ist; eine Heckantriebseinheit, die Folgendes beinhaltet: eine Hinterachse und eine elektrische Maschine, die über eine Eingangswelle an das Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt ist; und eine Steuerung, die Folgendes beinhaltet: ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, um ein Fahrzeug über die Heckantriebseinheit anzutreiben, während Werte eines Verhältnisses einer Motorzündung zu einem Motordrehmoment eingestellt werden, und Anweisungen, um den Motor gemäß den eingestellten Werten des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment anzutreiben.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um Zahnräder des Getriebes vorauszuwählen, während das Fahrzeug über die Heckantriebseinheit angetrieben wird.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um einer Drehzahl der ersten Eingangswelle oder der zweiten Eingangswelle über den ISG zu folgen.
System nach Anspruch 10, wobei das Vorauswählen der Zahnräder des Getriebes Verriegeln von Zahnrädern des Getriebes an dem ersten Vorgelege oder dem zweiten Vorgelege beinhaltet.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend Antreiben des Fahrzeugs über die Heckantriebseinheit, wobei die erste und zweite Eingangskupplung offen sind.
System nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen, um Werte des Verhältnisses der Motorzündung zu dem Motordrehmoment als Reaktion auf Motordrehmomentwerte, die bereitgestellt werden, wenn die erste und zweite Eingangskupplung offen sind, einzustellen.