DE102018119073A1

DE102018119073A1 - Systeme und verfahren zum steuern eines motorstarts in einem hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102018119073A1
Application number: DE102018119073.5A
Authority: DE
Inventors: Kevin Ray RUYBAL; Jason Meyer; Jeffrey Allen Doering; XiaoYong Wang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2019-02-14
Also published as: CN108501940B; CN108501928B; US20180244261A1; DE102018119066A1; US20180244262A1; CN108501940A; US10518767B2; CN108501928A; US10525970B2

Abstract

Verfahren und Systeme sind vorgesehen, um ein Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs zu betreiben, dass einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine und ein Getriebe enthält, wobei das Getriebe dem Motor nachgelagert positioniert ist und wobei die elektrische Maschine dem Getriebe nachgelagert positioniert ist. In einem Beispiel wird als Reaktion auf ein durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment, das eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, ein Fahrzeugbeschleunigungsplateau dadurch vermieden, dass eine Kurbelwelle des Motors vorübergehend mit einer Antriebswelle mit niedriger Drehzahl des Getriebes gekoppelt wird, während der Motor auf eine Zieldrehzahl beschleunigt.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung mit der Nummer 62/463,472, eingereicht am 24. Februar 2017. Die gesamten Inhalte der vorstehend genannten Patentanmeldung sind hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang und für sämtliche Zwecke aufgenommen.
Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes während eines Startereignisses eines rollenden Hybridmotors.
Stand der Technik/Kurzdarstellung
Für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor, ein Doppelkupplungsgetriebe und eine elektrische Maschine verwendet, die den Antriebsrädern nach dem Getriebe ein Drehmoment zuführt, können Antriebsstrangmodi vorliegen, die das Fahrzeug unter Verwendung von lediglich der elektrischen Maschine bei geöffneten Getriebeeingangskupplungen antreiben, wodurch der Motor stationär und abgestellt sein kann. Wird das Fahrzeug in einem solchen Modus bei einer Drehzahl über null gefahren und übersteigt das insgesamt vom Antriebsstrang angeforderte Abtriebsdrehmoment die Antriebsfähigkeit der elektrischen Maschine, kann der Motor gestartet werden, um dem Antriebssystem das zusätzliche Drehmoment zur Verfügung zu stellen.
Es kann schwierig sein, den Antriebsrädern das Motordrehmoment nahtlos und so schnell wie möglich bereitzustellen, um Verzögerungen zwischen der Eingabe und/oder den Erwartungen eines Fahrzeugführers und der eigentlichen Beschleunigungsreaktion des Fahrzeugs zu verringern. In einigen Fällen kann der Motor über eine höhere Getriebeübersetzung mit den Antriebsrädern verbunden sein, um eine größere Drehmomentmultiplikation zu erreichen, die erforderlich ist, um die hohen Drehmomentanforderungen des Antriebsstrangs insgesamt zu erfüllen. Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten kann die höhere Übersetzung zu einer höheren Drehzahl der Antriebswelle führen, der der Motor entsprechen muss, um die Eingangskupplung einzukuppeln und das angeforderte Drehmoment auf die angetriebenen Räder zu übertragen. Da der Motor jedoch aus dem Ruhezustand gestartet wird, kann es einige Zeit dauern, um die Verbrennung zu starten und dessen Trägheitsmoment auf die gewünschte Drehzahl zu beschleunigen, um die Eingangskupplung einzukuppeln. Während der Motor auf die Zieldrehzahl beschleunigt, überträgt er unter Umständen kein Drehmoment auf die Antriebsräder, wodurch es zu einer Verzögerung zwischen der Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung des Drehmoments auf die Räder durch den Motor kommen kann.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diese Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um die vorstehenden Probleme mindestens teilweise anzugehen. In einem Beispiel ist ein Betriebsverfahren eines Antriebssystems vorgesehen, das das Regeln einer ersten Zielantriebswelle eines Doppelkupplungsgetriebes auf eine erste Drehzahl umfasst, bei gleichzeitiger Regelung einer zweiten Nicht-Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine zweite Drehzahl, wobei die erste Drehzahl größer ist als die zweite Drehzahl, und das Übertragen von Drehmoment auf Antriebsräder des Fahrzeugs über einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug dadurch antreibt, dass er eine Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle koppelt, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt. Dadurch kann die Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung des Drehmoments durch den Motor an die Räder verringert werden.
Beispielsweise gehört zum Regeln der ersten Zielantriebswelle auf die erste Drehzahl das Koppeln eines ersten Zielzahnrades mit der ersten Zielantriebswelle, und wobei zum Regeln der zweiten Nicht-Zielantriebswelle auf die zweite Drehzahl das Koppeln eines zweiten Nicht-Zielzahnrades mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle gehört. In einem solchen Beispiel erfolgen das Koppeln des ersten Zielzahnrades mit der ersten Zielantriebswelle und das Koppeln des zweiten Nicht-Zielzahnrades mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle entweder bei abgeschaltetem Motor und während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird oder im Anschluss an das Motorstartereignis, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen.
Beispielsweise kann zum Antriebssystembetriebsverfahren das Antreiben des Fahrzeuges allein über eine elektrische Maschine gehören, die dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist, während der Motor abgeschaltet ist, unter Bedingungen, unter denen der Raddrehmomentbedarf der Räder allein über die elektrische Maschine erfüllt werden kann. In einem derartigen Beispiel kann die Drehmomentübertragung auf das eine oder die mehreren Antriebsräder durch Koppeln der Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle, während der Motor seine Drehzahl erhöht, als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems erfolgen, die die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, was zu einem Motorstartereignis führt, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen.
In einem Beispiel, kann als Reaktion darauf, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, zum Verfahren zudem das Steigern des durch die elektrische Maschine auf die Antriebsräder übertragenen Drehmoments auf eine Drehmomentobergrenze der elektrischen Maschine gehören (z. B. Drehmomentobergrenze), wobei die Drehmomentobergrenze auf der Grundlage eines oder mehrerer wenigstens der folgenden ermittelt wird: Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung und eine Temperatur der elektrischen Maschine.
Als weiteres Beispiel kann zum Verfahren zudem das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle als Reaktion darauf gehören, dass die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert wird. In einem derartigen Beispiel kann die Motorkurbelwelle über die erste Zielkupplung mit der ersten Zielantriebswelle gekoppelt sein, und wobei das Koppeln und vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle mit/von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle über eine zweite Nicht-Zielkupplung erfolgt.
Dadurch kann Drehmoment auf die angetriebenen Räder übertragen werden, während der Motor auf die erste Drehzahl bzw. Zieldrehzahl beschleunigt, wodurch die Verzögerung zwischen der Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung des Drehmoments auf die Räder durch den Motor verringert wird.
Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese alleine für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
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. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste

1A ist eine schematische Darstellung eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs.
1B ist eine Skizze eines Motors des Antriebssystems des Hybridfahrzeugs.
2 ist eine schematische Darstellung des Antriebssystems des Hybridfahrzeugs, zu der Steuerungen verschiedener Antriebssystemkomponenten gehören.
3 ist eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes, das sich im Antriebssystem des Hybridfahrzeugs befindet.
4 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl, der eine Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Antriebsräder durch den Motor veranschaulicht.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Vermeiden einer Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Antriebsräder durch den Motor.
6 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl, der eine Vermeidung einer Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Antriebsräder durch den Motor veranschaulicht, entsprechend dem Verfahren aus 5.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Auswählen von Zahnrädern, während ein Fahrzeug nur durch eine elektrische Maschine betrieben wird, was in Verbindung mit dem Verfahren aus 5 verwendet werden kann.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Prognostizieren eines Zielzahnrades und zum Auswählen des Zielzahnrades, während das Fahrzeug nur durch eine elektrische Maschine betrieben wird, was in Verbindung mit dem Verfahren aus 5 verwendet werden kann.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Prognostizieren eines Zielzahnrades und zum Auswählen sowohl des Zielzahnrades als auch eines Nicht-Zielzahnrades, während das Fahrzeug nur durch eine elektrische Maschine betrieben wird, was in Verbindung mit dem Verfahren aus 5 verwendet werden kann.
Die 10 und 11 zeigen Blockdiagramme zum Regeln der Kupplungskapazität und der Motordrehzahl, um eine Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment an die Antriebsräder durch den Motor zu vermeiden, was in Verbindung mit dem Verfahren aus 5 verwendet werden kann.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Prognostizieren und Koppeln eines Zielzahnrades und in einigen Beispielen eines Nicht-Zielzahnrades, während das Fahrzeug nur durch eine elektrische Maschine betrieben wird.
13 zeigt ein weiteres Beispiel eines Ablaufdiagramms auf hoher Ebene für ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen eines Motorstarts, wobei ein oder mehrere Zahnräder vor dem Motorstart ausgewählt werden.
14 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl zum Durchführen eines Motorstartereignisses gemäß dem in 13 vorstehend dargestellten Verfahren.

Detaillierte Beschreibung
Die nachstehende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes während eines Startereignisses eines rollenden Hybridmotors. Die 1A-3 zeigen ein beispielhaftes Hybridfahrzeugsystem, zu dem ein Antriebssystem mit einem Motor, einem integrierten Anlasser/Generator, einem Doppelkupplungsgetriebe und einer dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positionierte elektrische Maschine gehört. Es versteht sich, dass in der vorliegenden Schrift dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert beispielsweise relativ zum positiven Drehmomentfluss vom Motor zu den Rädern des Fahrzeugs ist.
Die 4-6 beschreiben und zeigen Wege zum Verringern eines Plateaus in der Fahrzeugbeschleunigung während eines Motorstartereignisses, wobei das Motorstartereignis als Reaktion darauf erfolgt, dass ein durch einen Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Kurzum kann ein Fahrzeugbeschleunigungsplateau dadurch verringert werden, dass Motordrehmoment durch das Getriebe über eine Antriebswelle mit niedriger Drehzahl des Doppelkupplungsgetriebes übertragen wird, während die Motordrehzahl gleichzeitig auf die Zielmotordrehzahl steigt. Die 7-9 beschreiben Wege zum Vorauswählen verschiedener Übersetzungen des Doppelkupplungsgetriebes, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, um ein Motorstartereignis vorzubereiten. Die 10-11 zeigen und beschreiben Wege zum Regeln der Kupplungsleistung des Doppelkupplungsgetriebes, um Motordrehmoment vorübergehend durch das Doppelkupplungsgetriebe über die zweite Antriebswelle zu übertragen, während die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl steigt. Diese verschiedenen Wege des Vorauswählens und Regelns können in verschiedenen Kombinationen zusammen und/oder ggf. einzeln verwendet werden.
12 beschreibt und zeigt Verfahren zum Prognostizieren und Koppeln eines Zielzahnrades und in Beispielen, in denen zu einem Fahrzeuggetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe gehört, eines Nicht-Zielzahnrades, während das Fahrzeug allein durch eine elektrische Maschine angetrieben wird, als Vorbereitung auf ein Motorstartereignis. Das Verfahren nach 12 kann beispielsweise in Verbindung mit dem Verfahren nach 5 verwendet werden. In einem Beispiel des in 12 dargestellten Verfahrens können Ziel- und Nicht-Zielzahnräder auf der Grundlage eines Motorstartereignisses ausgewählt werden, bei dem zu einer Anforderung hinsichtlich Raddrehmoment gehört, dass ein Fahrzeugführer ein Gaspedal vollständig betätigt. In einem derartigen Beispiel sind die im Vorfeld ausgewählten Zahnräder aufgrund einer Anforderung hinsichtlich Heizung/Kühlung des Fahrgastraumes, Laden der Batterie usw. unter Umständen nicht für eine Motorstartanforderung geeignet. In einem derartigen Beispiel kann es als Reaktion auf eine solche Anforderung zu einem Gangwechsel kommen, entsprechend dem Verfahren nach 13. 14 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl zum Vorauswählen von Zahnrädern und zum Schalten auf ein geeignetes Zahnrad als Reaktion auf eine Motorstartanforderung, die eine Anforderung hinsichtlich Heizung/Kühlung des Fahrgastraumes, Laden der Batterie usw. einschließt.
1A veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100 für ein Fahrzeug 121. Zum Fahrzeugantriebssystem 100 gehören mindestens zwei Leistungsquellen, einschließlich eines Verbrennungsmotors 110 und einer elektrischen Maschine 120. Die elektrische Maschine 120 kann so konfiguriert sein, dass sie eine andere Energiequelle verwendet oder verbraucht 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 von 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 können zur Hinterachse zwei Halbwellen gehören, zum Beispiel eine erste Halbwelle 122a und eine zweite Halbwelle 122b. Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist zudem Vorderräder 130 und Hinterräder 131 auf. Die Hinterachse 122 ist an die elektrische Maschine 120 und ein Getriebe 125 gekoppelt, über das die Hinterachse 122 angetrieben werden kann. Die Hinterachse 122 kann entweder rein elektrisch und ausschließlich über die elektrische Maschine 120 (z. B. rein elektrischer Antrieb oder Antriebsmodus, wobei der Motor weder Luft noch 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 motorbetriebene Art angetrieben werden. Eine Heckantriebseinheit 136 kann Leistung vom Motor 110 oder von der elektrischen Maschine 120 auf die Achse 122 übertragen, wodurch eine Drehung der Antriebsräder 131 bewirkt wird. Zur Heckantriebseinheit 136 können ein Zahnradsatz und eine oder mehrere Kupplungen gehören, um das Getriebe 125 und die elektrische Maschine 120 von den Rädern 131 zu entkoppeln.
Ein Getriebe 125 ist in 1A als zwischen dem Motor 110 und der elektrischen Maschine 120, die der Hinterachse 122 zugeordnet ist, gekoppelt veranschaulicht. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Getriebe 125 um ein Doppelkupplungsgetriebe (dual clutch transmission - DCT). In einem Beispiel, in dem es sich bei dem Getriebe 125 um ein DCT handelt, können zum DCT eine erste Kupplung 126, eine zweite Kupplung 127 und ein Getriebegehäuse 128 gehören. Das DCT 125 gibt ein Drehmoment an die Antriebswelle 129 ab, um den Rädern 131 ein Drehmoment zuzuführen. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 ausführlicher erörtert, kann das Getriebe 125 Zahnräder durch selektives Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 wechseln. Es versteht sich, dass das Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 beispielsweise hydraulisch erfolgen können. Anders ausgedrückt, kann das Regeln einer Drehmomentkapazität der ersten Kupplung oder das Regeln einer Drehmomentkapazität der zweiten Kupplung 127 dadurch erfolgen, dass ein Aufbringungsdruck einer Flüssigkeit auf die erste Kupplung 126 und/oder die zweite Kupplung 127 geregelt wird.
Die elektrische Maschine 120 kann elektrische Leistung von einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung 132 empfangen. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine 120 eine Generatorfunktion bereitstellen, um eine Motorleistung oder die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch die elektrische Maschine 120 oder einen integrierten Anlasser/Generator 142 in der Energiespeichervorrichtung 132 gespeichert werden kann. Eine erste Wechselrichtersystemsteuerung (inverter system controller - ISC1) 134 kann durch die elektrische Maschine 120 erzeugten Wechselstrom zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt.
In einigen Beispielen kann die Energiespeichervorrichtung 132 so konfiguriert sein, dass sie elektrische Energie speichert, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (der Elektromotor ausgenommen), darunter die Heizung und Klimaanlage im Fahrgastraum, das Starten des Motors, die Scheinwerfer, Kabinenaudio- und Videosysteme usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können zur Energiespeichervorrichtung 132 eine oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren gehören.
Das Steuersystem 14 kann mit einer oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem integrierten Anlasser/Generator 142, 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 integrierten Anlasser/Generator 142, dem Getriebe 125 usw. empfangen. Zudem kann das Steuersystem 14 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an einen oder mehreren von dem Motor 110, der elektrischen Maschine 120, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Getriebe 125 usw. senden. Das Steuersystem 14 kann eine Anzeige einer durch einen Bediener angeforderten Leistung des Fahrzeugantriebssystems von einem menschlichen Fahrzeugführer 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 eine sensorische Rückkopplung vom Pedalstellungssensor 194 empfangen, der mit dem Pedal 192 in Kommunikation steht. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. In ähnlicher Weise kann das Steuersystem 14 über einen menschlichen Fahrzeugführer 102 oder eine autonome Steuerung eine Anzeige einer durch den Fahrzeugführer angeforderten Fahrzeugbremsung empfangen. Beispielsweise kann das Steuersystem 14 eine sensorische Rückkopplung vom Pedalstellungssensor 157 empfangen, der mit dem Bremspedal 156 kommuniziert.
Die Energiespeichervorrichtung 132 kann periodisch elektrische Energie von einer Leistungsquelle 180 (z. B. einem stationären Stromnetz) aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), was durch einen Pfeil 184 angezeigt ist. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Plug-in-Hybridfahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) konfiguriert sein, wobei 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 von 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. Zudem kann in manchen Beispielen ein Ladungszustandsindikator 151 einen Ladungszustand der Energiespeichervorrichtung 132 anzeigen.
In einigen Beispielen kann elektrische Energie von der Leistungsquelle 180 durch ein Ladegerät 152 aufgenommen werden. Beispielsweise kann das Ladegerät 152 Wechselstrom aus der Leistungsquelle 180 in Gleichstrom (Direct Current - DC) zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Darüber hinaus kann ein Gleichspannungswandler 153 eine Gleichstromquelle aus dem Ladegerät 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, ermitteln und/oder steuern.
In anderen Beispielen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie von der Leistungsquelle 180 an der Energiespeichervorrichtung 132 drahtlos aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 132 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Stromquelle 180 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 132 aus einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann. Dadurch kann die elektrische Maschine 120 das Fahrzeug antreiben, indem eine andere Energiequelle verwendet wird als der durch den Motor 110 verwendete Kraftstoff.
Zur Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 gehört eine Steuerung der Speichervorrichtung für elektrische Energie 139 und ein Leistungsverteilungsmodul 138. Die Steuerung der Speichervorrichtung für elektrische Energie 139 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 für elektrische Energie 132.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 können zudem ein Umgebungstemperatur-/- luftfeuchtigkeitssensor 198 und Sensoren gehören, die der Angabe des Belegungszustands des Fahrzeugs gewidmet sind, zum Beispiel bordeigene Kameras 105, Sitzlastzellen 107 und Türerfassungstechnologie 108. Zum Fahrzeugsystem 100 können zudem Trägheitssensoren 199 gehören. Zu den Trägheitssensoren 199 können eines oder mehrere der folgenden gehören: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Aufwärtsbeschleunigungs-, Gierraten-, Rollraten- und Nickratensensoren (z. B. Beschleunigungsmesser). Gier-, Nick-, Roll-, Seitenbeschleunigungs- und Längsbeschleunigungsachsen verlaufen wie angegeben. Als ein Beispiel können die Trägheitssensoren 199 an das Rückhaltesteuermodul (restraint control module - RCM) (nicht gezeigt) des Fahrzeugs gekoppelt sein, wobei zum RCM ein Teilsystem des Steuersystems 14 gehört. 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 Eingaben von den Trägheitssensoren 199 ein aktives Federungssystem 111 einstellen. Zum aktiven Federungssystem 111 können ein aktives Federungssystem, das hydraulische, elektrische und/oder mechanische Vorrichtungen aufweist, sowie aktive Federungssysteme gehören, bei denen die Fahrzeughöhe auf Grundlage der einzelnen Ecken (z. B. für vier Ecken unabhängig gesteuerte Fahrzeughöhen), auf Grundlage jeder Achse (z. B. Fahrzeughöhe für Vorderachse und Hinterachse) oder eine einzige Fahrzeughöhe für das gesamte Fahrzeug gesteuert wird. Daten vom Trägheitssensor 199 können zudem an die Steuerung 12 kommuniziert werden, oder alternativ können die Sensoren 199 elektrisch mit der Steuerung 12 gekoppelt sein.
Ein oder mehrere Reifendrucküberwachungssensoren (tire pressure monitoring sensor - TPMS) können mit einem oder mehreren Reifen von Rädern des Fahrzeugs gekoppelt sein. Zum Beispiel zeigt 1A einen Reifendrucksensor 197, der mit einem Rad 131 gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er einen Druck in einem Reifen des Rades 131 überwacht. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, versteht es sich, dass zu jedem der in 1A angezeigten vier Reifen ein oder mehrere Reifendrucksensor(en) 197 gehören können. Darüber hinaus kann zum Fahrzeugantriebssystem 100 in einigen Beispielen eine pneumatische Steuereinheit 123 gehören. 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 nicht ausdrücklich veranschaulicht, versteht es sich, dass die pneumatische Steuereinheit 123 dazu verwendet werden kann, Reifen mit Luft zu befüllen oder Luft daraus abzulassen, die einem beliebigen der vier in 1A veranschaulichten Rädern zugeordnet sind. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 der pneumatischen Steuersystemeinheit 123 als Reaktion auf eine Anzeige 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 Anzeige eines erhöhten Reifendrucks den Befehl geben, Luft aus einem oder mehreren Reifen abzulassen. In beiden Beispielen kann die pneumatische Steuersystemeinheit 123 dazu verwendet werden, Reifen auf eine optimale Reifendruckbewertung für die Reifen mit Luft zu befüllen oder Luft daraus abzulassen, was die Lebensdauer der Reifen verlängern kann.
Ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren (wheel speed sensor - WSS) 195 können an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugantriebssystems 100 gekoppelt sein. Die Raddrehzahlsensoren können die Drehzahl der jeweiligen Räder erfassen. Ein derartiges Beispiel für einen WSS kann ein Dauermagnetsensor sein.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Beschleunigungsmesser 20 gehören. Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Neigungsmesser 21 gehören.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Anlasser 140 gehören. Zum Anlasser 140 können ein Elektromotor, ein Hydraulikmotor usw. gehören und dieser kann dazu verwendet werden, den Motor 110 zu drehen, um einen Betrieb des Motors 110 durch eigene Kraft einzuleiten.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Bremssystemsteuermodul (brake system control module - BSCM) 141 gehören. In einigen Beispielen kann zum BSCM 141 ein Antiblockiersystem oder ein Anti-Schleuder-Bremssystem gehören, so dass 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.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein über einen Riemen integrierter Anlasser/Generator (belt integrated starter generator - BISG) 142 gehören. Der BISG kann elektrische Leistung erzeugen, wenn sich der Motor 110 in Betrieb befindet, wobei die erzeugte elektrische Leistung dazu verwendet werden kann, elektrische Vorrichtungen zu versorgen und/oder die bordeigene Speichervorrichtung 132 zu laden. Wie in 1A angegeben, kann eine zweite Wechselrichtersystemsteuerung (ISC2) 143 Wechselstrom aus dem BISG 142 aufnehmen und kann durch den BISG 142 erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom zum Speichern an der Energiespeichervorrichtung 132 umwandeln. Der integrierte Anlasser/Generator 142 kann dem Motor 110 zudem während des Motorstarts oder unter anderen Bedingungen Drehmoment bereitstellen, um das Motordrehmoment zu ergänzen.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Leistungsverteilerkasten (power distribution box - PDB) 144 gehören. Der PDB 144 kann zum Leiten elektrischer Leistung durch verschiedene Schaltungen und verschiedenes Zubehör im elektrischen System des Fahrzeugs verwendet werden.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 können zudem ein Starkstrom-Sicherungskasten (high current fuse box - HCFB) 145 und eine Vielzahl von Sicherungen (nicht gezeigt) gehören, die dazu verwendet werden, die Verdrahtung und die elektrischen Komponenten des Fahrzeugantriebssystems 100 zu schützen.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem eine Elektromotorelektronik-Kühlmittelpumpe (motor electronics coolant pump - MECP) 146 gehören. Die MECP 146 kann dazu verwendet werden, Kühlmittel zu zirkulieren, um mindestens die durch 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.
Zur Steuerung 12 kann ein Abschnitt eines Steuersystems 14 gehören. In einigen Beispielen die Steuerung 12. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Beispielsweise können zu den Sensoren 16 (ein) Reifendrucksensor(en) 197, (ein) Raddrehzahlsensor(en) 195, ein Umgebungstemperatur/-feuchtigkeitssensor 198, bordeigene Kameras 105, Sitzlastzellen 107, Türerfassungstechnologie 108, Trägheitssensoren 199 usw. gehören. In einigen Beispielen können dem Motor 110, dem Getriebe 125, der elektrischen Maschine 120. usw. zugeordnete Sensoren Informationen bezüglich verschiedener Zustände des Motor-, Getriebe- und Elektromotorbetriebs an die Steuerung 12 kommunizieren, wie unter Bezugnahme auf die 1B-3 ausführlicher erörtert wird.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem eine Heizvorrichtung 148 mit positivem Temperaturkoeffizienten (positive temperature coefficient - PTC) gehören. Als ein Beispiel kann die PTC-Heizvorrichtung 148 ein Keramikmaterial umfassen, so dass 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.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein Klimakompressormodul 149 zum Steuern eines elektrischen Klimakompressors (nicht gezeigt) gehören.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem einen hörbaren Fahrzeugschallgeber für Fußgänger (vehicle audible sounder for pedestrians - VASP) 154 gehören. Zum Beispiel kann der VASP 154 dazu konfiguriert sein, über Schallgeber 155 hörbare Töne zu erzeugen. In einigen Beispielen können hörbare Töne, die über den VASP 154 erzeugt werden, der mit den Schallgebern 155 kommuniziert, als Reaktion darauf, dass ein Fahrzeugführer den Ton auslöst, oder automatisch als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl unter einem Grenzwert liegt, oder auf eine Erkennung eines Fußgängers aktiviert werden.
Zum Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem ein bordeigenes Navigationssystem 17 (z. B. ein globales Positionsbestimmungssystem) an einem Armaturenbrett 19 gehören, mit dem ein Fahrzeugführer interagieren kann. Zum Navigationssystem 17 kann einen oder mehrere Standortsensoren zur Unterstützung beim Schätzen eines Standorts (z. B. von geographischen Koordinaten) des Fahrzeugs gehören. Zum Beispiel kann das bordeigene Navigationssystem 17 Signale von GPS-Satelliten (nicht gezeigt) empfangen und aus dem Signal den geographischen Standort des Fahrzeugs ermitteln. In einigen Beispielen können die geographischen Standortkoordinaten an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Zum Armaturenbrett 19 kann zudem ein Anzeigesystem 18 gehören, das dazu konfiguriert ist, dem Fahrzeugführer Informationen anzuzeigen. Zum Anzeigesystem 18 kann als ein nicht einschränkendes Beispiel eine Touchscreen- oder Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI)-Anzeige gehören, die es dem Fahrzeugführer ermöglicht, geographische Informationen aufzurufen 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 zudem eine Bedienerschnittstelle 15 enthalten, über die der Fahrzeugführer den Betriebszustand des Fahrzeugs einstellen kann. Insbesondere kann die Bedienerschnittstelle 15 dazu konfiguriert sein, den Betrieb des Antriebssystems des Fahrzeugs (z. B. des Motors 110, des BISGs 142, des DCTs 125 und der elektrischen Maschine 120) auf Grundlage einer Bedienereingabe einzuleiten und/oder zu beenden. Verschiedene Beispiele für die Bedienerzündschnittstelle 15 können Schnittstellen umfassen, 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 elektronischer Schlüsselanhänger oder Smartkey konfiguriert sein, der nicht in die Zündschnittstelle 15 eingeführt oder aus dieser entfernt werden muss, um den Fahrzeugmotor 10 zu betreiben. Stattdessen kann sich der passive Schlüssel im Fahrzeug oder in dessen Nähe (z. B. innerhalb einer Schwellenentfernung zum Fahrzeug) befinden. Noch andere Beispiele können zusätzlich oder optional eine Start-/Stopp-Taste verwenden, die manuell durch den Fahrzeugbediener gedrückt wird, um den Motor 110 zu starten oder abzuschalten und das Fahrzeug ein- oder auszuschalten. In anderen Beispielen kann ein Fernstart des Motors über eine entfernte Rechenvorrichtung (nicht gezeigt) eingeleitet werden, zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein smartphonebasiertes System, bei dem das Mobiltelefon eines Benutzers Daten an einen Server sendet und der Server mit der Fahrzeugsteuerung 12 kommuniziert, um den Motor zu starten.
Unter Bezugnahme auf 1B ist eine detaillierte Ansicht eines Verbrennungsmotors 110 gezeigt, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1B gezeigt ist. Der Motor 110 wird durch eine elektronische Motorsteuerung 111B gesteuert. Zum Motor 110 gehören eine Brennkammer 30B und Zylinderwände 32B mit einem Kolben 36B, der darin angeordnet und mit einer Kurbelwelle 40B verbunden ist. Es ist gezeigt, dass die Brennkammer 30B über ein entsprechendes Einlassventil 52B und Auslassventil 54B mit einem Ansaugkrümmer 44B und einem Abgaskrümmer 48B verbunden ist. Das Einlass- und das 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 der Auslassnocken 53B können relativ zur Kurbelwelle 40B bewegt werden. Die Einlassventile können über einen Einlassventildeaktivierungsmechanismus 59B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Die Auslassventile können über einen Auslassventildeaktivierungsmechanismus 58B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.
Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B derart angeordnet ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30B einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B gibt Flüssigkraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals von der Motorsteuerung 111B ab. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem 175B, zu dem ein Tank und eine Pumpe gehören, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B abgegeben. Des Weiteren ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44B mit einer optionalen elektronischen Drosselvorrichtung 62B (z. B. ein Schmetterlingsventil) kommuniziert, die eine Position einer Drosselklappe 64B einstellt, um den Luftstrom von einem Luftfilter 43B und einem Lufteinlass 42B zum Ansaugkrümmer 44B zu steuern. Die Drossel 62B reguliert den Luftstrom aus dem Luftfilter 43B in dem Motorlufteinlass 42B zu dem Ansaugkrümmer 44B. In einigen Beispielen können die Drosselvorrichtung 62B und die Drosselklappe 64B derart zwischen dem Einlassventil 52B und dem Ansaugkrümmer 44B positioniert sein, dass die Drosselvorrichtung 62B eine Einlasskanaldrosselvorrichtung ist.
Ein verteilerloses Zündsystem 88B stellt der Brennkammer 30B als Reaktion auf die Motorsteuerung 111B über eine Zündkerze 92B einen Zündfunken bereit. Es ist gezeigt, dass eine Breitbandlambda-(universal exhaust gas oxygen - UEGO)-Sonde 126B an den Abgaskrümmer 48B gekoppelt ist, der in einer Richtung des Abgasstroms einem Katalysator 70B vorgelagert angeordnet ist. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126B durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
Zum Katalysator 70B können in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine gehören. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, die jeweils mehrere Bausteine aufweisen, verwendet werden. Bei dem Katalysator 70B kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Die Motorsteuerung 111B ist in 1B als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, zu dem Folgendes gehört: eine Mikroprozessoreinheit 102B, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104B, einen Nur-Lese-Speicher 106B (z. B. einen nichtflüchtigen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108B, einen Keep-Alive-Speicher 110B und einen herkömmlichen Datenbus. Andere hierin erwähnte Steuerungen können eine ähnliche Prozessor- und Speicheranordnung aufweisen. Die Motorsteuerung 111B empfängt der Darstellung nach zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 110 gekoppelt sind, darunter: eine Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) vom 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 gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (RPM) bestimmen lässt. Die Motorsteuerung 111B kann eine Eingabe von einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 115B (z. B. Drucktaste oder Anzeige eines berührungsempfindlichen Bildschirms) empfangen.
Während des Betriebs wird jeder Zylinder im Motor 110 in der Regel einem Viertaktzyklus unterzogen: zum Zyklus gehört der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Arbeitstakt und der Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54B und das Einlassventil 52B öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44B in die Brennkammer 30B eingeführt und der Kolben 36B bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30B zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36B nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn der Brennraum 30B sein größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52B und das Auslassventil 54B geschlossen. Der Kolben 36B bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30B zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36B am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92B, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36B zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40B wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54B während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48B abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeugs 121, zu dem ein Antriebsstrang oder ein Antriebssystem 200 gehört. Zum Antriebsstrang aus 2 gehört der in 1A-1B gezeigte Motor 110. Weitere gemeinsame Komponenten aus 2 und 1A sind durch die gleichen Bezugszeichen angegeben und werden nachstehend ausführlich erörtert. Es ist gezeigt, dass zum Antriebsstrang 200 die Fahrzeugsystemsteuerung 12, die Motorsteuerung 111B, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254, die Steuerung 253 der Energiespeichervorrichtung und die Bremssteuerung 141 (hier auch als Bremssystemsteuermodul bezeichnet) gehören. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Drehmomentabgabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomentabgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomenteingabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomenteingabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomentabgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Getriebes, Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Motors, Informationen bezüglich einer beeinträchtigten elektrischen Maschine, Informationen bezüglich beeinträchtigter 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 loslässt und sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein 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. Beispielsweise kann eine einzelne Steuerung den Platz der Fahrzeugsystemsteuerung 12, der Motorsteuerung 111B, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 141 einnehmen. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 12 und die Motorsteuerung 111B eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 eigenständige Steuerungen sein können.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 110 und die elektrische Maschine 120 angetrieben werden. In anderen Beispielen kann der Motor 110 weggelassen werden. Der Motor 110 kann mit einem Motoranlasser (z. B. 140), mittels eines über einen Riemen integrierten Anlassers/Generators (BISG) 142 oder mittels einer elektrischen Maschine 120 gestartet werden. In einigen Beispielen kann der BISG an einem beliebigen Ende der Kurbelwelle (z. B. vorne oder hinten) direkt mit der Motorkurbelwelle gekoppelt sein. Die elektrische Maschine 120 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine, die mit mehr als 30 Volt betrieben wird) wird hier auch als elektrische Maschine, Motor und/oder Generator bezeichnet. Zudem kann das Drehmoment des Motors 110 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drosselvorrichtung usw., eingestellt werden.
Der BISG 142 ist über einen Riemen 231 mechanisch mit dem Motor 110 gekoppelt. Der BISG 142 kann mit einer Kurbelwelle 40B oder einer Nockenwelle (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Der BISG 142 kann als Antriebsmotor betrieben werden, wenn er über die Speichervorrichtung für elektrische Energie 132, die hier auch als bordeigene Energiespeichervorrichtung 132 bezeichnet wird, mit elektrischer Leistung versorgt wird. Der BISG 142 kann zusätzlich als Generator betrieben werden, der die Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 mit elektrischer Leistung versorgt.
Zum Antriebssystem 200 gehört der Motor 110, der über die Kurbelwelle 40B mechanisch mit dem Doppelkupplungsgetriebe (DCT) 125 gekoppelt ist. Zum DCT 125 gehören eine erste Kupplung 126, eine zweite Kupplung 127 und ein Getriebegehäuse 128. Das DCT 125 gibt Drehmoment an die Welle 129 aus, um den Fahrzeugrädern 131 Drehmoment bereitzustellen. Die Getriebesteuerung 254 öffnet und schließt die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 selektiv, um das DCT 125 zu schalten. In einigen Beispielen sind abgesehen von den in 2 gezeigten keine weiteren Antriebssystemkupplungen oder Entkoppelvorrichtungen vorhanden. In anderen Beispielen können jedoch zusätzliche Kupplungen oder Entkoppelvorrichtungen je nach Wunsch hinzugefügt werden. Wie vorstehend erörtert, kann zum selektiven Öffnen/Schließen der ersten Kupplung 126 und/oder der zweiten Kupplung 127 das Regeln eines Aufbringungsdrucks einer Flüssigkeit auf die erste Kupplung 126 und/oder die zweite Kupplung 127 gehören. Anders ausgedrückt, können die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 hydraulisch betätigt sein. Das Getriebegehäuse 128 kann eine Vielzahl von Zahnrädern enthalten. Eine Kupplung, beispielsweise die erste Kupplung 126, kann ungerade Zahnräder 261 (z. B. erstes, drittes, fünftes Zahnrad und Zahnrad für den Rückwärtsgang) steuern, während eine andere Kupplung, beispielsweise die zweite Kupplung 127, gerade Zahnräder 262 (z. B. zweites, viertes und sechstes Zahnrad) steuern kann. Durch die Verwendung einer solchen Anordnung können die Zahnräder gewechselt werden, ohne den Leistungsfluss vom Motor 110 zum Doppelkupplungsgetriebe 125 zu unterbrechen.
Die elektrische Maschine 120 kann dazu betrieben werden, dem Antriebsstrang 200 Drehmoment bereitzustellen oder Drehmoment des Antriebsstrangs in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 gespeichert wird. Zusätzlich kann die elektrische Maschine 120 die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Speichervorrichtung für elektrische Energie 132 umwandeln. Die elektrische Maschine 120 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 BISG 142. Zudem treibt die elektrische Maschine 120 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird durch den Antriebsstrang 200 direkt angetrieben.
Bei der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie (z. B. einer Hochspannungsbatterie oder -stromquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die elektrische Maschine 120 ist über einen Zahnradsatz in der Heckantriebseinheit 136 (in 1A gezeigt) mechanisch mit den Rädern 131 und dem Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt. Die elektrische Maschine 120 kann über den Betrieb als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment für den Antriebsstrang 200 bereitstellen.
Zudem kann durch das Einrücken der 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 eingerückt werden. Zudem kann die Bremssteuerung 141 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 vorgenommene Anforderungen betätigen. Gleichermaßen kann eine Reibungskraft auf die Räder 131 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, sowie als Reaktion auf Anweisungen von der Bremssteuerung und/oder Anweisungen und/oder Informationen von der Fahrzeugsystemsteuerung ausgerückt 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 kritisch zu dämpfen, zu überdämpfen oder zu unterdämpfen.
Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 12 mit einer lokalen Drehmomentsteuerung für den Motor 110, das Getriebe 125, die elektrische Maschine 120 und die Bremsen 218 überwacht werden, die über die Motorsteuerung 111B, die Steuerung der elektrischen Maschine 252, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 141 bereitgestellt wird.
Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentabgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem das Öffnung der Drossel (z. B. 62B) und/oder Ventilsteuerung, Ventilhub und Ladedruck für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Im Falle eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motordrehmomentabgabe durch das Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf Zylinder-pro-Zylinder-Basis erfolgen, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Drehmomentabgabe 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 es auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Die Getriebesteuerung 254 kann das Getriebeausgangswellendrehmoment von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder einen Drehmoment- und einen Positionssensor handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Getriebesteuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall zählen, um die Getriebeabtriebswellengeschwindigkeit 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, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Antriebsmotortemperatursensoren, BISG-Temperatur-, Schaltwählvorrichtungspositionssensoren, Synchronisiervorrichtungspositionssensoren, (ein) erste(r) Eingangswellendrehzahlsensor(en), (ein) zweite(r) Eingangswellendrehzahlsensor(en) und Umgebungstemperatursensoren gehören können. Die Getriebesteuerung kann zudem einen angeforderten Getriebezustand (z. B. angeforderter Gang oder Parkmodus) von der Schaltwählvorrichtung 279, bei der es sich um einen Hebel, Schalter oder eine andere Vorrichtung handeln kann, empfangen.
Die Bremssteuerung 141 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 195 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 12. Die Bremssteuerung 141 kann zudem Bremspedalstellungsinformationen vom Bremspedalsensor (z. B. 157), der in 1A gezeigt ist, direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 141 kann das Bremsen als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 12 bereitstellen. Die Bremssteuerung 141 kann zudem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsen bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Somit kann die Bremssteuerung 141 der Fahrzeugsystemsteuerung 12 eine Raddrehmomentgrenze (z. B. einen Schwellenwert für das negative Raddrehmoment, der nicht überschritten werden soll) bereitstellen, so dass ein negatives Elektromotordrehmoment nicht dazu führt, dass die Raddrehmomentgrenze überschritten wird. Falls zum Beispiel die Steuerung 12 eine Grenze für das negative Raddrehmoment von 50 N-m ausgibt, kann das Antriebsmotordrehmoment so eingestellt werden, dass es unter Berücksichtigung der Getriebeverzahnung weniger als 50 N-m (z. B. 49 N-m) negatives Drehmoment an den Rädern bereitstellt.
Ein positives Drehmoment kann in einer Richtung an die Fahrzeugräder 131 übertragen werden, die am Motor 110 beginnt und an den Rädern 131 endet. Somit ist der Motor 110 in im Antriebssystem 200 gemäß der Richtung des positiven Drehmomentflusses im Antriebssystem 200 dem Getriebe 125 vorgelagert positioniert. Das Getriebe 125 ist der elektrischen Maschine 120 vorgelagert positioniert, und der BISG 142 kann dem Motor 110 vorgelagert oder dem Motor 110 nachgelagert und dem Getriebe 125 vorgelagert positioniert sein.
3 zeigt eine detaillierte Veranschaulichung eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) 125. Die Motorkurbelwelle 40B ist als Kupplung an ein Kupplungsgehäuse 393 dargestellt. Alternativ kann eine Welle die Kurbelwelle 40B mit dem Kupplungsgehäuse 393 koppeln. Das Kupplungsgehäuse 393 kann sich gemäß der Drehung der Kurbelwelle 40B drehen. Zum Kupplungsgehäuse 393 können eine erste Kupplung 126 und eine zweite Kupplung 127 gehören. Darüber hinaus weist jede der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 eine zugeordnete erste Kupplungsscheibe 390 bzw. zweite Kupplungsscheibe 391 auf. In einigen Beispielen können die Kupplungen Nasskupplungen, Ölbadkupplungen (zum Kühlen) oder Trockenscheibenkupplungen umfassen. Das Motordrehmoment kann vom Kupplungsgehäuse 393 entweder auf die erste Kupplung 126 oder die zweite Kupplung 127 übertragen werden. Die erste Getriebekupplung 126 überträgt ein Drehmoment zwischen dem Motor 110 (gezeigt in 1A) und der ersten Getriebeantriebswelle 302. Somit kann das Kupplungsgehäuse 393 als Antriebsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden, und 126A kann als Abtriebsseite der ersten Getriebekupplung 126 bezeichnet werden. Die zweite Getriebekupplung 127 überträgt ein Drehmoment zwischen dem Motor 110 (gezeigt in 1A) und der zweiten Getriebeantriebswelle 304. Demnach kann das Kupplungsgehäuse 393 als Antriebsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden und 127A kann als Abtriebsseite der zweiten Getriebekupplung 127 bezeichnet werden.
Wie vorstehend erörtert, kann das Getriebegehäuse 128 eine Vielzahl von Zahnrädern enthalten. Es sind zwei Getriebeantriebswellen vorhanden, einschließlich einer ersten Getriebeantriebswelle 302 und einer zweiten Getriebeantriebswelle 304. Die zweite Getriebeantriebswelle 304 ist hohl, während die erste Getriebeantriebswelle 302 massiv ist und koaxial in der zweiten Getriebeantriebswelle 304 sitzt. Beispielsweise kann die erste Getriebeantriebswelle 302 eine Vielzahl von Festrädern aufweisen. Beispielsweise können zur ersten Getriebeantriebswelle 302 ein erstes Festrad 306 zum Aufnehmen eines ersten Zahnrads 320, ein drittes Festrad 310 zum Aufnehmen eines dritten Zahnrads 324, ein fünftes Festrad 314 zum Aufnehmen eines fünften Zahnrads 329 und ein siebtes Festrad 318 zum Aufnehmen eines siebten Zahnrads 332 gehören. Mit anderen Worten kann die erste Getriebeantriebswelle 302 selektiv mit einer Vielzahl von ungeraden Zahnrädern gekoppelt sein. Zur zweiten Getriebeantriebswelle 304 können 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 gehören. Es versteht sich, dass sowohl die erste Getriebeantriebswelle 302 als auch die zweite Getriebeantriebswelle 304 über Rippen (nicht gezeigt) an der Außenseite jeder Welle mit jeweils einer der ersten Kupplung 126 und der zweiten Kupplung 127 gekoppelt 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. offengehalten, so dass kein Drehmoment vom Motor (z. B. 110) auf die erste Getriebeantriebswelle 302 oder zweite Getriebeantriebswelle 304 übertragen werden kann, wenn sich jede der jeweiligen Kupplungen in einem offenen Zustand befindet. Als Reaktion auf das Schließen der ersten Kupplung 126 kann ein Motordrehmoment auf die erste Getriebeantriebswelle 302 übertragen werden, und als Reaktion auf das Schließen der zweiten Kupplung 127 kann ein Motordrehmoment auf die zweite Getriebeantriebswelle 304 übertragen werden. Während des normalen Betriebs kann eine Getriebeelektronik gewährleisten, dass zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur eine Kupplung geschlossen ist.
Zum Getriebegehäuse 128 können zudem eine erste Vorgelegewelle 340 und eine zweite Vorgelegewelle 342 gehören. Die Zahnräder an der ersten Vorgelegewelle 340 und der zweiten Vorgelegewelle 342 sind nicht fest, sondern können sich frei drehen. In einem beispielhaften DCT 125 gehören zur ersten Vorgelegewelle 340 das erste Zahnrad 320, das zweite Zahnrad 322, das sechste Zahnrad 330 und das siebte Zahnrad 332. Zur zweiten Vorgelegewelle 342 gehören das dritte Zahnrad 324, das vierte Zahnrad 326, das fünfte Zahnrad 329 und das Rückwärtsgangrad 328. Sowohl die erste Vorgelegewelle 340 als auch die zweite Vorgelegewelle 342 können Drehmoment über ein erstes Abtriebsritzel 350 bzw. ein zweites Abtriebsritzel 352 auf ein Zahnrad 353 übertragen. Auf diese Weise können beide Vorgelegewellen sowohl über das erste Abtriebsritzel 350 als auch das zweite Abtriebsritzel 352 Drehmoment an eine Abtriebswelle 362 übertragen, wobei die Abtriebswelle Drehmoment an eine Heckantriebseinheit 136 (in 1A gezeigt) übertragen kann, was ermöglichen kann, dass sich die Antriebsräder (z. B. 131 aus 1A) jeweils mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, zum Beispiel beim Durchführen von Abbiegemanövern.
Wie vorstehend erörtert, sind das erste Zahnrad 320, das zweite Zahnrad 322, das dritte Zahnrad 324, das vierte Zahnrad 326, das fünfte Zahnrad 329, das sechste Zahnrad 330, das siebte Zahnrad 332 und das Zahnrad für den Rückwärtsgang 328 jeweils nicht an den Vorgelegen (z. B. 340 und 342) fest angebracht, sondern können sich frei drehen. Somit können Synchronisierungsvorrichtungen verwendet werden, um zu ermöglichen, dass jedes der Zahnräder mit der Drehzahl der Vorgelegewellen übereinstimmt, und sie können zudem verwendet werden, um die Zahnräder zu sperren. In dem beispielhaften DCT 125 sind vier Synchronisierungsvorrichtungen veranschaulicht, zum Beispiel eine erste Synchronisierungsvorrichtung 370, eine zweite Synchronisierungsvorrichtung 374, eine dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 und eine vierte Synchronisierungsvorrichtung 382. Zur ersten Synchronisierungsvorrichtung 370 gehört eine entsprechende erste Schaltgabel 372, zur zweiten Synchronisierungsvorrichtung 374 gehört eine entsprechende Schaltgabel 376, zur dritten Synchronisierungsvorrichtung 380 gehört eine entsprechende dritte Schaltgabel 378 und zur vierten Synchronisierungsvorrichtung 384 gehört 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. Beispielsweise kann die erste Synchronisiervorrichtung 370 dazu verwendet werden, entweder das erste Zahnrad 320 oder das siebte Zahnrad 332 zu sperren. Die zweite Synchronisiervorrichtung 374 kann dazu verwendet werden, entweder das zweite Zahnrad 322 oder das sechste Zahnrad 330 zu sperren. Die dritte Synchronisierungsvorrichtung 380 kann verwendet werden, entweder das dritte Zahnrad 324 oder das fünfte Zahnrad 329 zu sperren. Die vierte Synchronisierungsvorrichtung 384 kann dazu verwendet werden, 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, indem jede der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtungen in die gewünschte Position bewegt wird.
Die Bewegung der Synchronisierungsvorrichtungen über die Schaltgabeln kann über ein Getriebesteuermodul (TCM) 254 und Schaltgabelaktoren 388 erfolgen, wobei das TCM 254 das vorstehend unter Bezugnahme auf 2 erörterte TCM 254 umfassen kann. Die Schaltgabelaktoren können elektrisch, hydraulisch oder durch eine Kombination aus elektrisch und hydraulisch betrieben werden. Hydraulische Leistung kann über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 bereitgestellt werden. Anders ausgedrückt, kann hydraulische Leistung zur Verfügung gestellt werden, um ein oder mehrere Schaltelemente des Getriebes zu steuern, wobei zu dem einen oder den mehreren Schaltelementen ein oder mehrere Schaltgabelaktoren und in einigen Beispielen eine oder mehrere Synchronisierungsvorrichtungen gehören. Das TCM 254 kann Eingabesignale von verschiedenen Sensoren erfassen, die Eingabe auswerten und verschiedene Aktoren entsprechend steuern. Durch das TCM 254 verwendete Eingaben können unter anderem Getriebebereich (P/R/N/D/S/L usw.), Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und - drehmoment, Drosselposition, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Lenkwinkel, Bremseingaben, Getriebegehäuseantriebswellendrehzahl (sowohl für die erste Getriebeantriebswelle 302 als auch die zweite Getriebeantriebswelle 304), Fahrzeuglage (Neigung) sein. Das TCM kann Aktoren über eine Steuerung mit offenem Regelkreis steuern, um eine adaptive Steuerung zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die adaptive Steuerung ermöglichen, dass das TCM 254 Kupplungseingriffspunkte, Kupplungsreibungskoeffizienten und eine Position von Synchronisierungsvorrichtungsbaugruppen ermitteln und einstellen kann. Das TCM 254 kann zudem einen ersten Kupplungsaktor 389 und einen zweiten Kupplungsaktor 387 einstellen, um die erste Kupplung 126 und die zweite Kupplung 127 zu öffnen und zu schließen. Der erste Kupplungsaktor 389 und der zweite Kupplungsaktor 387 können elektrisch, hydraulisch oder durch eine Kombination aus elektrisch und hydraulisch betrieben werden. Hydraulische Leistung kann über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 bereitgestellt werden.
Die erste Kupplung 126 kann über ein Fluid gekühlt werden, das über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 zugeführt wird. Das Ventil 397 kann geöffnet werden, um die erste Kupplung 126 zu kühlen. Die erste Kupplung 126 kann in einer Geschwindigkeit gekühlt werden, die deutlich größer ist, wenn die erste Kupplung geöffnet und das Ventil 397 geöffnet sind, da der Fluidstrom zur ersten Kupplung 126 zehnmal größer sein kann als der Fluidstrom zur ersten Kupplung 126, wenn die erste Kupplung 126 geschlossen ist. In diesem Beispiel erfolgt der Fluidstrom zur ersten Kupplung 126 über die Leitung 333, die das Ventil 398 und andere Vorrichtungen versorgt. In anderen Beispielen kann die Leitung 333 jedoch direkt an das Ventil 397 gekoppelt sein, um eine genauere Fluidstromsteuerung bereitzustellen. Gleichermaßen kann die zweite Kupplung 127 über ein Fluid gekühlt werden, das über die Pumpe 312 und/oder die Pumpe 367 zugeführt wird. Das Ventil 398 kann geöffnet werden, um die zweite Kupplung 127 zu kühlen. Die zweite Kupplung 127 kann in einer Geschwindigkeit gekühlt werden, die deutlich größer ist, wenn die zweite Kupplung geöffnet und das Ventil 398 geöffnet sind, da der Fluidstrom zur zweiten Kupplung 127 zehnmal größer sein kann als der Fluidstrom zu zweiten Kupplung 127, wenn die zweite Kupplung 127 geschlossen ist. In diesem Beispiel erfolgt der Fluidstrom zur zweiten Kupplung 127 über die Leitung 333, die das Ventil 398 und andere Vorrichtungen versorgt. In anderen Beispielen kann die Leitung 333 jedoch direkt an das Ventil 398 gekoppelt sein, um eine genauere Fluidstromsteuerung bereitzustellen.
Es ist veranschaulicht, dass das TCM 254 Eingaben von verschiedenen Sensoren 277 empfängt. Wie vorstehend in Bezug auf 2 erörtert, können zu den verschiedenen Sensoren Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), Antriebsmotortemperatursensoren, Schaltwählerpositionssensoren, Synchronisiervorrichtungspositionssensoren und Umgebungstemperatursensoren gehören. Zu den verschiedenen Sensoren 277 können zudem Raddrehzahlsensoren (z. B. 195), Motordrehzahlsensoren, Motordrehmomentsensoren, Drosselpositionssensoren, Motortemperatursensoren, Lenkwinkelsensoren, Getriebegabelpositionssensoren zum Erkennen von Positionen von Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) und Trägheitssensoren (z. B. 199) gehören. Zu den Trägheitssensoren können ein oder mehrere der folgenden gehören: Längsbeschleunigungs-, Querbeschleunigungs-, Aufwärtsbeschleunigungs-, Gierraten-, Rollwinkel- und Nickwinkelsensoren, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1A erörtert.
Zu den Sensoren 277 kann zudem ein Eingangswellendrehzahl(Input Shaft Speed - ISS)-Sensor gehören, der einen magnetoresistiven Sensor aufweisen kann, und wobei ein ISS-Sensor für jede Getriebekastenantriebswelle enthalten sein kann (z. B. einer für die erste Getriebeantriebswelle 302 und einer für die zweite Getriebeantriebswelle 304). Zu den Sensoren 277 kann zudem ein Abtriebswellendrehzahl(output shaft speed - OSS)-Sensor gehören, zu dem ein magnetoresistiver Sensor gehören und der an der Ausgangswelle 362 angebracht sein kann. Zu den Sensoren 277 kann zudem ein Getriebebereichs(transmission range - TR)-Sensor gehören.
Es versteht sich, dass das DCT 125 entsprechend der Beschreibung in der vorliegenden Schrift funktioniert. Wenn die erste Kupplung 126 beispielsweise in einen geschlossenen Zustand betätigt wird, kann der ersten Getriebeantriebswelle 302 ein Motordrehmoment zugeführt werden. Wenn die erste Kupplung 126 geschlossen ist, versteht es sich, dass die zweite Kupplung 127 offen ist, und umgekehrt. Je nachdem welches Zahnrad gesperrt ist, wenn die erste Kupplung 126 geschlossen ist, kann Leistung über die erste Getriebeantriebswelle 302 entweder an die erste Vorgelegewelle 340 oder die zweite Vorgelegewelle 342 übertragen werden und zudem entweder über das erste Ritzel 350 oder das zweite Ritzel 352 an die Abtriebswelle 362 übertragen werden. Alternativ kann Leistung abhängig davon, welches Zahnrad gesperrt ist, über die zweite Getriebeantriebswelle 304 entweder an die erste Vorgelegewelle 340 oder die 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 Abtriebswelle 362 übertragen werden. Wenn an eine Vorgelegewelle (z. B. die erste Abtriebswelle 340) Drehmoment übertragen wird, versteht es sich, dass sich die andere Vorgelegewelle (z. B. die zweite Abtriebswelle 342) weiterhin drehen kann, obwohl lediglich die eine Welle durch die Eingabe direkt angetrieben wird. Insbesondere kann sich die nicht eingerückte Welle (z. B. das zweite Vorgelege 342) weiterhin drehen, wenn sie durch die Abtriebswelle 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 vom Motor an die erste Antriebswelle 302 und an die erste Vorgelegewelle 340 übertragen werden, wenn das erste Zahnrad 320 durch die erste Synchronisierungsvorrichtung 340 gesperrt ist, und wobei die erste Kupplung 126 geschlossen ist (und die zweite Kupplung 127 geöffnet ist). Während das erste Zahnrad 320 eingerückt ist, kann das zweite Zahnrad 322 gleichzeitig über die zweite Synchronisierungsvorrichtung 374 gesperrt sein. Da das zweite Zahnrad 322 gesperrt ist, kann die zweite Antriebswelle 304 hierdurch gedreht werden, wobei die Drehzahl der zweiten Antriebswelle 304 an die Fahrzeuggeschwindigkeit im zweiten Gang angepasst ist. In einem alternativen Fall, in dem ein Zahnrad an der anderen Vorgelegewelle (z. B. der zweiten Vorgelegewelle 342) vorausgewählt ist, dreht sich zudem diese Vorgelegewelle, wenn sie durch die Ausgangswelle 362 und das Ritzel 352 angetrieben wird.
Wenn ein Gangwechsel durch das TCM 254 eingeleitet wird, müssen lediglich die Kupplungen betätigt werden, um die erste Kupplung 126 zu öffnen und die zweite Kupplung 127 zu schließen. Darüber hinaus kann die Motordrehzahl außerhalb des TCMs verringert werden, um dem Hochschalten zu entsprechen. Bei geschlossener zweiter Kupplung 127 kann Leistung vom Motor an die zweite Antriebswelle 304 und an die erste Vorgelegewelle 340 übertragen werden und kann über das Ritzel 350 weiter an die Abtriebswelle 362 übertragen werden. Nach Abschluss des Gangwechsels kann das TCM 254 das nächste passende Zahnrad vorauswählen. Beispielsweise kann das TCM 254 basierend auf 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 Abtriebswelle 362 bereitgestellten Drehmoments erzielt werden.
Zum Doppelkupplungsgetriebe 300 kann in einigen Beispielen ein Parkzahnrad 360 gehören. Eine Parksperrklinke 363 kann dem Parkzahnrad 360 zugewandt sein. Wenn ein Schalthebel in die Parkstellung bewegt wird, kann die Parksperrklinke 363 in das Parkzahnrad 360 eingerückt werden. Das Einrücken der Parksperrklinke 363 mit dem Parkzahnrad 360 kann über eine Parksperrklinkenfeder 364 erzielt werden, oder es kann zum Beispiel über ein Kabel (nicht gezeigt), einen Hydraulikkolben (nicht gezeigt) oder einen Elektromotor (nicht gezeigt) erzielt werden. Wenn die Parksperrklinke 363 mit dem Parkzahnrad 360 eingerückt ist, können Antriebsräder (z. B. 130, 131) eines Fahrzeugs gesperrt sein. Im Gegensatz dazu kann sich die Parksperrklinke 363 als Reaktion darauf, dass ein Schalthebel aus „Parken“ in eine andere Stellung (z. B. „Fahren“) bewegt wird, derart bewegen, dass die Parksperrklinke 363 vom Parkzahnrad 360 ausgerückt werden kann.
In manchen Beispielen kann eine elektrisch angetriebene Getriebepumpe 312 Hydraulikfluid aus einer Getriebeölwanne 311 zuführen, um eine Feder 364 zusammenzudrücken, um die Parksperrklinke 363 vom Parkzahnrad 360 auszurücken. Die elektrische Getriebepumpe 312 kann beispielsweise durch eine bordeigene Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) angetrieben werden. In einigen Beispielen kann eine mechanisch angetriebene Pumpe 367 zusätzlich oder alternativ Hydraulikfluid aus der Getriebeölwanne 311 zuführen, um die Feder 364 zusammenzudrücken, um die Parksperrklinke 363 vom Parkzahnrad 360 auszurücken. 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 Parksperrklinkenventil 361 kann in einigen Beispielen den Hydraulikfluidstrom zur Feder 364 regulieren.
Wie hier erörtert, kann ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) daher ein Getriebe umfassen, das zwei separate Kupplungen für ungerade und gerade Zahnradsätze verwendet. Eine Kupplung (z. B. 126) wird für die Übertragung von Motordrehmoment auf eine Antriebswelle (z. B. 302) genutzt, während eine separate Kupplung (z. B. 127) für die Übertragung von Motordrehmoment auf eine separate Antriebswelle (z. B. 304) genutzt wird. Das Doppelkupplungsgetriebe empfängt Motordrehmoment über eine Motorkurbelwelle (z. B. 40B) und gibt Drehmoment über eine Abtriebswelle (z. B. 362) ab.
Wie vorstehend erörtert, können unter bestimmten Umständen Antriebsstrangmodi vorhanden sein, die das Fahrzeug, wie etwa Fahrzeug 121, nur unter Verwendung der elektrischen Maschine bei geöffneten Getriebeeingangskupplungen (z. B. 126, 127) und bei abgeschaltetem Motor antreiben. Wenn, während das Fahrzeug über die elektrische Maschine angetrieben wird, der Bedarf des Fahrzeugführers die Antriebsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, kann der Motor gestartet werden, um dem Antriebssystem das zusätzliche Drehmoment zur Verfügung zu stellen. Da der Motor jedoch aus dem Ruhezustand gestartet wird, kann es einige Zeit dauern, um die Verbrennung zu starten und dessen Massenträgheit auf die bestimmte Drehzahl zu beschleunigen, um die entsprechende Eingangskupplung zu sperren. Während der Motor auf die Zieldrehzahl beschleunigt, kann kein Drehmoment auf die Antriebsräder übertragen werden, wodurch es zu einer Verzögerung zwischen der Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung des Drehmoments auf die Räder durch den Motor kommen kann.
Dementsprechend können zu einem System ein Motor mit einer Kurbelwelle, einem integrierten Anlasser/Generator, der an den Motor gekoppelt ist, ein Doppelkupplungsgetriebe, das an den Motor gekoppelt ist und eine erste Zielkupplung, eine zweite Nicht-Zielkupplung, eine erste Zielantriebswelle und eine zweite Nicht-Zielantriebswelle umfasst, und eine elektrische Maschine, die dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert und mit dem Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt ist. Zum System kann eine Steuerung gehören, die ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung veranlassen den Motors über den integrierten Anlasser/Generator als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems zu starten, die die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, die elektrische Maschine auf eine Obergrenze der elektrischen Maschine zu regeln, die erste Zielantriebswelle auf eine erste Zieldrehzahl zu regeln und die zweite Nicht-Zielantriebswelle auf eine zweite Nicht-Zieldrehzahl zu regeln (wobei die erste Drehzahl höher ist als die zweite Drehzahl) und Drehmoment vom Motor durch das Getriebe über die zweite Nicht-Zielantriebswelle durch Regeln der zweiten Nicht-Zielkupplung zu übertragen, während eine Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl ansteigt.
Das System kann zudem zusätzliche Anweisungen enthalten, mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor über die zweite Nicht-Zielantriebswelle beendet wird, durch einen Befehl zum Öffnen der zweiten Nicht-Zielkupplung, und mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor durch das Getriebe über die erste Zielantriebswelle begonnen wird, durch Steuern der ersten Zielkupplung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Motordrehzahl mit der ersten Zieldrehzahl synchronisiert ist.
Das System kann zudem zusätzliche Anweisungen enthalten, mit denen eine Drehzahl von einer oder beiden der ersten Zielantriebswelle und der zweiten Nicht-Zielantriebswelle im Vorfeld ausgewählt werden kann, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird.
Das System kann zudem zusätzliche Anweisungen enthalten, mit denen eine Kapazität der zweiten Nicht-Zielkupplung geregelt werden kann, während die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl steigt, damit der Motor die Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auf die erste Zieldrehzahl erhöhen kann.
Das System kann zudem zusätzliche Anweisungen enthalten, mit denen der Motor in einer Drehzahlbetriebsart gesteuert werden kann, um die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl zu erhöhen.
Bezug nehmend auf 4, wird ein beispielhafter Zeitstrahl 400 gezeigt, der eine Verzögerung zwischen einer Anforderung hinsichtlich Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Räder durch den Motor veranschaulicht. Der Zeitstrahl 400 umfasst Verlauf 405, der die Drehzahl eines Fahrzeugmotors anzeigt (z. B. 110), Verlauf 410, der die Drehzahl einer ungeraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 302), und Verlauf 415, der die Drehzahl einer geraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 304), jeweils im Zeitverlauf. Der Zeitstrahl 400 umfasst zudem Verlauf 420, der die Drehzahl eines Motors anzeigt (z. B. 110), Verlauf 425, der die Drehzahl eines ISGs anzeigt (z. B. 142), Verlauf 430, das Drehmoment an der ungeraden Getriebekupplung des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt, Verlauf 435, der das Drehmoment an der geraden Getriebekupplung des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt, und Verlauf 440, der das Drehmoment an der elektrischen Maschine anzeigt (z. B. 120), jeweils im Zeitverlauf. Der Zeitstrahl 400 umfasst zudem Verlauf 445, der die Fahrzeugbeschleunigung im Zeitverlauf anzeigt (m/s/s).
Bei Zeitpunkt t0 wird das Fahrzeug allein durch Drehmoment von der elektrischen Maschine angetrieben, veranschaulicht durch Verlauf 440. Der Motor ist abgestellt, veranschaulicht durch die Verläufe 405 und 420. Die Getriebeeingangskupplungen (z. B. 126, 127) sind offen, aber das Getriebe hat ein erstes Zahnrad (z. B. 320) an der ungeraden Welle (z. B. 302) und ein sechstes Zahnrad (z. B. 330) an der geraden Welle (z. B. 304) im Vorfeld ausgewählt. Dementsprechend ist die Drehzahl der ungeraden Welle größer als die Drehzahl der geraden Welle.
Bei Zeitpunkt t1 bringt der Fahrzeugführer das Gaspedal (z. B. 192) in die vollständig betätigte Stellung und fordert dadurch die maximale Leistung des Fahrzeugs an. Dementsprechend wird zwischen Zeitpunkt t1 und t2 der Motor unter Verwendung des ISGs gestartet, angezeigt durch den Verlauf 425, und steigt die Drehzahl, angezeigt durch den Verlauf 405. Zudem wird das Drehmoment der elektrischen Maschine (z. B. 120) auf eine Obergrenze erhöht (z. B. die Grenze, die nicht überschritten werden darf), um die maximale Leistung der elektrischen Maschine bereitzustellen, veranschaulicht durch Verlauf 440. Dementsprechend beschleunigt das Fahrzeug zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, angezeigt durch Verlauf 445.
Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird das Motordrehmoment, veranschaulicht durch Verlauf 420, verwendet, um die Motordrehzahl, veranschaulicht durch Verlauf 405, an die Drehzahl des ersten Zahnrades der ungeraden Welle anzugleichen, veranschaulicht durch Verlauf 410. Zudem gibt es zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 ein Plateau in der Fahrzeugbeschleunigung, veranschaulicht durch Verlauf 445. Das Plateau kann darauf zurückzuführen sein, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine seine Obergrenze erreicht hat und die Motordrehzahl nicht hoch genug ist, um eine Verbindung mit dem Getriebe herzustellen, beispielsweise über die Kupplung der ungeraden Antriebswelle (z. B. 126). Auf dem Plateau kann der Parameter (in diesem Beispiel die Beschleunigung) über eine ausgewählte Dauer unverändert bleiben und/oder um weniger als 5 % schwanken.
Bei Zeitpunkt t3 stimmt die Motordrehzahl, veranschaulicht durch Verlauf 405, mit der Drehzahl der ungeraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes (z. B. 302) überein, veranschaulicht durch Verlauf 410. Dementsprechend kann die Eingangskupplung des ersten Zahnrades dazu veranlasst werden, als Reaktion auf die synchronisierten Drehzahlen einzukuppeln (z. B. Schließen). Insbesondere kann die Tatsache, dass die Motordrehzahl mit der Drehzahl der ungeraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes synchronisiert ist, Drehzahlen umfassen, die innerhalb von 5 % oder weniger zueinander liegen. Wenn die Eingangskupplung des ersten Zahnrades eingekuppelt ist oder dazu veranlasst wurde, zu schließen, kann das Motordrehmoment über das Doppelkupplungsgetriebe (z. B. 125) auf das Antriebssystem übertragen werden. Dementsprechend wird zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 das Drehmoment der ungeraden Getriebekupplung so dargestellt, dass es ansteigt, angezeigt durch Verlauf 430. Insbesondere kann das Motordrehmoment durch Schließen der ungeraden Getriebekupplung über die ungerade Antriebswelle auf die Antriebsräder übertragen werden, wodurch das Fahrzeug beschleunigt, veranschaulicht durch Verlauf 445.
Wie erörtert, kann ein derartiger Prozess zu einem signifikanten Plateau in der Fahrzeugbeschleunigung führen, wenn die elektrische Maschine ihre Drehmomentobergrenze erreicht und wenn die Motordrehzahl nicht hoch genug ist, um am Zielzahnrad eine Verbindung mit der Getriebeantriebswelle herzustellen. Wird die Eingangskupplung des Zielzahnrades früher eingekuppelt, kann es zu einer Verringerung der Fahrzeugbeschleunigung kommen, da das Drehmoment des Antriebssystems verwendet würde, um das Trägheitsmoment des Motors zu beschleunigen. In einigen Beispielen kann das Plateau durch Verlangsamen der Aufbringungsrate des Motordrehmoments der elektrischen Maschine (z. B. 120) verringert oder ganz beseitigt werden, so dass diese ihre Drehmomentobergrenze erst erreicht, wenn der Motor verbunden ist. Während eine derartige Maßnahme das Plateau in der Fahrzeugbeschleunigung verringern oder ganz beseitigen kann, würde das Plateau auf Kosten einer geringeren durchschnittlichen Beschleunigung während des Motorstartereignisses verringert oder ganz beseitigt, wodurch sich die Leistung insgesamt verringern würde. Dementsprechend ist ein Verfahren zum Verringern oder Beseitigen des Beschleunigungsplateaus wünschenswert.
Bezug nehmend auf 5 wird ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Verringern der Verzögerung oder des Beschleunigungsplateaus zwischen einer Anforderung hinsichtlich ach Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Antriebsräder durch den Motor auf hoher Stufe gezeigt. Insbesondere kann zum Verfahren das Antreiben eines Fahrzeugs allein über eine elektrische Maschine gehören, während ein Motor des Fahrzeugs von einem Doppelkupplungsgetriebe entkoppelt ist, wobei die elektrische Maschine im Antriebssystem einem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist. Wie in der vorliegenden Schrift erörtert, können zum Antreiben des Fahrzeugs allein über die elektrische Maschine Bedingungen gehören, unter denen die elektrische Maschine die Drehmomentkapazität aufweist, um einen Raddrehmomentbedarf zu erfüllen, beispielsweise.
Als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung vom Antriebssystem, die eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, kann der Motor aus dem Ruhezustand gestartet werden, um das Antriebssystem mit zusätzlichem Drehmoment zu versorgen. In einem derartigen Beispiel können zum Verfahren das Regeln einer ersten Antriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine erste Drehzahl (z. B. Zieldrehzahl) durch Auswählen eines ersten Zahnrades, das Regeln einer zweiten Antriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine zweite Drehzahl (z. B. Nicht-Zieldrehzahl) durch Auswählen eines zweiten Zahnrades, wobei die erste Drehzahl höher ist als die zweite Drehzahl, und das Übertragen von Drehmoment an ein oder mehrere Antriebsräder eines Fahrzeugs über einen Motor gehören, indem eine Motorkurbelwelle über eine zweite Kupplung mit der zweiten Antriebswelle verbunden wird, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt. Dadurch kann das Beschleunigungsplateau durch Übertragen des positiven Drehmoments durch das Getriebe auf das Antriebssystem über eine Antriebswelle mit niedrigerer Übersetzung (z. B. die zweite Antriebswelle) verringert oder ganz beseitigt werden, während sich die Motordrehzahl der Zieldrehzahl nähert (z. B. die erste Antriebswelle).
Wie in der vorliegenden Schrift erörtert, versteht es sich, dass zum „Koppeln“ einer Motorkurbelwelle entweder mit der ersten Antriebswelle oder der zweiten Antriebswelle das Regeln einer Kapazität entweder der ersten Kupplung oder der zweiten Kupplung gehören kann, so dass das Motordrehmoment auf das Getriebe übertragen wird. Anders ausgedrückt, zum „Verbinden“ einer Motorkurbelwelle entweder mit der ersten Antriebswelle oder der zweiten Antriebswelle kann das Schließen entweder der ersten Kupplung oder der zweiten Kupplung gehören, so dass das Motordrehmoment auf das Getriebe übertragen wird. In einigen Beispielen kann zum „Koppeln“ eine Rutschkupplung gehören, wohingegen in anderen Beispielen zum Koppeln eine nicht rutschende Kupplung gehören kann. Wie in der vorliegenden Schrift erörtert, kann eine Rutschkupplung auch als die Motorkurbelwelle „teilweise“ entweder mit der ersten Antriebswelle oder der zweiten Antriebswelle „koppelnd“ bezeichnet werden. Zudem versteht es sich, dass zum „vollständigen Entkoppeln“ einer Motorkurbelwelle entweder von der ersten Antriebswelle oder der zweiten Antriebswelle das Öffnen, durch einen Befehl, entweder der ersten Eingangskupplung oder der zweiten Eingangskupplung gehören kann, so dass kein Motordrehmoment auf die erste Antriebswelle bzw. die zweite Antriebswelle übertragen wird. Zudem kann, wie in der vorliegenden Schrift erörtert, der Begriff „entkoppelt“, wenn dieser, wie vorstehend, im Sinne von „während ein Motor des Fahrzeugs nicht mit einem Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt ist“ verwendet wird, eine Situation umfassen, in der sowohl die erste Eingangskupplung als auch die zweite Eingangskupplung geöffnet sind, so dass Motordrehmoment weder an die erste Antriebswelle noch an die zweite Antriebswelle übertragen werden kann. Beispielsweise kann zum Verfahren 500 das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Antriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der ersten Antriebswelle als Reaktion darauf gehören, dass die Motordrehzahl mit der ersten oder Zieldrehzahl synchronisiert wird.
In einem Beispiel kann zum Verfahren 500 das Vorauswählen des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades gehören, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird. In einem anderen Beispiel kann zum Verfahren 500 das Wechseln eines oder mehrerer Zahnräder des Doppelkupplungsgetriebes gehören, um das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad als Reaktion darauf auszuwählen, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie nachstehend näher erörtert.
Das Verfahren 500 wird unter Bezugnahme auf die in der vorliegenden Schrift beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 500 kann von einer Steuerung, wie etwa der Steuerung 12 in 1A, durchgeführt werden und kann als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher in der Steuerung gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 500 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A - 3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa einen ISG (z. B. 142), eine elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382), eine erste Kupplung (z. B. 126), eine zweite Kupplung (z. B. 127) usw. gemäß dem nachfolgend abgebildeten Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 500 beginnt bei 505 und umfasst das Anzeigen, ob eine Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) überschreitet, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird und fährt. Insbesondere kann zum Übersteigen der Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine beispielsweise das Übersteigen einer Drehmomentkapazität der elektrischen Maschine gehören. Zu einer derartigen Anzeige kann beispielsweise eine Gaspedalstellung gehören, die einen Grenzwert überschreitet. Eine derartige Anzeige kann in einigen Beispielen zudem auf Grenzwerten der eingebauten Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) basieren. Wenn bei 505 nicht angezeigt wird, dass die Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, kann das Verfahren 500 mit 510 fortfahren. Bei 510 kann zum Verfahren 500 das Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Beispielsweise kann zum Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen bei 510 gehören, dass der Motor abgeschaltet bleibt, und zudem, dass das Fahrzeug weiterhin über die elektrische Maschine angetrieben wird.
Erneut Bezug nehmend auf 505, kann das Verfahren 500 als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, mit 515 fortfahren. Bei 515 können zum Verfahren 500 das Veranlassen, durch Befehl, eines Motorstarts und zudem das Veranlassen, durch Befehl, eines Gangwechsels auf einer entsprechenden Antriebswelle auf ein Zielzahnrad gehören (z. B. entsprechende Zielübersetzung). Insbesondere kann der Motorstart über den ISG (z. B. 142) initiiert werden und das Zielzahnrad kann dadurch ausgewählt werden, dass die Steuerung eine entsprechende Schaltgabel per Befehl dazu veranlasst, das Zielzahnrad zu sperren. Das Zielzahnrad kann als eine Funktion eines Umfangs ermittelt werden, um den die Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, kann zum Verfahren 500 in einigen Beispielen zudem das zusätzliche Auswählen eines Nicht-Zielzahnrades gehören, was zu einer niedrigeren Drehzahl der Antriebswelle führt als die Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle. Beispielsweise kann zu einem Zielzahnrad ein erstes Zahnrad (z. B. 320) gehören, während zu einem Nicht-Zielzahnrad ein sechstes Zahnrad (z. B. 330) gehören kann. Es ist wichtig, anzumerken, dass es sich versteht, dass zum Zielzahnrad ein Zahnrad gehören kann, dass einer Antriebswelle entspricht (z. B. die erste Antriebswelle), und dass zum Nicht-Zielzahnrad ein Zahnrad gehören kann, das der anderen Antriebswelle entspricht (z. B. die zweite Antriebswelle). Zudem versteht es sich, dass das Zielzahnrad einer Antriebswellendrehzahl entsprechen kann, die größer ist als die Drehzahl der Antriebswelle, die dem Nicht-Zielzahnrad entspricht.
Schritt 515 ist als ein gestricheltes Kästchen veranschaulicht, da in einigen Beispielen bei Schritt 515 kein Gangwechsel erfolgen kann. Beispielsweise kann das Zielzahnrad bereits im Vorfeld bereits ausgewählt sein und in einigen Beispielen kann das Nicht-Zielzahnrad im Vorfeld bereits ausgewählt sein. Strategien zum Vorauswählen eines oder beider des Zielzahnrades und des Nicht-Zielzahnrades, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Verfahren näher beschrieben, die in den 7-9 und in 12 dargestellt sind. In einem Beispiel, in dem kein Wechsel auf das Zielzahnrad und das Nicht-Zielzahnrad erfolgt, wobei dies darauf zurückzuführen ist, dass Zielzahnrad und Nicht-Zielzahnrad im Vorfeld ausgewählt wurden, kann der Motor bei 515 nur über den ISG gekurbelt werden. In anderen Beispielen kann bei 515 ein Wechsel auf das Zielzahnrad, aber nicht auf das Nicht-Zielzahnrad zusätzlich zum Kurbeln des Motors erfolgen. In noch anderen Beispielen kann bei 515 ein Wechsel auf das Nicht-Zielzahnrad, aber nicht auf das Zielzahnrad zusätzlich zum Kurbeln des Motors erfolgen. Derartige Beispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 7-9 und 12 näher erörtert.
Bezug nehmend auf 518, kann zum Verfahren 500 das Anzeigen gehören, ob die Drehzahl der Kurbelwelle kleiner als die Drehzahl der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl ist. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Drehzahl der Kurbelwelle größer ist als die Drehzahl der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl, kann das Verfahren 500 mit 520 fortfahren.
Bezug nehmend auf 520, kann zum Verfahren 500 das Aufbringen eines Kupplungsdrehmoments auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl gehören. Wenn zum Zielzahnrad beispielsweise ein erstes Zahnrad gehört und zum Nicht-Zielzahnrad ein sechstes Zahnrad gehört, kann bei 520 zum Verfahren 500 das Aufbringen eines Kupplungsdrehmoments auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl gehören, das dem sechsten Zahnrad entspricht. Insbesondere kann das Drehmoment der zweiten Kupplung (z. B. 127) auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl (z. B. 304) aufgebracht werden. Es versteht sich, dass das auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgebrachte Kupplungsdrehmoment so geregelt werden kann, dass die Kupplung nicht dazu veranlasst wird, mehr Leistung zu tragen als die, für die sie bei verringertem Leitungsdruck während eines Motorstarts ausgelegt ist. Zudem können die Geschwindigkeit, mit der das vorübergehende Kupplungsdrehmoment aufgebracht wird, und die Kupplungsdrehmomentspitze begrenzt werden, damit die zugeführte Motordrehmomentkapazität ausreicht, um sowohl Kupplungsdrehmoment als auch Trägheitsdrehmoment zuzuführen, um die Kurbelwelle in einer gewünschten Zeit auf die Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle zu beschleunigen.
Beispielsweise kann das Kupplungsdrehmoment auf die Nicht-Zielantriebswelle mit niedriger Drehzahl bis zu einem vorgegebenen Spitzenwert linear aufgebracht werden, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die langsamer ist als die Geschwindigkeit, mit der der Motor ein zunehmendes Drehmoment erzeugen kann, um zu vermeiden, dass mehr Drehmomentlast durch die Kupplung auf die Kurbelwelle aufgebracht wird als der Motor erzeugen kann. Dadurch kann ein ausreichendes Trägheitsmoment der Kurbelwelle erhalten bleiben, um eine gewünschte Mindestbeschleunigungsleistung des Motors zu erreichen. In einem anderen Beispiel kann das Kupplungsdrehmoment als ein sekundärer Aktor in die Steuerung der Kurbelwellendrehzahl integriert werden, um die Koordination zwischen Motor- und Kupplungsdrehmoment zu verbessern. Ein derartiges Beispiel wird in Bezug auf 10 ausführlicher beschrieben. In noch einem anderen Beispiel kann das Kupplungsdrehmoment parallel mit der Steuerung der Motordrehzahl aufgebracht werden, um das gewünschte Verhalten zu erreichen. Ein derartiges Beispiel wird in Bezug auf 11 ausführlicher beschrieben.
Durch Aufbringen des Kupplungsdrehmoments auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl kann der Motor ein positives Drehmoment durch das Getriebe übertragen, bevor der Motor seine Zieldrehzahl erreicht hat. Da das Drehmoment eine niedrigere Übersetzung durchläuft, wird den Rädern unter Umständen nicht ausreichend Drehmoment zugeführt, um das Fahrzeug zu beschleunigen, wobei jedoch ausreichend Drehmoment vorliegen kann, um das Beschleunigungsplateau zu verhindern und das Getriebe, die Antriebswelle und das Differential durch ein Spiel dazu zu bekommen, ein schnelleres Aufbringen des Drehmoments durch die Zielübersetzung zu ermöglichen, wenn die Drehzahlen miteinander synchronisiert sind.
Es kann eine praktische Grenze dafür geben, wie schnell Drehmoment aus dem Motor auf die Antriebswelle mit niedrigerer Übersetzung (niedrige Drehzahl) aufgebracht werden kann. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann es durch die Auswahl der niedrigsten Übersetzung möglich sein, dass die Eingangskupplung ein positives Drehmoment vom Motor bei extrem niedrigen Motordrehzahlen annimmt. In einem derartigen Fall kann die Kupplung an der Antriebswelle mit niedriger Übersetzung zu keinem Zeitpunkt voll gekoppelt sein (z. B. immer rutschend), so dass das Drehmoment während eines Motorstarts durch das Getriebe übertragen werden kann, solange der Motor läuft. Um jedoch sicherzustellen, dass der Motor ordnungsgemäß startet, kann die Drehmomentkapazität in einigen Fällen erst auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl geleitet werden, wenn eine stabile Verbrennung im Motor bestätigt ist. Beispielsweise kann eine Mindestmotordrehzahl ein Kriterium sein, mit dem die Verbrennung im Motor bestätigt wird (zusätzlich zur schnellen Motorbeschleunigung). Bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann es ein oder mehrere Zahnräder geben, die in der Lage sein können, bei einer Eingangsdrehzahl zu drehen, die unter der Mindestdrehzahl des Motors für eine Verbrennung liegt. In einer derartigen Situation kann zum Verfahren das Warten darauf gehören, dass der Motor meldet, dass er im Normalbetrieb läuft, und anschließend kann zum Verfahren das Auswählen der höchsten Übersetzung gehören, mit der die Eingangsdrehzahl des Getriebes unter die Kurbelwellendrehzahl gedrückt wird, wodurch die höchste Drehmomentmultiplikation durch das Getriebe erreicht wird, während der Motor auf die Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle beschleunigt.
Bezug nehmend auf 525, kann zum Verfahren 500 das Anzeigen gehören, ob die Kurbelwellendrehzahl mit der Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle synchronisiert ist. Beispielsweise kann zum Anzeigen, ob die Kurbelwellendrehzahl mit der Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle synchronisiert ist, eine Anzeige gehören, dass eine Kurbelwellendrehzahl und eine Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle in einer Drehzahldifferenzgrenze (z. B. eine Drehzahldifferenz von 5 %) oder weniger zueinander liegen. Eine derartige Anzeige kann über einen Halleffektsensor (z.B. 118B), der die Kurbelwellenposition ermittelt, und (einen) Drehzahlsensor(en) der Zielantriebswelle (z. B. 277) bereitgestellt werden. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Kurbelwellendrehzahl noch nicht mit der Drehzahl der Zieleingangswelle synchronisiert ist, kann das Verfahren 500 ein Kupplungsdrehmoment weiterhin auf die (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufbringen, während der Motor auf die Drehzahl der Zielantriebswelle beschleunigt.
Alternativ kann das Verfahren 500 als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Kurbelwellendrehzahl mit der Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle synchronisiert ist, mit 530 fortfahren, und kann zu diesem das Aufbringen von Kupplungsdrehmoment der Zielgetriebeantriebswelle auf die Zielantriebswelle gehören, um die Motorkurbelwelle mit der Zielgetriebeantriebswelle zu koppeln. Beispielsweise kann das Kupplungsdrehmoment als Reaktion darauf, dass zum Zielzahnrad ein erstes Zahnrad (z. B. 320) gehört, auf eine erste Kupplung (z. B. 126) aufgebracht werden. Anders ausgedrückt, kann zum Verfahren 500 bei 530 das Sperren der Eingangskupplung des Zielzahnrades als Reaktion darauf gehören, dass die Kurbelwellendrehzahl laut Anzeige mit der Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle synchronisiert ist. Insbesondere kann bei 530 zum Sperren der Eingangskupplung des Zielzahnrades das vollständige Schließen der Eingangskupplung des Zielzahnrades gehören. In einem Beispiel, in dem die Eingangskupplung des Zielzahnrades vollständig geschlossen oder gesperrt ist, versteht es sich, dass der Motor vollständig mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs gekoppelt oder verbunden sein kann (z. B. kein Rutschen der Kupplung).
Bezug nehmend auf 535, können zum Verfahren 500 das Steigern des Motordrehmoments und das Entkoppeln der Kupplungsdrehmomentkapazität der rutschenden (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl gehören, um das gesamte Motordrehmoment auf die Zielantriebswelle zu übertragen. Anders ausgedrückt, kann bei 535 zum Verfahren 500 das Verringern der Kupplungsdrehmomentkapazität der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl auf null (z. B. vollständiges Entkoppeln der Kupplung der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl) gehören, so dass das gesamte Motordrehmoment über die Zielantriebswelle auf das Getriebe übertragen wird, wobei über die Nicht-Zielantriebswelle kein Motordrehmoment auf das Getriebe übertragen wird. Dementsprechend versteht es sich angesichts der Tatsache, dass über die Nicht-Zielantriebswelle kein Motordrehmoment auf das Getriebe übertragen wird, dass der Motor vollständig von der Nicht-Zielantriebswelle des Getriebes entkoppelt sein kann.
Dementsprechend versteht es sich, dass zum Verfahren 500 das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der Nicht-Zielantriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der Zielantriebswelle als Reaktion darauf gehören können, dass die Motordrehzahl mit der Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle synchronisiert wird. Es versteht sich zudem, dass das Koppeln des Motors mit der Zielantriebswelle über die Kupplung der Zielgetriebeantriebswelle erreicht werden kann und wobei das Koppeln und vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der Nicht-Zielantriebswelle über eine Kupplung der Antriebswelle des Nicht-Zielzahnrades erreicht werden können.
Bezug nehmend auf 540, kann zum Verfahren 500 das Anpassen des Drehmoments des Motors und der elektrischen Maschine (z. B. 120) gehören, um ein angefordertes Gesamtdrehmoment des Antriebssystems zu erreichen. Beispielsweise kann die Gesamtdrehzahlanforderung des Antriebssystems eine Funktion des durch den Fahrzeugführer angefragten Raddrehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Leistungsgrenzen der elektrischen Maschine usw. sein. Das Verfahren 500 kann dann enden.
Bezug nehmend auf 6, ist ein beispielhafter Zeitstrahl 600 gezeigt, der eine Vermeidung einer Verzögerung zwischen einer Anfrage nach Motordrehmoment und der Übertragung von Drehmoment auf die Antriebsräder durch den Motor veranschaulicht, entsprechend dem Verfahren aus 5. Der Zeitstrahl 600 umfasst Verlauf 605, der die Drehzahl eines Fahrzeugmotors anzeigt (z. B. 110), Verlauf 610, der die Drehzahl einer ungeraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 302), und Verlauf 615, der die Drehzahl einer geraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 304), jeweils im Zeitverlauf. Der Zeitstrahl 600 umfasst zudem Verlauf 620, der die Drehzahl eines Motors anzeigt (z. B. 110), Verlauf 625, der die Drehzahl eines ISGs anzeigt (z. B. 142), Verlauf 630, das Drehmoment an der ungeraden Getriebekupplung des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt, Verlauf 635, das Drehmoment an der geraden Getriebekupplung des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt, und Verlauf 640, der das Drehmoment an der elektrischen Maschine anzeigt (z. B. 120), über der Zeit. Der Zeitstrahl 600 umfasst zudem den Verlauf 645, der die Fahrzeugbeschleunigung im Zeitverlauf anzeigt (m/s/s).
Bei Zeitpunkt t0 wird das Fahrzeug allein durch Drehmoment von der elektrischen Maschine angetrieben, veranschaulicht durch Verlauf 640. Der Motor ist abgestellt, veranschaulicht durch die Verläufe 605 und 620. Die Getriebeeingangskupplungen (z. B. 126, 127) sind offen, aber das Getriebe hat ein erstes Zahnrad (z. B. 320) an der ungeraden Welle (z. B. 302) und ein sechstes Zahnrad (z. B. 330) an der geraden Welle (z. B. 304) im Vorfeld ausgewählt. Dementsprechend ist die Drehzahl der ungeraden Welle größer als die Drehzahl der geraden Welle.
Bei Zeitpunkt t1 bringt der Fahrzeugführer das Gaspedal (z. B. 192) in die vollständig betätigte Stellung und fordert dadurch die maximale Leistung des Fahrzeugs an. Dementsprechend wird zwischen Zeitpunkt t1 und t2 der Motor unter Verwendung des ISGs gestartet, angezeigt durch den Verlauf 625, und steigt die Drehzahl, angezeigt durch den Verlauf 605. Zudem wird das Drehmoment der elektrischen Maschine (z. B. 120) auf eine Obergrenze erhöht, um die maximale Leistung der elektrischen Maschine bereitzustellen, veranschaulicht durch Verlauf 640. Dementsprechend beschleunigt das Fahrzeug zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, angezeigt durch Verlauf 645.
Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 wird das Motordrehmoment, veranschaulicht durch Verlauf 620, so geregelt, dass es die Motordrehzahl, veranschaulicht durch Verlauf 605, an die Drehzahl der Antriebswelle des ersten Zahnrades (oder Zielzahnrades) angleicht, veranschaulicht durch Verlauf 610. Zudem wird die Kupplung (z. B. die zweite Kupplung 127), die dem sechsten Zahnrad (oder dem Nicht-Zielzahnrad) entspricht, betätigt, um einen Betrag der steigenden Schlupfkapazität als Reaktion darauf zu tragen, dass die Motordrehzahl ausreichend hoch ist, um über das Getriebe ein positives Drehmoment auf das Antriebssystem aufzubringen. Beispielsweise kann dazu, dass die Motordrehzahl ausreichend hoch ist, um über das Getriebe ein positives Drehmoment auf das Antriebssystem aufzubringen, eine Mindestmotordrehzahl gehören, die eine stabile Verbrennung anzeigt. Durch Betätigen der Kupplung (z. B. Schließen der Kupplung), die der Nichtzielantriebswelle entspricht, um positives Drehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, wird zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 kein Plateau in der Fahrzeugbeschleunigung angezeigt, veranschaulicht durch Verlauf 645.
Bei Zeitpunkt t3 wird angezeigt, dass die Motordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 605, (und dementsprechend die Kurbelwellendrehzahl) mit der Drehzahl der Zielantriebswelle (erstes Zahnrad) synchronisiert ist, veranschaulicht durch Verlauf 610. Dementsprechend kann die Eingangskupplung des Zielzahnrades (z. B. die erste Kupplung 126) dazu veranlasst werden, als Reaktion auf die synchronisierten Drehzahlen zu sperren (z. B. schließen). Wenn die Eingangskupplung des Zielzahnrades gesperrt ist oder dazu durch Befehl veranlasst wurde, zu schließen, kann das Motordrehmoment über das Doppelkupplungsgetriebe (z. B. 125) auf die Antriebsräder übertragen werden. Dementsprechend wird das Kupplungsdrehmoment des Zielzahnrades (erstes Zahnrad) so dargestellt, dass es ansteigt, angezeigt durch Verlauf 630. Zudem wird das Kupplungsdrehmoment der Nicht-Zielantriebswelle (sechstes Zahnrad) zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 auf null verringert, veranschaulicht durch Verlauf 635, so dass das Motordrehmoment über die Nicht-Zielantriebswelle nicht mehr an das Antriebssystem übertragen wird. Anders ausgedrückt, kann eine Kapazität der zweiten Kupplung (z. B. 127), die der Nicht-Zielantriebswelle entspricht, getrennt oder geöffnet werden, wodurch der Motor über die Nicht-Zielantriebswelle vom Antriebssystem entkoppelt wird.
Dementsprechend wird bei Zeitpunkt t4, wenn die Kupplungskapazität zur Nicht-Zielantriebswelle auf null verringert ist, das gesamte Motordrehmoment über die Zielantriebswelle (z. B. 302) auf das Antriebssystem übertragen. Wenn das Motordrehmoment über die Zielantriebswelle auf das Antriebssystem übertragen wird, beschleunigt das Fahrzeug zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 als eine Funktion des Bedarfs des Fahrzeugführers.
Dementsprechend kann unter Verwendung des Doppelkupplungsgetriebes zum Auswählen zweier verschiedener Drehzahlen für die Antriebswellen während eines Motorstarts, wobei eine Welle bei der gewünschten Zieldrehzahl und die andere bei einer Nicht-Zieldrehzahl läuft (z. B. niedriger als die Zieldrehzahl), das vorübergehende Motordrehmoment über die Kupplungskapazität durch die (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl auf die Antriebsräder aufgebracht werden, während der Motor die Drehzahl dahingehend regelt, dass diese mit der Drehzahl der Zielantriebswelle synchronisiert wird. Eine derartige Methodik kann dazu führen, dass ein Fahrzeugbeschleunigungsplateau vermieden wird, das andernfalls als Reaktion auf ein durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment auftreten kann, das eine Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine übersteigt (z. B. 120).
Zudem besteht ein weiterer Vorteil einer derartigen Strategie darin, dass die Strategie mehr der Drehmomenterzeugungskapazität des Motors nutzen kann. Wenn die Drehzahlregelung beispielsweise allein durch den Motor erfolgt, wie im Zeitstrahl veranschaulicht, der in 4 dargestellt ist, kann dieser bei Annäherung an seine Zieldrehzahl kein signifikantes Drehmoment erzeugen, weil er die Beschleunigung der Kurbelwelle verlangsamen muss, um eine Synchronisierung mit der Drehzahl der Antriebswelle zu erreichen. Insbesondere wird das Motordrehmoment bei 4, veranschaulicht durch Verlauf 420, beinahe auf null verringert, um die Motordrehzahl mit der Drehzahl der Zielantriebswelle ungefähr bei Zeitpunkt t3 zu synchronisieren. Alternativ kann die Verringerung des Motordrehmoments signifikant verringert werden, um die Motordrehzahl mit der Drehzahl der Zielantriebswelle zu synchronisieren, wenn Verfahren 500 verwendet wird, wie ungefähr bei Zeitpunkt t3 im Zeitstrahl 600 angezeigt, der in 6 dargestellt wird. Insbesondere wird, wie in 6 veranschaulicht, das Kupplungsdrehmoment der Nicht-Zielantriebswelle im Laufe der Zeit erhöht, veranschaulicht durch Verlauf 635 zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, wodurch der Motor den Großteil seiner Drehmomentkapazität erhält, um die Kurbelwellendrehzahl anfänglich auf die Zieldrehzahl zu erhöhen. Wenn sich die Kurbelwellendrehzahl der Zieldrehzahl annähert, darf nur ein sehr geringes Motordrehmoment zur Drehzahlregelung verwendet werden, und die überschüssige Drehmomentkapazität kann dazu verwendet werden, das über die Rutschkupplung an die Nicht-Zielantriebswelle (Nicht-Zielübersetzung) übertragene Drehmoment zu erhöhen. Da der Motor zum Zeitpunkt der Kopplung mit der Zielantriebswelle unter Umständen ein signifikantes Drehmoment erzeugt, ist der Motor eventuell in der Lage, das Drehmoment schneller auf den Höchstwert zu erhöhen und kann mehr Drehmoment direkt auf die Zielgetriebeantriebswelle aufgebracht werden, wenn das Kupplungsdrehmoment der (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedrigerer Drehzahl entkoppelt wird. Im Ergebnis kann es eine höhere Spitzenbeschleunigung geben, die schnell und ohne Plateau in der Fahrzeugbeschleunigung erreicht werden kann.
Während der beispielhafte Zeitstrahl, der in 6 veranschaulicht ist, ein Beispiel veranschaulicht, in dem das Zielzahnrad und das Nicht-Zielzahnrad ausgewählt werden, bevor der Fahrzeugführer ein Raddrehmoment anfordert, das die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 erörtert, kann es einige Beispiele geben, wo ein Wechsel auf eines oder beide der Ziel- und Nicht-Zielzahnräder als Reaktion darauf erfolgen kann, dass ein Bedarf des Fahrzeugführers die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. In anderen Beispielen können eines oder beide der Ziel- und Nicht-Zielzahnräder im Vorfeld ausgewählt werden, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, um die Getriebeantriebswellen auf den Motorstart vorzubereiten, der in 5 dargestellt ist. Derartige Beispiele werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 7-10 erörtert.
Bezug nehmend auf 7, ist ein beispielhaftes Verfahren 700 zum Auswählen von Zahnrädern sowohl auf einer ersten Antriebswelle (z. B. 302) als auch auf einer zweiten Antriebswelle (z. B. 304) auf hoher Stufe gezeigt, während ein Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Das Verfahren 700 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 700 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1A, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 700 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A - 3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa die elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) usw., gemäß dem nachstehend dargestellten Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 700 beginnt bei 705 und zu diesem kann das Anzeigen gehören, ob das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. In einigen Beispielen kann ein Fahrzeug als Reaktion auf ein Halteereignis im Leerlauf, in dessen Rahmen der Motor abgestellt wird, allein durch die elektrische Maschine betrieben werden. Andere Beispiele können Situationen umfassen, in denen das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine (z. B. 120) angetrieben wird. Zu einer derartigen Anzeige kann eine Anzeige gehören, dass das Fahrzeug durch eine elektrische Maschine (z. B. 120) betrieben wird, während der Motor (z. B. 110) laut Anzeige abgestellt ist und keinen Kraftstoff verbrennt. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug nicht allein durch eine elektrische Maschine betrieben wird, kann das Verfahren 700 mit 710 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Wenn der Motor beispielsweise läuft, können zum Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen das Beibehalten der Kraftstoffeinspritzung und das Beibehalten der Bereitstellung eines Funkens für den Motor gehören. Als Reaktion darauf, dass zusätzlich angezeigt wird, dass die elektrische Maschine arbeitet, kann der Betrieb der elektrischen Maschine fortgeführt werden. Das Verfahren 700 kann dann enden.
Erneut Bezug nehmend auf 705, kann das Verfahren 700 als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, mit 715 fortfahren. Bei 715 kann zum Verfahren 700 das Auswählen von Zahnrädern mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen sowohl für die erste Antriebswelle (z. B. 302) als auch für die zweite Antriebswelle (z. B. 304) gehören. Beispielsweise können ein sechstes Zahnrad (z. B. 330) und ein siebtes Zahnrad (z. B. 332) als Reaktionen auf eine Anzeige ausgewählt werden, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Insbesondere können als Reaktion auf die Anzeige, dass das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, eine oder mehrere Schaltgabeln dazu veranlasst werden, die Zahnräder mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen auszuwählen oder zu sperren, beispielsweise das sechste Zahnrad und das siebte Zahnrad. Wenn das Getriebe mit niedrigeren Übersetzungen gesperrt bleibt, können sich die beiden Antriebswellen weiterdrehen, während sich das Fahrzeug bewegt, wobei dies sicherstellen kann, dass das System Getriebekomponenten nicht zu schnell dreht, und eine Dauer verbessern kann, die erforderlich ist, um die Zielgetriebewelle auf eine Kopplungsdrehzahl zu bringen, die durch den Bedarf des Fahrzeugführers vorgegeben ist, als Reaktion darauf, dass ein Bedarf des Fahrzeugführers die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Zusätzlich können die niedrigeren Übersetzungen das Drehmoment des elektrischen Antriebs minimieren, das aufgrund der Beschleunigung deren Trägheit verloren geht, wenn das Fahrzeug im Elektromodus beschleunigt.
Wenn die Zahnräder mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen entsprechend der jeweiligen Antriebswelle ausgewählt sind, kann das Verfahren 700 mit dem Verfahren 500 fortfahren, das in 5 dargestellt ist. Der Kürze halber wird das Verfahren 500 an dieser Stelle nicht vollständig wiederholt. Es versteht sich jedoch, dass, wenn die niedrigsten verfügbaren Übersetzungen ausgewählt sind, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems bei 505, die die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, eine Antriebswelle bei Schritt 515 für ein Zielzahnrad auf eine höhere Drehzahl geschaltet werden kann, während der Motor beschleunigt und über die andere Nicht-Zielantriebswelle mit niedrigerer Drehzahl Drehmoment auf das Antriebssystem überträgt. In einem derartigen Beispiel können das zusätzliche Motordrehmoment und das steigende Drehmoment der elektrischen Maschine zum Zeitpunkt der höheren Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs das Drehmoment ausgleichen, das erforderlich ist, um die Drehzahl der Zielwelle zu erhöhen und eine Abnahme der Fahrzeugbeschleunigung zu verringern, die sich aus dem Umschaltvorgang ergibt.
Während die vorstehenden Beispiele und die vorstehende Beschreibung hinsichtlich 7 das Umschalten der Antriebswelle auf eine höhere Drehzahl für ein Zielzahnrad erörtern, während der Motor beschleunigt und Drehmoment über die Antriebswelle mit niedrigerer Drehzahl auf das Antriebssystem überträgt, versteht es sich zudem, dass in einigen Beispielen die Kapazität nur auf die Kupplung aufgebracht werden kann, die mit dem Zielzahnrad assoziiert ist, und nicht mit dem Nicht-Zielzahnrad, als Reaktion auf eine Drehzahlerhöhung des Motors.
Während das Verfahren nach 7 Zahnräder mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen im Vorfeld auswählt, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, kann eine andere Option darin bestehen, einen Algorithmus zu haben, der ein Zielzahnrad prognostizieren kann, wenn der Bedarf eines Fahrzeugführers eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Zu einem derartigen Beispiel kann gehören, beide Antriebswellen in höheren Übersetzungen gesperrt zu lassen, so dass eine Antriebswelle bei der Zieldrehzahl läuft, wenn ein Motorstart angefordert wird. Zu einem derartigen Beispiel kann zudem gehören, dass beide Antriebswellen stets in benachbarten Übersetzungen gehalten werden, so dass alternierende Wellen abwechselnd umgeschaltet werden können, um einen Zielzahnradbereich zu ändern, wodurch eine Gesamtzahl von Gangwechseln minimiert wird, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird. In einem derartigen Beispiel kann das Nicht-Zielzahnrad zum Zeitpunkt des Motorstarts auf eine entsprechende Nicht-Ziel- oder niedrige Übersetzung geschaltet werden, so dass die Kupplung auf die Nicht-Zielantriebswelle aufgebracht werden kann, um Drehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, während der Motor die Drehzahl auf die Zieldrehzahl steigert. Ein derartiges beispielhaftes Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf 8 erörtert.
Bezug nehmend auf 8, wird ein beispielhaftes Verfahren 800 zum Prognostizieren eines Zielzahnrades und Koppeln des Zielzahnrades auf hoher Stufe gezeigt, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Insbesondere kann das Verfahren 800 verwendet werden, um ein Zielzahnrad zu prognostizieren, wenn der Bedarf eines Fahrzeugführers eine Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine übersteigt, so dass das Getriebe nach dem Bedarf eines Fahrzeugführers, der eine Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine übersteigt, die Gänge nicht auf das Zielzahnrad wechseln muss. Das Verfahren 800 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 800 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1A, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 800 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A- 3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa die elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) usw., gemäß dem nachstehend dargestellten Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 800 beginnt bei 805 und zu diesem kann das Anzeigen gehören, ob das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Wie vorstehend erörtert, kann ein Fahrzeug in einigen Beispielen als Reaktion auf ein Halteereignis im Leerlauf, in dessen Rahmen der Motor abgestellt wird, allein durch die elektrische Maschine betrieben werden. Andere Beispiele können Situationen umfassen, in denen ein Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine (z. B. 120) angetrieben wird. Zu einer derartigen Anzeige kann eine Anzeige gehören, dass das Fahrzeug durch eine elektrische Maschine (z. B. 120) betrieben wird, während der Motor (z. B. 110) laut Anzeige abgestellt ist und keinen Kraftstoff verbrennt. Wenngleich nicht ausdrücklich für Verfahren 800 veranschaulicht, kann zum Verfahren 800, wenn das Fahrzeug anhält, aber wenn das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, wie etwa ein Halteereignis im Leerlauf, das Veranlassen, durch Befehl, des Koppelns eines ersten Zahnrades (z. B. 320) und eines zweiten Zahnrades (z. B. 322) gehören.
Als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug nicht allein durch eine elektrische Maschine betrieben wird, kann das Verfahren 800 mit 810 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Wenn der Motor beispielsweise läuft, können zum Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen das Beibehalten der Kraftstoffeinspritzung und das Beibehalten der Bereitstellung eines Funkens für den Motor gehören. Als Reaktion darauf, dass zusätzlich angezeigt wird, dass die elektrische Maschine arbeitet, kann der Betrieb der elektrischen Maschine fortgeführt werden. Das Verfahren 800 kann dann enden.
Erneut Bezug nehmend auf 805, kann das Verfahren 800 als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, mit 815 fortfahren. Bei 815 kann zum Verfahren 800 das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, die zu einer Erhöhung der Drehzahl des Motors führen kann. Insbesondere kann bei 815 zum Verfahren 800 das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, die die Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigen kann, so dass der Motor gestartet werden oder höher drehen kann, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment bereitzustellen.
Beispielsweise können zum Ermitteln einer Gaspedalstellung bei 815, die dazu führen würde, dass ein Motor höher dreht, das Ermitteln oder Anzeigen einer Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, bei der das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Fähigkeit der elektrischen Maschine übersteigen kann, das durch den Fahrzeugführer angefragte Drehmoment bereitzustellen. In einigen Beispielen kann eine derartige Anzeige eine Funktion eines Ladezustandes einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) sein. In einigen Beispielen kann eine derartige Anzeige zudem eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Beispielsweise kann zur Fahrzeugsteuerung eine Nachschlagetabelle gehören, die eine genaue Anzeige der Gaspedalstellung ermöglichen kann, die dazu führt, dass ein Bedarf eines Fahrzeugführers die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt.
Bei einer Gaspedalstellung, die dazu führen könnte, dass ein Motor höher dreht, und die bei 815 ermittelt wurde, kann das Verfahren 800 mit 820 fortfahren und kann zu diesem das Ermitteln eines Zielzahnrades für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalstellung gehören, die zu einer Erhöhung der Motordrehzahl führen kann. Wie vorstehend erörtert, können, wenn das Fahrzeug stationär ist, wie etwa während eines Halteereignisses im Leerlauf, sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad über entsprechende Synchronisierungsvorrichtungen (z. B. 370 bzw. 374) eingerückt sein. Alternativ, wenn das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird und die Geschwindigkeit nicht null beträgt, kann bei 820 zum Verfahren 800 das Ermitteln gehören, welches Zielzahnrad am besten geeignet sein könnte, um eingerückt zu werden, als eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der angezeigten Pedalstellung, die dazu führen könnte, dass ein Motor höher dreht. Beispielsweise kann das am meisten geeignete Zielzahnrad über eine Nachschlagetabelle angezeigt oder erhalten werden, die in der Fahrzeugsteuerung gespeichert ist, wobei die Nachschlagetabelle ermöglichen kann, dass das am meisten geeignete Zielzahnrad als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung ermittelt wird, die dazu führen könnte, dass ein Motor höher dreht.
Unter Bezugnahme auf 825 kann zum Verfahren 800 das Anzeigen gehören, ob das bei Schritt 820 angezeigte Zielzahnrad bereits eingerückt ist. Wenn beispielsweise angezeigt wird, dass es sich bei dem Zielzahnrad um das zweite Zahnrad (z. B. 322) handelt, und das zweite Zahnrad durch die entsprechende Synchronisierungsvorrichtung (z. B. 374) bereits eingerückt ist, kann Verfahren 800 mit 835 fortfahren und kann zu diesem das Anzeigen gehören, ob das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie vorstehend erörtert und nachstehend näher erörtert.
Erneut Bezug nehmend auf Schritt 825, können als Reaktion auf eine Anzeige, dass das bei Schritt 820 angezeigte Zielzahnrad nicht eingerückt ist, das Verfahren 800 mit 830 fortfahren und zu diesem das Veranlassen, durch Befehl, einer entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung gehören, das Zielzahnrad einzurücken. Wie vorstehend erörtert, kann zum Veranlassen, durch Befehl, der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung, das Zielzahnrad einzurücken, gehören, dass die Steuerung die Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung über die entsprechende Schaltgabel veranlasst, wobei die entsprechende Schaltgabel dazu veranlasst werden kann, die Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung über einen entsprechenden Schaltgabelaktor (z. B. 388) zu erzeugen. Es versteht sich, dass das Zielzahnrad sich kontinuierlich verändern kann, während das Fahrzeug bei abgestelltem Motor betrieben wird. Dementsprechend können mehrere Schaltereignisse vorgenommen werden, um ein Zielzahnrad einzurücken, während ein Fahrzeug bei abgestelltem Motor im Elektromodus betrieben wird.
Als Reaktion darauf, dass die entsprechende Synchronisierungsvorrichtung bei 830 das Zielzahnrad einrückt, kann das Verfahren 800 mit 835 fortfahren. Bei 835 kann zum Verfahren 800 das Anzeigen gehören, ob das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Wie vorstehend erörtert, kann zu einer derartigen Anzeige eine Gaspedalstellung gehören, die einen Grenzwert überschreitet, wobei der Grenzwert die Pedalstellung umfassen kann, die bei Schritt 815 ermittelt wurde und dazu führen kann, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird. Wenn bei 835 angezeigt wird, dass das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine nicht übersteigt, kann Verfahren 800 zu 815 zurückkehren und kann zu diesem gehören, dass das Ermitteln der Gaspedal stellung fortgesetzt wird, die dazu führen kann, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird. Dadurch kann, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, die Gaspedalstellung, die zu einem durch den Fahrzeugführer angeforderten Drehmoment führen kann, das die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, fortwährend aktualisiert werden. Zudem kann das entsprechende Zielzahnrad als Reaktion auf jedwede Änderungen der Gaspedalstellung, die dazu führen können, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird, fortwährend aktualisiert werden und eingerückt bleiben, wie vorstehend erörtert.
Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, kann zum Verfahren 800 gehören, dass beide Antriebswellen jederzeit in benachbarten Übersetzungen gehalten werden, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, ungeachtet der Anzahl an Gangwechseln, die erfolgen können, bevor die Drehzahl eines Motors erhöht wird. Betrachten wir beispielsweise ein angehaltenes Fahrzeug, bei dem der ausschließlich elektrische Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird, um das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung anzutreiben, nachdem ein Bremspedal (z. B. 156) nicht mehr betätigt wird. In einem derartigen Beispiel können zunächst sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad eingerückt sein, während das Fahrzeug angehalten ist, wie vorstehend erörtert. Während das Fahrzeug nur durch die elektrische Maschine angetrieben wird, kann ermittelt werden, dass das dritte Zahnrad zum Zielzahnrad geworden ist, auf der Grundlage der Gaspedalstellung, die dazu führen kann, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. In einem derartigen Beispiel kann eine entsprechende Synchronisierungsvorrichtung dazu veranlasst werden, das dritte Zahnrad einzurücken, während das erste Zahnrad ausgerückt werden kann, wodurch sowohl das zweite als auch das dritte Zahnrad eingerückt sind. Anschließend kann ermittelt werden, dass das vierte Zahnrad zum Zielzahnrad geworden ist. In einem derartigen Beispiel kann eine entsprechende Synchronisierungsvorrichtung dazu veranlasst werden, das vierte Zahnrad einzurücken, während sie das zweite Zahnrad ausrückt. Anders ausgedrückt, können beide Antriebswellen immer in benachbarten Übersetzungen gehalten werden, um die Gesamtzahl an Gangwechseln zu minimieren, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird. In einem anderen Beispiel können beide Antriebswellen unter Umständen nicht immer in benachbarten Übersetzungen gehalten werden, sondern vielmehr können das Zielzahnrad eingerückt und ein beliebiges am besten passendes Zahnrad an der Nicht-Zielantriebswelle zusätzlich ausgewählt oder eingerückt werden.
Wenn bei 835 angezeigt wird, dass das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, kann das Verfahren 800 mit Schritt 515 aus dem Verfahren 500 fortfahren, das in 5 dargestellt wird, so dass der Rest des Verfahrens 500 ausgeführt werden kann. Der Kürze halber wird das Verfahren 500 an dieser Stelle nicht vollständig wiederholt. Es versteht sich jedoch, dass, wenn das Zielzahnrad entsprechend dem Verfahren 800, das in 8 dargestellt ist, eingerückt ist, und wobei sowohl das Zielzahnrad als auch das Nicht-Zielzahnrad in benachbarten Übersetzungen eingerückt gehalten werden können, die Nicht-Zielantriebswelle als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs, die die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, auf eine entsprechende niedrige Nicht-Zielübersetzung geschaltet werden kann, bevor ein Kupplungsdrehmoment auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgebracht wird. Dementsprechend können bei Schritt 515 des Verfahrens 500 zum Verfahren das Kurbeln des Motors und das Umschalten der Nicht-Zielgetriebewelle auf die entsprechend niedrigere Übersetzung gehören. Die im Trägheitsmoment der Bremsantriebswelle gespeicherte Energie kann sowohl positives Drehmoment für die Abtriebswelle zum Beschleunigen des Fahrzeugs als auch zusätzliches Drehmoment zum Starten und Beschleunigen des Trägheitsmoments des Motors bereitstellen. Als Reaktion darauf, dass der Motor gestartet und das Nicht-Zielzahnrad auf die entsprechend niedrige Übersetzung geschaltet werden, kann das Verfahren 500 wie vorstehend erörtert fortfahren, so dass ein Beschleunigungsplateau, wie in 4 gezeigt, vermieden werden kann, indem ein positives Drehmoment durch die Nicht-Zielantriebswellenkupplung übertragen wird, während der Motor, wie vorstehend erörtert, auf die Zieldrehzahl beschleunigt.
Während die Beispiele für die vorstehend dargestellten Verfahren 700 und 800 das Vorauswählen von Zahnrädern mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen umfassen, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird (Verfahren 700), oder das Prognostizieren eines Zielzahnrades, während sowohl die Ziel- als auch die Nicht-Zielantriebswelle bei benachbarten Übersetzungen gehalten werden (Verfahren 800), wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Verfahren, das in 9 dargestellt ist, eine andere Option erörtert. Kurz gesagt, kann zu einem derartigen Verfahren das fortwährende Vorauswählen sowohl des Zielzahnrades als auch des Zahnrades für die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl gehören, um jedwedes Umschalten zum Zeitpunkt der Anforderung eines Motorstarts zu versuchen und abzumildern.
Bezug nehmend auf 9, wird ein beispielhaftes Verfahren 900 zum Prognostizieren eines Zielzahnrades und Voreinrücken des Zielzahnrades und eines Nicht-Zielzahnrades auf hoher Stufe gezeigt, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Das Verfahren 900 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 900 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1A, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 900 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A- 3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa die elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) usw., gemäß dem nachstehend dargestellten Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 900 beginnt bei 905 und zu diesem kann das Anzeigen gehören, ob das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Wie vorstehend erörtert, kann ein Fahrzeug in einigen Beispielen als Reaktion auf ein Halteereignis im Leerlauf, in dessen Rahmen der Motor abgestellt wird, allein durch die elektrische Maschine betrieben werden. Andere Beispiele können Situationen umfassen, in denen das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine (z. B. 120) angetrieben wird. Zu einer derartigen Anzeige kann eine Anzeige gehören, dass das Fahrzeug durch eine elektrische Maschine (z. B. 120) betrieben wird, während der Motor (z. B. 110) laut Anzeige abgestellt ist und keinen Kraftstoff verbrennt. Zu anderen Beispielen kann gehören, dass das Fahrzeug bei einer Geschwindigkeit von mehr als null fährt, wobei das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine (z. B. 120) angetrieben wird. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug nicht allein durch eine elektrische Maschine betrieben wird, kann das Verfahren 900 mit 910 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Wenn der Motor beispielsweise läuft, können zum Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen das Beibehalten der Kraftstoffeinspritzung und das Beibehalten der Bereitstellung eines Funkens für den Motor gehören. Als Reaktion darauf, dass zusätzlich angezeigt wird, dass die elektrische Maschine arbeitet, kann der Betrieb der elektrischen Maschine fortgeführt werden. Das Verfahren 900 kann dann enden.
Erneut Bezug nehmend auf 905, kann das Verfahren 900 als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, mit 915 fortfahren. Bei 915 kann zum Verfahren 900 das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, die zu einer Erhöhung der Drehzahl des Motors führen kann. Insbesondere kann bei 915 zum Verfahren 900 das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, die die Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigen kann, so dass der Motor gestartet werden oder höher drehen kann, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Raddrehmoment bereitzustellen.
Beispielsweise können zum Ermitteln einer Gaspedalstellung bei 915, die dazu führen würde, dass ein Motor höher dreht, das Ermitteln oder Anzeigen einer Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, bei der das durch den Fahrzeugführer angeforderte Raddrehmoment die Fähigkeit der elektrischen Maschine übersteigen kann, das durch den Fahrzeugführer angefragte Raddrehmoment bereitzustellen. In einigen Beispielen kann eine derartige Anzeige eine Funktion eines Ladezustandes einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung (z. B. 132) sein. In einigen Beispielen kann eine derartige Anzeige zudem eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Beispielsweise kann zur Fahrzeugsteuerung eine Nachschlagetabelle gehören, die eine genaue Anzeige der Gaspedalstellung ermöglichen kann, die dazu führt, dass ein Bedarf eines Fahrzeugführers die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt.
Bei einer Gaspedalstellung, die dazu führen könnte, dass ein Motor höher dreht, und die bei 915 ermittelt wurde, kann das Verfahren 900 mit 920 fortfahren und kann zu diesem das Ermitteln eines Zielzahnrades für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalstellung gehören, die zu einer Erhöhung der Motordrehzahl führen kann. Beispielsweise kann das am meisten geeignete Zielzahnrad über eine Nachschlagetabelle angezeigt oder erhalten werden, die in der Fahrzeugsteuerung gespeichert ist, wobei die Nachschlagetabelle ermöglichen kann, dass das am meisten geeignete Zielzahnrad als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung ermittelt wird, die dazu führen könnte, dass ein Motor höher dreht.
Unter Bezugnahme auf 925 kann zum Verfahren 900 das Anzeigen gehören, ob das bei Schritt 920 angezeigte Zielzahnrad bereits eingerückt ist, und zudem das Anzeigen, ob eine niedrigste praktikable Übersetzung auf der Nicht-Zielantriebswelle eingerückt ist. Wird beispielsweise das zweite Zahnrad (z. B. 322) als Zielzahnrad angezeigt und ist das zweite Zahnrad bereits durch die entsprechende Synchronisierungsvorrichtung (z. B. 374) eingerückt und ist die niedrigste praktikable Übersetzung an der Nicht-Zielantriebswelle bereits durch die entsprechende Synchronisierungsvorrichtung eingerückt, kann das Verfahren 900 mit 935 fortfahren und kann zu diesem das Anzeigen gehören, ob das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie vorstehend erörtert.
Erneut Bezug nehmend auf Schritt 925, können als Reaktion auf eine Anzeige, dass das bei Schritt 920 angezeigte Zielzahnrad nicht eingerückt ist, das Verfahren 900 mit 930 fortfahren und zu diesem das Veranlassen, durch Befehl, einer entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung gehören, das Zielzahnrad auf der Antriebswelle einzurücken, und zudem das gleichzeitige Veranlassen, durch Befehl, einer entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung gehören, eine niedrigste Übersetzung, durch die der Motor eine Verbindung mit dem Getriebe herstellen kann, an der anderen Nicht-Zielantriebswelle einzurücken. Eine derartige Strategie kann insofern vorteilhaft sein, als idealerweise sowohl das ideale Zielzahnrad als auch die niedrigste praktikable Übersetzung an der Nicht-Zielantriebswelle im Vorfeld ausgewählt würden, bevor der Motorstart veranlasst wird. Eine derartige Strategie kann jedoch immer dann zu beiden Antriebswellen entsprechenden Gangwechseln führen, wenn die aktuellen Fahrzeugbedingungen eine Änderung der Zielübersetzung anzeigen, da das aktuelle Zielzahnrad dementsprechend auf die niedrigste praktikable Übersetzung für diese Welle geschaltet werden kann, während die andere Welle von ihrem niedrigsten Verhältnis bis hoch auf die Zieldrehzahl geschaltet werden kann. In einem derartigen Fall können sich die Trägheitsmomente der beiden Wellen wenigstens teilweise ausgleichen, um die Drehmomentverluste des Antriebssystems während des Umschaltens zu verringern, in einigen Fällen können Drehmomentverluste des Antriebssystems während des Umschaltens jedoch dadurch ausgeglichen werden, dass Motordrehmoment von der elektrischen Maschine (z. B. 120) verwendet wird, um ein nahtloses Umschalten zu ermöglichen.
Als Reaktion darauf, dass das Zielzahnrad und das Nicht-Zielzahnrad als über die entsprechenden Synchronisierungsvorrichtungen eingerückt angezeigt werden, was dadurch erreicht werden kann, dass die Steuerung eine Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtungen über entsprechende Schaltgabeln per Befehl veranlasst, die durch einen entsprechenden Schaltgabelaktor (z. B. 388) angesteuert werden können, kann das Verfahren 900 mit 935 fortfahren und kann zu diesem das Anzeigen gehören, ob das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie vorstehend erörtert.
Wenn bei 935 angezeigt wird, dass das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, kann das Verfahren 900 mit Schritt 515 aus dem Verfahren 500 fortfahren, das in 5 dargestellt wird, so dass der Rest des Verfahrens 500 ausgeführt werden kann. Der Kürze halber wird das Verfahren 500 an dieser Stelle nicht vollständig wiederholt. Es versteht sich jedoch, dass, wenn sowohl das Zielzahnrad auf der Zielantriebswelle als auch die niedrigste Übersetzung auf der Nicht-Zielwelle eingerückt sind, kein Umschalten als Reaktion darauf erfolgt, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Dementsprechend können zum Verfahren bei Schritt 515 des Verfahrens 500 das Kurbeln des Motors und zudem gehören, dass das Zielzahnrad auf der Zielantriebswelle und das Nicht-Zielzahnrad auf der Nicht-Zielantriebswelle eingerückt gehalten werden, ohne jedwedes Umschalten. Das Verfahren 500 kann anschließend wie vorstehend erörtert fortfahren, so dass ein Beschleunigungsplateau, wie in 4 gezeigt, vermieden werden kann, indem ein positives Drehmoment durch die Nicht-Zielantriebswellenkupplung übertragen wird, während der Motor, wie vorstehend erörtert, auf die Zieldrehzahl beschleunigt.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 5 hinsichtlich Schritt 520 von Verfahren 500 erörtert, kann das auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgebrachte Kupplungsdrehmoment so geregelt werden, dass die Kupplung nicht dazu veranlasst wird, mehr Leistung zu tragen als die, für die sie bei verringertem Leitungsdruck während eines Motorstarts ausgelegt ist. Zudem können, wie erörtert, die Geschwindigkeit, mit der das vorübergehende Kupplungsdrehmoment aufgebracht wird, und die Kupplungsdrehmomentspitze begrenzt werden, damit die zugeführte Motordrehmomentkapazität ausreicht, um sowohl Kupplungsdrehmoment als auch Trägheitsdrehmoment zuzuführen, um die Kurbelwelle in einer gewünschten Zeit auf die Drehzahl der Zielgetriebeantriebswelle zu beschleunigen.
Bei Schritt 520 gehörte zu einem Beispiel dafür, wie das Kupplungsdrehmoment auf die Nicht-Zielantriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgebracht werden kann, das lineare Aufbringen (z. B. Steigern) des Kupplungsdrehmoments bis zu einem vorgegebenen Spitzenwert, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die langsamer ist als die Geschwindigkeit, mit der der Motor ein zunehmendes Drehmoment erzeugen kann, um zu vermeiden, dass mehr Drehmomentlast durch die Kupplung auf die Kurbelwelle aufgebracht wird als der Motor erzeugen kann. Es kann jedoch eine zusätzliche Steuerungsmethodik geben, um das Kupplungsdrehmoment auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufzubringen, wobei dies nachstehend unter Bezugnahme auf die 10-11 erörtert wird. Es versteht sich, dass eine derartige Methodik in Verbindung mit Verfahren 500 und insbesondere im Hinblick auf Schritt 520 von Verfahren 500 verwendet werden kann, um das Aufbringen des Kupplungsdrehmoments auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl (bzw. Nicht-Zielantriebswelle) zu regeln.
Unter Bezugnahme auf 10 wird ein erstes Blockdiagramm 1000 zum Integrieren des Kupplungsdrehmoments mit der Kurbelwellendrehzahlregelung als einen sekundären Aktor gezeigt, um die Koordination zwischen Motor- und Kupplungsdrehmoment zu verbessern. Wie erörtert, kann das Verfahren aus dem Blockdiagramm 1000 im Verfahren aus 5 verwendet werden. Kurz gesagt, gehört zur Strategie das fortwährende Veranlassen, durch Befehl, des Motordrehmoments auf dessen Höchstwert (z. B. der Grenzwert, der nicht überschritten werden darf), und kann das Drehzahlregelungsdrehmoment, das erforderlich ist, um die gewünschte Kurbelwellendrehzahl zu erreichen, erreicht werden, indem überschüssiges Drehmoment (z. B. Motordrehmoment ist größer als das Drehmoment, das zum Beschleunigen des Motors bei einer gewünschten Geschwindigkeit verwendet wird) direkt mit der entsprechenden Kupplung der (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl des Doppelkupplungsgetriebes aufgenommen wird. Anders ausgedrückt, können zur Strategie das fortwährende Veranlassen, durch Befehl, des Motordrehmoments auf einen Höchstwert (z. B. der Grenzwert, der nicht überschritten werden darf), während die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl erhöht wird, und das Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment (z. B. Motordrehmoment ist größer als das Drehmoment, das zum Beschleunigen des Motors bei einer gewünschten Geschwindigkeit verwendet wird) über eine Kupplung der Nicht-Zielantriebswelle (z. B. niedrige Drehzahl) gehören, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl zu regeln. In einem Beispiel, in dem die Kupplung der (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl nicht ausreichend Drehmoment aufnehmen kann, um das Nettodrehmoment für das Trägheitsmoment der Kurbelwelle auf den ermittelten Wert zu bringen, kann die Motordrehzahl für die Motordrehzahlsteuerung begrenzt sein.
Wie in der vorliegenden Schrift erörtert, versteht es sich, dass beim Betrieb in einem Motordrehzahlregelungsmodus das Motordrehmoment variiert werden kann, um eine gewünschte Motordrehzahl zu erreichen. Alternativ kann beim Betrieb in einem Motordrehmomentregelmodus die Motordrehzahl variiert werden, um ein gewünschtes Motordrehmoment zu erreichen.
Als Reaktion auf eine Anzeige, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, kann ein Kurbelwellendrehzahlziel 1003 durch die Motorsteuerung (z. B. 111B) ermittelt werden. Das Kurbelwellendrehzahlziel kann beispielsweise eine Funktion eines Betrages sein, um den das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine hinsichtlich des Drehmoments übersteigt. Das Kurbelwellendrehzahlziel kann zudem auf der aktuellen Motordrehzahl, der Gaspedalstellung usw. basieren. Eine gemessene Kurbelwellendrehzahl 1041, die beispielsweise über einen Halleffektsensor (z. B. 118B) angezeigt wird, der die Stellung der Kurbelwelle überwacht, kann bei der Summierstelle 1006 vom Kurbelwellendrehzahlziel 1003 abgezogen werden. Die Ausgabe der Summierstelle 1006 kann einen Kurbelwellendrehzahlfehler enthalten, der in die Proportional-Integral-Differential(PID)-Motordrehzahlsteuerung 1007 eingegeben werden kann. Die Ausgabe der PID-Motordrehzahlsteuerung 1007 kann ein Motordrehzahlregelungsdrehmomentziel umfassen. Das Motordrehzahlregelungsdrehmomentziel kann von einem maximalen, sofort verfügbaren Motordrehmoment an der Summierstelle 1018 abgezogen werden. Die Ausgabe der Summierstelle 1018, die eine Differenz zwischen dem Motordrehzahlregelungsdrehmomentziel und dem maximalen, sofort verfügbaren Motordrehmoment enthält, kann in die Stelle 1021 eingegeben werden. Bei Stelle 1021 kann ein Mindestwert (MIN) zwischen der Ausgabe der Summierstelle 1018 und einer maximalen, sofort verfügbaren (Nicht-Ziel)-Kupplungsdrehmomentkapazität bei niedriger Drehzahl 1012 ermittelt werden. Der bei Stelle 1021 ermittelte Mindestwert kann in Stelle 1024 eingegeben werden, wo ein Höchstwert (MAX) zwischen der Ausgabe der Stelle 1021 und einer Null-Drehmomentreferenz ermittelt werden kann, so dass die Ausgabe der Stelle 1024 ein positives Drehmoment enthalten kann.
Die Ausgabe der Stelle 1024 kann bei Summierstelle 1031 zum Drehzahlregelungsdrehmomentziel addiert werden, das von Summierstelle 1018 ausgegeben wurde. Die Ausgabe der Summierstelle 1031 kann in eine Motordrehmomentübertragungsfunktion 1034 eingegeben werden. Die Ausgabe der Motordrehmomentübertragungsfunktion 1034 kann in eine Übertragungsfunktion Motorträgheitsmoment plus Doppelkupplungsdrehmoment 1037 eingegeben werden, zusammen mit der Ausgabe der Stelle 1024, um die Kurbelwellendrehzahl 1041 zu regeln. Insbesondere kann die Ausgabe der Stelle 1024 einen Wert für das Kupplungsdrehmoment der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl 1027 umfassen, das in die Übertragungsfunktion Motorträgheitsmoment plus Doppelkupplungsgetriebedrehmoment 1037 eingegeben werden kann, um die Kurbelwellendrehzahl 1041 zu regeln.
Dadurch kann die Motordrehzahlsteuerung das Motordrehmoment per Befehl fortwährend auf dessen Höchstwert (z. B. der Grenzwert, der nicht überschritten werden darf) veranlassen, wobei überschüssiges Drehmoment zur Drehzahlregelung durch die Kupplung der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgenommen wird.
Bezug nehmend auf 11 wird ein zweites Blockdiagramm 1100 gezeigt, das eine Kupplungssteuerung enthält, die parallel mit einer Motordrehzahlsteuerung arbeitet, um ein gewünschtes Verhalten zum Bereitstellen von Kupplungskapazität für die Nicht-Zielantriebswelle mit niedriger Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf eine Zieldrehzahl erhöht wird, als Reaktion darauf, dass die Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wie vorstehend erörtert. Das Verfahren aus dem Blockdiagramm 1100 kann im Verfahren aus 5 verwendet werden. Kurz gesagt, gehört zur Strategie, dass die Motordrehzahlsteuerung die Motordrehzahl für die Kurbelwelle moduliert, um das gewünschte Drehzahlziel zu erreichen. Parallel dazu kann die Getriebeantriebswelle mit niedriger Drehzahl per Befehl dahingehend veranlasst werden, dass überschüssige Motordrehmomentkapazität durch das Getriebe geschickt werden kann, während ausreichend Drehmoment zurückbehalten wird, um die gewünschte Beschleunigungsreaktionsfähigkeit der Kurbelwelle aufrechtzuerhalten. Der Nettoeffekt kann ähnlich der Strategie sein, die in 10 dargestellt ist, wobei der Motor fortwährend in der Nähe seines maximalen Drehmoments läuft. Insbesondere können zur Strategie das Modulieren des Motordrehmoments dahingehend gehören, dass eine Zieldrehzahl erreicht wird, während die Motordrehzahl auf eine Zieldrehzahl steigt, und parallel dazu das Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über eine Nicht-Zielkupplung, um Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl zu regeln. In einem Beispiel können zur Strategie das Modulieren des Motordrehmoments dahingehend gehören, dass eine Zieldrehzahl erreicht wird, während die Motordrehzahl auf eine Zieldrehzahl steigt, und parallel dazu das Aufnehmen einer vorgegebenen Menge an überschüssigem Drehmoment über eine Nicht-Zielkupplung, um Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, um die Spielzone im System zu durchqueren, bevor eine Kopplung erfolgt und Drehmoment durch eine Zielkupplung übertragen wird. In einem anderen Beispiel können zur Strategie das Modulieren des Motordrehmoments dahingehend gehören, dass eine Zieldrehzahl erreicht wird, während die Motordrehzahl auf eine Zieldrehzahl steigt, und parallel dazu das Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über eine Nicht-Zielkupplung, um Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, mit der Absicht, den Motor vorzuladen, um die Reaktivität des Motors zum Zeitpunkt der Kopplung zu steigern und das durch eine Zielkupplung bereitgestellte Drehmoment zu erhöhen, wenn der Motor die Zieldrehzahl erreicht.
In derartigen Beispielen kann zur Nicht-Zielkupplung eine Kupplung gehören, mit der das Motordrehmoment auf eine Nicht-Zielantriebswelle (z. B. niedrige Drehzahl) übertragen wird.
Als Reaktion auf eine Anzeige, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, kann ein durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment 1103 bei der Summierstelle 1108 vom Drehmoment der elektrischen Maschine 1106 abgezogen werden. Die Ausgabe der Summierstelle 1108 kann ein durch einen Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment umfassen, das durch den Motor angefordert wird, wobei dies bei Stelle 1118 mit 1/abschließende Übersetzung 1112 und 1/Getriebeübersetzung bei niedriger Drehzahl 1115 multipliziert werden kann, deren Ausgabe ein Motordrehmoment umfassen kann, das wünschenswert ist, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Raddrehmoment zu erfüllen.
Zusätzlich kann eine Motormindestbeschleunigung 1124 mit einer Summe des Motorträgheitsmoments plus Schwungradträgheitsmoment plus ISG-Trägheitsmoment bei Stelle 1130 multipliziert werden. Es versteht sich, dass die Motormindestbeschleunigung 1124 eine Motor-/Kurbelwellenmindestdrehzahlbeschleunigung umfassen kann, die wünschenswert ist, um einen Mindestwert beizubehalten. Wenn eine überschüssige Motorkapazität vorhanden ist, kann diese durch das Getriebe geschickt werden. Die Ausgabe der Stelle 1130 kann ein Mindestbeschleunigungsdrehmoment umfassen, das bei Summierstelle 1134 von einem maximalen, sofort verfügbaren Motordrehmoment 1133 subtrahiert werden kann. Die Ausgabe der Summierstelle 1134 kann ein maximales Überschussdrehmoment umfassen, das für die Kupplung der Antriebswelle mit niedriger Drehzahl des Doppelkupplungsgetriebes verfügbar ist. Ein Mindestwert zwischen dem Motordrehmoment, das erforderlich ist, um den Bedarf des Fahrzeugführers zu decken (ausgegeben durch Stelle 1118), dem maximalen Überschussdrehmoment, das für das Doppelkupplungsgetriebe verfügbar ist, und der maximalen, sofort verfügbaren Drehmomentkapazität der Kupplung mit niedriger Drehzahl 1139 kann bei der Stelle 1142 ermittelt werden. Ein derartiger bei Stelle 1142 erhaltener Mindestwert kann an die Stelle 1145 ausgegeben werden, wo ein Höchstwert zwischen dem bei Stelle 1142 erhaltenen Mindestwert, verglichen mit einem Nullreferenzdrehmoment, erhalten werden kann, um eine positive Drehmomentausgabe bei Stelle 1145 sicherzustellen.
Zusätzlich kann eine Differenz zwischen einem Kurbelwellendrehzahlziel 1152 und einer gemessenen Kurbelwellendrehzahl 1164 bei der Summierstelle 1153 erhalten werden. Wie vorstehend erörtert, kann ein Kurbelwellendrehzahlziel 1152 durch die Motorsteuerung (z.B. 111B) ermittelt werden. Die Ausgabe der Summierstelle 1153 kann einen Kurbelwellendrehzahlfehler enthalten, der in die Proportional-Integral-Differential(PID)-Motordrehzahlsteuerung 1007 eingegeben werden kann. Die Ausgabe von der PID-Motordrehzahlsteuerung 1007 kann ein Motordrehzahlregelungskurbelwellendrehmomentziel umfassen.
Bei der Summierstelle 1159 kann die Ausgabe von der PID-Motordrehzahlsteuerung 1007, die ein Motordrehzahlregelungskurbelwellendrehmomentziel umfasst, mit der Ausgabe eines Motorträgheitsmoments plus Doppelkupplungsdrehmomentübertragungsfunktion 1037 summiert werden, wobei das Motorträgheitsmoment plus Doppelkupplungsdrehmomentübertragungsfunktion 1037 die Ausgabe der Stelle 1145 umfassen kann, in der ein Kupplungsdrehmoment einer Antriebswelle mit niedriger Drehzahl enthalten ist. Insbesondere kann die Ausgabe der Stelle 1145 einen Drehmomentbefehl enthalten, der an die Kupplung der (Nicht-Ziel)-Antriebswelle mit niedriger Drehzahl des Doppelkupplungsgetriebes gesendet wurde, um überschüssige Motordrehmomentkapazität aufzunehmen, um das Fahrzeug unter Einhaltung des Mindestkurbelwellenbeschleunigungsziels zu beschleunigen.
Die Ausgabe der Summierstelle 1159 kann ein Nettokurbelwellendrehmomentziel umfassen, das in eine Motordrehmomentübertragungsfunktion 1034 eingegeben werden kann, deren Ausgabe in die Übertragungsfunktion Motorträgheitsmoment plus Doppelkupplungsgetriebedrehmoment 1037 eingegeben werden kann.
Dementsprechend kann eine Mindestleistung für die Motordrehzahlsteuerung sichergestellt werden, während das Senden von möglichst viel Drehmoment durch das Getriebe priorisiert und der Leistungsverlust der Motordrehzahlsteuerung minimiert werden.
Bezug nehmend auf 12, wird ein anderes beispielhaftes Verfahren 1200 zum Prognostizieren eines Zielzahnrades und in Beispielen, in denen ein Getriebe des Fahrzeugs ein Doppelkupplungsgetriebe umfasst, zum Voreinrücken des Zielzahnrades und eines Nicht-Zielzahnrades auf hoher Stufe gezeigt, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Insbesondere können, wie vorstehend bei Schritt 515 in 5 erörtert, in einigen Beispielen als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, das Zielzahnrad und das Nicht-Zielzahnrad bereits im Vorfeld ausgewählt werden. Das Verfahren 700, das in 7 dargestellt ist, veranschaulicht ein Beispiel, in dem die niedrigsten verfügbaren Übersetzungen ausgewählt sind, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, und in dem als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, eine Antriebswelle auf eine höhere Drehzahl für ein Zielzahnrad geschaltet werden kann. Das Verfahren 800, das in 8 dargestellt ist, veranschaulicht ein Beispiel, in dem ein Zielzahnrad prognostiziert und gekoppelt werden kann, während ein Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird. Wie unter Bezugnahme auf 8 vorstehend erörtert, kann zum Verfahren 800 gehören, dass beide Antriebswellen jederzeit in benachbarten Übersetzungen gehalten werden, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, ungeachtet der Anzahl an Gangwechseln, die erfolgen können, bevor die Drehzahl eines Motors erhöht wird. Das Verfahren 900, das in 9 dargestellt ist, veranschaulicht ein Beispiel, in dem ein Zielzahnrad prognostiziert und eingerückt werden kann, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, und kann zudem das Einrücken der niedrigsten Übersetzung auf der Nicht-Zielwelle umfassen.
12 zeigt dementsprechend ein allgemeines Verfahren, das verwendet werden kann, um Zielzahnräder und in Beispielen, in denen zum Fahrzeug ein Doppelkupplungsgetriebe gehört, Nicht-Zielzahnräder zu prognostizieren und einzurücken, während ein Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird. Es versteht sich, dass, wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, das Verfahren, das in 12 dargestellt ist, beispielsweise in Verbindung mit dem Verfahren nach 5 verwendet werden kann, so dass bei Schritt 515 des Verfahrens 500 ein Zielzahnrad und in einigen Beispielen ein Nicht-Zielzahnrad im Vorfeld ausgewählt werden können, während das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird.
Das Verfahren 1200 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 1200 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1A, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 1200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A- 3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa die elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) usw., gemäß dem nachstehend dargestellten Verfahren einsetzen. Es versteht sich, dass einige Schritte nach 12 im Wesentlichen äquivalent mit den Schritten sind, die vorstehend unter Bezugnahme auf 9 erörtert wurden, so dass derartige Schritte im Rahmen der Beschreibung von Verfahren 1200 lediglich kurz beschrieben werden.
Das Verfahren 1200 beginnt bei 1205 und zu diesem gehört das Anzeigen, ob das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird. Wenn bei 1205 angezeigt wird, dass das Fahrzeug nicht allein durch eine elektrische Maschine betrieben wird, kann das Verfahren 1200 mit 1210 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Wenn der Motor beispielsweise läuft, kann der Motorbetrieb aufrechterhalten werden. Wenn zusätzlich angezeigt wird, dass die elektrische Maschine arbeitet, kann der Betrieb der elektrischen Maschine zusätzlich fortgeführt werden. Das Verfahren 1200 kann dann enden.
Erneut Bezug nehmend auf 1205, kann das Verfahren 1200 als Reaktion auf eine Anzeige, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, mit 1215 fortfahren. Bei 1215 kann zum Verfahren 1200 das Ermitteln einer Gaspedalstellung gehören, die zu einer Erhöhung der Drehzahl des Motors führen kann. Anders ausgedrückt, kann eine Gaspedalstellung ermittelt werden, die einem Umstand entspricht, in dem ein gewünschtes Raddrehmoment eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine (z. B. 120) übersteigt, was dazu führt, dass der Motor gestartet oder dessen Drehzahl erhöht wird, um die Raddrehmomentanforderung zu erfüllen. In einigen Beispielen kann die Gaspedalstellung, die dazu führen würde, dass die Motordrehzahl erhöht wird, eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Ladezustandes einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung (z. B. Batterie) sein. Eine in der Steuerung gespeicherte Nachschlagetabelle kann in einigen Beispielen verwendet werden, um die Gaspedalstellung anzuzeigen, die dazu führen kann, dass das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Ladezustands der bordeigenen Energiespeichervorrichtung.
Weiter bei 1220, kann zum Verfahren 1200 das Ermitteln eines Zielzahnrades (entsprechend einer Zielübersetzung) als eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalstellung gehören, die dazu führen kann, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird. Eine derartige Ermittlung kann beispielsweise über eine Nachschlagetabelle angezeigt werden, die in der Fahrzeugsteuerung gespeichert ist. Anders ausgedrückt, kann ein Gangwechselplan für das Getriebe in einer Nachschlagetabelle enthalten sein, die in der Fahrzeugsteuerung gespeichert ist und aus der derartige Informationen abgerufen werden können, um das Zielzahnrad anzuzeigen (entsprechend der Zielübersetzung).
Weiter bei 1225, kann zum Verfahren 1200 das Anzeigen gehören, ob das Zielzahnrad eingerückt ist. Falls das Zielzahnrad nicht eingerückt ist, kann das Verfahren 1200 mit 1230 fortfahren und kann zu diesem das Veranlassen, durch Befehl, der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung gehören, das Zielzahnrad einzurücken.
Als Reaktion darauf, dass das Zielzahnrad laut Anzeige über dessen entsprechende Synchronisierungsvorrichtung eingerückt ist, kann das Verfahren 1200 mit 1235 fortfahren und kann zu diesem das Anzeigen gehören, ob das Fahrzeuggetriebe so konfiguriert ist, dass ein sekundäres oder Nicht-Zielzahnrad ausgewählt werden kann. Beispielsweise kann bei 1235 zum Verfahren 1200 das Anzeigen gehören, ob zum Fahrzeuggetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe gehört, wie etwa das Doppelkupplungsgetriebe, das in 3 dargestellt ist. Wenn angezeigt wird, dass das Fahrzeug kein Getriebe enthält, mit dem ein sekundäres oder Nicht-Zielzahnrad ausgewählt werden kann, kann das Verfahren 1200 enden.
Alternativ, wenn bei 1235 angezeigt wird, dass das Fahrzeug ein Getriebe enthält, mit dem ein Nicht-Zielzahnrad zusätzlich zu einem Zielzahnrad ausgewählt werden kann, kann das Verfahren 1200 mit 1240 fortfahren. Bei 1240 kann zum Verfahren 1200 das Ermitteln des gewünschten sekundären oder Nicht-Zielzahnrades gehören.
In einem Beispiel kann bei 1240 zum Ermitteln des Nicht-Zielzahnrades das Auswählen oder Einrücken (z. B. einrücken) eines sequentiell niedrigeren Zahnrades (z. B. höhere Drehzahlmultiplikation) als das Zielzahnrad gehören, das vorstehend bei 1220 ermittelt wurde. Anders ausgedrückt, wenn es sich bei dem Zielzahnrad beispielsweise um das dritte Zahnrad handelt, kann das sequentiell niedrigere Zahnrad ein zweites Zahnrad umfassen. In einem derartigen Beispiel kann durch Auswählen des sequentiell niedrigeren Zahnrades das Getriebe ein passendes Zahnrad (z. B. das Nicht-Zielzahnrad) in einem Fall ausgewählt haben, in dem ein Fahrzeugführer die Gaspedalstellung auf eine Stellung verändert, die größer ist als (z. B. weiter nach unten gedrückt) die Pedalstellung, die zu der Erhöhung der Motordrehzahl führen würde, die bei Schritt 1215 ermittelt wurde.
In einem derartigen Beispiel kann, wenn das Zielzahnrad ein erstes Zahnrad umfasst, so dass es nicht möglich ist, das sequentiell niedrigere Nicht-Zielzahnrad auszuwählen, ein sequentiell höheres Zahnrad (z. B. das zweite Zahnrad in diesem Fall) ausgewählt werden. Eine derartige Strategie kann dazu führen, dass beide Antriebswellen des Getriebes in benachbarten Übersetzungen gesperrt bleiben, so dass eventuell nur ein Zahnrad umgeschaltet werden muss, wenn sich die Eingaben durch das Fahrzeug so verändern, dass dies zu einer Änderung des Zielzahnrades führt, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment bereitzustellen.
Betrachten wir in einem derartigen Beispiel eine Bedingung, bei der die im Vorfeld ausgewählten Zahnräder (entsprechend der im Vorfeld ausgewählten Übersetzungen) für beide Antriebswellen nicht korrekt sind, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment bereitzustellen, wenn ein Motorstart per Befehl veranlasst wurde. Die vorstehend skizzierte Strategie sieht vor, dass eine vernünftige Übersetzung ausgewählt wird, durch die der Motor in die Lage versetzt wird, schnell zu starten und sich mit einem der im Vorfeld ausgewählten Zahnräder zu koppeln und anschließend auf die abschließende korrekte oder ideale Übersetzung herunterzuschalten. In diesem Beispiel kann, da das Zielzahnrad auf der Grundlage der Mindestpedalstellung ausgewählt wird, die zu einem Motorstartereignis führen würde, wenn Pedalstellungen erheblich weiter nach unten gedrückt sind als die Pedalstellung, die zu einem Motorstartereignis führen würde, der Bedarf des Fahrzeugführers durch ein Herunterschalten vom Zielzahnrad erreicht werden.
In einem anderen Beispiel kann bei 1240 zum Ermitteln des Nicht-Zielzahnrades das Auswählen oder Einrücken (z. B. sperren) eines sequentiell höheren Zahnrades (z. B. niedrigere Drehzahlmultiplikation) als das Zielzahnrad gehören, das vorstehend bei 1220 ermittelt wurde. Anders ausgedrückt, wenn es sich bei dem Zielzahnrad beispielsweise um das dritte Zahnrad handelt, kann das sequentiell höhere Zahnrad ein viertes Zahnrad umfassen. In einem derartigen Beispiel kann das Nicht-Zielzahnrad in Situationen besser geeignet sein als das Zielzahnrad, in denen der Motor gestartet wird, um den Ladezustand der Batterie zu erhalten, den Fahrgastraum zu heizen oder eine andere Anforderung zu erfüllen, bei der es sich nicht um das durch den Fahrzeugführer insgesamt angeforderte Drehmoment handelt.
In einem derartigen Beispiel kann, wenn das bei 1220 ermittelte Zielzahnrad das höchste Zahnrad (z. B. niedrigste Drehmomentmultiplikation) des Getriebes umfasst oder in einem Fall, in dem die Drehzahl der Getriebeantriebswelle, die dem nächsthöchsten Zahnrad entspricht, unter einer Leerlaufdrehzahl des Motors liegt, zum Verfahren das Auswählen eines sequentiell nächstniedrigeren Zahnrades (z. B. höhere Drehzahlmultiplikation) im Hinblick auf das Zielzahnrad gehören. Eine derartige Strategie kann dazu führen, dass beide Antriebswellen des Getriebes in benachbarten Übersetzungen gesperrt bleiben, so dass eventuell nur ein Zahnrad umgeschaltet wird, wenn sich die Eingaben durch das Fahrzeug so verändern, dass dies zu einer Änderung des Zielzahnrades führt, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment bereitzustellen.
In diesem Beispiel, in dem ein sequentiell höheres Zahnrad als das Zielzahnrad ausgewählt ist, betrachten wir eine Bedingung, unter der die im Vorfeld ausgewählten Zahnräder (entsprechend den Übersetzungen) nicht korrekt sind, um das durch den Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment bereitzustellen, wenn ein Motorstart veranlasst wurde, sieht die skizzierte Strategie vor, dass eine vernünftige Übersetzung ausgewählt wird, wodurch der Motor in die Lage versetzt wird, schnell zu starten und sich mit einem der im Vorfeld ausgewählten Zahnräder zu koppeln und anschließend in die abschließende korrekte oder ideale Übersetzung zu schalten. In diesem Beispiel kann, da das Zielzahnrad auf der Grundlage der Mindestpedalstellung ausgewählt wird, die zu einem Motorstart führen würde, ein Herunterschalten dazu führen, dass der Bedarf des Fahrzeugführers von Pedalstellungen erfüllt wird, die wesentlich weiter nach unten gedrückt sind als die Mindestpedalstellung, die zu einem Motorstart führen würde. Alternativ können, wenn der Motor gestartet wird, um eine Fahrzeugbedingung zu erfüllen, bei der es sich nicht um das Drehmoment des Antriebssystems handelt, zu einer derartigen Strategie das Koppeln mit der aktuell ausgewählten oder eingerückten niedrigsten Übersetzung und anschließend das Hochschalten auf eine besser geeignete Übersetzung gehören, wenn die im Vorfeld ausgewählte Übersetzung ausreichend niedrig ist.
In noch einem anderen Beispiel kann bei 1240 zum Ermitteln des Nicht-Zielzahnrades das Auswählen eines Zahnrades (entsprechend einer Übersetzung) auf der Nicht-Zielantriebswelle gehören, das für einen aktuellen Fahrzeugzustand geeignet ist, beispielsweise geeignet für die aktuelle Gaspedalstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit. Da nur die Nicht-Zielwelle verwendet werden kann, um eine derartige Übersetzung auszuwählen, und da aufgrund der Konfiguration eines Doppelkupplungsgetriebes (siehe 3) nicht alle Zahnräder auf der Nicht-Zielwelle vertreten sind, kann eine derartige Auswahl ein Zahnrad umfassen, dass höher oder niedriger ist als ein ideales Zahnrad. Eine derartige Auswahl kann vorsehen, dass, wenn der Motor gestartet würde, um eine Fahrzeuganforderung zu erfüllen, bei der es sich nicht um das Erfüllen des Drehmoments des Antriebsstrangs handelt (z. B. Heizen des Fahrgastraumes, Laden der Batterie), ein entsprechendes Zahnrad bereits ausgewählt wäre. Betrachten wir in einem derartigen Fall eine Bedingung, in der der Fahrzeugführer die Pedalstellung auf die Mindestpedalstellung verändert, die zu einem Motorstart führen würde. In diesem Beispiel wäre ebenfalls bereits ein entsprechendes Zahnrad im Vorfeld ausgewählt (z. B. das Zielzahnrad). In beiden erörterten Fällen kann die Fahrzeugsteuerung schalten, nachdem der Motor eine Verbindung hergestellt hat, beispielsweise wenn das Gaspedal weiter nach unten gedrückt ist als die Mindestpedalstellung, die zu einem Motorstart führen würde, oder wenn die Ziel- und Nicht-Zielzahnräder (entsprechend Übersetzungen) zum Zeitpunkt des Motorstarts nicht ideal sind. Dementsprechend stellt eine derartige Strategie sicher, dass vernünftige Zahnräder für eine Kopplung im Vorfeld für Motorstartbefehle ausgewählt werden, und zwar auf der Grundlage der Gaspedalstellung und/oder des Motorbedarfs, der sich aus Fahrzeuganforderungen ergibt, bei denen es sich nicht um das Erfüllen von Drehmomentanforderungen des Antriebsstrangs handelt.
Als Reaktion darauf, dass das sekundäre oder Nicht-Zielzahnrad bei 1240 ermittelt wird, kann das Verfahren 1200 mit 1245 fortfahren. Bei 1245 kann zum Verfahren 1200 das Anzeigen gehören, ob das Nicht-Zielzahnrad eingerückt ist. Wenn das Nicht-Zielzahnrad eingerückt ist, kann das Verfahren enden. Alternativ kann, wenn bei 1245 angezeigt wird, dass das Nicht-Zielzahnrad nicht eingerückt ist, das Verfahren 1200 mit 1250 fortfahren. Bei 1250 kann zum Verfahren 1200 das Veranlassen, durch Befehl, einer entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung gehören, das Nicht-Zielzahnrad einzurücken. Ähnlich wie vorstehend erörtert, kann zum Veranlassen, durch Befehl, der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung, das Nicht-Zielzahnrad einzurücken, gehören, dass die Steuerung die Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung über die entsprechende Schaltgabel per Befehl veranlasst, wobei die entsprechende Schaltgabel per Befehl dazu veranlasst werden kann, die Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung über einen entsprechenden Schaltgabelaktor zu erzeugen.
Wenngleich nicht ausdrücklich gezeigt, versteht es sich, dass das Zielzahnrad und das Nicht-Zielzahnrad sich in einigen Beispielen als Funktion des Bedarfs des Fahrzeugführers fortwährend ändern können, während das Fahrzeug bei abgestelltem Motor betrieben wird. Dementsprechend können mehrere Schaltereignisse vorgenommen werden, um ein Zielzahnrad/Nicht-Zielzahnrad einzurücken, während ein Fahrzeug bei abgestelltem Motor im Elektromodus betrieben wird.
In einer Variation von Verfahren 1200 kann zum Verfahren bei 1215, anstelle des Ermittelns einer Mindestgaspedalstellung, die dazu führen kann, dass die Drehzahl des Motors erhöht wird, das Prognostizieren einer idealen Getriebeübersetzung gehören, vorausgesetzt, dass die Gaspedalstellung ganz nach unten gedrückt wird (zu 100 %), und zudem basierend auf Fahrzeugeingaben, wie etwa beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit. In einem derartigen Beispiel kann das Getriebe schalten und das Getriebe in vorhersagender Weise in dieser Übersetzung sperren, wodurch das Fahrzeug schnell auf extreme Anforderungen durch den Fahrzeugführer reagieren kann, um die beste Beschleunigungsreaktion des Fahrzeugs zu erreichen. Verfügt das Fahrzeug über ein Doppelkupplungsgetriebe (siehe Schritt 1235), kann eine zusätzliche Übersetzung (Nicht-Zielzahnrad) gesperrt werden, um eine alternative Übersetzung bereitzustellen, wie vorstehend erörtert. Ein Beispiel kann das Auswählen oder Einrücken eines sequentiell höheren Zahnrades als das Zielzahnrad umfassen, so dass das Getriebe das nächste Zahnrad ausgewählt hat, um sich auf ein Hochschalten vorzubereiten, wenn der Fahrzeugführer weiter beschleunigt, nachdem der Motor über das Zielzahnrad mit dem Getriebe gekoppelt wurde. In einem Fall, in dem der Fahrzeugführer das Gaspedal erheblich nach unten gedrückt hat, aber nicht bis zur vollständig betätigten Stellung (100 % durchgedrückt), bietet das Nicht-Zielzahnrad (sequentiell höher als das Zielzahnrad) zudem unter Umständen nicht ausreichend Drehmomentmultiplikation, wodurch der Motor in die Lage versetzt werden könnte, sich direkt mit einer idealen Übersetzung für diese Anforderung des Fahrzeugführers zu koppeln.
In einem derartigen Beispiel kann, wenn es sich bei dem ersten oder Zielzahnrad bereits um das höchste Zahnrad handelt (niedrigste Drehmomentmultiplikation) oder wenn die Drehzahl der Getriebeantriebswelle am nächsthöchsten Zahnrad unter einer Leerlaufdrehzahl des Motors liegt, die Fahrzeugsteuerung anstelle dessen das sequentiell niedrigere Zahnrad (als das Zielzahnrad) auswählen. Durch eine derartige Strategie können Getriebeübersetzungen so angeordnet werden, dass schnell auf hohe Drehmomentanforderungen des Antriebsstrangs reagiert werden kann.
In diesem Beispiel betrachten wir eine Bedingung, bei der der Motor gestartet werden soll, um eine niedrigere Drehmomentanforderung zu erfüllen oder den Ladezustand einer Batterie zu halten, den Fahrgastraum zu heizen usw. In einem derartigen Fall erfolgt ein Herunterschalten auf eine besser geeignete Übersetzung (niedrigere Drehmomentmultiplikation), bevor der Motor gekoppelt wird, um die Motordrehzahl und den Geräuschpegel zum Zeitpunkt der Kopplung und mögliche Störungen des Antriebssystems zu verringern. Da derartige Motorstartbefehle zum Erfüllen einer niedrigeren Drehmomentanforderung oder zum Erhalten eines Ladezustands der Batterie, zum Starten/Aufrechterhalten der Heizung des Fahrgastraumes usw., ohne eine schnelle, dynamische Reaktion erfolgen können, können derartige Anfragen nicht zu einer signifikanten Änderung der Drehmomentanforderung des Antriebsstrangs führen. Dementsprechend kann ein Getriebeschaltereignis unter derartigen Bedingungen kurz vor dem Motorstart veranlasst werden, wobei das Schaltereignis das Antriebssystem nicht negativ beeinflussen darf. In dem Fall, in dem das Getriebe auf ein Zahnrad geschaltet wird und dies zu einer niedrigeren Getriebeeingangsdrehzahl und Drehmomentmultiplikation führt, verlässt sich ein derartiges Umschalten nicht auf die Fertigstellung des Drehmoments des Antriebssystems, da positives Drehmoment von den verlangsamenden Getriebekomponenten auf die Räder oder möglicherweise zum Motor übertragen werden kann, wobei dies als Reaktion darauf erfolgt, dass eine der Eingangskupplungen des Getriebes ganz oder teilweise eingerückt wird. Die Verwendung der Eingangskupplungen, um das positive Trägheitsmoment abzuführen, kann während eines derartigen Umschaltvorgangs auf ein Zahnrad mit einer niedrigeren Drehmomentmultiplikation möglicherweise zu einer weicheren Fahrzeugdynamik führen.
Dementsprechend können zu einem System für ein Fahrzeug ein Motor, ein Getriebe, das über eine oder mehrere Kupplungen selektiv mit dem Motor gekoppelt ist, wobei zum Getriebe ein oder mehrere Schaltelemente gehören, eine elektrische Maschine, die dem Getriebe nachgelagert positioniert ist, eine elektrische Getriebeölpumpe und eine Steuerung gehören. Die Steuerung kann Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher speichern, die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, das Fahrzeug über die elektrische Maschine anzutreiben, während der Motor über die eine oder die mehreren Kupplungen, die vollständig geöffnet sind, vom Getriebe entkoppelt ist, ein oder mehrere Zahnräder des Getriebes im Vorfeld einzurücken, um sich auf ein Motorstartereignis vorzubereiten, wobei das Motorstartereignis als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems erfolgt, die eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. In einem derartigen Beispiel kann zum Einrücken des einen oder der mehreren Zahnräder im Vorfeld das Betreiben der elektrischen Getriebeölpumpe gehören, um hydraulischen Druck zum Steuern des einen oder der mehreren Schaltelemente bereitzustellen, um das eine oder die mehreren Zahnräder im Vorfeld einzurücken.
In einem Beispiel des Systems gehören zu den Schaltelementen eine oder mehrere Schaltgabeln und eine oder mehrere Synchronisierungsvorrichtungen.
In einem Beispiel des Systems kann die Steuerung zusätzliche Anweisungen speichern, um den Motor als Reaktion auf das Motorstartereignis wenigstens teilweise mit dem Getriebe zu koppeln, um Motordrehmoment auf das Getriebe zu übertragen, wobei das Getriebe das eine oder die mehreren im Vorfeld eingerückten Zahnräder umfasst, und um die Drehmomentanforderung des Antriebssystems zu erfüllen. In einem derartigen Beispiel kann das Einrücken des einen oder der mehreren Zahnräder im Vorfeld auf wenigstens einer Stellung eines Gaspedals und einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit basieren, und wobei zum Einrücken des einen oder der mehreren Zahnräder ein oder mehrere Gangwechselereignisse gehören, während das Fahrzeug durch die elektrische Maschine angetrieben wird.
Bezug nehmend auf 13, wird ein beispielhaftes Verfahren für einen Motorstart gezeigt, wenn ausgewählte Zahnräder gewünschten Zahnrädern entsprechen, wenn ein Fahrzeugführer ein Gaspedal zu 100% durchdrückt, oder im Wesentlichen äquivalent zu 100 %, aber wobei der Motorstart auf der Grundlage einer niedrigeren Drehmomentanforderung per Befehl veranlasst wird, wie beispielsweise zum Laden einer Batterie, zum Starten/Aufrechterhalten der Heizung im Fahrgastraum usw.
Das Verfahren 1300 wird unter Bezugnahme auf die hier beschriebenen und in den 1A-3 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 1300 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1A, ausgeführt werden und kann auf der Steuerung als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 1300 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A-3 beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Motorsystemaktoren, wie etwa die elektrische Maschine (z. B. 120), Schaltgabeln (z. B. 372, 376, 378, 382) usw., gemäß dem nachstehend dargestellten Verfahren einsetzen.
Das Verfahren 1300 beginnt bei 1305 und zu diesem kann das Anzeigen gehören, ob Ziel-/Nicht-Zielzahnräder in einem Doppelkupplungsgetriebe ausgewählt/eingerückt sind, so dass die Ziel-/Nicht-Zielzahnräder ausgewählt sind, um den Bedarf des Fahrzeugführers als Reaktion darauf zu erfüllen, dass ein Fahrzeugführer ein Gaspedal zu 100 % oder zu im Wesentlichen 100 % durchdrückt. Darüber hinaus kann bei 1305 angezeigt werden, ob der Motor abgestellt ist. Wenn bei 1305 angezeigt wird, dass die Ziel-/Zielzahnräder nicht als eine Funktion der Gaspedalstellung von 100 % ausgewählt sind oder wenn der Motor läuft, kann das Verfahren 1300 mit 1308 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsparameter gehören. Zum Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsparameter können gehören, das Getriebe in seinem aktuellen Betriebszustand zu lassen, den Motor und die elektrische Maschine in ihrem aktuellen Betriebszustand zu lassen usw. Das Verfahren 1300 kann dann enden.
Erneut Bezug nehmend auf 1305, kann, wenn angezeigt wird, dass die ausgewählten Ziel-/Zielzahnräder auf einer Erfüllung des Gaspedalbedarfs von 100 % basieren, das Verfahren 1300 mit 1310 fortfahren. Bei 1310 kann zum Verfahren 1300 das Anzeigen gehören, ob ein Motorstart angefordert wurde, um den Ladezustand einer Hochspannungsbatterie aufrechtzuerhalten oder diese zu laden, den Fahrgastraum zu heizen usw. Wird angezeigt, dass kein Motorstart angefordert wurde, kann das Verfahren 1300 mit 1308 fortfahren und kann zu diesem das Beibehalten aktueller Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören, wie vorstehend erörtert.
Alternativ, wenn bei 1310 angezeigt wird, das der Motor starten soll, um den Ladezustand einer Hochspannungsbatterie aufrechtzuerhalten oder diese zu laden, den Fahrgastraum zu heizen usw., kann das Verfahren 1300 mit 1315 fortfahren. Bei 1315 kann zum Verfahren 1300 das Ermitteln eines idealen Zahnrades für die Motorstartanforderung gehören. Ein derartiges ideales Zahnrad kann ein Zahnrad mit einer niedrigeren Drehmomentmultiplikation als beispielsweise die Zahnräder umfassen, die ausgewählt sind, um den Pedalbedarf von 100 % zu erfüllen.
Im Anschluss an das Ermitteln des idealen Zahnrades für die Motorstartanforderung kann das Verfahren 1300 mit 1320 fortfahren. Bei 1320 kann zum Verfahren 1300 das Veranlassen, durch Befehl, des niedrigsten ausgewählten Zahnrades in eine neutrale Position gehören. Insbesondere kann die entsprechende Synchronisierungsvorrichtung für das niedrigste ausgewählte Zahnrad über die Fahrzeugsteuerung per Befehl dazu veranlasst werden, das niedrigste ausgewählte Zahnrad auf eine neutrale Position auszurücken, über eine entsprechende Schaltgabel, wobei die Schaltgabel per Befehl dazu veranlasst werden kann, über einen entsprechenden Schaltgabelaktor eine Bewegung der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung zu erzeugen.
Im Anschluss an das Veranlassen, durch Befehl, des niedrigsten ausgewählten Zahnrades in eine neutrale Position kann das Verfahren 1300 mit 1325 fortfahren. Bei 1325 kann zum Verfahren 1300 das Veranlassen, durch Befehl, der Motordrehzahl auf eine gewünschte ideale synchrone Drehzahl der Getriebeantriebswelle gehören. Die Motordrehzahl kann über Drehmomentaktoren geregelt werden, wie etwa Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Drosselklappe usw. Die ideale Drehzahl der Getriebeantriebswelle kann als eine Funktion der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Übersetzung angezeigt werden, die dem idealen Zahnrad für die Motorstartanforderung entspricht.
Weiter bei 1330 kann zum Verfahren 1300 das Schließen der Kupplung durch Befehl gehören, die der Antriebswelle entspricht, wobei das Getriebe in neutraler Stellung ist, um die Drehzahl der Antriebswelle auf die ideale synchrone Drehzahl der Getriebeantriebswelle zu verringern. Wenn sich die Antriebswelle in neutraler Stellung befindet, kann die Übertragung des Kupplungsdrehmoments zwischen dem Motor und den verlangsamenden Getriebekomponenten aus dem Antriebssystem und der Fahrzeugdynamik isoliert werden, wodurch sich jedwede möglichen Störungen des Antriebsstrangs unter Umständen verringern oder ganz beseitigen lassen.
Weiter mit 1335, kann zum Verfahren 1300 das Anzeigen gehören, ob die Motordrehzahl im Wesentlichen der Drehzahl der Antriebswelle entspricht, die dem idealen Zahnrad entspricht, wobei sowohl die Motordrehzahl als auch die Drehzahl der Antriebswelle, die dem idealen Zahnrad entspricht, im Wesentlichen mit der synchronen Drehzahl der Antriebswelle für das ideale Zahnrad übereinstimmen. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Motordrehzahl und die Drehzahl der Antriebswelle, die dem idealen Zahnrad entspricht, im Wesentlichen gleich sind, kann das Verfahren 1300 mit 1340 fortfahren. Bei 1340 kann zum Verfahren 1300 das Öffnen der Kupplung durch Befehl gehören, die der Antriebswelle entspricht, auf der sich das Zahnrad in neutraler Stellung befindet, und kann zudem das Veranlassen der entsprechenden Synchronisierungsvorrichtung durch die Steuervorrichtung gehören, das ideale Zahnrad für die Motorstartanforderung einzurücken. Da die Komponenten des Getriebes für das ideale Zahnrad im Sinne der Motorstartanforderung bei den richtigen relativen Drehzahlen laufen, kann ein derartiger Schaltvorgang nahtlos erfolgen, wobei sich der geringere Verschleiß der Synchronisierungsvorrichtung und ein niedrigerer Geräuschpegel als zusätzliche Vorteile erweisen.
Bezug nehmend auf 1345, kann zum Verfahren 1300 als Reaktion darauf, dass das ideale Zahnrad eingerückt wird, das Anwenden der Kapazität auf die Kupplung gehören, die der Antriebswelle des idealen Zahnrades entspricht, um den Motor im idealen Zahnrad für die Motorstartanforderung mit dem Getriebe und dem Antriebssystem zu koppeln und zu sperren. Im gesamten Verfahren 1300 kann die andere Antriebswelle das Zahnrad eingerückt lassen, das einem Zahnrad entspricht, dass 100% des Pedalbedarfs erfüllen kann, wie vorstehend erörtert, so dass das Zahnrad fortwährend verfügbar ist, um den Motor zu koppeln, wenn sich der Bedarf des Fahrzeugführers signifikant ändert, um einen signifikanten Anstieg eines Abtriebsmoments des Antriebsstrangs anzufordern.
Bezug nehmend auf 14, wird ein beispielhafter Zeitstrahl 1400 zum Vorauswählen eines oder mehrerer Zahnräder (entsprechend Übersetzungen) in einem Getriebe gezeigt, während das Fahrzeug in einem Elektromodus betrieben wird. Insbesondere gehören zu den im Vorfeld ausgewählten Zahnrädern Zahnräder, die in dem Fall im Vorfeld ausgewählt wurden, dass der Fahrzeugführer das Gaspedal vollständig durchdrückt, wodurch ein erheblich höheres Drehmoment des Antriebssystems gefordert wird. Der Zeitstrahl 1400 veranschaulicht einen Gangwechsel als Reaktion auf eine Anzeige einer Motorstartanforderung, unter Bedingungen, unter denen das Gaspedal nicht ganz durchgedrückt wird und unter denen der Motor aufgefordert ist, den Ladezustand der Batterie aufrechtzuerhalten, den Fahrgastraum zu heizen usw.
Der Zeitstrahl 1400 umfasst den Verlauf 1405, der eine Gaspedalstellung im Zeitverlauf anzeigt. Das Gaspedal kann losgelassen (0) oder weiter nach unten gedrückt (+) werden, wobei das Herunterdrücken des Gaspedals auf eine größere Beschleunigung hinweist. Der Zeitstrahl 1406 steht für einen Grenzwert, der, sofern dieser erreicht wird, anzeigt, dass das Gaspedal vollständig durchgedrückt ist (z. B. 100 % nach unten gedrückt). Der Zeitstrahl 1400 umfasst zudem Verlauf 1410, der eine Drehzahl (U/min) eines Motors anzeigt (z. RPM), Verlauf 1415, der die Drehzahl einer ungeraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 302), und Verlauf 1420, der die Drehzahl einer geraden Getriebeantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes anzeigt (z. B. 304), jeweils im Zeitverlauf. Der Zeitstrahl 1400 umfasst zudem den Verlauf 1425, der eine Zahnradauswahl anzeigt, die der ungeraden Getriebeantriebswelle entspricht, und den Verlauf 1430, der eine Zahnradauswahl anzeigt, die der geraden Getriebeantriebswelle entspricht, jeweils im Zeitverlauf. In diesem beispielhaften Zeitstrahl 1400 versteht es sich, dass zu den ausgewählten Zahnrädern die Zahnräder 1-6 gehören können, und unter Bedingungen, unter denen das Zahnrad weder ausgewählt noch eingerückt ist, kann sich das Zahnrad in einer neutralen (N) Konfiguration befinden. Der Zeitstrahl 1400 umfasst zudem den Verlauf 1435, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Motorstartereignis angefordert wurde (ja) oder nicht (nein). Der Zeitstrahl 1400 umfasst zudem den Verlauf 1440, der ein Kupplungsdrehmoment der ungeraden Antriebswelle anzeigt, und den Verlauf 1445, der ein Kupplungsdrehmoment der geraden Antriebswelle anzeigt, jeweils im Zeitverlauf. Es versteht sich, dass bei einem Kupplungsdrehmoment von 0 die Kupplung vollständig geöffnet ist und Erhöhungen des Kupplungsdrehmoments über ein (+) angegeben werden.
Bei Zeitpunkt t0, wenngleich nicht ausdrücklich dargestellt, versteht es sich, dass das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird. Jedoch wird in Vorbereitung auf einen Anstieg der Drehmomentanforderung des Antriebssystems ein Zahnrad auf der ungeraden Antriebswelle und ein Zahnrad auf der geraden Antriebswelle im Vorfeld ausgewählt. Insbesondere wird auf der ungeraden Antriebswelle das dritte Zahnrad im Vorfeld ausgewählt, während auf der geraden Antriebswelle das zweite Zahnrad im Vorfeld ausgewählt wird. Dementsprechend versteht es sich, dass in diesem Beispiel die Vorauswahl der Zahnräder gemäß Verfahren 1300 erfolgt, das vorstehend in 13 dargestellt ist. Als solche stellen die im Vorfeld ausgewählten Zahnräder unter Bedingungen, unter denen der Fahrzeugführer eine signifikante Menge eines höheren Raddrehmoments verlangt, gewünschte oder ideale Zahnräder dar, beispielsweise unter Bedingungen, unter denen der Fahrzeugführer das Gaspedal vollständig (100%) durchdrückt oder im Wesentlichen vollständig durchdrückt (äquivalent zu 100 %).
Zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 ist der Motor abgestellt, angezeigt durch Verlauf 1410, und da das zweite und das dritte Zahnrad eingerückt sind, ist deren Drehzahl der jeweiligen geraden Antriebswelle (z. B. 1420 bzw. 1415) eine Funktion der eingerückten Zahnräder. Insbesondere, da das zweite Zahnrad eine höhere Drehmomentmultiplikation aufweist als das dritte Zahnrad, ist die Drehzahl der geraden Antriebswelle höher als die Drehzahl der ungeraden Antriebswelle. Zudem sind beide Eingangskupplungen, die den Antriebswellen entsprechen, vollständig geöffnet, angezeigt durch die Verläufe 1440 und 1445. Dementsprechend wird kein Drehmoment auf den Motor übertragen, wenngleich sich die Antriebswellen drehen. Zudem entspricht die Gaspedalstellung nicht der voll durchgedrückten Stellung, wodurch kein Motorstartereignis angefordert wird.
Bei Zeitpunkt t1 wird angezeigt, dass ein Motorstartereignis angefordert wurde, wobei die Motorstartanforderung nicht darauf zurückzuführen ist, dass das Gaspedal vollständig (100%) nach unten gedrückt wird. Anstelle dessen versteht es sich, dass sich die Motorstartanforderung auf eine oder mehrere der folgenden bezieht: eine Anforderung zum Aufladen einer Batterie, eine Anforderung zum dem Heizen/Kühlen des Fahrgastraumes usw. In einem derartigen Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung ermitteln, dass ein am besten passendes Zahnrad, das zum Starten des Motors eingerückt werden soll, ein höheres Zahnrad als die im Vorfeld ausgewählten Zahnräder ist. In diesem beispielhaften Zeitstrahl 1400 versteht es sich, dass die Fahrzeugsteuerung anzeigt, dass das ideale oder am besten passende/ideale Zahnrad das sechste Zahnrad ist. Dementsprechend wird das niedrigste im Vorfeld ausgewählte Zahnrad (in diesem Beispiel das zweite Zahnrad) über seine entsprechende Synchronisierungsvorrichtung in einen neutralen Zustand ausgerückt.
Wenn sich das niedrigste im Vorfeld ausgewählte Zahnrad in einer neutralen Stellung befindet, wird zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 die Kapazität auf die Kupplung der geraden Antriebswelle aufgebracht, so dass das Kupplungsdrehmoment der geraden Antriebswelle steigt. Die Motordrehzahl wird auf eine synchrone Drehzahl der Antriebswelle eines sechsten Zahnrades geregelt, berechnet aus der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der sechsten Übersetzung. Dementsprechend sinken die Drehzahlen der geraden Antriebswelle und wird das Kupplungsdrehmoment dahingehend geregelt, dass die Drehzahl der geraden Antriebswelle mit der Motordrehzahl übereinstimmt (z. B. innerhalb eines Bereiches von 5 % oder darunter), die dahingehend geregelt wird, dass sie die synchrone Drehzahl der Antriebswelle des sechsten Zahnrades beibehält.
Bei Zeitpunkt t2 sind die Motordrehzahl und die Drehzahl der geraden Antriebswelle im Wesentlichen gleich. Dementsprechend wird die Kupplung der geraden Antriebswelle dazu veranlasst, sich zu öffnen, was zu einer Abnahme des Kupplungsdrehmoments zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 führt. Bei Zeitpunkt t3 wird eine entsprechende Synchronisierungsvorrichtung über die Fahrzeugsteuerung dahingehend gesteuert, dass sie das sechste Zahnrad einrückt oder sperrt. Wenn das sechste Zahnrad gesperrt ist, wird erneut die Kapazität auf die Kupplung der geraden Antriebswelle aufgebracht, um den Motor im sechsten Zahnrad mit dem Getriebe und dem Antriebssystem zu koppeln. Durch Koppeln des Motors im sechsten Zahnrad, kann die höhere Drehmomentanforderung des Antriebssystems zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 erfüllt werden, ohne dabei eine signifikante Störung des Antriebssystems, einen signifikanten Geräuschpegel, einen signifikanten Verschleiß der Synchronisierungsvorrichtungen usw. hervorzurufen. Darüber hinaus bleibt während des gesamten beispielhaften Zeitstrahls 1400 das dritte Zahnrad eingerückt, und es versteht sich daher, dass das dritte Zahnrad durchgehend für eine Kopplung an den Motor zur Verfügung steht, und zwar unter Bedingungen, unter denen der Fahrzeugführer die Gaspedalstellung plötzlich verändert hat, um einen signifikanten Anstieg des Abtriebsdrehmoments des Antriebsstrangs anzufordern.
Dadurch kann als Reaktion auf ein durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment, das eine Leistungsfähigkeit einer elektrischen Maschine übersteigt, die einem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist, ein Beschleunigungsplateau vermieden werden, das sich dadurch ergeben kann, dass die elektrische Maschine bei ihrer maximalen Kapazität gesättigt ist, während der Motor startet und die Drehzahl auf seine Zieldrehzahl erhöht, um Drehmoment auf die Antriebsräder aufzubringen.
Die technische Wirkung besteht darin, zu erkennen, dass ein Doppelkupplungsgetriebe verwendet werden kann, um während eines Motorstartereignisses zwei verschiedene Antriebswellendrehzahlen auszuwählen, wobei eine Welle bei einer gewünschten Drehzahl laufen kann, und wobei die andere (Nicht-Ziel)-Antriebswelle bei einer niedrigen Drehzahl laufen kann, so dass ein vorübergehendes Drehmoment auf die Antriebsräder aufgebracht werden kann, indem die Kupplungskapazität durch die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl aufgebracht wird, während die Motordrehzahl geregelt wird, um diese mit der Zielantriebswelle zu synchronisieren.
Eine weitere technische Wirkung besteht darin, zu erkennen, dass es verschiedene Optionen zum Einrücken von Zahnrädern im Getriebe geben kann, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine betrieben wird, um die Getriebeantriebswellen auf einen Motorstartablauf vorzubereiten. Beispiele sind unter anderem: 1) ständige Auswahl verfügbarer Zahnräder mit den niedrigsten verfügbaren Übersetzungen im Elektroantriebsmodus, und anschließendes Schalten der gewünschten Antriebswelle auf die höhere Drehzahl, die für das Zielzahnrad erforderlich ist, während der Motor beschleunigt und Drehmoment über die andere Welle überträgt, 2) Verwendung eines Algorithmus zum Prognostizieren des Zielzahnrades, wenn ein Bedarf eines Fahrzeugführers die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, oder 3) Verwendung eines Algorithmus zum Vorauswählen sowohl des Zielzahnrades als auch des Nicht-Zielzahnrades, um jedwedes Schalten zu mildern, wenn ein Motorstart angefordert wird.
Ein weiterer technischer Effekt besteht darin, zu erkennen, dass das auf die Antriebswelle mit niedriger Drehzahl bzw. die Nicht-Zielantriebswelle aufgebrachte vorübergehende Kupplungsdrehmoment so geregelt werden kann, dass die Kupplung nicht dazu veranlasst wird, mehr Leistung zu tragen als sie bei verringertem Leitungsdruck während eines Motorstarts ausgelegt ist. In der vorliegenden Offenbarung enthaltene Steuerungsalgorithmen gehen dieses Problem auf verschiedene Weise an, um die gewünschte Wirkung zu erreichen.
Die in der vorliegenden Schrift und unter Bezugnahme auf die 1A-3 beschriebenen Systeme können zusammen mit den in der vorliegenden Schrift und unter Bezugnahme auf 5 und die 7-13 beschriebenen Verfahren ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel gehört zu einem Betriebsverfahren eines Antriebssystems das Steuern einer ersten Zielantriebswelle eines Doppelkupplungsgetriebes auf eine erste Drehzahl, bei gleichzeitiger Steuerung einer zweiten Nicht-Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine zweite Drehzahl, und das Übertragen von Drehmoment auf Antriebsräder des Fahrzeugs über einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug dadurch antreibt, dass er eine Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle koppelt, während der Motor seine Drehzahl auf die erste Drehzahl erhöht. In einem ersten Beispiel für das Verfahren gehört zum Verfahren zudem, wobei die erste Drehzahl größer als die zweite Drehzahl ist. Ein zweites Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem das Antreiben des Fahrzeugs allein durch eine elektrische Maschine, die dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist, während der Motor abgestellt ist, unter Bedingungen, unter denen ein Raddrehmomentbedarf allein durch die elektrische Maschine erfüllt werden kann; und wobei das Übertragen von Drehmoment auf das eine oder die mehreren Antriebsräder durch Koppeln der Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle, während die Motordrehzahl steigt, als Reaktion darauf erfolgt, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems eine Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, was zu einem Motorstartereignis führt, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen. Ein drittes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten und zweiten Beispiele und umfasst zudem, wobei zum Regeln der ersten Zielantriebswelle auf die erste Drehzahl das Einrücken eines ersten Zielzahnrades mit der ersten Zielantriebswelle gehört, und wobei zum Regeln der zweiten Nicht-Zielantriebswelle auf die zweite Drehzahl das Einrücken eines zweiten Nicht-Zielzahnrades mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle gehört; und wobei das Einrücken des ersten Zielzahnrades mit der ersten Zielantriebswelle und das Einrücken des zweiten Nicht-Zielzahnrades mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle entweder erfolgen, wenn der Motor abgestellt ist und das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird, oder im Anschluss an das Motorstartereignis, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen. Ein viertes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis dritten Beispiele, und umfasst zudem das Erhöhen des auf die Antriebsräder aufgebrachten Drehmoments durch eine Regelung des Drehmoments der elektrischen Maschine auf eine Drehmomentobergrenze der elektrischen Maschine als Reaktion darauf, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, wobei die Drehmomentobergrenze auf der Grundlage eines oder mehrerer der folgenden ermittelt wird: ein Ladezustand einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung und eine Temperatur der elektrischen Maschine. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis vierten Beispiele und zudem das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert wird. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis fünften Beispiele und zudem, wobei die Motorkurbelwelle über eine erste Zielkupplung mit der ersten Zielantriebswelle gekoppelt wird, und wobei das Koppeln und vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle über eine zweite Nicht-Zielkupplung erfolgt.
Ein weiteres Beispiel eines Betriebsverfahrens des Antriebssystems umfasst das Antreiben eines Fahrzeugs allein durch eine elektrische Maschine, während ein Motor des Fahrzeugs nicht mit einem Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt ist, wobei die elektrische Maschine im Antriebssystem dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist; das Starten des Motors aus dem Ruhezustand als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems eine Drehmomentleistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen; das Regeln einer ersten Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine erste Drehzahl durch Einrücken eines ersten Zielzahnrades, das Regeln einer zweiten Nicht-Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine zweite Drehzahl über ein zweites Nicht-Zielzahnrad, wobei die erste Drehzahl höher ist als die zweite Drehzahl; und das Übertragen von Drehmoment auf ein oder mehrere Antriebsräder des Fahrzeugs über den Motor durch teilweises Koppeln einer Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle über eine zweite Kupplung, während der Motor die Drehzahl auf die erste Drehzahl erhöht. In einem ersten Beispiel des Verfahrens gehört zum Verfahren zudem das Einrücken des ersten Zielzahnrades und des zweiten Nicht-Zielzahnrades im Vorfeld, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird. Ein zweites Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem das Wechseln eines oder mehrerer Zahnräder des Doppelkupplungsgetriebes, um das erste Zielzahnrad und das zweite Nicht-Zielzahnrad als Reaktion darauf zu koppeln, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt. Ein drittes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten und zweiten Beispiele und zudem das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert wird. Ein viertes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis dritten Beispiele und zudem, wobei eine erste Zielkupplung die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle koppelt, und wobei eine zweite Nicht-Zielkupplung die Motorkurbelwelle teilweise mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle koppelt und diese vollständig von dieser entkoppelt. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis vierten Beispiele und zudem das lineare Erhöhen des Drehmoments an das Antriebssystem über die zweite Nicht-Zielkupplung bei einer Geschwindigkeit, die langsamer ist als eine Geschwindigkeit, bei der das Motordrehmoment steigt, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis fünften Beispiele und zudem das fortwährende Veranlassen, durch Befehl, des Motordrehmoments auf einen Höchstwert, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl zu regeln. Ein siebtes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis sechsten Beispiele und zudem das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl zu regeln. Ein achtes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis siebten Beispiele und zudem das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, um die Spielzone zu durchqueren, bevor die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle gekoppelt wird. Ein neuntes Beispiel des Verfahrens umfasst gegebenenfalls eines oder mehrere oder jedes der ersten bis achten Beispiele und zudem das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, um den Motor vorzubelasten, um die Motorreaktivität zu steigern, wenn die erste Zielkupplung die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle koppelt, wenn die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert ist.
Ein Beispiel eines Systems umfasst einen Motor mit einer Kurbelwelle; einem integrierten Anlasser/Generator, der mit dem Motor gekoppelt ist; ein Doppelkupplungsgetriebe, das mit dem Motor gekoppelt ist, umfassend eine erste Zielkupplung, eine zweite Nicht-Zielkupplung, eine erste Zielantriebswelle und eine zweite Nicht-Zielantriebswelle; einer elektrischen Maschine, die mit dem Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt und dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist; und einer Steuerung, die ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, den Motor über den integrierten Anlasser/Generator aus dem Ruhezustand zu starten, und zwar als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems eine Drehmomentleistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt; das Drehmoment der elektrischen Maschine per Befehl auf eine Drehmomentobergrenze der elektrischen Maschine zu setzen; die erste Zielantriebswelle auf eine erste Zieldrehzahl zu regeln und die zweite Nicht-Zielantriebswelle auf eine zweite Nicht-Zieldrehzahl zu regeln, wobei die erste Zieldrehzahl höher ist als die zweite Nicht-Zieldrehzahl; und Drehmoment vom Motor durch das Getriebe über die zweite Nicht-Zielantriebswelle durch Regeln eines Aufbringungsdrucks der zweiten Nicht-Zielkupplung zu übertragen, während eine Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl steigt. In einem ersten Beispiel enthält das System zudem zusätzliche Anweisungen, mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor durch das Getriebe über die zweite Nicht-Zielantriebswelle beendet wird, durch einen Befehl zum Öffnen der zweiten Nicht-Zielkupplung, und mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor durch das Getriebe über die erste Zielantriebswelle begonnen wird, durch Steuern eines Aufbringungsdrucks der ersten Zielkupplung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Motordrehzahl mit der ersten Zieldrehzahl synchronisiert ist. Ein zweites Beispiel des Systems umfasst gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem zusätzliche Anweisungen, mit denen eine Zieldrehzahl und eine Nicht-Zieldrehzahl von einer oder beiden der ersten Zielantriebswelle bzw. der zweiten Nicht-Zielantriebswelle im Vorfeld ausgewählt werden können, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird. Ein drittes Beispiel des Systems umfasst optional eines oder mehrere oder jedes der ersten und zweiten Beispiele und zudem zusätzliche Anweisungen, mit denen eine Drehmomentkapazität der zweiten Nicht-Zielkupplung geregelt werden kann, während die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl steigt, damit der Motor die Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auf die erste Zieldrehzahl erhöhen kann. Ein viertes Beispiel des Systems umfasst optional eines oder mehrere oder jedes der ersten bis dritten Beispiele und zudem das Steuern des Motors in einem Drehzahlbetriebsmodus, um die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl zu erhöhen.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, zu dem die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware gehört, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, wiedergeben. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der im nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, zu dem die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung gehören, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier 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 umfassen und zwei oder mehr derartiger 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 im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, egal ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims

Antriebssystembetriebsverfahren, umfassend: Antreiben eines Fahrzeugs allein über eine elektrische Maschine, während ein Motor des Fahrzeugs von einem Doppelkupplungsgetriebe entkoppelt ist, wobei die elektrische Maschine im Antriebssystem dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist; Starten des Motors aus dem Ruhezustand als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems eine Drehmomentleistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt, um dem Antriebssystem zusätzliches Drehmoment bereitzustellen; Regeln einer ersten Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine erste Drehzahl durch Einrücken eines ersten Zahnrades, Regeln einer zweiten Nicht-Zielantriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes auf eine zweite Drehzahl durch Einrücken eines zweiten Nicht-Zielzahnrades, wobei die erste Drehzahl höher ist als die zweite Drehzahl; und Übertragen von Drehmoment auf ein oder mehrere Antriebsräder des Fahrzeugs über den Motor durch teilweises Koppeln einer Motorkurbelwelle mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle über eine zweite Kupplung, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend das Einrücken des ersten Zielzahnrades und des zweiten Nicht-Zielzahnrades im Vorfeld, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend das Wechseln eines oder mehrerer Zahnräder des Doppelkupplungsgetriebes, um das erste Zielzahnrad und das zweite Nicht-Zielzahnrad als Reaktion darauf zu koppeln, dass die Drehmomentanforderung des Antriebssystems die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend das vollständige Entkoppeln der Motorkurbelwelle von der zweiten Nicht-Zielantriebswelle und das Koppeln der Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle als Reaktion darauf, dass die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine erste Zielkupplung die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle koppelt, und wobei eine zweite Nicht-Zielkupplung die Motorkurbelwelle teilweise mit der zweiten Nicht-Zielantriebswelle koppelt und diese vollständig von dieser entkoppelt.
Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend das lineare Erhöhen des Drehmoments an das Antriebssystem über die zweite Nicht-Zielkupplung bei einer Geschwindigkeit, die langsamer ist als eine Geschwindigkeit, bei der das Motordrehmoment steigt, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt.
Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend das fortwährende Regeln des Motordrehmoments auf einen Höchstwert, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen und die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl zu regeln.
Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, um die Spielzone zu durchqueren, bevor die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend das Modulieren des Motordrehmoments, um die erste Drehzahl zu erreichen, während die Motordrehzahl auf die erste Drehzahl steigt; und das parallele Aufnehmen von überschüssigem Drehmoment über die zweite Nicht-Zielkupplung, um das Motordrehmoment auf das Antriebssystem zu übertragen, um den Motor vorzubelasten, um die Motorreaktivität zu steigern, wenn die erste Zielkupplung die Motorkurbelwelle mit der ersten Zielantriebswelle koppelt, wenn die Motordrehzahl mit der ersten Drehzahl synchronisiert ist.
System, umfassend: einen Motor mit einer Kurbelwelle; einen integrierten Anlasser/Generator, der mit dem Motor gekoppelt ist; ein Doppelkupplungsgetriebe, das mit dem Motor gekoppelt ist, umfassend eine erste Zielkupplung, eine zweite Nicht-Zielkupplung, eine erste Zielantriebswelle und eine zweite Nicht-Zielantriebswelle; eine elektrische Maschine, die an das Doppelkupplungsgetriebe gekoppelt und dem Doppelkupplungsgetriebe nachgelagert positioniert ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung dazu veranlassen, den Motor über den integrierten Anlasser/Generator aus dem Ruhezustand zu starten, und zwar als Reaktion darauf, dass eine Drehmomentanforderung des Antriebssystems eine Drehmomentleistungsfähigkeit der elektrischen Maschine übersteigt; das Drehmoment der elektrischen Maschine per Befehl auf eine Drehmomentobergrenze der elektrischen Maschine zu setzen; die erste Zielantriebswelle auf eine erste Zieldrehzahl zu regeln und die zweite Nicht-Zielantriebswelle auf eine zweite Nicht-Zieldrehzahl zu regeln, wobei die erste Zieldrehzahl höher ist als die zweite Nicht-Zieldrehzahl; und Drehmoment vom Motor durch das Getriebe über die zweite Nicht-Zielantriebswelle durch Regeln eines Aufbringungsdrucks der zweiten Nicht-Zielkupplung zu übertragen, während eine Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl steigt.
System nach Anspruch 11, zudem umfassend zusätzliche Anweisungen, mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor durch das Getriebe über die zweite Nicht-Zielantriebswelle beendet wird, durch einen Befehl zum Öffnen der zweiten Nicht-Zielkupplung, und mit denen die Drehmomentübertragung vom Motor durch das Getriebe über die erste Zielantriebswelle begonnen wird, durch Steuern eines Aufbringungsdrucks der ersten Zielkupplung als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Motordrehzahl mit der ersten Zieldrehzahl synchronisiert ist.
System nach Anspruch 11, zudem umfassend zusätzliche Anweisungen, mit denen eine Zieldrehzahl und eine Nicht-Zieldrehzahl von einer oder beiden der ersten Zielantriebswelle bzw. der zweiten Nicht-Zielantriebswelle im Vorfeld ausgewählt werden können, während das Fahrzeug allein durch die elektrische Maschine angetrieben wird.
System nach Anspruch 11, zudem umfassend zusätzliche Anweisungen, mit denen eine Drehmomentkapazität der zweiten Nicht-Zielkupplung geregelt werden kann, während die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl steigt, damit der Motor die Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auf die erste Zieldrehzahl erhöhen kann.
System nach Anspruch 11, zudem umfassend das Steuern des Motors in einer Drehzahlbetriebsart, um die Motordrehzahl auf die erste Zieldrehzahl zu erhöhen.