DE102020123893A1

DE102020123893A1 - Verfahren und system zur verbrennungsmotorsteuerung während eines gangwechsels in einem hybridelektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102020123893A1
Application number: DE102020123893.2A
Authority: DE
Inventors: Dushyant K. Palejiya; Jason Meyer; Rajit Johri
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US20210080004A1; CN112498329A; US11519498B2

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Verfahren und System zur Verbrennungsmotorsteuerung während eines Gangwechsels in einem Hybridelektrofahrzeug bereit. Verfahren und Systeme zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Getriebegangs werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors und Umleiten einer über den Verbrennungsmotor erzeugten elektrischen Leistung von einem Traktionsmotor zu einer Batterie als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes, während die Kraftübertragung in einem Reihenmodus betrieben wird, beinhalten. Auf diese Weise kann die Verbrennungsmotoreffizienz verbessert werden und kann ein Zeitfenster zum Wechseln eines Getriebegangs als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung reduziert werden, während der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugverbrennungsmotors zum Laden einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung während Gangwechselereignissen, während das Fahrzeug im Reihenmodus betrieben wird.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Hybridfahrzeug kann mehr als eine Leistungsquelle und eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen beinhalten. Ein Ziel des Hybridfahrzeugs ist es, mehrere ähnliche oder unterschiedliche Arten von Energiespeichern und/oder Energiewandlern mit unterschiedlichen Antriebskomponenten zu kombinieren und jede Leistungsquelle unter variierenden Bedingungen auf eine Weise zu betreiben, die zu größeren Gesamtenergieeinsparungen führt, als sie ansonsten über eine einzelne Leistungsquelle erreicht werden können. Eine erste Leistungsquelle eines Hybridfahrzeugs kann ein über Kraftstoff angetriebener Verbrennungsmotor sein und eine zweite Leistungsquelle kann ein über elektrische Energie angetriebener Elektromotor/Generator sein. Ein Hybridfahrzeug, das auf die erste Leistungsquelle und die zweite Leistungsquelle des Fahrzeugs angewiesen ist, sodass beide unabhängig Leistung an die Räder des Fahrzeugs übertragen, kann als Parallel-Hybridfahrzeug bezeichnet werden. Alternativ kann ein Hybridfahrzeug, das zum Übertragen von Leistung an die Räder des Fahrzeugs ausschließlich auf die zweite Leistungsquelle angewiesen ist, als ein Reihen-Hybridfahrzeug bezeichnet werden. Für ein Reihen-Hybridfahrzeug kann die erste Leistungsquelle verwendet werden, um Energie umzuwandeln und Leistung bereitzustellen, mit der die zweite Leistungsquelle mit Leistung versorgt werden kann, wobei die erste Leistungsquelle nicht mechanisch mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist. Ein Hybridfahrzeug, das die Betriebsfähigkeiten sowohl des Reihen- als auch des Parallel-Hybrids kombiniert, wird als ein Reihen-Parallel-Hybrid bezeichnet.
Ein Beispiel für einen Reihen-Parallel-Hybrid kann einen Verbrennungsmotor beinhalten, der an einen integrierten Anlasser/Generator (integrated starter/generator - ISG) gekoppelt ist, wobei der Verbrennungsmotor und der ISG über eine erste Kupplung selektiv an einen Traktionsmotor gekoppelt sind, wobei der Traktionsmotor an ein Getriebe gekoppelt ist, das eine zweite Kupplung beinhaltet. Der Verbrennungsmotor und der ISG können dem Traktionsmotor elektrische Leistung zuführen, während das Fahrzeug in einem Reihenbetriebsmodus betrieben wird. Die Verbrennungsmotoreffizienz kann jedoch reduziert werden, wenn der Verbrennungsmotorbetrieb während eines Schaltens des Getriebes angepasst wird, wenn die Traktionsmotorausgabe auf null reduziert wird. Insbesondere muss, wenn ein Gangwechsel angefordert wird, während das Fahrzeug im Reihenmodus betrieben wird, das Eingangsdrehmoment für das Getriebe möglicherweise sehr niedrig sein, bevor das Wechseln eingeleitet werden kann. Das Befehlen des Traktionsmotors auf einen niedrigen Leistungswert, um das Eingangsdrehmoment für das Getriebe zu reduzieren, kann dem vorübergehenden Befehlen einer niedrigen Fahrerbedarfsleistung für den Gangwechsel entsprechen, was den Verbrennungsmotor aus seinen effizientesten Betriebsbedingungen in Bezug auf einen Verbrennungsmotorleistungsbefehl zwingen kann, der sich auf Fahrerbedarfsleistung stützt. Ein verwandtes Problem, das sich aus dem vorübergehenden Ändern des Verbrennungsmotorleistungsbefehls ergibt, besteht darin, dass die tatsächliche Änderung der Verbrennungsmotorleistung im Vergleich zur tatsächlichen Änderung der Fahrerbedarfsleistung über den Traktionsmotor langsamer sein kann. Wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung der Fahrerbedarfsleistung widerspiegelt, kann die Gangwechseldauer verlängert werden.
Kurzdarstellung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehenden Probleme erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese zumindest teilweise zu lösen. In einem Beispiel umfasst ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors und Umleiten einer über den Verbrennungsmotor erzeugten elektrischen Leistung von einem Traktionsmotor zu einer Batterie als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes, wenn die Kraftübertragung in einem Reihenmodus betrieben wird. Auf diese Weise können Änderungen des Verbrennungsmotorbetriebs vermieden (oder erheblich reduziert) werden, was die Verbrennungsmotoreffizienz verbessern und ein Zeitfenster für Gangwechselereignisse reduzieren kann.
In einem Beispiel können die Betriebsbedingungen die Verbrennungsmotordrehzahl und die Verbrennungsmotorlast sein. Das Getriebe kann in der Kraftübertragung stromabwärts des Traktionsmotors positioniert sein. Die Anforderung zum Schalten des Getriebes kann eine Anforderung zum Schalten des Getriebes aus einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang beinhalten und das Schalten des Getriebes kann Steuern eines offenen und eines geschlossenen Zustands einer Getriebe-Klauenkupplung beinhalten. Als ein Beispiel kann das Verfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen beinhalten, wenn abgeleitet wird, dass eine Gesamtheit der elektrischen Leistung, die durch den Traktionsmotor verwendet wird, zu der Batterie umgeleitet werden kann. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren Reduzieren einer Verbrennungsmotorlast und Führen einer maximalen Leistung zu der Batterie als Reaktion darauf beinhalten, dass die Batterie eine unzureichende Kapazität zum Speichern der Verbrennungsmotorausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes aufweist.
Die vorstehend aufgeführten Vorteile wie auch andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet wird.
Es sollte sich verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors;
2 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugantriebsstrangs;
3 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors als Reaktion auf eine Gangwechselanforderung, während die Fahrzeugkraftübertragung in einem Reihenmodus des Hybridbetriebs betrieben wird;
4 stellt ein prognostisches Beispiel zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs während einer Gangwechselanforderung mit der Kraftübertragung im Reihenmodus unter Bedingungen dar, bei denen die Fahrerbedarfsleistung geringer als eine Kapazität zum Laden einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung ist;
5 stellt ein prognostisches Beispiel zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs während einer Gangwechselanforderung mit der Kraftübertragung im Reihenmodus unter Bedingungen dar, bei denen die Fahrerbedarfsleistung größer als eine Kapazität zum Laden der bordeigenen Energiespeichervorrichtung ist;
6 stellt ein prognostisches Beispiel zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs unmittelbar vor und während einer Gangwechselanforderung mit der Kraftübertragung im Reihenmodus unter Bedingungen dar, bei denen die Fahrerbedarfsleistung geringer als eine Kapazität zum Laden einer bordeigenen Energiespeichervorrichtung ist.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs für einen Getriebegangwechsel, während der Fahrzeugantriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird. Dementsprechend zeigt 1 zeigt ein Verbrennungsmotorsystem. In 2 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Antriebsstrangs dargestellt, der im Reihenmodus betrieben werden kann. 3 stellt eine beispielhafte Methodik zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Getriebegangs dar, während sich der Antriebsstrang in dem Reihenbetriebsmodus befindet. Die 4-6 stellen prognostische Beispiele zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs für Gangwechselereignisse gemäß dem Verfahren aus 3 dar.
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Verbrennungsmotorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen in den 1-2 gezeigten Sensoren und setzt die in den 1-2 gezeigten Aktoren ein, um den Verbrennungsmotorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung 12 gespeichert sind, anzupassen.
Der Verbrennungsmotor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Block 33, die eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Ein Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit einer Kurbelwelle 40 hin und her. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein optionaler Anlasser 96 (z.B. eine (mit weniger als 30 Volt betriebene) elektrische Niederspannungsmaschine) 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 in dem vorderen Teil des Verbrennungsmotors oder dem hinteren Teil des Verbrennungsmotors angebracht 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 in Eingriff mit der Verbrennungsmotorkurbelwelle steht. Der Darstellung nach steht der Brennraum 30 über ein Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 bzw. Abgaskrümmer 48 in Kommunikation. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 59 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Das Auslassventil 54 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 58 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Die Ventilanschaltvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen sein.
Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 so positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 führt proportional zur Impulsbreite von einer Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff zu. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt), das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler (nicht gezeigt) beinhaltet, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 abgegeben. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen.
Zusätzlich steht der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Verbrennungsmotorlufteinlass 42 in Kommunikation. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Eine optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position einer Drosselklappe 64 ein, um einen Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in einer Ladedruckkammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, sodass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist. Ein Verdichterrückführungsventil 47 kann selektiv in eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt sein. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Das Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Verbrennungsmotorlufteinlass 42 eintritt.
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 Breitbandlambda(Universal Exhaust Gas Oxygen - UEGO)-Sonde 126 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt, der sich stromaufwärts des Katalysators 70 befindet. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Abgaslambdasonde ersetzt werden.
In einem Beispiel kann der Katalysator 70 mehrere Katalysatorbausteine beinhalten. In einem weiteren Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jeweils mit mehreren Bausteinen, verwendet werden. In einem Beispiel kann der Katalysator 70 ein Dreiwegekatalysator sein.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikropozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. nicht transitorischen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Es ist gezeigt, dass die Steuerung 12 verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen empfängt, die Folgendes beinhalten: Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134; einen zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Bremspedal 150 gekoppelten Positionssensor 154, eine Messung eines Verbrennungsmotorkrümmerdrucks (manifold pressure - MAP) von einem an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Verbrennungsmotorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung einer in den Verbrennungsmotor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 68. Der Luftdruck kann zudem zum Verarbeiten durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Verbrennungsmotorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer die Verbrennungsmotordrehzahl (RPM) bestimmen werden kann.
Die Steuerung 12 kann außerdem eine Eingabe von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 empfangen. Eine Anforderung zum Starten des Verbrennungsmotors oder des Fahrzeugs kann über einen Menschen erzeugt und in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 eingegeben werden. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann eine Touchscreen-Anzeige, eine Drucktaste, ein Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Vorrichtung sein.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Verbrennungsmotors 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 öffnet sich das Einlassventil 52. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in den Brennraum 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, damit sich das Volumen innerhalb des Brennraums 30 erhöht. Die Position, auf 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 so die Luft innerhalb des Brennraums 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B., wenn der Brennraum 30 sein geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in den Brennraum eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, 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 die Kolbenbewegung 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 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, 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.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in 1 gezeigten Verbrennungsmotor 10. Es ist gezeigt, dass der Antriebsstrang 200 eine Fahrzeugsystemsteuerung 255, eine Verbrennungsmotorsteuerung 12, eine Steuerung 252 einer elektrischen Maschine, eine Getriebesteuerung 254, eine Steuerung 253 einer Energiespeichervorrichtung und eine Bremssteuerung 250 beinhaltet. Die Steuerungen können über ein Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Drehmomentausgabegrenzwerte (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomentausgabe der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Drehmomenteingabegrenzwerte (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomenteingabe der Vorrichtung oder Komponente, die gesteuert wird), Drehmomentausgabe der Vorrichtung, die gesteuert wird, Sensor- und Aktordaten, diagnostische Informationen (z. B. Informationen hinsichtlich eines beeinträchtigten Getriebes, Informationen hinsichtlich eines beeinträchtigten Verbrennungsmotors, Informationen hinsichtlich einer beeinträchtigten elektrischen Maschine, Informationen hinsichtlich beeinträchtigter Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 der Verbrennungsmotorsteuerung 12, der Steuerung 252 für die elektrische Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 Befehle bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen beruhen, zu erfüllen.
Zum Beispiel kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Fahrpedal loslässt und die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein Radleistungsniveau anfordern, um eine gewünschte Rate der Fahrzeugverlangsamung bereitzustellen. Das gewünschte Raddrehmoment kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 ein erstes Bremsdrehmoment von der Steuerung 252 für die elektrische Maschine und ein zweites Bremsdrehmoment von der Bremssteuerung 250 anfordert, wobei das erste und das zweite Drehmoment das gewünschte Bremsdrehmoment an Fahrzeugrädern 216 bereitstellen.
In anderen Beispielen kann die Aufteilung des Steuerns von Antriebsstrangvorrichtungen anders aufgeteilt sein, als in 2 gezeigt ist. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Verbrennungsmotorsteuerung 12, der Steuerung 252 für die elektrische Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Verbrennungsmotorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, wohingegen die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch eines oder mehrere von dem Verbrennungsmotor 10, der elektrischen Maschine 240 und dem Traktionsmotor 282 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Verbrennungsmotor 10 weggelassen sein. Der Verbrennungsmotor 10 kann mit einem Verbrennungsmotorstartsystem, das in 1 gezeigt ist, über den BISG 219 oder über einen in die Kraftübertragung integrierten Anlasser/Generator (ISG) 240, der auch als integrierter Anlasser/Generator bekannt ist, gestartet werden. Eine Drehzahl des BISG 219 kann über einen optionalen BISG-Drehzahlsensor 203 bestimmt werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z.B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann das Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 über einen Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
Der BISG ist über einen Riemen 231 mechanisch an den Verbrennungsmotor 10 gekoppelt. Der BISG kann an die Kurbelwelle 40 oder eine Nockenwelle (z. B. 51 oder 53 aus 1) gekoppelt sein. Der BISG kann als Elektromotor betrieben werden, wenn ihm über eine Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie oder eine Niederspannungsbatterie 280 elektrische Leistung zugeführt wird. Der BISG kann als Generator betrieben werden, welcher der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie oder der Niederspannungsbatterie 280 elektrische Leistung zuführt. Der bidirektionale Gleichspannungswandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 oder umgekehrt übermitteln. Die Niederspannungsbatterie 280 ist elektrisch an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Die Niederspannungsbatterie 280 führt dem Anlassermotor 96 selektiv elektrische Energie zu.
Ein Verbrennungsmotorausgabedrehmoment kann durch ein Zweimassenschwungrad 215, das an die ISG-Eingangswelle 237 gekoppelt ist, an eine Eingangs- oder erste Seite des ISG 240 übertragen werden. Eine Ausrückkupplung 236 kann zwischen dem ISG 240 und dem Traktionsmotor 282 entlang der Welle 241 positioniert sein. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden.
Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Drehmoment bereitzustellen oder um Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert wird. Der ISG 240 steht in elektrischer Verbindung mit der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie. Der ISG 240 weist eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität auf als der Anlasser 96 oder der BISG 219. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt durch den Antriebsstrang 200 angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den ISG 240 an den Antriebsstrang 200 zu koppeln. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit derselben Rate wie der Antriebsstrang 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. Hochspannungsbatterie oder -leistungsquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 durch Betreiben als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 für die elektrische Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment bereitstellen.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 durch Einstellen des Stroms, der zu und von den Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, steuern, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Gleichermaßen kann die Steuerung 252 der elektrischen Maschine die Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem Traktionsmotor 282 durch Einstellen des Stroms, der zu und von den Feld- und/oder Ankerwicklungen des Traktionsmotors 282 fließt, steuern, wie auf dem Fachgebiet bekannt.
Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet Gangkupplungen (z. B. Gänge 1-10) 211 und eine Vorwärtskupplung 210. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv in Eingriff gebracht werden, um ein Übersetzungsverhältnis von einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Eingangswelle 270 zu einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Räder 216 zu ändern. Die Gangkupplungen 211 können über das Einstellen von Fluid, das den Kupplungen über Schaltsteuermagnetventile 209 zugeführt wird, in Eingriff gebracht oder außer Eingriff gebracht werden. Aus dem Automatikgetriebe 208 abgegebenes Drehmoment kann ebenfalls an die Räder 216 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug über eine Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrtbedingung vor dem Übertragen eines Ausgangsantriebsdrehmoments an die Räder 216 übermitteln. Die Getriebesteuerung 254 schaltet selektiv die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 an oder bringt diese selektiv in Eingriff. Die Getriebesteuerung schaltet zudem die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 selektiv ab oder kuppelt diese aus.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über einen Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition durch Differenzieren eines Signals vom Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall hinweg in Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Drehmoment der Getriebeausgangswelle von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensor handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorher festgelegtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu ermitteln. Die Getriebesteuerung 254 kann außerdem die Getriebeausgangswellendrehzahl differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Verbrennungsmotorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können zudem zusätzliche Getriebeinformationen von Sensoren 277 empfangen, die unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), ISG-Temperatursensoren, Traktionsmotor-Temperatursensoren, BISG-Temperatursensoren und Umgebungstemperatursensoren beinhalten können.
Ferner kann durch Betätigen von Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer mit seinem Fuß auf ein Bremspedal (z. B. Bremspedal 150 in 1) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen in der Bremssteuerung 250 in Eingriff gebracht werden. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen, die durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 erfolgen, betätigen. Auf dieselbe Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, als Reaktion auf Bremssteuerungsanweisungen und/oder Fahrzeugsystemsteuerungsanweisungen und/oder -informationen außer Eingriff gebracht werden. So können zum Beispiel Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Verbrennungsmotorabstellvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 aufbringen.
Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über einen Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen von dem in 1 gezeigten Bremspedalsensor 154 direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine Bremsung bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann zudem eine Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsung bereitstellen, um die Fahrzeugbremsung und -stabilität zu verbessern. Demnach kann die Bremssteuerung 250 der Fahrzeugsystemsteuerung 255 einen Raddrehmomentgrenzwert (z.B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für das negative Raddrehmoment) bereitstellen, sodass das negative ISG-Drehmoment (oder Traktionsmotordrehmoment) nicht dazu führt, dass der Raddrehmomentgrenzwert überschritten wird. Zum Beispiel wird, falls die Steuerung 250 einen negativen Raddrehmomentgrenzwert von 50 Nm ausgibt, das ISG-Drehmoment (oder das Traktionsmotordrehmoment, je nach dem aktuellen Zustand der Ausrückkupplung 236) so eingestellt, dass weniger als 50 Nm (z.B. 49 Nm) negatives Drehmoment an den Rädern bereitgestellt wird, was das Berücksichtigen der Getriebeübersetzung beinhaltet.
Somit versteht es sich auf Grundlage des Vorstehenden, dass der Antriebsstrang 200 in einem Parallelbetriebsmodus betrieben werden kann, in dem das vollständige Schließen der Ausrückkupplung 236 befohlen wird und Raddrehmoment über eine Kombination aus Verbrennungsmotordrehmoment und einem oder mehreren von ISG-Drehmoment und Traktionsmotordrehmoment bereitgestellt werden kann. In einem anderen Beispiel kann der Antriebsstrang 200 in einem Reihenbetriebsmodus betrieben werden, in dem das vollständige Öffnen der Ausrückkupplung 236 befohlen wird, sodass der Verbrennungsmotor 10 und der ISG 240 mechanisch von dem Traktionsmotor 282, dem Automatikgetriebe 208 und den Rädern 216 getrennt sind. In diesem Reihenbetriebsmodus bleibt der ISG 240 elektrisch an die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie und den Traktionsmotor 282 gekoppelt, wodurch ermöglicht wird, dass der Verbrennungsmotor 10 der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie und/oder dem Traktionsmotor 282 über den ISG 240 Leistung zuführt.
Als ein Beispiel kann eine Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem Drosselöffnung und/oder Ventiltaktung, Ventilhub und Aufladung für mit Turbolader oder mit Kompressor aufgeladene Verbrennungsmotoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstakt und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Verbrennungsmotorsteuerung auf einer Zylinder-zu-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um den Verbrennungsmotordrehmomentausgang zu steuern.
Fahreranforderungen können durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 interpretiert werden. Die Fahreranforderungen können Gangauswahl und Fahrpedalposition beinhalten, um die Intention des Fahrers bezüglich des gewünschten Raddrehmoments zu interpretieren. Die Eingabe des Fahrers am Bremspedal kann durch die Bremssteuerung 250 interpretiert werden und eine Raddrehmomentmodifizierungsanforderung kann an die Fahrzeugsystemsteuerung 255 gesendet werden, um das endgültiges Raddrehmoment anzupassen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann ferner eine Leistungsanforderung von beliebigen externen Verbrauchern überwachen, die mit der externen Leistungsversorgung 297 verbunden sind. Zum Beispiel kann die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie eine Quelle für Gleichstrom (direct current - DC) bereitstellen, die über den DC/AC-Wandler 298 in Wechselstrom (alternating current - AC) umgewandelt wird. Der Wechselstrom kann verwendet werden, um externe Verbraucher (z. B. Elektrowerkzeuge, Maschinen usw.) mit Leistung zu versorgen, indem die externen Verbraucher elektrisch an die externe Leistungsversorgung 297 gekoppelt werden. Die Energiespeichervorrichtungssteuerung 253 kann Temperatur, Spannung, Strom, Ladezustand (state of charge - SOC) der Speichervorrichtung für elektrische Energie überwachen und kann eine maximal zulässige Entladeleistungsgrenze und eine maximal zulässige Ladeleistungsgrenze bestimmen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann einen Antriebsstrangbetriebspunkt zum Beibehalten des Ladezustands, Minimieren des Kraftstoffverbrauchs, Bereitstellen des Fahrerbedarfsfahrzeugbetriebs und in einigen Beispielen Steuern der Leistung für die externe Leistungsversorgung 297 bestimmen. Ein Drehmomentsteuerungsmerkmal als Teil der Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann für das Bestimmen einer Drehmomentaufteilung zwischen Verbrennungsmotor- und Elektromotordrehmomentbefehl sowie die Getriebegangauswahl verantwortlich sein.
Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei eine lokale Drehmomentsteuerung für den Verbrennungsmotor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 und den Traktionsmotor 282 und die Bremsen 218 über die Verbrennungsmotorsteuerung 12, die Steuerung 252 für die elektrische Maschine, die Getriebesteuerung 254 bzw. die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
Somit kann der Verbrennungsmotor 10 unter Bedingungen, bei denen der Antriebsstrang 200 im Reihenmodus mit vollständig geöffneter Ausrückkupplung 236 betrieben wird, eingeschaltet sein und Leistung erzeugen, die über den ISG 240 in elektrische Leistung umgewandelt wird. Es versteht sich, dass bei vollständig geöffneter Ausrückkupplung 236 sowohl der Verbrennungsmotor 10 als auch der ISG 240 mechanisch von der Kraftübertragung und den angetriebenen Rädern 216 getrennt sind. Unter solchen Umständen kann elektrische Leistung von dem Verbrennungsmotor und dem ISG für einen oder mehrere Zwecke verwendet werden. Als ein Beispiel kann die elektrische Leistung von dem Verbrennungsmotor 10 und dem ISG 240 verwendet werden, um die elektrische Leistung bereitzustellen, die durch den Traktionsmotor 282 verbraucht wird, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu liefern. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrische Leistung von dem Verbrennungsmotor 10 und dem ISG 240 verwendet werden, um die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie zu laden. Zusätzlich oder alternativ kann die elektrische Leistung von dem Verbrennungsmotor 10 und dem ISG 240 verwendet werden, um externe Verbraucher mit Leistung zu versorgen.
Es versteht sich, dass in jedem der vorstehend erwähnten Beispiele der Verbrennungsmotorleistungsbefehl als eine Summe der Fahrerbedarfsleistung, der Batterieladeanforderungsleistung und der Leistung des externen Zubehörs gemäß der nachstehenden Gleichung (1) bestimmt werden kann: $\begin{array}{l} Verbrennungsmotorleistungsbefehl = Fahrerbedarfsleistung + \\ Batterieladeanforderungsleistung + Zubehörleistung \end{array}$
Es versteht sich, dass die Batterieladeanforderungsleistung als Kompromiss zwischen dem Beibehalten des SOC der Batterie innerhalb eines gewünschten Bereichs und dem Optimieren der Drehmomentabgabe während vorübergehender Fahrbedingungen berechnet werden kann. Während viele Faktoren die Batterieladeanforderungsleistung beeinflussen können, sind der SOC, die Fahrerbedarfsleistung und die Fahrzeuggeschwindigkeit drei Hauptfaktoren.
Wenn ein Gangwechsel angefordert wird (z. B. über einen Fahrer oder über das Drehmomentsteuerungsmerkmal der Fahrzeugsystemsteuerung), kann das Eingangsdrehmoment für das Getriebe 208 sehr gering sein (z. B. innerhalb eines Schwellendrehmoment von 0 Nm), bevor eine geeignete Getriebekupplung (z. B. Gangkupplungen 211 in 2) betätigt werden kann (z.B. geöffnet), um den Wechsel einzuleiten. Das Steuern des Traktionsmotors auf diesen niedrigen Wert kann als äquivalent zum vorübergehenden Zuweisen einer ähnlich geringen Fahrerbedarfsleistung (z. B. Fahrerbedarfsleistung innerhalb einer Schwellenleistung von 0 Watt) für die Dauer der Gangwechselroutine verstanden werden.
Im Reihenbetrieb kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 darauf abzielen, den Verbrennungsmotor bei den effizientesten Bedingungen für den gegebenen Verbrennungsmotorleistungsbefehl zu betreiben. Es versteht sich, dass es bevorzugt ist, den Verbrennungsmotorbetrieb bei seinen effizientesten Bedingungen beizubehalten und den Betrieb für vorübergehende Änderungen des Leistungsbedarfs nicht zu stören. Da, wie vorstehend erörtert, ein Gangwechsel eine vorübergehende Reduzierung der Fahrerbedarfsleistung einführt, kann dies den Verbrennungsmotorbetrieb möglicherweise außerhalb seiner effizientesten Betriebsbedingungen gemäß der vorstehenden Gleichung (1) erzwingen, da der Verbrennungsmotorleistungsbefehl direkt von der Fahrerbedarfsleistung abhängig.
Ein verwandtes Problem in Bezug auf das vorübergehende Ändern des Verbrennungsmotorleistungsbefehls besteht darin, dass die tatsächliche Änderung der Verbrennungsmotorleistung im Vergleich zur tatsächlichen Änderung der Fahrerbedarfsleistung über den Traktionsmotor langsamer sein kann. Insbesondere bedeutet dies, dass, wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung der Fahrerbedarfsleistung widerspiegelt, dann eine Dauer für den Gangwechsel erhöht werden kann.
Somit stellen Systeme und Verfahren, wie hierin erörtert, einen Vorteil dahingehend bereit, dass die Auswirkung von durch Gangwechsel hervorgerufenen Änderungen des Verbrennungsmotorbetriebs minimiert werden kann, während die Beschränkungen des Antriebsstrangsystems eingehalten werden. Ein verwandter Vorteil besteht darin, dass die hierin erörterten Systeme und Verfahren die Auswirkung des Verbrennungsmotorbetriebs auf die Gangwechseldauer minimieren, was schnellere Gangwechsel ermöglichen kann.
Wie hierin erörtert, kann ein System für ein Hybridelektrofahrzeug eine Ausrückkupplung einer Kraftübertragung beinhalten, die zwischen einem integrierten Anlasser/Generator und einem Traktionsmotor positioniert ist, wobei sich der Traktionsmotor stromabwärts des integrierten Anlassers/Generators und stromaufwärts eines Getriebes befindet. Das System kann ferner einen Verbrennungsmotor beinhalten, der stromaufwärts des integrierten Anlassers/Generators positioniert ist. Das System kann ferner eine Speichervorrichtung für elektrische Energie beinhalten. Das System kann ferner eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen beinhalten, die in nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes unter Bedingungen, bei denen die Ausrückkupplung der Kraftübertragung vollständig offen ist und bei denen der Traktionsmotor eine Fahrerbedarfsleistung über die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Leistung an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitstellt, Bestimmen einer Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie; und Beibehalten einer Verbrennungsmotorleistungsausgabe und Übertragen einer elektrischen Leistung, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht, vom Traktionsmotor, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
Für ein derartiges System kann die Steuerung weitere Anweisungen speichern zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie bis zu einer maximalen Ladeleistungsgrenze der Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung größer als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
Für ein derartiges System kann die Steuerung weitere Anweisungen speichern zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes.
Für ein derartiges System kann das Getriebe eine Klauenkupplung zum Steuern des Schaltens des Getriebes beinhalten. Die Steuerung kann weitere Anweisungen speichern zum Steuern eines offenen Zustands und eines geschlossenen Zustands der Klauenkupplung zum Ausführen der Anforderung des Schaltens des Getriebes.
Nun wird auf 3 Bezug genommen, in der ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs als Reaktion auf eine Anforderung für einen Getriebegangwechsel dargestellt ist. Insbesondere beinhaltet das Verfahren 300 als Reaktion auf eine Anforderung für einen Gangwechsel, während der Fahrzeugantrieb in einem Reihenbetriebsmodus betrieben wird, Bestimmen einer verbleibenden oder übrigen Kapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie (z. B. Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in 2), Bestimmen, ob die Fahrerbedarfsleistung kleiner oder größer als die übrige Kapazität ist, und Steuern des Verbrennungsmotorbetriebs, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie in Abhängigkeit davon zu laden, ob die Fahrerbedarfsleistung kleiner oder größer als die übrige Kapazität ist. Die hierin erörterte Speichervorrichtung für elektrische Energie kann als Batterie bezeichnet werden.
Das Verfahren 300 wird unter Bezugnahme auf die in dieser Schrift beschriebenen und in 1-2 gezeigten Systeme und Komponenten beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme und Komponenten angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 12 in 1, auf Grundlage von in nicht transitorischem Speicher gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems und der Fahrzeugkraftübertragung empfangen werden, wie in Bezug auf 1-2 erörtert. Die Steuerung kann Aktoren, wie etwa Verbrennungsmotordrehmomentaktoren (z. B. Drehmomentaktoren 204 in 2), ISG (z. B. ISG 240 in 2), Traktionsmotor (z. B. Traktionsmotor 282 in 2) usw., verwenden, um Zustände von Vorrichtungen in der physischen Welt gemäß den nachstehend dargestellten Verfahren zu ändern.
Das Verfahren 300 beginnt bei 305 und umfasst das Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Betriebsbedingungen können geschätzt, gemessen und/oder abgeleitet werden und können eine oder mehrere Fahrzeugbedingungen, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugstandort usw., verschiedene Verbrennungsmotorbedingungen, wie etwa Verbrennungsmotorstatus, Verbrennungsmotorlast, Verbrennungsmotordrehzahl, Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Krümmerluftdruck, BISG-Drehmoment, ISG-Drehmoment, Traktionsmotordrehmoment, Batterie-SOC usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstofffüllstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, -luftfeuchtigkeit, -luftdruck usw., beinhalten.
Übergehend zu 310 beinhaltet das Verfahren 300 das Angeben, ob der Antriebsstrang aktuell in einem Reihenmodus betrieben wird. Unter Umständen, bei denen die Ausrückkupplung (z. B. die Ausrückkupplung 236 in 2) offen ist und der Verbrennungsmotor betrieben wird, um die Batterie (z. B. die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in 2) über den ISG (z. B. den ISG 240 in 2) zu laden und/oder um elektrische Energie zum Antreiben des Traktionsmotors (z. B. des Traktionsmotors 282 in 2) bereitzustellen, versteht es sich, dass der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird.
Wenn bei 310 angegeben wird, dass der Antriebsstrang nicht im Reihenmodus betrieben wird, kann das Verfahren 300 zu 315 übergehen, wo die aktuellen Betriebsbedingungen beibehalten werden können. Wenn der Antriebsstrang zum Beispiel in einem Parallelbetriebsmodus betrieben wird, können derartige Betriebsbedingungen beibehalten werden. Alternativ, wenn das Fahrzeug ausschließlich über elektrische Energie angetrieben wird, können derartige Betriebsbedingungen beibehalten werden. Das Verfahren 300 kann dann enden. Während das Verfahren 300 als nach Schritt 315 endend dargestellt ist, versteht es sich, dass das Verfahren 300 zum Start zurückkehren kann, wenn der Fahrzeugbetrieb fortgesetzt wird, um zu bestimmen, wann in den Reihenmodus eingetreten wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 310 kann das Verfahren 300 als Reaktion auf eine Angabe, dass der Fahrzeugantriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird, zu 320 übergehen. Bei 320 kann das Verfahren 300 das Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gleich einer Summe aus Fahrerbedarfsleistung, Batterieladeanforderungsleistung und Leistung, die zum Betreiben von elektrischem Zubehör verwendet wird, beinhalten. Mit anderen Worten kann der Verbrennungsmotorleistungsbefehl gemäß der vorstehend beschriebenen Gleichung (1) festgelegt werden. Verbrennungsmotoraktoren (z. B. Drehmomentaktoren 204 in 2), einschließlich unter anderem Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze(n), Ansaugdrossel usw., können über die Verbrennungsmotorsteuerung verwendet werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den Verbrennungsmotorleistungsbefehl zu erfüllen.
Übergehend zu 325 beinhaltet das Verfahren 300 das Angeben, ob ein Getriebegangwechsel angefordert wird. Ein Gangwechsel kann über den Fahrer (z. B. über den Schalthebel oder Schaltknüppel) oder über das Drehmomentsteuerungsmerkmal als Teil der Fahrzeugsystemsteuerung (z. B. Fahrzeugsystemsteuerung 255 in 2) angefordert werden. In dem Fall, dass kein Gangwechsel angefordert wird, kann das Verfahren 300 zu 320 zurückkehren, wo die Verbrennungsmotorleistung gemäß der vorstehenden Gleichung (1) befohlen wird, wie erörtert. Alternativ kann das Verfahren 300 als Reaktion darauf, dass bei 325 angegeben wird, dass ein Gangwechsel angefordert wird, zu 330 übergehen.
Bei 330 bestimmt das Verfahren 300 die übrige Ladekapazität der Batterie. Das Bestimmen der übrigen Ladekapazität der Batterie kann durch die Fahrzeugsystemsteuerung auf Grundlage von Informationen durchgeführt werden, die von der Batterie und/oder der Batteriesteuerung (z. B. Energiespeichervorrichtungssteuerung 253 in 2) abgerufen werden. Die übrige Ladekapazität der Batterie kann als eine Differenz zwischen einer maximalen Ladeleistungsgrenze der Batterie und einer aktuell angeforderten Batterieladeleistung bestimmt werden.
Ist die übrige Ladekapazität der Batterie bei 330 bestimmt, geht das Verfahren 300 zu 335 über. Bei 335 beinhaltet das Verfahren 300 das Bestimmen, ob die aktuelle Fahrerbedarfsleistung geringer ist als die übrige Ladekapazität der Batterie. Die aktuelle Fahrerbedarfsleistung kann zum Beispiel von der Fahrpedalposition anhängig sein. Wenn bestimmt wird, dass die Fahrerbedarfsleistung geringer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, geht das Verfahren 300 zu 340 über. Bei 340 beinhaltet das Verfahren 300 das Zuweisen einer Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung zu zusätzlicher Batterieladung. Mit anderen Worten, wenn die Fahrerbedarfsleistung geringer ist als die übrige Ladekapazität der Batterie, kann die gesamte Fahrerbedarfsleistung dem Laden der Batterie zugewiesen werden. Dementsprechend beinhaltet das Verfahren 300 bei 345 das Festlegen der Gesamtbatterieladeleistung gleich einer Summe der Fahrerbedarfsleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung.
Wird die Gesamtbatterieladeleistung als die Summe der Fahrerbedarfsleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung befohlen, geht das Verfahren 300 zu 350 über. Bei 350 beinhaltet das Verfahren 300 das Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gleich der Summe der Gesamtbatterieladeleistung und der Leistung, die über beliebige Nebenverbraucher verwendet wird, die über die Batterie mit Leistung versorgt werden. Es versteht sich, dass, wenn Schritt 350 auf Schritt 345 folgt, die Gesamtbatterieladeleistung die Summe der Fahrerbedarfsleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung ist, wie erörtert. Somit versteht es sich, dass, wenn Schritt 350 auf Schritt 345 folgt, die Summe der Fahrerbedarfsleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung kleiner als eine maximale Batterieladeleistungsgrenze sein kann.
Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass beim Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls bei 350 Verbrennungsmotordrehmomentaktoren derart gesteuert werden können, dass sie die Verbrennungsmotorleistung auf den Verbrennungsmotorleistungsbefehl steuern. Zum Beispiel können eine Menge und Rate, mit der den Verbrennungsmotorzylindern Kraftstoff bereitgestellt wird, gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern. Zusätzlich oder alternativ kann ein Ausmaß der Drosselöffnung gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern. Zusätzlich oder alternativ kann ein Zündzeitpunkt gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern.
Dementsprechend beinhaltet das Verfahren 300 übergehend zu 355 das Angeben, ob die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts der befohlenen Verbrennungsmotorleistung aus Schritt 350 liegt. Wenn nicht, kann das Verfahren 300 weiterhin (einem) Verbrennungsmotoraktor(en) befehlen, die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern. Die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung kann auf Grundlage einer Schätzung des Verbrennungsmotordrehmoments und der Verbrennungsmotordrehzahl bestimmt werden, die auf Grundlage einer Ausgabe von einem Kurbelwellenpositionssensor (z. B. dem Hall-Effekt-Sensor 118 in 1) in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet werden können. In einigen Beispielen kann ein dedizierter Verbrennungsmotordrehmomentsensor (nicht gezeigt) zum Überwachen des Verbrennungsmotordrehmoments enthalten sein.
Als Reaktion darauf, dass die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung innerhalb des Schwellenwerts der befohlenen Verbrennungsmotorleistung liegt, geht das Verfahren 300 zu 360 über. Bei 360 beinhaltet das Verfahren 300 das Ausführen der Gangwechsels. Wenn sich das Getriebe zum Beispiel im zweiten Gang befindet, kann das Ausführen des Gangwechsels das Ändern des eingelegten Gangs vom zweiten Gang in den dritten Gang des Getriebes beinhalten. Zum Ausführen des Gangwechsels versteht es sich, dass die Steuerung der elektrischen Maschine (z. B. die Steuerung 252 der elektrischen Maschine in 2) dem Traktionsmotor einen Drehmomentwert befehlen kann, der innerhalb eines Schwellenwerts (z. B. 1-2 Nm oder weniger) von 0 Nm liegt. Sobald das Eingangsdrehmoment für das Getriebe innerhalb des Schwellenwerts von 0 Nm liegt, kann eine Getriebe-Klauenkupplung geöffnet werden, um den Gangwechsel auszuführen. Als ein Beispiel versteht es sich, dass der grundlegende Betrieb einer derartigen Getriebe-Klauenkupplung als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln von Gängen des Getriebes Reduzieren des Eingangsdrehmoments auf die Eingangswelle des Getriebes, Wegbewegen einer gleitenden Klauenkupplungsscheibe beinhalten von einer festen Klauenkupplungsscheibe (z. B. Öffnen der Klauenkupplung des aktuellen Gangs), Synchronisieren der Getriebeeingangswellendrehzahl auf die Ausgangswellendrehzahl und Bewegen einer anderen Klauenkupplungsscheibe (z. B. der gewünschten Klauenkupplungsscheibe) zu der festen Klauenkupplungsscheibe, um die Klauenkupplung für den gewünschten Gang zu schließen.
Bei 365 beinhaltet das Verfahren 300 das Beurteilen, ob das Gangwechselereignis abgeschlossen ist. Falls nicht, kann der Prozess des Wechselns der Gänge bei Schritt 360 fortgesetzt werden. Alternativ kann das Verfahren 300 als Reaktion darauf, dass der Gangwechsel als abgeschlossen angegeben wird, zu 370 übergehen, Bei 370 beinhaltet das Verfahren 300 erneut das Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gleich der Summe der Fahrerbedarfsleistung, der aktuell angeforderten Batterieladeleistung und einer beliebigen Leistung, die zur Verwendung beim Betreiben von Zubehör angefordert ist. Wenngleich dies nicht spezifisch veranschaulicht ist, versteht es sich, dass als Reaktion darauf, dass das Gangwechselereignis stattgefunden hat, dem Traktionsmotor befohlen werden kann, den angetriebenen Rädern Drehmoment in Abhängigkeit von dem Fahrerbedarf bereitzustellen. Das Verfahren 300 kann dann enden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 335 geht das Verfahren 300 in einem Beispiel, in dem die Fahrerbedarfsleistung gleich der übrigen Ladekapazität der Batterie ist oder diese übersteigt, zu 375 über. Anders ausgedrückt, geht das Verfahren 300 unter Bedingungen, in denen die Fahrerbedarfsleistung nicht kleiner als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, zu 375 über. Bei 375 beinhaltet das Verfahren 300 das Zuweisen eines Teils der Fahrerbedarfsleistung zu zusätzlicher Batterieladung (z. B. zusätzlich zu der aktuell angeforderten Batterieladeleistung). Anders ausgedrückt, da die Fahrerbedarfsleistung nicht kleiner als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, kann eine Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung nicht in der Lage sein, der zusätzlichen Batterieladung zugewiesen zu werden. Stattdessen kann der Teil der Fahrerbedarfsleistung, welcher der zusätzlichen Batterieladung zugewiesen werden kann, gleich der übrigen Ladekapazität der Batterie sein. Demnach beinhaltet das Verfahren 300 bei 375 das Zuweisen eines Teils der Fahrerbedarfsleistung gleich der übrigen Ladekapazität der Batterie zu der zusätzlichen Batterieladung.
Somit beinhaltet das Verfahren 300, übergehend zu 380, das Festlegen der Gesamtbatterieladeleistung gleich der maximalen Batterieladeleistungsgrenze. Dann, übergehend zu 350, beinhaltet das Verfahren 300 das Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gleich der Gesamtbatterieladeleistung plus beliebiger Leistung, die von elektrischen Nebenverbrauchern angefordert wird. Somit versteht es sich, dass, wenn Schritt 350 auf Schritt 380 folgt, der Verbrennungsmotorleistungsbefehl gleich der maximalen Ladeleistung der Batterie plus beliebiger Leistung ist, die von elektrischen Nebenverbrauchern angefordert wird.
Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass beim Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls bei 350 Verbrennungsmotordrehmomentaktoren derart gesteuert werden können, dass sie die Verbrennungsmotorleistung auf den Verbrennungsmotorleistungsbefehl steuern. Zum Beispiel können eine Menge und Rate, mit der den Verbrennungsmotorzylindern Kraftstoff bereitgestellt wird, gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern. Zusätzlich oder alternativ kann ein Ausmaß der Drosselöffnung gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern. Zusätzlich oder alternativ kann ein Zündzeitpunkt gesteuert werden, um die Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern.
Der Rest des Verfahrens 300 verläuft im Wesentlichen so wie vorstehend erörtert und somit werden die verbleibenden Schritte 355-370 kurz erörtert. Bei 355 beinhaltet das Verfahren 300 das Angeben, ob die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls liegt. Falls nicht, kann weiterhin auf Verbrennungsmotoraktoren zurückgegriffen werden, um die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung auf den Verbrennungsmotorleistungsbefehl zu steuern. Als Reaktion darauf, dass die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls liegt, geht das Verfahren 300 zu 360 über, wo der Gangwechsel ausgeführt wird. Obwohl dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich, dass zum Ausführen des Gangwechsels die Steuerung der elektrischen Maschine (z. B. die Steuerung 252 der elektrischen Maschine in 2) dem Traktionsmotor einen Drehmomentwert befehlen kann, der innerhalb eines Schwellenwerts (z. B. 1-2 Nm oder weniger) von 0 Nm liegt. Als Reaktion darauf, dass das Eingangsdrehmoment für das Getriebe innerhalb des Schwellenwerts von 0 Nm liegt, kann der Gangwechsel fortgesetzt werden. Insbesondere kann die Getriebe-Klauenkupplung geöffnet werden, um den Gangwechsel auszuführen.
Als Reaktion darauf, das der Gangwechsel als bei 365 stattgefunden angegeben wird, kann das Verfahren 300 erneut das Festlegen des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gleich der Summe der Fahrerbedarfsleistung, der aktuell angeforderten Batterieladeleistung und einer beliebigen Leistung, die zur Verwendung beim Betreiben von Zubehör angefordert ist, beinhalten. Wenngleich dies nicht spezifisch veranschaulicht ist, versteht es sich, dass als Reaktion darauf, dass das Gangwechselereignis stattgefunden hat, dem Traktionsmotor befohlen werden kann, den angetriebenen Rädern Drehmoment in Abhängigkeit von dem Fahrerbedarf bereitzustellen. Das Verfahren 300 kann dann enden.
Somit, wie hierin erörtert, kann ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors und Umleiten einer über den Verbrennungsmotor erzeugten elektrischen Leistung von einem Traktionsmotor zu einer Batterie als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes, wenn die Kraftübertragung in einem Reihenmodus betrieben wird, beinhalten.
In einem derartigen Verfahren können die Betriebsbedingungen eine Verbrennungsmotordrehzahl und eine Verbrennungsmotorlast sein.
In einem derartigen Verfahren kann das Getriebe in der Kraftübertragung stromabwärts des Traktionsmotors positioniert sein.
In einem derartigen Verfahren kann die Anforderung zum Schalten des Getriebes eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang beinhalten.
In einem derartigen Verfahren kann Schalten des Getriebes Steuern eines offenen und eines geschlossenen Zustands einer Getriebe-Klauenkupplung beinhalten.
In einem derartigen Verfahren kann das Verfahren ferner Beibehalten von Betriebsbedingungen als Reaktion auf Ableiten, dass eine Gesamtheit der durch den Traktionsmotor verwendeten elektrischen Leistung zu der Batterie umgeleitet werden kann, beinhalten.
In einem derartigen Beispiel kann das Verfahren ferner Reduzieren einer Verbrennungsmotorlast und Führen einer maximalen Leistung zu der Batterie als Reaktion darauf beinhalten, dass die Batterie eine unzureichende Kapazität zum Speichern der Verbrennungsmotorausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes aufweist.
In einem derartigen Verfahren kann das Verfahren ferner Fortsetzen des Beibehaltens der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und Umleiten der elektrischen Leistung zurück zum Traktionsmotor von der Batterie als Reaktion darauf, dass der Wechsel ausgeführt wird, beinhalten.
Ein anderes Beispiel für ein Verfahren kann Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs in einem Reihenmodus und, als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Gangs eines Getriebes, Steuern eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, um eine Batterie um eine Menge zu laden, die davon abhängig ist, ob eine Fahrerbedarfsleistung größer als eine übrige Ladekapazität der Batterie ist oder kleiner als die übrige Ladekapazität ist, beinhalten.
In einem derartigen Verfahren kann die Menge der übrigen Ladekapazität entsprechen, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist oder dieser entspricht.
In einem derartigen Beispiel kann die Menge der Fahrerbedarfsleistung entsprechen, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist.
In einem derartigen Verfahren kann Betreiben des Antriebsstrangs im Reihenmodus Befehlen des Öffnens einer Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem Traktionsmotor, der sich stromabwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromaufwärts des Getriebes befindet, und einem integrierten Anlasser/Generator positioniert ist, der sich stromaufwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromabwärts des Verbrennungsmotors befindet, beinhalten.
In einem derartigen Verfahren kann das Verfahren ferner Reduzieren eines Eingangsdrehmoments für das Getriebe auf innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm für Wechseln des Gangs des Getriebes beinhalten.
In einem derartigen Verfahren kann Steuern des Verbrennungsmotors, um die Batterie zu laden, Beibehalten von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beinhalten, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist, und beinhaltet im Gegenzug Anpassen von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist Die Betriebsbedingungen können eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Verbrennungsmotorlast sein.
In einem derartigen Verfahren kann Wechseln des Gangs des Getriebes Steuern einer Getriebe-Klauenkupplung beinhalten.
Wie vorstehend in Bezug auf das Verfahren 300 erörtert, kann der Verbrennungsmotorleistungsbefehl während eines Gangwechselereignisses, während der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird, abhängig von der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie unterschiedlich sein. Dementsprechend stellen die 4-5 zwei unterschiedliche Zeitachsen dar, die veranschaulichen, wie die Verbrennungsmotorleistung gemäß dem in 3 dargestellten Verfahren 300 unterschiedlich gesteuert werden können.
Unter Bezugnahme auf 4 ist nun eine beispielhafte Zeitachse 400 dargestellt, die veranschaulicht, wie der Verbrennungsmotorbetrieb während eines Gangwechselereignisses gesteuert wird, wobei die Kraftübertragung im Reihenmodus betrieben wird, unter Umständen, bei denen die Batterie in der Lage ist, eine zusätzliche Ladung aufzunehmen, die einer Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung entspricht. Die Zeitachse 400 beinhaltet den Verlauf 405, der die befohlene Verbrennungsmotorleistung angibt, und den Verlauf 408, der die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung im Zeitverlauf angibt. Die Zeitachse 400 beinhaltet ferner den Verlauf 410, der die maximale Ladeleistungsgrenze der Batterie angibt, und den Verlauf 415, der die aktuell angeforderte Batterieladeleistung im Zeitverlauf angibt. Die Linie 412 veranschaulicht die übrige Ladekapazität der Batterie. Der Verlauf 420 stellt eine zusätzliche Menge an Batterieladeleistung dar, die der Ladung der Batterie zugewiesen ist, da die Fahrerbedarfsleistung geringer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, und der Verlauf 425 stellt die Gesamtbatterieladeleistung dar, die eine Summe der zusätzlichen Menge an Batterieladeleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung im Zeitverlauf ist. Die Zeitachse 400 beinhaltet ferner den Verlauf 430, der die Fahrerbedarfsleistung angibt, und den Verlauf 440, der die zum Zuführen von Elektrizität zu (einem) Nebenverbaucher(n) angeforderte Leistung im Zeitverlauf darstellt. Der Verlauf 435 stellt die Leistung dar, die dem Traktionsmotor (z. B. dem Traktionsmotor 282 in 2) im Zeitverlauf befohlen wird. Die Zeitachse 400 beinhaltet ferner einen Verlauf 445, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Getriebegangwechsel angefordert wurde, abgeschlossen wurde oder aktuell nicht zutreffend (n/a) ist. Die Zeitachse 400 beinhaltet ferner einen Verlauf 447, der im Zeitverlauf angibt, ob das Fahrzeug in einem Reihenbetriebsmodus betrieben wird (ja oder nein).
In Bezug auf die beispielhafte Zeitachse 400 nimmt die Verbrennungsmotorleistung (befohlen und tatsächlich) in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu (siehe Einfügung 450), nimmt die Batterieladung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu und nehmen die Fahrerbedarfsleistung und die Zubehörleistung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu. Die Zeit nimmt in Richtung der Pfeile entlang der x-Achse zu.
Zum Zeitpunkt t0 ist der Verbrennungsmotor in Betrieb und verbrennt Luft und Kraftstoff und spiegelt die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 408) den Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 405) wider. Es versteht sich, dass der Verbrennungsmotorleistungsbefehl zum Zeitpunkt t0 eine Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 430), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 415) und der von beliebigen Nebenverbrauchern angeforderten Leistung (Verlauf 440) ist. Zum Zeitpunkt t0 liegt die aktuell angeforderte Batterieladeleistung (Verlauf 415) unter der maximalen Ladeleistungsgrenze der Batterie (Verlauf 410) und ist die Differenz zwischen der maximalen Ladeleistungsgrenze der Batterie und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung die übrige Ladekapazität der Batterie (Verlauf 412). Zum Zeitpunkt t0 keine Anforderung für einen Getriebegangwechsel (Verlauf 445) vorhanden und wird der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben (Verlauf 447).
Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 beginnt die Fahrerbedarfsleistung zuzunehmen (Verlauf 430). Die Erhöhung wird in dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 405) widergespiegelt, da der Verbrennungsmotorleistungsbefehl von der Fahrerbedarfsleistung abhängig ist. Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 ist die erhöhte Fahrerbedarfsleistung jedoch nicht ausreichend, um eine Anforderung für einen Gangwechsel von einem Gang (z. B. zweiten Gang) in einen anderen Gang (z. B. dritten Gang) zu induzieren (Verlauf 445). Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 wird die Fahrerbedarfsleistung den angetriebenen Rädern (z. B. den Rädern 216 in 2) über den Traktionsmotor (z. B. den Traktionsmotor 282 in 2) bereitgestellt, wobei der Verbrennungsmotor betrieben wird, um der Speichervorrichtung für elektrische Energie (z. B. der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in 2) elektrische Energie über den ISG (z. B. den ISG 240 in 2) bereitzustellen. Ferner versteht es sich, dass zwischen Zeitpunkt t0 und t1 die Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 425) der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 415) entspricht.
Zum Zeitpunkt t1 wird ein Getriebegangwechsel angefordert (Verlauf 445). Mit anderen Worten ist zum Zeitpunkt t1 eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von einem Gang (z. B. zweiten Gang) in einen anderen Gang (z. B. dritten Gang) vorhanden. Da der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird, muss, um den Wechsel auszuführen, ein Eingangsdrehmoment für das Getriebe (z. B. über die Eingangswelle 270 in 2) recht niedrig sein (z. B. innerhalb eines Schwellenwertdrehmoments von 0 Nm), bevor die geeignete Kupplung betätigt (z. B. ausgerückt) werden kann, um den Wechsel einzuleiten. Um das Eingangsdrehmoment für das Getriebe zu reduzieren, kann dem Traktionsmotor befohlen werden, seinen Leistungsausgang auf eine Weise zu reduzieren, die es der Eingangswelle ermöglicht, das gewünschte niedrige Drehmoment für die Ausführung des Gangwechsels schnell zu erreichen. Wie vorstehend erörtert, kann, da die Fahrerbedarfsleistung über den Traktionsmotor bereitgestellt wird, eine beliebige Reduzierung der Traktionsmotorausgangsleistung vorübergehend in dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl als eine Reduzierung der Fahrerbedarfsleistung widergespiegelt werden, was dazu führen kann, dass der Verbrennungsmotorbetrieb unerwünscht auf eine Weise schwankt, welche die Effizienz verringert. Darüber hinaus kann eine tatsächliche Änderung der Verbrennungsmotorleistung als Reaktion auf eine vorübergehende Änderung des Verbrennungsmotorleistungsbefehls langsamer sein als die tatsächliche Änderung der Fahrerbedarfsleistung durch den Traktionsmotor, und somit kann, wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung der Fahrerbedarfsleistung widerspiegelt, die Gangwechseldauer länger sein, als wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung der Fahrerbedarfsleistung nicht widergespiegelt hätte.
Dementsprechend wird zum Zeitpunkt t1 dem Traktionsmotor befohlen (Verlauf 435), seinen Leistungsausgang auf ein Niveau zu reduzieren, sodass der Drehmomenteingang in das Getriebe innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm liegt. Die Steuerung beurteilt, ob die Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 430) geringer ist als die übrige Ladekapazität der Batterie (Linie 412), und obwohl nicht explizit veranschaulicht, versteht es sich, dass in dieser beispielhaften Zeitachse bestimmt wird, dass die Fahrerbedarfsleistung geringer ist als die übrige Ladekapazität der Batterie. Somit wird die Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung der Ladung der Batterie zugewiesen. Der Verlauf 420 stellt die zusätzliche Menge der Ladeleistung dar, die der Batterie zugeweisen ist und die der Fahrerbedarfsleistung entspricht, und Verlauf 425 stellt die Gesamtbatterieladeleistung dar, welche die Summe der zusätzlichen Menge der Ladeleistung, die der Batterie zugewiesen ist (Verlauf 420), und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 415) ist. Zwischen Zeitpunkt t1 und t2 nimmt die Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 425) in Abhängigkeit von der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 430) zu, bleibt jedoch unter der maximalen Leistungsladegrenze der Batterie (Verlauf 410). Es versteht sich, dass zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die der Batterie bereitgestellte Ladeleistung gleich der durch den Verlauf 425 dargestellten Gesamtladeleistung ist. Darüber hinaus ist der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 405) zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die Summe der Gesamtladeleistung (Verlauf 425) und der Leistung ist, die von (einem) Nebenverbraucher(n) angefordert wird (Verlauf 440).
Bei Zeitpunkt t1 versteht es sich, dass bei reduziertem Traktionsmotorleistungsausgang das Eingangsdrehmoment für das Getriebe innerhalb des Schwellenwerts von 0 Nm liegt. Da die Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung der zusätzlichen Batterieladung zugewiesen werden kann, ändert sich der Verbrennungsmotorleistungsbefehl nicht und somit wird der Gangwechsel zu Zeitpunkt t1 gestartet, da die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 408) innerhalb des Schwellenwerts (siehe Entscheidungsblock 355 in 3) des Verbrennungsmotorleistungsbefehls (Verlauf 405) liegt. Zum Zeitpunkt t2 ist der Gangwechsel abgeschlossen (Verlauf 445). Mit anderen Worten ist zum Zeitpunkt t2 der Gangwechsel von einem Gang (z. B. zweiten Gang) in einen anderen Gang (z. B. dritten Gang) abgeschlossen, sodass der gewünschte Gang, welcher der Gangwechselanforderung entspricht, eingelegt ist. Da der Gangwechsel zu Zeitpunkt t2 ausgeführt wurde, wird das Eingangsdrehmoment für das Getriebe über das Befehlen des Traktionsmotors, eine Drehmomentausgabe zu erzeugen, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht (siehe Verlauf 435 im Vergleich zu Verlauf 430), erhöht. Nach dem Zeitpunkt t2 ist die Batterieladeleistung erneut die aktuell angeforderte Batterieladeleistung (Verlauf 415). Ferner ist nach dem Zeitpunkt t2 der Verbrennungsmotorleistungsbefehl erneut die Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 430), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 415) und der von (einem) beliebigen Nebenverbraucher(n) angeforderten Leistung (Verlauf 440).
Somit stellt die Zeitachse aus 4 eine Situation dar, in welcher der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird, in dem die Traktionsbatterie einen Drehmomentausgang für das Getriebe auf einem Niveau bereitstellt, das auf der Fahrerbedarfsleistung basiert, und wobei die Fahrerbedarfsleistung zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Gangwechsel angefordert wird, kleiner als die übrige Ladekapazität der Batterie ist. Durch das Zuweisen der Fahrerbedarfsleistung zu einer zusätzlichen Batterieladung spiegelt der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung des Leistungsbedarfs nicht wider, die aus der Reduzierung der Traktionsmotorausgangsleistung stammt, was die Verbrennungsmotoreffizienz im Vergleich zu einer Situation verbessern kann, in welcher der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die vorübergehende Änderung des Leistungsbedarfs widerspiegelt. Ferner kann durch das Zuweisen der Fahrerbedarfsleistung zu der zusätzlichen Batterieladung anstatt des vorübergehenden Änderns des Verbrennungsmotorleistungsbefehls die Gangwechseldauer zwischen Zeitpunkt t1 und t2 im Vergleich zu einer Situation verkürzt werden, in welcher die Fahrerbedarfsleistung keiner zusätzlichen Batterieladung zugewiesen werden würde.
Unter Bezugnahme auf 5 ist nun eine beispielhafte Zeitachse 500 dargestellt, die veranschaulicht, wie der Verbrennungsmotorbetrieb während eines Gangwechselereignisses gesteuert wird, wobei die Kraftübertragung im Reihenmodus betrieben wird, unter Umständen, bei denen die Batterie nicht in der Lage ist, eine zusätzliche Ladeleistung aufzunehmen, die der gesamten Fahrerbedarfsleistung entspricht, aber stattdessen in der Lage ist, eine zusätzliche Ladeleistung aufzunehmen, die einem Anteil der Fahrerbedarfsleistung entspricht. Die Zeitachse 500 beinhaltet den Verlauf 505, der die befohlene Verbrennungsmotorleistung angibt, und den Verlauf 510, der die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung im Zeitverlauf angibt. Die Zeitachse 500 beinhaltet ferner Verlauf 515, der die maximale Ladeleistungsgrenze der Batterie angibt, und den Verlauf 520, der die aktuell angeforderte Batterieladeleistung im Zeitverlauf angibt. Die Linie 518 veranschaulicht die übrige Ladekapazität der Batterie. Der Verlauf 525 stellt eine zusätzliche Menge an Batterieladeleistung dar, die der Ladung der Batterie basierend auf der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie zugewiesen ist, und der Verlauf 530 stellt die Gesamtbatterieladeleistung dar, die eine Summe der zusätzlichen Menge an Batterieladeleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung im Zeitverlauf ist. Die Zeitachse 500 beinhaltet ferner den Verlauf 535, der die Fahrerbedarfsleistung angibt, und den Verlauf 540, der die zum Zuführen von Elektrizität zu (einem) Nebenverbaucher(n) angeforderte Leistung im Zeitverlauf angibt. Der Verlauf 543 stellt den Leistungsausgang dar, der dem Traktionsmotor (z. B. dem Traktionsmotor 282 in 2) im Zeitverlauf befohlen wird. Die Zeitachse 500 beinhaltet ferner einen Verlauf 545, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Getriebegangwechsel angefordert wurde, gestartet wurde, abgeschlossen wurde oder aktuell nicht zutreffend (n/a) ist. Die Zeitachse 500 beinhaltet ferner den Verlauf 547, der im Zeitverlauf angibt, ob das Fahrzeug in einem Reihenbetriebsmodus betrieben wird (ja oder nein).
In Bezug auf die beispielhafte Zeitachse 500 nimmt der Verbrennungsmotorleistungsbefehl in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu (siehe Einfügung 550), nimmt die Batterieladung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu und nehmen die Fahrerbedarfsleistung und die Zubehörleistung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu. Die Zeit nimmt in Richtung der Pfeile entlang der x-Achse zu.
Es versteht sich, dass zum Zeitpunkt t0 der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt und der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 505) eine Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 535), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 520) und einer beliebigen Menge an Leistung ist, die zum Antreiben von (einem) Nebenverbraucher(n) angefordert ist (Verlauf 540). Zum Zeitpunkt t0 wird der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben, sodass der Verbrennungsmotorbetrieb der Speichervorrichtung für elektrische Energie (z. B. der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in 2) über den ISG (z. B. den ISG 240 in 2) eine Elektrizitätsquelle zum Antreiben des Traktionsmotors (z. B. des Traktionsmotors 282 in 2) bereitstellt. Zum Zeitpunkt t0 ist die Fahrerbedarfsleistung derart, dass kein Gangwechsel angefordert ist (Verlauf 545).
Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 beginnt die Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 535) zuzunehmen und die Zunahme der Fahrerbedarfsleistung wird im Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 505) widergespiegelt. Zum Zeitpunkt t1 wird ein Getriebegangwechsel angefordert (Verlauf 545). Zum Beispiel kann die Anforderung eine Anforderung zum Wechseln des Getriebegangs von einem Gang (z. B. dritten Gang) in einen anderen Gang (z. B. vierten Gang) sein. Die Anforderung kann an einer Steuerung (z. B. Fahrzeugsystemsteuerung 255 in 2) des Fahrzeugs empfangen werden.
Wurde die Anforderung zum Zeitpunkt t1 empfangen, bestimmt die Steuerung die übrige Ladekapazität der Batterie (Linie 518). Die übrige Ladekapazität der Batterie, wie oben erörtert, ist die Differenz zwischen der maximalen Ladeleistungsgrenze der Batterie (Verlauf 515) und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 520). Ferner bestimmt die Steuerung, ob die Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 535) geringer ist als die übrige Ldekapazität der Batterie. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich in dieser beispielhaften Zeitachse 500, dass die Steuerung bestimmt, dass die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist. Somit kann im Gegensatz zu der in 4 dargestellten Situation nicht die gesamte Fahrerbedarfsleistung einer zusätzlichen Ladung zugewiesen werden, da dies eine Batterieladeleistung erfordern würde, die größer als die maximale Ladeleistungsgrenze ist. Stattdessen kann die Fahrerbedarfsleistung, die der übrigen Ladekapazität der Batterie entspricht, der zusätzlichen Ladung der Batterie zugewiesen werden. Anders ausgedrückt, kann nur ein Teil der Fahrerbedarfsleistung der Ladung der Batterie zugewiesen werden und entspricht der Teil der übrigen Ladekapazität der Batterie.
Dementsprechend wird zum Zeitpunkt t1 als Reaktion auf die Gangwechselanforderung und als Reaktion auf die Bestimmung, dass die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, die Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 530) so befohlen, dass sie der maximalen Ladeleistungsgrenze (Verlauf 515) entspricht. Der Verlauf 525 stellt die zusätzliche Menge an Batterieladeleistung dar, die der Ladung der Batterie zugewiesen wird, die einfach der übrigen Ladekapazität der Batterie entspricht. Eine Summe der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 520) und der zusätzlichen Menge an Batterieladeleistung (Verlauf 525) entspricht der maximalen Ladeleistungsgrenze (Verlauf 515).
Da eine Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, ändert sich der Verbrennungsmotorleistungsbefehl. Insbesondere nimmt der Verbrennungsmotorleistungsbefehl um eine Differenz zwischen der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie ab. Anders ausgedrückt, wird der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die Summe der Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 530) und einer beliebigen Leistung, die zum Betreiben des Nebenverbauchers/der Nebenverbraucher angefordert wird (Verlauf 540). Somit fällt, wie bei Verlauf 505 zu sehen ist, der Verbrennungsmotorleistungsbefehl auf einen niedrigeren Wert ab, es versteht sich jedoch, dass der Verbrennungsmotorleistungsbefehl wesentlich signifikanter modifiziert worden wäre (äquivalent zu einer Gesamtheit der Fahrerbedarfsleistung), wenn der Teil der Fahrerbedarfsleistung nicht der Ladung der Batterie zugewiesen worden wäre.
Wie vorstehend erwähnt, gibt es eine Zeitverzögerung zwischen der Ausgabe eines Verbrennungsmotorleistungsbefehls und der tatsächlichen Verbrennungsmotorleistung, die den Verbrennungsmotorleistungsbefehl erreicht. Somit verringert sich zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 510) mit einer geringeren Rate als der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 505). Um die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung zu steuern, können (ein) Verbrennungsmotordrehmomentaktor(en) (z. B. Verbrennungsmotordrehmomentaktoren 96 in 2) verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Ansaugdrossel in einigen Beispielen in eine geschlossenere Position befohlen werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Zeitpunkt und/oder eine Menge des Kraftstoffs, der dem Verbrennungsmotor bereitgestellt wird, verringert werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Zündzeitpunkt modifiziert werden, um den Verbrennungsmotorleistungsausgang zu reduzieren.
Zum Zeitpunkt t2 liegt die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 510) innerhalb des Schwellenwerts der befohlenen Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 505). Dementsprechend wird der Gangwechselprozess eingeleitet, der das Befehlen des Traktionsmotors, seinen Leistungsausgang auf einen Punkt zu reduzieren, an dem das Eingangsdrehmoment für das Getriebe auf ein Niveau innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm, wie durch den Verlauf 543 dargestellt, beinhaltet. Zwischen Zeitpunkt t2 und t3 wird der Gangwechselvorgang ausgeführt, sodass das Getriebe einen Gang auskuppelt und einen anderen Gang einkuppelt. Zum Beispiel kann der Gangwechsel das Schalten des Getriebes aus dem dritten Gang in den vierten Gang beinhalten.
Zum Zeitpunkt t3 ist der Gangwechsel abgeschlossen (Verlauf 545). Nachdem der Gangwechsel ausgeführt wurde, wird dem Traktionsmotor (siehe Verlauf 543) erneut befohlen, eine Ausgangsleistung zu erzeugen, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht. Der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 505) zum Zeitpunkt t3 wird somit erneut zu der Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 535), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 520) und einer beliebigen Leistung, die zum Antreiben von (einem) Nebenverbraucher(n) angefordert ist (Verlauf 540). Nach dem Zeitpunkt t3, wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl festgelegt wurde, wird den Verbrennungsmotordrehmomentaktoren befohlen, den Verbrennungsmotorleistungsausgang zu erhöhen, um einen Leistungsausgang zu erzeugen, der gleich der befohlenen Leistung ist. Zum Beispiel kann die Ansaugdrossel in einem größeren Ausmaß geöffnet werden, kann eine Menge oder Rate, mit der dem Verbrennungsmotor Kraftstoff bereitgestellt wird, erhöht werden, kann der Zündzeitpunkt modifiziert werden usw., um den Verbrennungsmotorleistungsausgang auf den befohlenen Verbrennungsmotorleistungsausgang zu erhöhen. Kurz nach Zeitpunkt t3 liegt die tatsächliche Verbrennungsmotorleistungsausgabe innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls.
Somit stellt die Zeitachse aus 5 ein Szenario dar, in dem der Fahrzeugantriebsstrang im Reihenmodus betrieben wird, und zum Zeitpunkt der Gangwechselanforderung ist eine Menge der übrigen Ladekapazität der Batterie geringer als die Fahrerbedarfsleistung. Somit wird die Menge der zusätzlichen Ladung als gleich der übrigen Ladekapazität der Batterie festgelegt und wird die Differenz zwischen der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie in dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl widergespiegelt. Mit anderen Worten wird der Verbrennungsmotorleistungsbefehl um eine Menge reduziert, die der Differenz zwischen der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie entspricht, anstatt den Verbrennungsmotorleistungsbefehl um eine Menge zu reduzieren, die der Fahrerbedarfsleistung zum Zeitpunkt des Gangwechsels entspricht. Wenn die zusätzliche Menge an Ladeleistung nicht der Batterie zugewiesen würde, würde erwartet, dass sich der Verbrennungsmotorleistungsbefehl um eine größere Menge (der Fahrerbedarfsleistung entsprechend) ändert, was die Verbrennungsmotoreffizienz verringern kann. Darüber hinaus kann, wenn die zusätzliche Menge an Ladeleistung nicht der Batterie zugewiesen würde, die Gangwechseldauer verlängert werden, da es einen längeren Zeitraum dauern kann, bis die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung den Verbrennungsmotorleistungsbefehl zum Starten des Gangwechsels erreicht.
Wie in Bezug auf 5 dargestellt, ist eine geringe Verzögerung zwischen der Gangwechselanforderung bei Zeitpunkt t1 und dem Gangwechselstart bei Zeitpunkt t2 vorhanden, um zu ermöglichen, dass die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl entspricht (oder innerhalb eines Schwellenwerts davon liegt). In einem alternativen Beispiel kann die Verzögerung verhindert oder erheblich reduziert werden, indem auf die Fahrzeugsystemsteuerung (z. B. VSC 255 in 2) zurückgegriffen wird, um die Verbrennungsmotoraufladung proaktiv einzuschränken. Zum Beispiel kann, wenn sich das Fahrzeug einem Wechselpunkt nähert, der Verbrennungsmotorleistungsbefehl auf die maximale Batterieladeleistungsgrenze reduziert werden. Durch diese Modifikation der vorstehend erwähnten Methodik kann die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung der Batterieladeleistungsgrenze am Schaltpunkt entsprechen, wodurch die Zeit reduziert oder vermieden wird, die benötigt wird, um die Verbrennungsmotorleistung an die befohlene Verbrennungsmotorleistung nach der Gangwechselanforderung anzugleichen.
Somit wird unter Bezugnahme auf 6 nun eine beispielhafte Zeitachse 600 gezeigt, die eine Situation darstellt, in der die geringe Verzögerung zwischen der Gangwechselanforderung und dem Gangwechselstart verhindert oder reduziert wird, indem der Verbrennungsmotorleistungsbefehl unmittelbar vor (innerhalb einer Schwellendauer wie etwa 10 Sekunden, 5 Sekunden, 1 Sekunde, weniger als 1 Sekunde usw.) einer Wechselanforderung reduziert wird, unter Bedingungen, bei denen abgeleitet wird, dass die Fahrerbedarfsleistung größer oder gleich der übrigen Ladekapazität der Batterie ist.
Die Zeitachse 600 beinhaltet den Verlauf 605, der die befohlene Verbrennungsmotorleistung angibt, und den Verlauf 610, der die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung im Zeitverlauf angibt. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner 615, der die maximale Ladeleistungsgrenze der Batterie angibt, und den Verlauf 620, der die aktuell angeforderte Batterieladeleistung im Zeitverlauf angibt. Die Linie 618 veranschaulicht die übrige Ladekapazität der Batterie. Der Verlauf 625 stellt eine zusätzliche Menge an Batterieladeleistung dar, die der Ladung der Batterie basierend auf der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie zugewiesen ist, und der Verlauf 630 stellt die Gesamtbatterieladeleistung dar, die eine Summe der zusätzlichen Menge an Batterieladeleistung und der aktuell angeforderten Batterieladeleistung im Zeitverlauf ist. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 635, der die Fahrerbedarfsleistung angibt, und den Verlauf 640, der die zum Zuführen von Elektrizität zu (einem) Nebenverbaucher(n) angeforderte Leistung im Zeitverlauf angibt. Der Verlauf 643 stellt den Leistungsausgang dar, der dem Traktionsmotor (z. B. dem Traktionsmotor 282 in 2) im Zeitverlauf befohlen wird. Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner einen Verlauf 645, der im Zeitverlauf angibt, ob ein Getriebegangwechsel angefordert/gestartet wurde, abgeschlossen wurde oder aktuell nicht zutreffend (n/a) ist. Es versteht sich, dass, wie nachstehend ausführlicher ausgeführt wird, für diese beispielhafte Zeitachse 600 der Gangwechselstart mit der Gangwechselanforderung zusammenfällt. Mit anderen Worten, da der Verbrennungsmotorleistungsausgang vor der Anforderung zum Wechseln des Getriebegangs gesteuert wird, liegt die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung innerhalb des Schwellenwerts der zum Zeitpunkt der Anforderung befohlenen Verbrennungsmotorleistung, wodurch die Verhinderung oder Reduzierung der Verzögerung zwischen der Gangwechselanforderung und dem Gangwechselstart ermöglicht wird (die alternativ nicht über die in der Zeitachse aus 5 dargestellte Steuerstrategie vermieden wird). Die Zeitachse 600 beinhaltet ferner den Verlauf 647, der angibt, ob das Fahrzeug in einem Reihenbetriebsmodus betrieben wird (ja oder nein), und den Verlauf 648, der angibt, ob die Fahrzeugsystemsteuerung im Zeitverlauf einen bevorstehenden Wechsel (ja oder nein) ableitet.
In Bezug auf die beispielhafte Zeitachse 600 nimmt der Verbrennungsmotorleistungsbefehl in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu (siehe Einfügung 650), nimmt die Batterieladung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu und nehmen die Fahrerbedarfsleistung und die Zubehörleistung in Richtung des Pfeils entlang der y-Achse zu. Die Zeit nimmt in Richtung der Pfeile entlang der x-Achse zu.
Es versteht sich, dass zum Zeitpunkt t0 der Verbrennungsmotor Luft und Kraftstoff verbrennt und der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 605) eine Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 635), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 620) und einer beliebigen Menge an Leistung ist, die zum Antreiben von (einem) Nebenverbraucher(n) angefordert ist (Verlauf 640). Zum Zeitpunkt t0 wird der Antriebsstrang im Reihenmodus betrieben, sodass der Verbrennungsmotorbetrieb der Speichervorrichtung für elektrische Energie (z. B. der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in 2) über den ISG (z. B. den ISG 240 in 2) eine Elektrizitätsquelle zum Antreiben des Traktionsmotors (z. B. des Traktionsmotors 282 in 2) bereitstellt. Zum Zeitpunkt t0 ist die Fahrerbedarfsleistung derart, dass kein Gangwechsel angefordert ist (Verlauf 545).
Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 beginnt die Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 635) zuzunehmen und die Zunahme der Fahrerbedarfsleistung wird im Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 605) widergespiegelt. Zum Zeitpunkt t1 leitet die Fahrzeugsystemsteuerung (z. B. VSC 255 in 2) ab, dass ein bevorstehender Wechsel innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer angefordert wird (Verlauf 648). In einigen Beispielen kann die vorbestimmte Zeitdauer in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen variabel sein, einschließlich unter anderem Verbrennungsmotordrehzahl, Verbrennungsmotorlast, übrige Ladekapazität der Batterie, der aktuellen Verbrennungsmotorleistung, die dem Verbrennungsmotor befohlen wird, Fahrerbedarfsleistung usw. Wenn zum Beispiel abgeleitet wird, dass die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, dann kann der Verbrennungsmotorleistungsbefehl so festgelegt werden, dass er die Batterie um eine zusätzliche Menge lädt, die der übrigen Ladekapazität der Batterie entspricht, wie vorstehend erörtert, was dazu führen kann, dass der Verbrennungsmotor auf den Verbrennungsmotorleistungsbefehl gesteuert werden muss, der die zusätzliche Menge der Ladung widerspiegelt, die der Batterie bereitgestellt wird. Das Steuern des tatsächlichen Verbrennungsmotorleistungsausgangs auf die befohlene Verbrennungsmotorleistung kann jedoch eine variable Zeitdauer in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie in Anspruch nehmen. Dementsprechend kann die vorbestimmte Zeitdauer zwischen dem Ableiten des bevorstehenden Wechsels und des angeforderten Wechsels variieren. Mit anderen Worten kann die Fahrzeugsystemsteuerung einen bevorstehenden Wechsel unter Bedingungen, bei denen die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung um eine größere Menge geändert werden muss, um mit dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl übereinzustimmen, im Vergleich zu Bedingungen, bei denen die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung um eine geringere Menge geändert werden muss, um mit dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl übereinzustimmen, früher ableiten.
Der bevorstehende Wechsel kann auf Grundlage von einem oder mehreren von Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast, aktuell eingelegtem Getriebegang, Traktionsmotorleistungsausgang an das Getriebe, ISG-Ausgang, Drosselposition, abgeleiteter bevorstehender Beschleunigungsanforderung usw. abgeleitet werden. Somit kann ein bevorstehender Wechsel auf Grundlage des abgeleiteten Fahrerbedarfs einige Sekunden in der Zukunft abgeleitet werden. Als ein beispielhaftes Szenario kann das Fahrzeug in einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung betrieben werden (z. B. auf eine Zielfahrgeschwindigkeit eingestellt), wobei die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund einer Anwesenheit eines anderen Fahrzeugs vor dem Fahrzeug niedrig ist (z. B. niedriger als die Zielfahrgeschwindigkeit). Als Reaktion darauf, dass das andere Fahrzeug vor dem Fahrzeug die Spur wechselt (was zu einer freien Straße führt), kann der Fahrerbedarf für die nächsten Sekunden auf Grundlage der Zielfahrgeschwindigkeit abgeleitet werden. Auf Grundlage der Differenz zwischen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zielfahrgeschwindigkeit können ebenfalls alle Gangwechsel, die benötigt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug die Zielfahrgeschwindigkeit erreicht, abgeleitet werden. Es versteht sich, dass das vorstehende Beispiel repräsentativ sein soll und andere Methodiken zum Ableiten des Fahrerbedarfs innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung liegen.
In einigen Beispielen kann ein bevorstehender Wechsel auf einem erlernten Fahrverhalten basieren und kann in einigen Beispielen auf einer erlernten Route basieren, entlang der das Fahrzeug fährt.
Wenn der bevorstehende Wechsel bei Zeitpunkt t1 abgeleitet ist, bestimmt die Steuerung die übrige Ladekapazität der Batterie (Linie 618) zusammen mit der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 635). Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht ist, versteht es sich in dieser beispielhaften Zeitachse, dass die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist. Dementsprechend wird zum Zeitpunkt t1 die Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 630) so befohlen, dass sie der maximalen Ladeleistungsgrenze (Verlauf 615) entspricht. Der Verlauf 625 stellt die zusätzliche Menge an Batterieladeleistung dar, die der Ladung der Batterie zugewiesen wird, die einfach der übrigen Ladekapazität der Batterie entspricht. Eine Summe der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 620) und der zusätzlichen Menge an Batterieladeleistung (Verlauf 625) entspricht der maximalen Ladeleistungsgrenze (Verlauf 615).
Da die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität der Batterie ist, wird der Verbrennungsmotorleistungsbefehl angepasst. Insbesondere nimmt der Verbrennungsmotorleistungsbefehl um eine Differenz zwischen der Fahrerbedarfsleistung und der übrigen Ladekapazität der Batterie ab. Anders ausgedrückt, wird der Verbrennungsmotorleistungsbefehl die Summe der Gesamtbatterieladeleistung (Verlauf 630) und einer beliebigen Leistung, die zum Betreiben des Nebenverbauchers/der Nebenverbraucher angefordert wird (Verlauf 640). Somit fällt, wie bei Verlauf 605 zu sehen ist, der Verbrennungsmotorleistungsbefehl auf einen niedrigeren Wert ab.
Da sich der Verbrennungsmotorleistungsbefehl zum Zeitpunkt t1 geändert hat, wird zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung so gesteuert, dass sie im Wesentlichen mit dem Verbrennungsmotorleistungsbefehl übereinstimmt. Wie vorstehend erwähnt, können Verbrennungsmotordrehmomentaktoren verwendet werden, um die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung auf innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls zu steuern. Zwischen Zeitpunkt t1 und t2, was der Zeitdauer zwischen der Ableitung des bevorstehenden Wechsels und der Anforderung des bevorstehenden Wechsels entspricht, wird die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung auf innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls gesteuert.
Zum Zeitpunkt t2 wird ein Getriebegangwechsel angefordert (Verlauf 645). Zum Beispiel kann die Anforderung eine Anforderung zum Wechseln des Getriebegangs von einem Gang (z. B. dritten Gang) in einen anderen Gang (z. B. vierten Gang) sein. Die Anforderung kann an einer Steuerung (z. B. Fahrzeugsystemsteuerung 255 in 2) des Fahrzeugs empfangen werden.
Da die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 610) zum Zeitpunkt t2 bereits innerhalb des Schwellenwerts der befohlenen Verbrennungsmotorleistung (Verlauf 605) liegt, wird der Gangwechselprozess eingeleitet, ohne dass darauf gewartet werden muss, dass die tatsächliche Verbrennungsmotorleistung die befohlene Verbrennungsmotorleistung erreicht. Insbesondere wird der Gangwechselprozess zum Zeitpunkt t2 eingeleitet, indem dem Traktionsmotor befohlen wird, seinen Leistungsausgang auf einen Punkt zu reduzieren, an dem das Eingangsdrehmoment für das Getriebe auf ein Niveau innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm, wie durch den Verlauf 643 dargestellt. Zwischen Zeitpunkt t2 und t3 wird der Gangwechselvorgang ausgeführt, sodass das Getriebe einen Gang auskuppelt und einen anderen Gang einkuppelt. Zum Beispiel kann der Gangwechsel das Schalten des Getriebes aus dem dritten Gang in den vierten Gang beinhalten.
Zum Zeitpunkt t3 ist der Gangwechsel abgeschlossen (Verlauf 645). Nachdem der Gangwechsel ausgeführt wurde, wird dem Traktionsmotor (siehe Verlauf 643) erneut befohlen, eine Ausgangsleistung zu erzeugen, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht. Der Verbrennungsmotorleistungsbefehl (Verlauf 605) zum Zeitpunkt t3 wird somit erneut zu der Summe der Fahrerbedarfsleistung (Verlauf 635), der aktuell angeforderten Batterieladeleistung (Verlauf 620) und einer beliebigen Leistung, die zum Antreiben von (einem) Nebenverbraucher(n) angefordert ist (Verlauf 640). Nach dem Zeitpunkt t3, wenn der Verbrennungsmotorleistungsbefehl festgelegt wurde, wird den Verbrennungsmotordrehmomentaktoren befohlen, den Verbrennungsmotorleistungsausgang zu erhöhen, um einen Leistungsausgang zu erzeugen, der gleich der befohlenen Leistung ist. Zum Beispiel kann die Ansaugdrossel in einem größeren Ausmaß geöffnet werden, kann eine Menge oder Rate, mit der dem Verbrennungsmotor Kraftstoff bereitgestellt wird, erhöht werden, kann der Zündzeitpunkt modifiziert werden usw., um den Verbrennungsmotorleistungsausgang auf den befohlenen Verbrennungsmotorleistungsausgang zu erhöhen. Kurz nach Zeitpunkt t3 liegt die tatsächliche Verbrennungsmotorleistungsausgabe innerhalb des Schwellenwerts des Verbrennungsmotorleistungsbefehls.
Auf diese Weise kann die Verbrennungsmotoreffizienz verbessert werden und kann die Zeitdauer, die einem Gangwechselereignis entspricht, für Fahrzeuge reduziert werden, die in einem Reihenbetriebsmodus arbeiten, wobei der Antrieb eine Ausrückkupplung beinhaltet, die zwischen einem ISG und einem Traktionsmotor positioniert ist, wobei der Traktionsmotor stromabwärts des ISG und stromaufwärts eines Automatikgetriebes ist, wobei der ISG stromabwärts eines Verbrennungsmotors ist. Das Getriebe kann ein Klauenkupplungsgetriebe sein.
Der technische Effekt der Zuweisung der gesamten oder eines Teils der Fahrerbedarfsleistung zu zusätzlicher Batterieladung besteht darin, Änderungen des Verbrennungsmotorbetriebs für Gangwechsel zu reduzieren oder zu vermeiden, wenn das Fahrzeug im Reihenmodus betrieben wird. Das Reduzieren oder Vermeiden von Änderungen des Verbrennungsmotorbetriebs kann die Verbrennungsmotoreffizienz verbessern und kann eine Gangwechseldauer reduzieren. Das Verbessern der Verbrennungsmotoreffizienz kann die Verbrennungsmotorlebensdauer verbessern, Probleme im Zusammenhang mit der Freisetzung unerwünschter Verdunstungsemissionen in die Atmosphäre reduzieren und die Kundenzufriedenheit verbessern. Das Reduzieren einer Zeitdauer für das Wechseln kann zu einer verbesserten Getriebeschaltqualität führen, was die Getriebelebensdauer erhöhen und die Kundenzufriedenheit weiter verbessern kann.
Die hierin erörterten Systeme, zusammen mit den hierin erörterten Verfahren, können somit ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel umfasst ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors und Umleiten einer über den Verbrennungsmotor erzeugten elektrischen Leistung von einem Traktionsmotor zu einer Batterie als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes, wenn die Kraftübertragung in einem Reihenmodus betrieben wird. In einem ersten Beispiel für das Verfahren beinhaltet das Verfahren ferner, dass die Betriebsbedingungen eine Verbrennungsmotordrehzahl und eine Verbrennungsmotorlast sind. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass das Getriebe in der Kraftübertragung stromabwärts des Traktionsmotors positioniert ist. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Anforderung zum Schalten des Getriebes eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang beinhaltet. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass Schalten des Getriebes Steuern eines offenen und eines geschlossenen Zustands einer Getriebe-Klauenkupplung beinhaltet. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner Beibehalten von Betriebsbedingungen als Reaktion auf Ableiten, dass eine Gesamtheit der durch den Traktionsmotor verwendeten elektrischen Leistung zu der Batterie umgeleitet werden kann. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner Reduzieren einer Verbrennungsmotorlast und Führen einer maximalen Leistung zu der Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterie eine unzureichende Kapazität zum Speichern der Verbrennungsmotorausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes aufweist. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis sechsten Beispiels und umfasst ferner Fortsetzen des Beibehaltens der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und Umleiten der elektrischen Leistung zurück zum Traktionsmotor von der Batterie als Reaktion darauf, dass der Wechsel ausgeführt wird.
Ein anderes Beispiel für ein Verfahren umfasst Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs in einem Reihenmodus und, als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Gangs eines Getriebes, Steuern eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, um eine Batterie um eine Menge zu laden, die davon abhängig ist, ob eine Fahrerbedarfsleistung größer als eine übrige Ladekapazität der Batterie ist oder kleiner als die übrige Ladekapazität ist. In einem ersten Beispiel beinhaltet das Verfahren ferner, dass die Menge der übrigen Ladekapazität entspricht, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist oder dieser entspricht. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Menge der Fahrerbedarfsleistung entspricht, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass Betreiben des Antriebsstrangs im Reihenmodus Befehlen des Öffnens einer Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem Traktionsmotor, der sich stromabwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromaufwärts des Getriebes befindet, und einem integrierten Anlasser/Generator positioniert ist, der sich stromaufwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromabwärts des Verbrennungsmotors befindet, beinhaltet. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels und umfasst ferner Reduzieren eines Eingangsdrehmoments für das Getriebe auf innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm zum Wechseln des Gangs des Getriebes. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass Steuern des Verbrennungsmotors, um die Batterie zu laden, Beibehalten von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beinhaltet, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist, und im Gegenzug Anpassen von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beinhaltet, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Betriebsbedingungen eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Verbrennungsmotorlast sind. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, dass Wechseln des Gangs des Getriebes Steuern einer Getriebe-Klauenkupplung beinhaltet.
Ein Beispiel für ein System für ein Hybridelektrofahrzeug umfasst eine Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem integrierten Anlasser/Generator und einem Traktionsmotor positioniert ist, wobei sich der Traktionsmotor stromabwärts des integrierten Anlassers/Generators und stromaufwärts eines Getriebes befindet; einen Verbrennungsmotor, der stromaufwärts des integrierten Anlassers/Generators positioniert ist; eine Speichervorrichtung für elektrische Energie; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes unter Bedingungen, bei denen die Ausrückkupplung der Kraftübertragung vollständig offen ist und bei denen der Traktionsmotor eine Fahrerbedarfsleistung über die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Leistung an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitstellt, Bestimmen einer Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie; und Beibehalten einer Verbrennungsmotorleistungsausgabe und Übertragen einer elektrischen Leistung, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht, vom Traktionsmotor, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist. In einem ersten Beispiel für das System beinhaltet das System ferner, dass die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie bis zu einer maximalen Ladeleistungsgrenze der Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung größer als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet optional ein beliebiges oder mehrere oder jedes des ersten bis zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Getriebe eine Klauenkupplung zum Steuern des Schaltens des Getriebes beinhaltet; und wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Steuern eines offenen Zustands und eines geschlossenen Zustands der Klauenkupplung zum Ausführen der Anforderung zum Schalten des Getriebes.
In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren, mit einem Fahrzeugantriebsstrang im Reihenmodus, Ableiten einer bevorstehenden Getriebeschaltanforderung, Befehlen einer Verbrennungsmotorleistungsausgabe zum Laden einer Batterie auf ihre maximale Ladekapazität und Anpassen einer tatsächlichen Verbrennungsmotorleistungsausgabe auf innerhalb eines Schwellenwerts der bevorstehenden Schaltanforderung, bevor die bevorstehende Schaltanforderung empfangen wird.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Verbrennungsmotorhardware ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Wie in dieser Schrift verwendet, wird der Ausdruck „ungefähr“ so ausgelegt, dass er plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs bedeutet, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors und Umleiten einer über den Verbrennungsmotor erzeugten elektrischen Leistung von einem Traktionsmotor zu einer Batterie als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes, wenn die Kraftübertragung in einem Reihenmodus betrieben wird.
In einem Aspekt der Erfindung sind die Betriebsbedingungen eine Verbrennungsmotordrehzahl und eine Verbrennungsmotorlast.
In einem Aspekt der Erfindung ist das Getriebe in der Kraftübertragung stromabwärts des Traktionsmotors positioniert.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet die Anforderung zum Schalten des Getriebes eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Schalten des Getriebes Steuern eines offenen und eines geschlossenen Zustands einer Getriebe-Klauenkupplung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Beibehalten von Betriebsbedingungen als Reaktion auf Ableiten, dass eine Gesamtheit der durch den Traktionsmotor verwendeten elektrischen Leistung zu der Batterie umgeleitet werden kann.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Reduzieren einer Verbrennungsmotorlast und Führen einer maximalen Leistung zu der Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterie eine unzureichende Kapazität zum Speichern der Verbrennungsmotorausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes aufweist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Fortsetzen des Beibehaltens der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und Umleiten der elektrischen Leistung zurück zum Traktionsmotor von der Batterie als Reaktion darauf, dass der Wechsel ausgeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs in einem Reihenmodus und, als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Gangs eines Getriebes, Steuern eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, um eine Batterie um eine Menge zu laden, die davon abhängig ist, ob eine Fahrerbedarfsleistung größer als eine übrige Ladekapazität der Batterie ist oder kleiner als die übrige Ladekapazität ist.
In einem Aspekt der Erfindung entspricht die Menge der übrigen Ladekapazität, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist oder dieser entspricht.
In einem Aspekt der Erfindung entspricht die Menge der Fahrerbedarfsleistung, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Betreiben des Antriebsstrangs im Reihenmodus Befehlen des Öffnens einer Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem Traktionsmotor, der sich stromabwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromaufwärts des Getriebes befindet, und einem integrierten Anlasser/Generator positioniert ist, der sich stromaufwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromabwärts des Verbrennungsmotors befindet.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Reduzieren eines Eingangsdrehmoments für das Getriebe auf innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm für Wechseln des Gangs des Getriebes.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Steuern des Verbrennungsmotors, um die Batterie zu laden, Beibehalten von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist, und beinhaltet im Gegenzug Anpassen von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist
In einem Aspekt der Erfindung sind die Betriebsbedingungen eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Verbrennungsmotorlast.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet Wechseln des Gangs des Getriebes Steuern einer Getriebe-Klauenkupplung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridelektrofahrzeug bereitgestellt, das Folgnders aufweist: eine Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem integrierten Anlasser/Generator und einem Traktionsmotor positioniert ist, wobei sich der Traktionsmotor stromabwärts des integrierten Anlassers/Generators und stromaufwärts eines Getriebes befindet; einen Verbrennungsmotor, der stromaufwärts des integrierten Anlassers/Generators positioniert ist; eine Speichervorrichtung für elektrische Energie; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes unter Bedingungen, bei denen die Ausrückkupplung der Kraftübertragung vollständig offen ist und bei denen der Traktionsmotor eine Fahrerbedarfsleistung über die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Leistung an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitstellt, Bestimmen einer Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie; und Beibehalten einer Verbrennungsmotorleistungsausgabe und Übertragen einer elektrischen Leistung, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht, vom Traktionsmotor, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
Gemäß einer Ausführungsform speichert die Steuerung weitere Anweisungen zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie bis zu einer maximalen Ladeleistungsgrenze der Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung größer als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
Gemäß einer Ausführungsform speichert die Steuerung weitere Anweisungen zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Getriebe eine Klauenkupplung zum Steuern des Schaltens des Getriebes; und wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Steuern eines offenen Zustands und eines geschlossenen Zustands der Klauenkupplung zum Ausführen der Anforderung zum Schalten des Getriebes.

Claims

Verfahren, umfassend: Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs in einem Reihenmodus und, als Reaktion auf eine Anforderung zum Wechseln eines Gangs eines Getriebes, Steuern eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, um eine Batterie um eine Menge zu laden, die davon abhängig ist, ob eine Fahrerbedarfsleistung größer als eine übrige Ladekapazität der Batterie ist oder kleiner als die übrige Ladekapazität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge der übrigen Ladekapazität entspricht, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist oder dieser entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge der Fahrerbedarfsleistung entspricht, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Betreiben des Antriebsstrangs im Reihenmodus Befehlen des Öffnens einer Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem Traktionsmotor, der sich stromabwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromaufwärts des Getriebes befindet, und einem integrierten Anlasser/Generator positioniert ist, der sich stromaufwärts der Ausrückkupplung der Kraftübertragung und stromabwärts des Verbrennungsmotors befindet, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei Steuern des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, um die Batterie zu laden, ferner Umleiten von elektrischer Leistung, die über den Verbrennungsmotor erzeugt wird, von dem Traktionsmotor zu der Batterie als Reaktion auf die Anforderung zum Wechseln des Gangs des Getriebes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Reduzieren eines Eingangsdrehmoments für das Getriebe auf innerhalb eines Schwellenwerts von 0 Nm für Wechseln des Gangs des Getriebes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Steuern des Verbrennungsmotors, um die Batterie zu laden, Beibehalten von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beinhaltet, wenn die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die übrige Ladekapazität ist, und im Gegenzug Anpassen von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors beinhaltet, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Betriebsbedingungen eines oder mehrere von einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Verbrennungsmotorlast sind.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Reduzieren von einem oder mehreren von der Verbrennungsmotordrehzahl und/oder der Verbrennungsmotorlast, wenn die Fahrerbedarfsleistung größer als die übrige Ladekapazität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Wechseln des Gangs des Getriebes Steuern einer Getriebe-Klauenkupplung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anforderung zum Wechseln des Gangs des Getriebes eine Anforderung zum Wechseln des Gangs des Getriebes von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang beinhaltet.
System für ein Hybridelektrofahrzeug, umfassend: eine Ausrückkupplung einer Kraftübertragung, die zwischen einem integrierten Anlasser/Generator und einem Traktionsmotor positioniert ist, wobei sich der Traktionsmotor stromabwärts des integrierten Anlassers/Generators und stromaufwärts eines Getriebes befindet; einen Verbrennungsmotor, der stromaufwärts des integrierten Anlassers/Generators positioniert ist; eine Speichervorrichtung für elektrische Energie; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nicht transitorischem Speicher gespeichert sind und bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes unter Bedingungen, bei denen die Ausrückkupplung der Kraftübertragung vollständig offen ist und bei denen der Traktionsmotor eine Fahrerbedarfsleistung über die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Leistung an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitstellt, Bestimmen einer Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie; und Beibehalten einer Verbrennungsmotorleistungsausgabe und Übertragen einer elektrischen Leistung, die der Fahrerbedarfsleistung entspricht, vom Traktionsmotor, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung kleiner als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie bis zu einer maximalen Ladeleistungsgrenze der Speichervorrichtung für elektrische Energie unter Bedingungen zu laden, bei denen die Fahrerbedarfsleistung größer als die Speicherkapazität der Speichervorrichtung für elektrische Energie ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Anpassen der Verbrennungsmotorleistungsausgabe unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten des Getriebes.
System nach Anspruch 12, wobei das Getriebe eine Klauenkupplung zum Steuern des Schaltens des Getriebes beinhaltet; und wobei die Steuerung weitere Anweisungen speichert zum Steuern eines offenen Zustands und eines geschlossenen Zustands der Klauenkupplung zum Ausführen der Anforderung des Schaltens des Getriebes.