DE102019111724A1

DE102019111724A1 - Systeme und verfahren für ein hybridfahrzeug mit einem handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102019111724A1
Application number: DE102019111724.0A
Authority: DE
Inventors: Kevin Ruybal
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US10773710B2; US20190344780A1; CN110466496A

Abstract

Diese Offenbarung stellt Systeme und Verfahren für ein Hybridfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe bereit. Es werden Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs dargelegt, das ein handgeschaltetes Getriebe beinhaltet. In einem Beispiel wechselt eine Steuerung in einen Fahrzeug-Antriebsmodus und verlässt einen Fahrzeug-Antriebsmodus, der in einer Vielzahl von Fahrzeug-Antriebsmodi enthalten ist, als Reaktion darauf, dass ein Kupplungspedal durch einen menschlichen Fahrzeugführer betätigt oder freigegeben wird. Die Fahrzeug-Antriebsmodi beinhalten einen Serienhybrid-, einen Parallelhybrid- und einen reinen El ektrofahrzeug -Modus.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Handschaltgetriebe, das selektiv an einen Motor gekoppelt werden kann. Die Verfahren und Systeme können insbesondere zum Wechseln zwischen Antriebsstrang-Betriebsmodi nützlich sein.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybridfahrzeuge können ein einstufiges Getriebe oder ein mehrstufiges Automatikgetriebe beinhalten. Eine Steuerung des Hybridfahrzeugs wählt in der Regel einen Gang des Automatikgetriebes aus, der eingelegt ist, und stellt die Ausgaben der Drehmomentquellen des Antriebsstrangs (z. B. Brennkraftmaschine und/oder elektrische Maschine) so ein, dass die Effizienz des Fahrzeugs verbessert wird. Einige menschliche Fahrer bevorzugen jedoch handgeschaltete Getriebe, da handgeschaltete Getriebe ermöglichen, dass der Fahrer die Steuerung der Getriebegangschaltung übernimmt. Um das handgeschaltete Getriebe zu schalten, drückt der Fahrer ein Kupplungspedal herunter und stellt eine Position eines manuellen Schalthebels ein, während das Kupplungspedal heruntergedrückt (z. B. betätigt) ist. Das Kupplungspedal öffnet eine einzelne Kupplung, die eine Eingangswelle des Getriebes von einer Motorkurbelwelle trennt. Sobald die Kupplung geöffnet ist, kann der Fahrer eine Position eines Schalthebels verändern, um einen der Gänge des Getriebes einzulegen. Sobald der Gang eingelegt ist, kann die Kupplung freigegeben werden, um die Kurbelwelle des Motors mechanisch an die Räder des Fahrzeugs zu koppeln. Das Einbauen eines handgeschalteten Getriebes in ein Hybridfahrzeug kann jedoch Herausforderungen mit sich bringen. Insbesondere kann beinahe jederzeit eine Gangschaltung auftreten, da der menschliche Fahrer für die Gangschaltung verantwortlich ist. Eine Gangschaltung kann den Fluss von Leistung durch den Antriebsstrang des Fahrzeugs unterbrechen und kann das Fortsetzen des Betriebs in einem bestimmten Hybridantriebsstrang-Betriebsmodus (z. B. Serienhybridmodus, Parallelhybridmodus, reinem Elektrofahrzeugmodus) erschweren oder praktisch unmöglich machen. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit für einen reibungslosen Betrieb eines Hybridfahrzeugs bereitzustellen, das ein handgeschaltetes Getriebe beinhaltet.
KURZDARSTELLUNG
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat die vorstehend erwähnten Nachteile erkannt und hat ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus; und Starten der Verbrennung in einem Motor und Einstellen der Motordrehzahl auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle zum Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell auskuppelt.
Durch das Starten einer Brennkraftmaschine und das Beschleunigen des Motors bis zu einer Eingangsdrehzahl einer Getriebeeingangswelle kann es möglich sein, einen reinen Elektrofahrzeug-Antriebsstrangmodus reibungslos zu verlassen und in einen Serien- oder Parallelhybrid-Antriebsstrang-Betriebmodus zu wechseln. Insbesondere kann, wenn der menschliche Fahrer ein Kupplungspedal eines handgeschalteten Getriebes herunterdrückt oder betätigt, während das Fahrzeug in einem reinen Elektrofahrzeug-Hybridantriebsstrang-Betriebsmodus betrieben wird, die Brennkraftmaschine gestartet werden (z. B. die Verbrennung von Kraftstoff), sodass Motordrehmoment verfügbar sein kann, wenn der menschliche Fahrer das Kupplungspedal freigibt. Wenn der menschliche Fahrer das Kupplungspedal heruntergedrückt lässt, während der Motor Kraftstoff verbrennt, dann kann eine Batterie geladen werden, um eine nützliche Arbeit des Motors bereitzustellen. Wenn jedoch der menschliche Fahrer das Kupplungspedal freigibt und ein Fahrerbedarfsdrehmoment erhöht, kann die Motorleistung an die Räder des Fahrzeugs abgegeben werden. Auf diese Weise kann die Betätigung der Kupplung durch den menschlichen Fahrer eine von mehreren Bedingungen sein, die beim Schalten zwischen Fahrzeugantriebsstrang-Betriebsmodi berücksichtigt werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz einem menschlichen Fahrer eine Verbindung mit dem Fahrzeug und ein Bereitstellen reibungsloser Übergänge zwischen Antriebsstrang-Betriebsmodi ermöglichen. Außerdem kann der Ansatz das Selbstvertrauen eines menschlichen Fahrers beim Schalten eines handgeschalteten Getriebes verbessen. Darüber hinaus ermöglicht der Ansatz es einem menschlichen Fahrer, Fahrzeugantriebsstrang-Betriebsmodi über einen manuellen Schalthebel und die Betätigung eines Kupplungspedals zu wechseln.
Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese allein 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 an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste
Die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, umfassender ersichtlich, wenn dieses alleine für sich oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
Die 2A und 2B sind beispielhafte Konfigurationen für einen Fahrzeugantriebsstrang;
3 zeigt einen beispielhaften Schalthebel und Schaltgassen für die Gangschaltung;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das ein handgeschaltetes Getriebe beinhaltet;
5 zeigt ein beispielhaftes Statusübergangsdiagramm, das Bedingungen für das Wechseln zwischen Antriebsstrang-Betriebsmodi veranschaulicht;
6 zeigt ein Beispiel für den Übergang aus einem reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus in einen Parallelhybridfahrzeug-Betriebsmodus; und
7 zeigt ein Beispiel für den Übergang aus einem reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus in einen Parallelhybridfahrzeug-Betriebsmodus unter Verwendung einer elektrisch betätigten Kupplung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine für den Fahrzeugantrieb und ein handgeschaltetes Getriebe beinhaltet. Ein menschlicher Fahrer möchte unter Umständen die Steuerung der Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes übernehmen, wenn eine Brennkraftmaschine in Betrieb ist. Außerdem möchte der menschliche Fahrer unter Umständen die Steuerung darüber übernehmen, wann das Hybridfahrzeug in einen reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus wechselt oder diesen verlässt, um die Kraftstoffeffizienz und das sportliche Fahrgefühl für das Fahrzeug zu verbessern. Das System und die Verfahren, die hierin beschrieben sind, kommt derartigen Wünschen nach und stellt gleichzeitig ein reibungsloses Wechseln des Antriebsstrang-Modus bereit.
Ein Hybridfahrzeug mit einem handgeschalteten Getriebe kann eine Brennkraftmaschine beinhalten, wie in 1 gezeigt. Der Motor kann mechanisch an Kraftübertragungskonfigurationen gekoppelt sein, wie sie in den 2A und 2B gezeigt sind. 3 zeigt eine beispielhafte Handgangschaltung, einschließlich eines Schalthebels und Schaltgassen, für die Fahrzeuge, die in den 2A und 2B gezeigt sind. Ein Verfahren zum Wechseln zwischen Antriebsstrang-Betriebsmodi ist in 4 gezeigt. Ein Statusübergangsdiagramm zum Wechseln zwischen Hybridfahrzeug-Betriebszuständen ist in 5 veranschaulicht. Abfolgen zum Wechseln zwischen Hybridfahrzeug-Antriebsstrangmodi sind in den 6 und 7 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren in den 1-2B und setzt die verschiedenen Aktoren aus den 1-2B ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung 12 gespeichert sind, einzustellen. Der Motor 10 und die elektrischen Maschinen, die hierin beschrieben sind und der Fahrzeugkraftübertragung Drehmoment bereitstellen, können als Kraftübertragungs-Drehmomentquellen bezeichnet werden.
Der Motor 10 beinhaltet eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Die Kurbelwelle 40 dreht sich und stellt Fahrzeugrädern über eine Kraftübertragung selektiv Leistung bereit. Ein Anlasser 96 beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Rückseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Motorkurbelwelle in Eingriff steht. Der Darstellung nach steht die Brennkammer 30 über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Der Darstellung nach ist eine Flüssigkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 derart positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Flüssigkraftstoff in ein Saugrohr eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 geben Flüssigkraftstoff proportional zu den von der Steuerung 12 bereitgestellten Impulsbreiten ab. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) beinhaltet.
Der Darstellung nach kommuniziert der Ansaugkrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drossel 62, die eine Position der Drosselklappe 64 einstellt, um die Luftströmung vom Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 derart zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, dass es sich bei der Drossel 62 um eine Einlasskanaldrossel handelt.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor - UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionsminderungsvorrichtungen mit jeweils mehreren Wabenkörpern verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Ein menschlicher Fahrer 132 gibt über ein Gaspedal 130 und einen Gaspedalpositionssensor 134 ein Fahrerbedarfsdrehmoment an die Steuerung 12 ein. Bei dem Fahrerbedarfsdrehmoment kann es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalposition handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangskanäle 104, einen nichtflüchtigen Speicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen, einschließlich: einer Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einer Messung des Motorkrümmerdrucks (MAP) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; einer Motorposition von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; einer Messung der in den Motor einströmenden Luftmasse von einem Sensor 120; und einer Messung der Drosselposition von einem Sensor 58. Ein Umgebungsluftdruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorstellungssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl an gleichmäßig beabstandeten Impulsen, anhand derer die Motordrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel gezeigt ist 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.
2A ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 200. Der Antriebsstrang 200 kann in dem Fahrzeug 290 durch den Motor 10 angetrieben werden. Der Motor 10 kann mithilfe eines in 1 gezeigten Motorstartsystems gestartet werden. Außerdem kann der Motor 10 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, einen Nocken, eine Drossel usw., Drehmoment erzeugen oder einstellen. Der Motor 10 kann einer Lichtmaschine 202 über einen Riemen 210 Drehmoment bereitstellen, um elektrischen Vorrichtungen elektrische Leistung bereitzustellen. Demnach kann die Lichtmaschine 202 selektiv ein negatives Drehmoment auf den Motor 10 aufbringen. Außerdem wird einer Speichervorrichtung für elektrische Energie (z. B. einer Niederspannungsbatterie) 291 durch die Lichtmaschine 202 elektrische Ladung zugeführt. Die Speichervorrichtung für elektrische Energie führt elektrischen Hilfsvorrichtungen 292 (z. B. Scheibenheizung, Radio usw.) Ladung zu. Bei einem optionalen über einen Riemen integrierten Startergenerator (belt integrated starter/generator - BISG) 220 handelt es sich um eine elektrische Maschine, die über einen Riemen 222 selektiv positives oder negatives Drehmoment auf den Motor 10 aufbringen kann. Der BISG 220 kann ein positives Drehmoment zuführen, um den Motor 10 zu starten oder das Kraftübertragungs-Drehmoment zu erhöhen, wenn das Ausgabedrehmoment des Motors 10 begrenzt ist oder nicht ausreicht, um ein Fahrerbedarfsdrehmoment zu decken.
Ein Motorausgabedrehmoment kann von der Kurbelwelle 40 auf eine manuell betätigte Kupplung 206 übertragen werden. Die Kurbelwelle 40 ist direkt an den integrierten Startergenerator 243 gekoppelt. Eine Welle 245 kann Drehmoment vom Motor 10 und vom integrierten Startergenerator 243 auf ein Schwungrad 97 übertragen. Die manuell betätigte Kupplung 206 nimmt selektiv das Schwunggrad 97 in Eingriff, um Motordrehmoment auf die Getriebeeingangswelle 270 zu übertragen. Eine Ausgabeseite 260 der manuell betätigten Kupplung 206 ist direkt an die Eingangswelle 270 des Getriebes 208 gekoppelt. Ein Aktor 205 bewegt eine Scheibe 206a der manuell betätigten Kupplung in einer Längsrichtung, um die Getriebeeingangswelle 270 mit dem Motorschwungrad 97 in Eingriff zu bringen oder von diesem zu lösen. Der Kupplungsaktor 205 kann aus einer Kombination aus mechanischen, elektrischen und hydraulischen Komponenten bestehen. In einem Modus ist eine Position des Aktors 205 so eingestellt, dass er sich derart proportional mit einer Position des Kupplungspedals 234 bewegt, dass die Kupplung 206 betätigt oder freigegeben werden kann. Eine Position des Kupplungspedal 234 wird über den Sensor 232 an die Steuerung weitergeleitet. Das Kupplungspedal 234 befindet sich in einer Grundposition, wenn ein menschlicher Fahrer 132 das Kupplungspedal 234 nicht berührt. Der menschliche Fahrer 132 übt Kraft aus, um das Kupplungspedal aus der Grundposition zu bewegen, sodass die manuell betätigte Kupplung 206 geöffnet werden kann, wenn das Kupplungspedal 234 betätigt wird. Die manuell betätigte Kupplung 206 kann geschlossen werden, wenn das Kupplungspedal 234 freigegeben wird.
Die Eingangswelle 270 des manuell betriebenen Getriebes 208 kann selektiv mit Zahnrädern (z.B. Gang 1-6) 215 gekoppelt werden. Die Zahnräder 215 sind Zahnräder mit festem Übersetzungsverhältnis, die unterschiedliche Verhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 270 und der Ausgangswelle 262 bereitstellen. Die Zahnräder 215 können sich frei um die Ausgangswelle 262 drehen und es können Synchronisierungsvorrichtungen 216 verwendet werden, um die Zahnräder an der Ausgangswelle 262 zu sperren. Die Zahnräder 215 können manuell in Eingriff genommen und gelöst werden, indem eine Kupplung 206 geöffnet wird und ein menschlicher Fahrer 132 den Handgangschalthebel 217 bewegt, um Zahnräder 215 über Schaltgabeln 213 und Synchronisierungsvorrichtungen 216 individuell in Eingriff zu nehmen. Demnach werden die Gänge des handgeschalteten Getriebes 208 nicht automatisch gewechselt oder über nichtmenschliche Aktoren, wie etwa Magnetspulen, gewechselt. Ein Schließen der Kupplung 206 kann Leistung vom Motor 10 auf ein Differential 263 und Vorderräder 282 übertragen, wenn über die Handgangschaltung oder den Handschalthebel 217 eines der Zahnräder 215 in Eingriff genommen wird. Gangpositionen werden der Steuerung 12 über Gangpositionssensoren 275 gemeldet. Die Ausgangswelle 262 verbindet das handgeschaltete Getriebe 208 mit den Rädern 218. Die Drehzahl der Ausgangswelle 262 kann über einen Ausgangswellen-Drehzahlsensor 235 bestimmt werden.
Das Fahrzeug 290 kann angeschaltet werden, indem ein menschlicher Fahrer mit einem Funkschlüssel 239 in die Nähe des Fahrzeugs 290 gelangt. Der Funkschlüssel 239 kann ein einzigartiges elektrisches Signal an einen Empfänger 233 der Steuerung 12 übertragen, das den menschlichen Fahrer 132 angibt und das anschalten des Fahrzeugs 290 ermöglicht. Alternativ kann der menschliche Fahrer 132 das Fahrzeug 290 über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 299 und einen Zündschalter oder eine Drucktaste anschalten.
Somit können in dieser beispielhaften Konfiguration die Vorderräder 282 über das Differential 263 und eine Achse 284 Drehmoment von dem Motor 10, dem integrierten Startergenerator 243 und dem BISG 220 empfangen. Die Hinterräder 281 empfangen Drehmoment von einer Hinterachse 286. Eine elektrische Maschine (ein Traktionsmotor) 280 kann der Achse 286 und den Hinterrädern 281 Drehmoment bereitstellen. Eine Hochspannungs-Speichervorrichtung 255 für elektrische Energie (z. B. eine Traktionsbatterie) kann elektrische Leistung an einen Wechselrichter 253 und einen Wechselrichter 257 bereitstellen oder von diesen empfangen. Der Wechselrichter 257 überträgt elektrische Ladung zwischen der elektrischen Maschine 280 und der Hochspannungs-Speichervorrichtung 255 für elektrische Energie. Der Wechselrichter 253 überträgt elektrische Ladung zwischen dem integrierten Startergenerator 243 und der Hochspannungs-Speichervorrichtung 255 für elektrische Energie. In anderen beispielhaften Konfigurationen können die Vorderräder 282 stattdessen Drehmoment von der elektrischen Maschine 280 empfangen und die Hinterräder 281 können Drehmoment von dem Motor 10, dem integrierten Startergenerator 243 und dem BISG 220 empfangen.
Die Steuerung 12 kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Motor 10 zu empfangen, wie in 1 genauer gezeigt, und eine Drehmomentausgabe des Motors und/oder des BISG 220 und den Betrieb der Lichtmaschine 202 entsprechend zu steuern. Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem Drosselöffnung und/oder Ventilsteuerzeiten, Ventilhub und Aufladung für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Die BISG-Ausgabe kann durch Zuführen von elektrischem Strom zum BISG 220, einschließlich des Steuerns des Feldstroms des BISG 220, gesteuert werden. Die Steuerung 12 kann zudem Eingaben von einem Fahrer empfangen und einem menschlichen Fahrer einen Status und Daten über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 299 bereitstellen. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 299 kann es sich um eine Tastatur oder eine Touchscreen-Vorrichtung und einen Lautsprecher für eine Audiobenachrichtigung des Fahrers handeln.
Nun unter Bezugnahme auf 2B ist ein Blockdiagramm eines alternativen Fahrzeugantriebsstrangs 200 gezeigt. Die Kraftübertragung aus 2B beinhaltet viele der gleichen Komponenten, wie sie in 2A beschrieben sind. Die Komponenten auf 2B, welche die gleichen Bezugszeichen aufweisen wie die Komponenten, die in 2A gezeigt sind, entsprechen den in 2A beschriebenen und arbeiten in gleicher Weise. Daher wird der Kürze halber eine Beschreibung der in 2A gezeigten Komponenten weggelassen.
In diesem Beispiel beinhaltet der Antriebsstrang 200 einen Aktor 209, der die Kupplungsscheibe 206a in einer Längsrichtung bewegt, um die Getriebeeingangswelle 270 mit dem Motorschwungrad 97 in Eingriff zu bringen oder von diesem zu lösen. Der Kupplungsaktor 209 kann aus elektrischen, hydraulischen oder einer Kombination aus elektrischen und hydraulischen Komponenten bestehen. Eine Position des Kupplungsaktors wird über die Steuerung 12 als Reaktion auf eine Position des Kupplungspedals 234 und andere Steuerparameter eingestellt, einschließlich unter anderem der Motordrehzahl und der Drehzahl der Getriebeeingangswelle. In einem Modus wird eine Position des Aktors 209 über die Steuerung 12 so eingestellt, dass er sich derart proportional mit einer Position des Kupplungspedals 234 bewegt, dass die Kupplung 206 betätigt oder freigegeben werden kann. Eine Position des Kupplungspedal 234 wird über den Sensor 232 an die Steuerung weitergeleitet. Das Kupplungspedal 234 befindet sich in einer Grundposition, wenn der Fahrer 132 das Kupplungspedal 234 nicht berührt. Der menschliche Fahrer 132 übt Kraft aus, um das Kupplungspedal aus der Grundposition zu bewegen, sodass die Kupplung 206 geöffnet werden kann, wenn das Kupplungspedal 234 betätigt wird. Die Kupplung 206 kann geschlossen werden, wenn das Kupplungspedal 234 freigegeben wird. Der Kupplungsaktor 209 kann sich zudem unabhängig von der Position des Kupplungspedals 234 öffnen und schließen, wenn die Kupplung 206 automatisch betrieben wird. Demnach kann diese Konfiguration eine elektrisch betätigte Kupplung beinhalten, wenn der Aktor 209 über elektrische Ladung betrieben wird.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist eine Getriebegangschaltung 300 gezeigt. Die Getriebegangschaltung beinhaltet einen Gangschalthebel 217 und eine Vielzahl von Kanälen 350, die zu Wahlhebel-Schaltgassen 302-316 führen. Ein bestimmter Gang kann eingelegt werden, wenn der Gangschalthebel 217 so bewegt wird, dass er eine der Gassen 302-316 belegt. Der Gangschalthebel 217 ist in einer Neutralstellung gezeigt, in der keiner der Gänge des handgeschalteten Getriebes eingelegt ist. Das Getriebe kann in den Rückwärtsgang geschaltet werden, wenn die manuelle Kupplung betätigt wird und der Gangschalthebel 217 in Gasse R 310 positioniert wird. Gleichermaßen kann das handgeschaltete Getriebe 208 in einen Vorwärtsgang 1-6 geschaltet werden, wenn die manuelle Kupplung betätigt wird und der Gangschalthebel 217 in einer der Gassen 304, 306, 308, 312, 314 und 316 positioniert wird. Das handgeschaltete Getriebe 208 kann in den reinen Elektrofahrzeug-Modus geschaltet sein, wenn der Gangschalthebel 217 in Gasse E 302 positioniert ist. Das handgeschaltete Getriebe befindet sich in der Neutralstellung (keine Gänge eingelegt), wenn der Gangschalthebel 217 in Gasse E 302 positioniert ist. Selbstverständlich ist die Gangschaltung 300 nur eine einer Vielzahl von Gangschaltungskonfigurationen, die vorstellbar sind.
Somit stellen die Systeme aus den 1-3 ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfassst: einen Motor; ein handgeschaltetes Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das handgeschaltete Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die selektiv Drehmoment vom Motor zu einer Vielzahl von Zahnrädern lenkt; ein Kupplungspedal; einen Aktor, der die Kupplung betätigt; und eine Steuerung, die in nichtflüchtigem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum vollständigen Öffnen der Kupplung über den Aktor, als Reaktion darauf, dass ein Mensch das Kupplungspedal betätigt, und weitere Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kupplung als Reaktion auf eine Drehzahl des Motors und eine Drehzahl einer Eingangswelle des handgeschalteten Getriebes, nachdem der Mensch das Kupplungspedal vollständig freigibt, beinhaltet. Das Fahrzeugsystem umfasst außerdem eine zusätzliche Anweisung zum Betreiben des Fahrzeugsystems in einem reinen Elektrofahrzeug-Modus, während eine Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist und das Kupplungspedal freigegeben ist. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass der reine Elektrofahrzeug-Modus ein Fahrzeug über eine elektrische Maschine antreibt, wobei die elektrische Maschine an eine erste Achse gekoppelt ist. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass der Motor an eine zweite Achse gekoppelt ist. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass sich das handgeschaltete Getriebe in der Neutralstellung befindet, wenn die Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist. Das Fahrzeugsystem umfasst außerdem zusätzliche Anweisungen zum Wechseln in und Verlassen von eine/r Vielzahl von Hybridfahrzeug-Modi als Reaktion auf eine Position des Kupplungspedals.
Nun unter Bezugnahme auf 4 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem handgeschalteten Getriebe gezeigt. Das Verfahren aus 4 kann zumindest teilweise als in dem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeicherte ausführbare Anweisungen umgesetzt sein. Das Verfahren aus 4 kann mit dem System aus den 1-3 zusammenwirken und Teil von diesem sein. Zumindest Teile des Verfahrens aus 4 können Handlungen sein, die in der physischen Welt über die Steuerung 12 vorgenommen werden, um Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs zu verändern. Außerdem kann das Verfahren aus 4 zusammen mit dem System aus den 1-3 die in den 6 und 7 gezeigten Abfolgen bereitstellen.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können über das Empfangen von Dateneingaben an eine Steuerung von Fahrzeugsensoren und -aktoren bestimmt werden. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können unter anderem Motordrehzahl, Wahlhebelposition der Gangschaltung, Kupplungspedalposition, Drehzahl der Getriebeeingangswelle, Drehzahl der Getriebeausgangswelle, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalposition, Fahrerbedarfsdrehmoment der Kupplung, Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie und Bremspedalposition beinhalten. Das Verfahren 400 geht zu 404 über, nachdem die Fahrzeugbetriebsbedingungen bestimmt wurden.
Bei 404 entscheidet das Verfahren 400, ob das Fahrzeug angeschaltet ist. Das Fahrzeug kann angeschaltet werden, indem ein menschlicher Fahrer eine Eingabe an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitstellt oder indem ein Funkschlüssel in die Nähe des Fahrzeugs gelangt (z. B. innerhalb von 10 Metern). Wenn das Verfahren 400 entscheidet, dass das Fahrzeug angeschaltet ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 406 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 420 beendet das Verfahren 400 den Betrieb der Brennkraftmaschine und den Betrieb der elektrischen Maschine. Der Motorbetrieb kann beendet werden, indem die Kraftstoffzufuhr und die Zündung des Motors unterbrochen werden. Der Betrieb der elektrischen Maschine kann beendet werden, indem der Stromfluss zu der elektrischen Maschine oder den elektrischen Maschinen (z. B. 243 und 220 aus den 2A und 2B) unterbrochen wird. Das Verfahren 400 geht zum ende über, nachdem der Betrieb des Motors und der elektrischen Maschinen beendet wurde.
Bei 406 entscheidet das Verfahren 400, ob sich der Handgangschalthebel (z. B. 217 aus den 2A und 2B) in der Gasse oder Position der Gangschaltung für den reinen Elektrofahrzeug-Modus befindet. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 408 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 430 über. Demnach kann das Verfahren 400 bestimmen, dass sich der Gangschalthebel in der E-Position befindet, und zu 408 übergehen. Alternativ kann das Verfahren 400 bestimmen, dass sich der Gangschalthebel nicht in der E-Position befindet, und zu 430 übergehen.
Bei 408 entscheidet das Verfahren 400, ob das Kupplungspedal (z. B. 234 aus den 2A und 2B) betätigt ist. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 440 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 410 über. Demnach kann das Verfahren 400 bestimmen, dass das Kupplungspedal betätigt ist, und zu 440 übergehen. Alternativ kann das Verfahren 400 bestimmen, dass das Kupplungspedal nicht betätigt ist, und zu 410 übergehen.
Bei 410 entscheidet das Verfahren 400, ob die Traktionsbatterie einen niedrigen SOC aufweist. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 412 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 450 über. Demnach kann das Verfahren 400 bestimmen, dass die Traktionsbatterie einen niedrigen SOC aufweist, und zu 412 übergehen. Alternativ kann das Verfahren 400 bestimmen, dass die Traktionsbatterie keinen niedrigen SOC aufweist, und zu 450 übergehen.
Bei 412 startet das Verfahren 400 den Motor, falls der Motor nicht gestartet ist, durch Drehen des Motors über einen Anlasser oder eine elektrische Maschine und Zuführen von Zündfunken und Kraftstoff zum Motor. Das handgeschaltete Getriebe befindet sich in der Neutralstellung, da sich der Gangschalthebel 217 in der E-Gasse der Gangschaltung 300 befindet. Das Verfahren 400 lädt zudem die Traktionsbatterie, indem der Motor 10 dem ISG 243 Drehmoment zuführt. Demnach verbrennt der Motor 10 Kraftstoff und der ISG 243 wandelt das Ausgabedrehmoment des Motors 10 in elektrische Energie um, die in der Traktionsbatterie gespeichert wird. Eine elektrische Maschine den Fahrzeugrädern Drehmoment zuführen, während der Motor 10 die Traktionsbatterie lädt. Dieser Modus kann als Serienhybridmodus bezeichnet werden.
Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann anhand der Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Konkret können die Gaspedalposition und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Tabelle oder Funktion referenzieren oder indizieren, die das Fahrerbedarfsdrehmoment ausgibt. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann ein Raddrehmoment oder ein Eingangsdrehmoment des Getriebes oder einer Achse sein. Die elektrische Maschine, die an die Hinterachse gekoppelt ist, (z. B. 280 in den 2A und 2B) kann das Fahrerbedarfsdrehmoment zuführen, während der Motor die Traktionsbatterie lädt. Demnach kann das Fahrzeug 290 im Serienantriebsstrangmodus über eine elektrische Drehmomentquelle angetrieben werden. Dieser Modus kann angeschaltet werden, wenn der Motor betrieben werden soll, während das Fahrzeug im reinen Elektrofahrzeug-Hybridbetriebsmodus betrieben wird (z. B. nur über eine elektrische Maschine Antriebsdrehmoment bereitgestellt wird). Demnach kann das Fahrzeug unter einigen Bedingungen gleichzeitig im Serien- und im reinen Elektrofahrzeug-Modus betrieben werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment null beträgt, kann der Motor die Traktionsbatterie laden, ohne dass den Rädern des Fahrzeugs über eine elektrische Maschine Drehmoment zugeführt wird. Das Verfahren 400 kehrt zu 402 zurück, nachdem im Serienhybridfahrzeug-Modus das gewünschte Fahrerbedarfsdrehmoment zugeführt und die Traktionsbatterie geladen wurde.
Bei 450 betreibt das Verfahren 400 den Antriebsstrang im reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus, wobei das Fahrerbedarfsdrehmoment den Fahrzeugrädern nur über eine elektrische Maschine (z. B. 280 aus den 2A und 2B) bereitgestellt wird. Außerdem verbrennt der Motor keinen Kraftstoff und dreht sich nicht. Das handgeschaltete Getriebe befindet sich in der Neutralstellung, da sich der Gangschalthebel 217 in der E-Gasse der Gangschaltung 300 befindet. Das Verfahren 400 kehrt zu 402 zurück, nachdem im reinen Elektrofahrzeug-Hybridfahrzeugantriebsmodus das gewünschte Fahrerbedarfsdrehmoment bereitgestellt wurde.
Im reinen Elektro-Hybridfahrzeugmodus wird den Fahrzeugrädern nur über eine elektrische Maschine (z. B. 280 aus den 2A und 2B) Fahrerbedarfsdrehmoment bereitgestellt. Der reine Elektro-Hybridfahrzeugmodus kann angeschaltet werden, wenn ein Fahrerbedarfsdrehmoment bei einem niedrigen oder mittleren Niveau liegt. Demnach kann der Antriebsstrang unter Stop-and-go-Verkehrsbedingungen im reinen Elektro-Hybridfahrzeugmodus betrieben werden. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment ein Schwellenwertniveau überschreitet, dann kann der Antriebsstrang in den Parallelhybridmodus wechseln. Darüber hinaus kann die elektrische Maschine Nutzbremsung bereitstellen, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal betätigt oder wenn Kraftübertragungsbremsung angefordert wird (das Bremspedal muss nicht betätigt sein). Reibungsbremsen können zudem betätigt werden, wenn der SOC der Traktionsbatterie hoch ist oder ein hohes Bremsmoment angefordert wird.
Bei 430 entscheidet das Verfahren 400, ob sich der Handgangschalthebel (z. B. 217 aus den 2A und 2B) in einer Ganggasse oder -position befindet (z. B. R oder 1-6). Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 432 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 440 über. Demnach kann das Verfahren 400 bestimmen, dass ein Gang in der Gangschaltung eingelegt ist, und zu 432 übergehen. Alternativ kann das Verfahren 400 bestimmen, dass kein Gang in der Gangschaltung eingelegt ist, und zu 440 übergehen.
Bei 432 entscheidet das Verfahren 400, ob das Kupplungspedal (z. B. 234 aus den 2A und 2B) betätigt ist. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 440 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 434 über. Demnach kann das Verfahren 400 bestimmen, dass das Kupplungspedal betätigt ist, und zu 440 übergehen. Alternativ kann das Verfahren 400 bestimmen, dass das Kupplungspedal nicht betätigt ist, und zu 434 übergehen.
In einigen Beispielen, bei denen der Antriebsstrang einen elektrischen Kupplungsaktor beinhaltet, wird die Kupplung unter Umständen nicht geschlossen, wenn der menschliche Fahrer das Kupplungspedal freigibt, falls die Freigabe des Kupplungspedals ein Absterben des Motors oder eine Drehmomentstörung des Antriebsstrangs hervorrufen könnte. In einem Beispiel kann das Verfahren 400 die Kupplung offenhalten, bis die Motordrehzahl innerhalb eines Drehzahlschwellenwerts der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt; dann kann der elektrische Kupplungsaktor die Kupplung schließen. Auf diese Weise kann der elektrische Kupplungsaktor durch die Steuerung betrieben werden, um eine reibungslose Gangschaltung und Drehmomentabgabe an die Räder des Fahrzeugs bereitzustellen.
Bei 434 betreibt das Verfahren 400 den Antriebsstrang in einem Parallelantriebsmodus, bei dem den Fahrzeugrädern über die elektrischen Maschinen (z. B. 243 und 220) und den Motor 10 Leistung bereitgestellt werden kann. Demnach kann der Motor 10 Kraftstoff verbrennen und können die elektrischen Maschinen elektrische Leistung verbrauchen, um ein Fahrerbedarfsdrehmoment bereitzustellen. Darüber hinaus ist ein Gang für das Getriebe eingelegt und ist die Kupplung geschlossen, sodass der Motor Leistung an die Fahrzeugräder abgeben kann. Der Parallelantriebsmodus kann bei Fahrzeugbedingungen angeschaltet werden, die konstantes Fahren mit hoher Geschwindigkeit, Abbremsung und Fahrzeugbeschleunigung beinhalten. In einem Beispiel kann das Fahrerbedarfsdrehmoment derart zwischen der Brennkraftmaschine und den elektrischen Maschinen aufgeteilt werden, dass das gesamte Fahrerbedarfsdrehmoment an den Fahrzeugrädern bereitgestellt wird. Demnach kann, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment an den Fahrzeugrädern 400 Newton-Meter (N-m) beträgt, die Brennkraftmaschine 300 N-m Drehmoment an den Fahrzeugrädern bereitstellen und kann die elektrische Maschine 280 100 N-m Drehmoment an den Fahrzeugrädern bereitstellen. Außerdem kann während des Parallelantriebsmodus Kraftübertragungsbremsung durch den Motor und die elektrischen Maschinen bereitgestellt werden. Das Verfahren 400 kehrt zu 402 zurück, nachdem im Parallelhybridfahrzeug-Modus das gewünschte Fahrerbedarfsdrehmoment bereitgestellt wurde.
Bei 440 startet das Verfahren 400 den Motor durch Drehen des Motors über eine elektrische Maschine und Zuführen von Zündfunken und Kraftstoff zum Motor. Das Verfahren 400 stellt zudem die Drehzahl des Motors auf eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle ein. In einem Beispiel kann der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden, in dem das Motordrehmoment eingestellt wird, um die Motordrehzahl zu einem gewünschten Wert hinzusteuern. Alternativ kann der Motor in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden und kann der ISG 243 in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden, derart, dass die Motordrehzahl und die ISG-Drehzahl im Wesentlichen der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entsprechen (z. B. innerhalb von 5 %). Die Motor- und/oder ISG-Drehzahl wird auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle eingestellt, sodass, wenn der menschliche Fahrer das Kupplungspedal freigibt (z. B. die Kupplung schließt), der Motor an die Räder des Fahrzeugs gekoppelt sein kann, ohne dass größere Drehmomentstörungen im Antriebsstrang auftreten. Der ISG kann in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden, indem das ISG-Drehmoment so eingestellt wird, dass die Drehzahl des ISG einer gewünschten Drehzahl entspricht. Die gewünschte ISG-Drehzahl kann der Drehzahl der Getriebeeingangswelle entsprechen.
Zudem kann bei 440 die Traktionsbatterie geladen werden und das Fahrerbedarfsdrehmoment kann durch die elektrische Maschine 280 bereitgestellt oder abgedeckt werden. Beispielsweise kann, wenn das Kupplungspedal betätigt ist und der Fahrerbedarf nicht null beträgt, das Fahrerbedarfsraddrehmoment durch die elektrische Maschine 280 bereitgestellt werden, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment unterhalb eines Schwellenwertdrehmoments liegt. Wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment über dem Schwellenwertdrehmoment liegt, dann kann die elektrische Maschine 280 einen Prozentanteil des Fahrerbedarfsdrehmoments bereitstellen, sodass die Fahrzeugräder selbst dann positives Drehmoment empfangen, wenn das Kupplungspedal betätigt ist, sodass eine geringe oder keine Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit bereitgestellt werden kann, obwohl das Kupplungspedal betätigt ist und die Kupplung geöffnet ist. Wenn jedoch das Bremspedal betätigt ist, kann das Fahrerbedarfsdrehmoment um den Betrag des Bremsmoments reduziert werden, der durch das Bremspedal angefordert wird, sodass die elektrische Maschine 280 ein Drehmoment ausgibt, das dem Fahrerbedarfsdrehmoment abzüglich des angeforderten Bremsmoments entspricht. Wenn sich das Getriebe in keinem der Gassen E, R, 1-6 befindet, dann kann das Drehmoment der elektrischen Maschine 280 auf null reduziert sein. Das Verfahren 400 kehrt zu 402 zurück, nachdem der Motor gestartet wurde und die Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle angepasst wurde.
Das Verfahren aus 4 kann wiederholt durchgeführt werden, sodass der Antriebsstrang zwischen Modi wechseln kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug den Antriebsstrang vom Betrieb im reinen Elektrofahrzeug-Modus in einen Motorstartmodus schalten, wobei die Motordrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle folgt, gefolgt von einem Betrieb des Antriebsstrangs im Parallel-Antriebsstrangmodus. 5 zeigt die Antriebsstrangmodi und Bedingungen zum Wechseln zwischen den Modi in einem Statusübergangsdiagramm.
Nun unter Bezugnahme auf 5 ist ein Statusübergangsdiagramm 500 gezeigt, das Beispiele für Bedingungen zum Wechseln zwischen Antriebsstrang-Betriebsmodi veranschaulicht. Das in 5 gezeigte Statusübergangsdiagramm kann zumindest teilweise als in dem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeicherte ausführbare Anweisungen umgesetzt sein. Die Statusübergangssteuerung aus 5 kann mit dem System aus den 1-3 zusammenwirken und ein Teil von diesem sein. Zumindest Teile der Statussteuerung aus 5 können Handlungen sein, die in der physischen Welt über die Steuerung 12 vorgenommen werden, um Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs zu verändern. Außerdem kann die Statussteuerung aus 5 zusammen mit dem System aus den 1-3 die in den 6 und 7 gezeigten Abfolgen bereitstellen.
Block 502 gibt den reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus oder -zustand wieder, in dem nur über eine elektrische Drehmomentquelle (z. B. die elektrische Maschine 280) Drehmoment an die Fahrzeugräder abgegeben wird. Der Motor kann abgeschaltet sein (keinen Kraftstoff verbrennen) und das Getriebe kann sich in der Neutralstellung befinden, wenn der Antriebsstrang im reinen Elektrofahrzeug-Betriebsmodus betrieben wird.
Block 504 gibt den Parallelhybridfahrzeug-Betriebsmodus oder -zustand wieder, in dem über die Brennkraftmaschine 10 und eine elektrische Drehmomentquelle (z. B. die elektrische Maschine 280) Drehmoment an die Fahrzeugräder abgegeben wird. Der Motor verbrennt Kraftstoff und im Getriebe ist ein Gang eingelegt, wenn die Kupplung geschlossen ist. Die Traktionsbatterie kann geladen werden und den Rädern des Fahrzeugs kann das Fahrerbedarfsdrehmoment bereitgestellt werden über den Motor 10, die elektrische Maschine 220, die elektrische Maschine 243 und die elektrische Maschine 280.
Block 506 gibt den Serienhybridfahrzeug-Betriebsmodus oder -zustand wieder, in dem nur über eine elektrische Drehmomentquelle (z. B. die elektrische Maschine 280) Drehmoment an die Fahrzeugräder abgegeben wird und der Motor 10 Kraftstoff verbrennt und über die elektrische Maschine 243 und/oder die elektrische Maschine 220 die Traktionsbatterie lädt. Das handgeschaltete Getriebe befindet sich in der Neutralstellung.
Block 508 gibt den Motorstartzustand und den Motordrehzahlsteuermodus wieder, in dem die Motordrehzahl zu einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle hingesteuert wird. In einem Beispiel wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle geschätzt, indem die Drehzahl der Getriebeausgangswelle mit dem Verhältnis des derzeit eingelegten Gangs des handgeschalteten Getriebes multipliziert wird. Das Motordrehmoment oder das Drehmoment einer elektrischen Maschine (z. B. 243 oder 220) wird so eingestellt, dass die Motordrehzahl der Drehzahl der Getriebeeingangswelle folgt und dieser entspricht. Durch Einstellen der Motordrehzahl auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle kann die Kupplung ohne Zögern geschlossen werden, um das Motordrehmoment reibungslos an die Kraftübertragung abzugeben, wenn der Parallelhybrid-Antriebsstrangmodus angefordert ist. Darüber hinaus kann in diesem Antriebsstrang-Betriebszustand die Traktionsbatterie geladen werden.
Pfeile 510-524 geben Bedingungen zum Wechseln oder Bewegen zwischen den verschiedenen Antriebsstrang-Betriebszuständen wieder. Pfeil 512 gibt an, dass, wenn der SOC der Traktionsbatterie unter einen ersten Schwellenwert abfällt, wenn sich der Antriebsstrang bei 502 im reinen Elektrofahrzeug-Modus befindet, der Antriebsstrang aus dem reinen Elektrofahrzeugmodus bei 502 in den Serienmodus bei 506 bewegt werden kann. Pfeil 510 gibt an, dass, wenn der SOC der Traktionsbatterie über einem zweiten Schwellenwert liegt, wenn sich der Antriebsstrang bei 506 im Serienmodus befindet, der Antriebsstrang aus dem Serienmodus bei 506 in den reinen Elektrofahrzeugmodus bei 502 bewegt werden kann. Pfeil 514 gibt an, dass, wenn das Kupplungspedal betätigt ist oder durchgedrückt ist, wenn sich der Antriebsstrang bei 506 im Serienhybridfahrzeug-Modus befindet, der Antriebsstrang aus dem Serienhybridfahrzeug-Modus bei 506 in den Modus zum Starten des Motors und Anpassen des Motors an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 bewegt werden kann. Pfeil 516 gibt an, dass, wenn sich der Antriebsstrang bei 504 im Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle befindet, der Antriebsstrang aus dem Modus zum Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 in den Serienhybridfahrzeug-Modus bei 506 bewegt werden kann. Pfeil 520 gibt an, dass, wenn das Kupplungspedal betätigt ist, wenn sich der Antriebsstrang bei 502 im reinen Elektrofahrzeug-Modus befindet, der Antriebsstrang aus dem reinen Elektrofahrzeug-Modus bei 502 in den Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 bewegt werden kann. Pfeil 518 gibt an, dass, wenn das Kupplungspedal freigegeben ist und sich die Gangschaltung in der Position oder Gasse E für den Elektroantrieb befindet, während der SOC der Traktionsbatterie über einem Schwellenwert liegt, wenn sich der Antriebsstrang bei 504 im Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle befindet, der Antriebsstrang aus dem Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 in den reinen Elektrofahrzeug-Modus bei 502 bewegt werden kann. Pfeil 522 gibt an, dass, wenn das Kupplungspedal freigegeben ist und sich der Gangschalthebel nicht in der Position oder Gasse E für den Elektroantrieb befindet, wenn sich der Antriebsstrang bei 504 im Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle befindet, der Antriebsstrang aus dem Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 in den Parallelmodus bei 508 bewegt werden kann. Pfeil 524 gibt an, dass, wenn das Kupplungspedal betätigt ist und sich der Antriebsstrang bei 508 im Parallelmodus befindet, der Antriebsstrang aus dem Parallelmodus bei 508 in den Modus zum Starten des Motors und Anpassen der Motordrehzahl an die Drehzahl der Getriebeeingangswelle bei 504 bewegt werden kann.
Somit stellen die hierin beschriebenen Verfahren ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus; und Starten der Verbrennung in einem Motor und Einstellen der Motordrehzahl auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle zum Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell auskuppelt. Das Verfahren beinhaltet, dass der Motor über einen integrierten Startergenerator gestartet wird, wobei im reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus eine an eine erste Achse gekoppelte elektrische Maschine das Fahrzeug antreibt und wobei der Motor und der integrierte Startergenerator selektiv an eine zweite Achse gekoppelt sind. Das Verfahren umfasst außerdem ein Betreiben des integrierten Startergenerators in einem Drehzahlsteuermodus zum Einstellen der Motordrehzahl auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle. Das Verfahren umfasst außerdem ein Betreiben des Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Modus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer das Kupplungspedal freigibt. Das Verfahren beinhaltet, dass das Betreiben des Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus erfordert, dass ein Gangschalthebel durch einen menschlichen Fahrer in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert wird.
In einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren außerdem ein Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus und ein Wechseln in einen Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand einer Batterie unterhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, wobei der Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus ein Verbrennen von Kraftstoff in einem Motor und ein Zuführen von elektrischer Ladung von einer ersten elektrischen Maschine (z. B. 243) zu einer zweiten elektrischen Maschine (z. B. 280) beinhaltet, wobei die erste elektrische Maschine über den Motor gedreht wird. Das Verfahren umfasst außerdem ein Wechseln in den reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus aus dem Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der Batterie über einem zweiten Schwellenwert liegt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist. Das Verfahren umfasst außerdem ein Beenden der Verbrennung im Motor als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer die Kupplung freigibt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist.
Die hierin beschriebenen Verfahren stellen zudem ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus; und Verlassen des Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus und Einstellen einer Drehzahl eines Motors auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell einkuppelt. Das Verfahren umfasst außerdem ein Zuführen eines angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments an Fahrzeugräder über eine elektrische Maschine, während die Kupplung ausgekuppelt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, während die Kupplung ausgekuppelt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt ist, in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, während die Kupplung ausgekuppelt ist. Das Verfahren umfasst außerdem ein Laden einer Batterie über den Motor, während die Kupplung ausgekuppelt ist. Das Verfahren umfasst außerdem ein Wechseln in einen reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als weitere Reaktion darauf, dass ein Gang in einer Gangschaltung in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt wird und die Kupplung eingekuppelt wird.
Nun unter Bezugnahme auf 6 ist eine beispielhafte Abfolge für den Übergang eines Antriebsstrangs aus dem reinen Elektrofahrzeug-Modus in den Parallelhybridfahrzeug-Modus gezeigt. Die Abfolge aus 6 kann über das Verfahren aus 4 in Zusammenwirkung mit dem System aus den 1-3 durchgeführt werden.
Der erste Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Kupplungspedalbewegung oder - position gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Kupplungspedalbewegung wieder und das Kupplungspedal ist vollständig betätigt (z. B. vollständig geöffnet), wenn Kurve 602 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Das Kupplungspedal ist vollständig freigegeben, wenn Kurve 602 nahe der horizontalen Achse liegt. Kurve 602 gibt die Kupplungspedalbewegung wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der zweite Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Gaspedalposition gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Gaspedalposition wieder und das Gaspedal ist vollständig betätigt, wenn Kurve 604 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Kurve 604 gibt die Gaspedalposition wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der dritte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Gangschalthebelposition oder -gasse gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Gangschalthebelposition oder -gasse wieder. Kurve 606 gibt die Gangschalthebelposition wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der vierte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 608 gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der fünfte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Motordrehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Motordrehzahl wieder und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 610 gibt die Drehzahl der Motorkurbelwelle wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der sechste Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder und die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 612 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der siebte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf der Kupplungsdrehmomentkapazität (z. B. einer Menge an Drehmoment, welche die Kupplung übertragen kann, wenn eine bestimmte Kupplungsschließkraft auf die Kupplung ausgeübt wird) relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und die Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 614 gibt die Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der achte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf des Ausgabedrehmoments des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 616 gibt das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der neunte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf des Motorausgabedrehmoments relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 618 gibt das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der zehnte Verlauf von oben in 6 ist ein Verlauf des Ausgabedrehmoments des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 620 gibt das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Bei Zeitpunkt t0 ist das Kupplungspedal nicht betätigt und ist das Gaspedal in geringem Umfang betätigt. Der Gangschalthebel des Getriebes befindet sich in der Gasse für den reinen Elektrofahrzeug-Antriebsstrangmodus und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt bei null. Die Motordrehzahl liegt ebenfalls bei null und die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt bei null. Die Kupplungsdrehmomentkapazität ist hoch und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors liegt bei einer geringen Menge. Das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Rädern liegt bei null und das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Rädern liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t1 betätigt ein menschlicher Fahrer (nicht gezeigt) das Kupplungspedal und das betätigte Kupplungspedal leitet einen Motorstart ein. Die Gaspedalposition hat seit Zeitpunkt t0 in geringem Maße zugenommen und der Gangschalthebel bleibt in der E-Position. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt bei null und die Motordrehzahl beginnt zu steigen, da der Motor angelassen wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt weiter und die Kupplungsdrehmomentkapazität beginnt abzunehmen. Die Ausgabe des Traktionsmotors steigt weiter, da die Gaspedalposition zunimmt und das Motordrehmoment zu steigen beginnt. Nur der Traktionsmotor gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment an die Fahrzeugräder ab. Das Ausgabedrehmoment des Getriebes liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t2 hat der menschliche Fahrer das Kupplungspedal vollständig betätigt und legt durch Bewegen der Gangschalthebelposition den ersten Gang ein. Die Gaspedalposition steigt weiter und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beginnt zu steigen, da der Gangschalthebel die ein Sperren der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle hervorruft und sich die Getriebeausgangswelle mit der Bewegung des Fahrzeugs dreht. Die Motordrehzahl nimmt weiter zu, da Verbrennung im Motor erfolgt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt weiter und die Kupplungsdrehmomentkapazität liegt bei null. Die Ausgabe des Traktionsmotors steigt weiter mit der Steigerung der Gaspedalposition. Nur der Traktionsmotor gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment an die Fahrzeugräder ab. Die Motordrehmomentausgabe steigt, da der Motor startet, und das Ausgabedrehmoment des Getriebes liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t3 beginnt der Fahrer das Kupplungspedal freizugeben und die Kupplungsdrehmomentkapazität beginnt zu steigen, da die Freigabe des Kupplungspedals beginnt. Der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) erhöht weiter die Gaspedalposition und der Gangschalthebel bleibt in der Position für den 1. Gang. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle steigt weiter und die Motordrehzahl steigt weiter. Die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt ebenfalls weiter und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors steigt weiter als Reaktion auf die Steuerung der Gaspedalposition. Das Motorausgabedrehmoment ist gering und das Ausgabedrehmoment des Getriebes ist gering.
Bei Zeitpunkt t4 ist das Kupplungspedal vollständig freigegeben und die Kupplungsdrehmomentkapazität hat ihren Höchstwert erreicht. Die Gaspedalposition hat sich auf einen konstanten Wert eingependelt und der Gangschalthebel bleibt in der Position für den ersten Gang. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle steigt weiter, da Motordrehmoment an die Räder des Fahrzeugs abgegeben wird. Das Drehmoment des Traktionsmotors hat sich auf einen konstanten Wert eingependelt und das Motorausgabedrehmoment beginnt zuzunehmen ebenso wie das Ausgabedrehmoment des Getriebes.
Daher kann die Kraftübertragung von einem reinen Elektrofahrzeug-Modus, in dem nur ein Traktionsmotor den Fahrzeugrädern Drehmoment bereitstellt, in einen Parallelhybrid-Modus übergehen, in dem eine Brennkraftmaschine und der Traktionsmotor den Rädern des Fahrzeugs Drehmoment zuführen. Der Übergang kann dadurch eingeleitet werden, dass ein menschlicher Fahrer ein Kupplungspedal betätigt und einen Gangschalthebel in eine Position für einen Gang bewegt. Die Motordrehzahl wird auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle beschleunigt, sodass die Drehmomentübertragung durch die Kupplung reibungslos ablaufen kann, wenn der menschliche Fahrer die Kupplung freigibt.
Nun unter Bezugnahme auf 7 ist eine beispielhafte Abfolge für den Übergang eines Antriebsstrangs aus dem reinen Elektrofahrzeug-Modus in den Parallelhybridfahrzeug-Modus gezeigt. Die Abfolge aus 6 kann über das Verfahren aus 4 in Zusammenwirkung mit dem System aus den 1-3 durchgeführt werden. In diesem Beispiel beinhaltet der Antriebsstrang eine elektrisch betätigte Kupplung, wie in der Beschreibung von 2B erörtert.
Der erste Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Kupplungspedalbewegung oder - position gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Kupplungspedalbewegung wieder und das Kupplungspedal ist vollständig betätigt (z. B. vollständig geöffnet), wenn Kurve 702 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Das Kupplungspedal ist vollständig freigegeben, wenn Kurve 702 nahe der horizontalen Achse liegt. Kurve 702 gibt die Kupplungspedalbewegung wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der zweite Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Gaspedalposition in Abhängigkeit von der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Gaspedalposition wieder und das Gaspedal ist vollständig betätigt, wenn Kurve 704 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse liegt. Kurve 704 gibt die Gaspedalposition wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der dritte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Gangschalthebelposition oder der Gasse, in die der Gangschalthebel eingelegt ist, gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Gangschalthebelposition oder -gasse wieder. Kurve 706 gibt die Gangschalthebelposition wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der vierte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Drehzahl der Getriebeeingangswelle gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 708 gibt die Drehzahl der Getriebeeingangswelle wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der fünfte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Motordrehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Motordrehzahl wieder und die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 710 gibt die Drehzahl der Motorkurbelwelle wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der sechste Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder und die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 712 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der siebte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf der Kupplungsdrehmomentkapazität (z. B. einer Menge an Drehmoment, welche die Kupplung übertragen kann, wenn eine bestimmte Kupplungsschließkraft auf die Kupplung ausgeübt wird) relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt die Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und die Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die durchgezogene Kurve 714 gibt die tatsächliche Kupplungsdrehmomentkapazität relativ zu den Fahrzeugrädern wieder, wie sie über die elektrisch betätigte Kupplung gesteuert wird. Die gestrichelte Kurve 716 gibt die Kupplungsdrehmomentkapazität für einen menschlichen Fahrer relativ zu den Fahrzeugrädern wieder, wie sie über den menschlichen Fahrer (nicht gezeigt) gesteuert wird. Die gestrichelte Kurve 716 liegt beim gleichen Niveau wie die durchgezogene Kurve 714, wenn nur die durchgezogenen Kurve 714 zu sehen ist. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der achte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des Ausgabedrehmoments des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 718 gibt das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der neunte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des Motorausgabedrehmoments relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 720 gibt das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Der zehnte Verlauf von oben in 7 ist ein Verlauf des Ausgabedrehmoments des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse gibt das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern wieder und das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Kurve 722 gibt das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Fahrzeugrädern wieder. Die horizontale Achse gibt die Zeit wieder und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu.
Bei Zeitpunkt t10 ist das Kupplungspedal nicht betätigt und ist das Gaspedal in geringem Umfang betätigt. Der Gangschalthebel des Getriebes befindet sich in der Gasse für das reine Elektrofahrzeug und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt bei null. Die Motordrehzahl liegt ebenfalls bei null und die Fahrzeuggeschwindigkeit liegt bei null. Die durch den Fahrer angeforderte und die tatsächliche Kupplungsdrehmomentkapazität sind hoch und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors liegt bei einer geringen Menge und wird an die Hinterräder des Fahrzeugs abgegeben. Nur der Traktionsmotor gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment an die Fahrzeugräder ab. Das Motorausgabedrehmoment relativ zu den Rädern liegt bei null und das Ausgabedrehmoment des Getriebes relativ zu den Rädern liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t11 betätigt ein menschlicher Fahrer (nicht gezeigt) das Kupplungspedal und das betätigte Kupplungspedal leitet einen Motorstart ein. Der elektrische Kupplungsaktor folgt dem Kupplungspedal des menschlichen Fahrers, indem er die Kupplungskapazität als Reaktion auf die Kupplungspedalposition einstellt. Die Gaspedalposition hat seit Zeitpunkt t10 in geringem Maße zugenommen und der Gangschalthebel bleibt in der E-Position. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt bei null und die Motordrehzahl beginnt zu steigen, da der Motor angelassen wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit hat zugenommen und die tatsächliche und die durch den Fahrer angeforderte Kupplungsdrehmomentkapazität beginnen abzunehmen. Die Ausgabe des Traktionsmotors steigt weiter, da die Gaspedalposition zunimmt und das Motordrehmoment zu steigen beginnt. Nur der Traktionsmotor gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment an die Fahrzeugräder ab. Das Ausgabedrehmoment des Getriebes liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t12 hat der menschliche Fahrer das Kupplungspedal vollständig betätigt und legt durch Bewegen der Gangschalthebelposition den ersten Gang ein. Der elektrische Kupplungsaktor folgt weiterhin dem Kupplungspedal des menschlichen Fahrers, indem er die Kupplungskapazität als Reaktion auf die Kupplungspedalposition einstellt. Die Gaspedalposition steigt weiter und die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beginnt zu steigen, da der Gangschalthebel die ein Sperren der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle hervorruft und sich die Getriebeausgangswelle mit der Bewegung des Fahrzeugs dreht. Die Motordrehzahl nimmt weiter zu, da Verbrennung im Motor erfolgt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt weiter zu und die tatsächliche und die durch den Fahrer angeforderte Kupplungsdrehmomentkapazität liegen bei null. Die Ausgabe des Traktionsmotors steigt weiter mit der Steigerung der Gaspedalposition. Nur der Traktionsmotor gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment an die Fahrzeugräder ab. Die Motordrehmomentausgabe steigt, da der Motor startet, und das Ausgabedrehmoment des Getriebes liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t13 beginnt der Fahrer das Kupplungspedal freizugeben und die durch den Fahrer angeforderte Kupplungsdrehmomentkapazität beginnt zu steigen, da die Freigabe des Kupplungspedals beginnt. Da jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist und da die Motordrehzahl über der Drehzahl der Getriebeeingangswelle liegt, bleibt die tatsächliche Kupplungsdrehmomentkapazität bei null, indem der Kupplungsaktor die Kupplung nicht aus einem vollständig geöffneten Zustand freigibt. Der elektrische Kupplungsaktor folgt nicht dem Kupplungspedal des menschlichen Fahrers, indem er die Kupplungskapazität als Reaktion auf die Kupplungspedalposition einstellt, sodass Drehmomentstörungen im Antriebsstrang reduziert werden können. Der menschliche Fahrer (nicht gezeigt) erhöht weiter die Gaspedalposition und der Gangschalthebel bleibt in der Position für den 1. Gang. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle steigt weiter und die Motordrehzahl steigt weiter. Die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt ebenfalls weiter und das Ausgabedrehmoment des Traktionsmotors steigt weiter als Reaktion auf die Steuerung der Gaspedalposition. Das Motorausgabedrehmoment ist gering und das Ausgabedrehmoment des Getriebes liegt bei null.
Bei Zeitpunkt t14 ist das Kupplungspedal vollständig freigegeben und die durch den Fahrer angeforderte Kupplungsdrehmomentkapazität hat ihren Höchstwert erreicht. Die tatsächliche Kupplungsdrehmomentkapazität bleibt bei null und die Kupplung überträgt kein Drehmoment. Die Gaspedalposition nimmt weiter zu und pendelt sich dann nach Zeitpunkt t14 auf einen konstanten Wert ein. Der Gangschalthebel bleibt in der Position für den ersten Gang. Die Drehzahl der Getriebeeingangswelle nimmt weiter zu, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, da die Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gesperrt ist und die Räder über die Synchronisierungsvorrichtung im ersten Gang in Eingriff genommen sind. Das Motordrehmoment bleibt bei einem niedrigen Wert und das Drehmoment des Traktionsmotors stellt das Drehmoment bereit, das über das Gaspedal angefordert wird. Das Ausgabedrehmoment des Getriebes bleibt bei null.
Bei Zeitpunkt t15 nimmt die Gaspedalposition zu, während das Kupplungspedal freigegeben wird. Die Drehmomentausgabe des Traktionsmotors wird als Reaktion auf die Steigerung der Gaspedalposition erhöht, doch dem Traktionsmotor geht die Drehmomentkapazität zum Decken des Bedarfs vom Gaspedal aus. Daher wird die tatsächliche Kupplungsdrehmomentkapazität erhöht, indem der elektrische Kupplungsaktor beginnt, die Kupplung zu schließen. Das Motorausgabedrehmoment beginnt ebenfalls zuzunehmen, um den durch das Gaspedal bereitgestellten Bedarf zu decken. Das Ausgabedrehmoment des Getriebes nimmt zu, dass das Motordrehmoment zunimmt und da die tatsächliche Drehmomentkapazität der Kupplung zunimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt weiter und das Getriebe bleibt im ersten Gang. Kurz nach Zeitpunkt t15 hat die tatsächliche Drehmomentkapazität ihren Höchstwert erreicht, da der elektrische Kupplungsaktor die Kupplung vollständig schließt. Das Motorausgabedrehmoment ist ebenfalls höher und die Drehmomentausgabe des Traktionsmotors ist verringert, da Drehmoment vom Elektromotor an die Räder des Fahrzeugs abgegeben wird. Wenn die Kupplung tatsächlich bei Zeitpunkt t14 vollständig freigegeben worden wäre, wie durch den menschlichen Fahrer angewiesen, hätte der Motor absterben können oder es hätte zu größeren Drehmomentstörungen der Kraftübertragung kommen können.
Demnach kann ein menschlicher Fahrer eine manuell betätigte Kupplung öffnen und ein elektrischer Kupplungsaktor kann der durch das Kupplungspedal bereitgestellten Eingabe folgen. Wenn jedoch das Kupplungspedal zu früh freigegeben wird, kann der elektrische Kupplungsaktor die Freigabe der Kupplung verzögern, um die Reibungslosigkeit der Drehmomentabgabe im Antriebsstrang zu verbessern. Infolgedessen kann der Antriebsstrangbetrieb selbst bei unerfahreneren Fahrzeugführern reibungslos ablaufen.
Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass das hierin beschriebenen Verfahren eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wiedergeben kann, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen.
Außerdem kann es sich bei den in dieser Schrift beschriebenen Verfahren um eine Kombination von Handlungen, die durch eine Steuerung in der physischen Welt vorgenommen werden, und Anweisungen in der Steuerung handeln. Mindestens Teile der in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem ausgeführt werden, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder gleichzeitig durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die hierin beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern soll die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine/r oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden können. Außerdem können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge, Verfahren und/oder Funktionen graphisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist.
Hiermit ist die Beschreibung abgeschlossen. Ihre Lektüre wird dem Fachmann viele Änderungen und Modifikationen vergegenwärtigen, ohne von Geist und Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel können I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Folgendes: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus; und Starten der Verbrennung in einem Motor und Einstellen der Motordrehzahl auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle zum Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell auskuppelt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Motor über einen integrierten Startergenerator gestartet, wobei im reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus eine an eine erste Achse gekoppelte elektrische Maschine das Fahrzeug antreibt und wobei der Motor und der integrierte Startergenerator selektiv an eine zweite Achse gekoppelt sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Betreiben des integrierten Startergenerators in einem Drehzahlsteuermodus zum Einstellen der Motordrehzahl auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Betreiben des Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Modus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer das Kupplungspedal freigibt.
Gemäß einer Ausführungsform erfordert das Betreiben des Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus, dass ein Gangschalthebel durch einen menschlichen Fahrer in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus und ein Wechseln in einen Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand einer Batterie unterhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, wobei der Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus ein Verbrennen von Kraftstoff in einem Motor und ein Zuführen von elektrischer Ladung von einer ersten elektrischen Maschine zu einer zweiten elektrischen Maschine beinhaltet, wobei die erste elektrische Maschine über den Motor gedreht wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Wechseln in den reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus aus dem Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der Batterie über einem zweiten Schwellenwert liegt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Beenden der Verbrennung im Motor als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer die Kupplung freigibt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Folgendes: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus; und Verlassen des Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus und Einstellen einer Drehzahl eines Motors auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell einkuppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Zuführen eines angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments an Fahrzeugräder über eine elektrische Maschine, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine, die an den Motor gekoppelt ist, in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Laden einer Batterie über den Motor, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch ein Wechseln in einen reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als weitere Reaktion darauf, dass ein Gang in einer Gangschaltung in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt wird und die Kupplung eingekuppelt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor; ein handgeschaltetes Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das handgeschaltete Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die selektiv Drehmoment vom Motor zu einer Vielzahl von Zahnrädern lenkt; ein Kupplungspedal; einen Aktor, der die Kupplung betätigt; und eine Steuerung, die in nichtflüchtigem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum vollständigen Öffnen der Kupplung über den Aktor, als Reaktion darauf, dass ein Mensch das Kupplungspedal betätigt, und weitere Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kupplung als Reaktion auf eine Drehzahl des Motors und eine Drehzahl einer Eingangswelle des handgeschalteten Getriebes, nachdem der Mensch das Kupplungspedal vollständig freigibt, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch eine zusätzliche Anweisung zum Betreiben des Fahrzeugsystems in einem reinen Elektrofahrzeug-Modus, während eine Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist und das Kupplungspedal freigegeben ist.
Gemäß einer Ausführungsform treibt der reine Elektrofahrzeug-Modus ein Fahrzeug über eine elektrische Maschine an, wobei die elektrische Maschine an eine erste Achse gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Motor an eine zweite Achse gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform befindet sich das handgeschaltete Getriebe in der Neutralstellung, wenn die Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung außerdem gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Wechseln in und Verlassen von eine/r Vielzahl von Hybridfahrzeug-Modi als Reaktion auf eine Position des Kupplungspedals.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Betreiben eines Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus; und Starten der Verbrennung in einem Motor und Einstellen der Motordrehzahl auf eine Drehzahl einer Getriebeeingangswelle zum Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer über ein Kupplungspedal eine Kupplung manuell auskuppelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Motor über einen integrierten Startergerenerator gestartet wird, wobei im reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus eine an eine erste Achse gekoppelte elektrische Maschine das Fahrzeug antreibt und wobei der Motor und der integrierte Startergenerator selektiv an eine zweite Achse gekoppelt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Betreiben des integrierten Startergenerators in einem Drehzahlsteuermodus zum Einstellen der Motordrehzahl auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Betreiben des Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Modus als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer das Kupplungspedal freigibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Antriebsstrangs in einem reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus erfordert, dass ein Gangschalthebel durch einen menschlichen Fahrer in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Verlassen des reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus und ein Wechseln in einen Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand einer Batterie unterhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, wobei der Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus ein Verbrennen von Kraftstoff in einem Motor und ein Zuführen von elektrischer Ladung von einer ersten elektrischen Maschine zu einer zweiten elektrischen Maschine beinhaltet, wobei die erste elektrische Maschine über den Motor gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Wechseln in den reinen Elektrofahrzeug-Antriebsmodus aus dem Serienhybridfahrzeug-Antriebsmodus als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der Batterie über einem zweiten Schwellenwert liegt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Beenden der Verbrennung im Motor als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer die Kupplung freigibt, während ein Gangschalthebel in einer Schaltgasse für den Elektrofahrzeug-Antriebsmodus positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Betreiben des Antriebsstrangs in einem Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus; und Verlassen des Parallelhybridfahrzeug-Antriebsmodus und Einstellen einer Drehzahl des Motors auf die Drehzahl der Getriebeeingangswelle als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer die Kupplung über ein Kupplungspedal manuell auskuppelt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Zuführen eines angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments an Fahrzeugräder über eine elektrische Maschine, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor; ein handgeschaltetes Getriebe, das an den Motor gekoppelt ist, wobei das handgeschaltete Getriebe eine Kupplung beinhaltet, die selektiv Drehmoment vom Motor zu einer Vielzahl von Zahnrädern lenkt; ein Kupplungspedal; einen Aktor, der die Kupplung betätigt; und eine Steuerung, die in nichtflüchtigem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen zum vollständigen Öffnen der Kupplung über den Aktor, als Reaktion darauf, dass ein Mensch das Kupplungspedal betätigt, und weitere Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kupplung als Reaktion auf eine Drehzahl des Motors und eine Drehzahl einer Eingangswelle des handgeschalteten Getriebes, nachdem der Mensch das Kupplungspedal vollständig freigibt, beinhaltet.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 12, ferner umfassend eine zusätzliche Anweisung zum Betreiben des Fahrzeugsystems in einem reinen Elektrofahrzeug-Modus, während eine Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist und das Kupplungspedal freigegeben ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 13, wobei sich das handgeschaltete Getriebe in der Neutralstellung befindet, wenn die Gangschaltung des handgeschalteten Getriebes in eine Schaltgasse für den reinen Elektrofahrzeug-Modus eingelegt ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 12, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Wechseln in und Verlassen von eine/r Vielzahl von Hybridfahrzeug-Modi als Reaktion auf eine Position des Kupplungspedals.