DE102021100235A1 - CONTROL SYSTEM AND PROCEDURE FOR HYBRID VEHICLES - Google Patents

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Rodolfo Oliveira Jaccoud
Matthew Hancock
Olivier Jean Brice Roques
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Jaguar Land Rover Ltd
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Jaguar Land Rover Ltd
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Abstract

Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren und auf ein Steuersystem zum Steuern eines Motors und eines elektrischen Fahrmotors eines Fahrzeugs, wobei das Steuersystem einen oder mehrere Regler umfasst, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um: einen Motordrehzahlsollwert zu erhalten; eine Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts zu bestimmen; und den elektrischen Fahrmotor und/oder den Motor zu steuern, um ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem Motordrehzahlsollwert und in Abhängigkeit von der Änderungsrate bereitzustellen.Aspects of the present invention relate to a method and control system for controlling an engine and an electric traction motor of a vehicle, the control system comprising one or more regulators, the control system configured to: obtain an engine speed setpoint; determine a rate of change in the engine speed setpoint; and to control the electric traction motor and / or the motor to provide a torque as a function of the motor speed setpoint and as a function of the rate of change.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug-Steuersystem und -Verfahren. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sie sich auf ein Hybridfahrzeug-Steuersystem und - Verfahren zur Steuerung der Aktivierung eines Motors.The present disclosure relates to a hybrid vehicle control system and method. In particular, but not exclusively, it relates to a hybrid vehicle control system and method for controlling activation of an engine.

HINTERGRUNDBACKGROUND

In einem typischen Hybrid-Elektrofahrzeug werden ein oder mehrere elektrische Fahrmotoren verwendet, um zumindest ein gewisses Zugkraft-Ausgangsdrehmoment („Drehmoment“ hierin) beizusteuern, um die Verwendung eines Verbrennungsmotors („Motor“ hierin) zu reduzieren oder zu eliminieren und somit den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen zu reduzieren. Wenn der Drehmomentbedarf hoch oder der Ladezustand der Traktionsbatterie niedrig ist, kann ein Beitrag des Motors erforderlich sein.In a typical hybrid electric vehicle, one or more electric traction motors are used to contribute at least some tractive effort output torque ("torque" herein) to reduce or eliminate the use of an internal combustion engine ("engine" herein), and thus fuel consumption reduce emissions. If the torque demand is high or the traction battery charge is low, a contribution from the motor may be required.

In manchen Situationen muss der Motor mit einer bestimmten Drehzahl betrieben werden. Eine Steuerung kann ein Drehmoment bestimmen, das erforderlich ist, um die Motordrehzahl in Richtung des gewünschten Drehzahlziels zu ändern. Der Regler kann den Motor so steuern, dass das ermittelte Drehmoment bereitgestellt wird.In some situations the engine has to be run at a certain speed. A controller can determine a torque required to change the engine speed toward the desired speed target. The controller can control the motor in such a way that the determined torque is provided.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu beheben.It is an object of the present invention to overcome one or more disadvantages of the prior art.

Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Steuersystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren und eine Computersoftware gemäß den beigefügten Ansprüchen bereit.Aspects and embodiments of the invention provide a control system, vehicle, method and computer software according to the appended claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuersystem zum Steuern eines Motors und eines elektrischen Fahrmotors eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Steuersystem einen oder mehrere Regler umfasst, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um: einen Motordrehzahlsollwert zu erhalten; eine Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts zu bestimmen; und den elektrischen Fahrmotor und/oder den Motor zu steuern, um ein Drehmoment abhängig von dem Motordrehzahlsollwert und abhängig von der Änderungsrate bereitzustellen.According to one aspect of the invention, there is provided a control system for controlling an engine and a traction electric motor of a vehicle, the control system comprising one or more regulators, the control system configured to: obtain an engine speed setpoint; determine a rate of change in the engine speed setpoint; and to control the electric traction motor and / or the motor to provide a torque depending on the motor speed setpoint and depending on the rate of change.

Ein Vorteil ist ein besser ansprechendes und ruhigeres Fahrzeug. Dies liegt daran, dass die Steuerung besser in der Lage ist, den Fehler (Differenz) zwischen der Motordrehzahl und einem beweglichen Sollwert (Motordrehzahlsollwert) zu reduzieren.One advantage is a more responsive and quieter vehicle. This is because the controller is better able to reduce the error (difference) between the engine speed and a moving setpoint (engine speed setpoint).

Das Steuersystem kann so konfiguriert sein, dass es ein Vorwärtsdrehmoment bestimmt, indem es die Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts mit einer Konstanten multipliziert, wobei das bereitgestellte Drehmoment vom Vorwärtsdrehmoment abhängig ist. Ein Vorteil ist, dass die Motordrehzahl mit einer größeren Rate geändert wird, um den sich bewegenden Sollwert zu kompensieren. Der Begriff „Vorsteuerung“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf das Messen und Berücksichtigen einer Störung (z. B. eines sich bewegenden Sollwerts), bevor diese Zeit hat, ein System zu beeinflussen.The control system may be configured to determine a forward torque by multiplying the rate of change of the engine speed setpoint by a constant, the torque provided being a function of the forward torque. One advantage is that the motor speed is changed at a greater rate to compensate for the moving set point. The term “feedforward control” as used here refers to the measurement and consideration of a disturbance (e.g. a moving setpoint) before it has time to influence a system.

Das Steuersystem kann so konfiguriert sein, dass es eine Rückkopplung empfängt, die die Motordrehzahl angibt, wobei das bereitgestellte Drehmoment von einer Differenz zwischen der rückgekoppelten Motordrehzahl und dem Motordrehzahlsollwert abhängig ist. Ein Vorteil ist ein verbessertes Ansprechverhalten. Die Rückmeldung minimiert den Fehler vom Sollwert, und die Abhängigkeit von der Änderungsrate kompensiert die Bewegung des Sollwerts.The control system may be configured to receive feedback indicative of the engine speed, the torque provided being dependent on a difference between the feedback engine speed and the engine speed setpoint. One advantage is improved responsiveness. The feedback minimizes the error from the setpoint, and the dependence on the rate of change compensates for the movement of the setpoint.

Das bereitgestellte Drehmoment kann von der Differenz abhängig sein, die mit einem Proportional-Integral- (PI) oder Proportional-Integral-Derivativ- (PID) Regler verarbeitet wird. Ein Vorteil ist, dass die Leistung des PI/PID-Reglers bei beweglichen Sollwerten verbessert wird. Das Vorwärtsdrehmoment reduziert die Abhängigkeit vom Integrator-Term, der sich sonst als Reaktion auf einen sich ändernden Sollwert stark aufschaukeln würde. Das Aufwickeln des Integrators verursacht ein Überschwingen des Sollwerts. Daher wird das Überschwingen und die Einschwingzeit reduziert.The torque provided can depend on the difference, which is processed with a proportional-integral (PI) or proportional-integral-derivative (PID) controller. One advantage is that the performance of the PI / PID controller is improved with moving setpoints. The forward torque reduces the dependency on the integrator term, which would otherwise build up sharply in response to a changing setpoint. Winding up the integrator causes the setpoint to overshoot. Therefore, the overshoot and the settling time are reduced.

Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass ein Tiefpassfilter auf den Drehzahlsollwert angewendet wird, bevor ein erforderliches Drehmoment für die Steuerung des elektrischen Fahrmotors und/oder des Motors bestimmt wird. Ein Vorteil ist eine verbesserte Stabilität, da die Empfindlichkeit der Ableitung (ermittelte Änderungsrate) auf Unstetigkeiten reduziert wird.The control system can be configured to apply a low pass filter to the speed setpoint before determining a required torque to control the electric traction motor and / or the motor. One advantage is improved stability, since the sensitivity of the derivative (determined rate of change) is reduced to discontinuities.

Die Vorgabe der Motordrehzahl kann von der Anforderung abhängig sein, die Motordrehzahl mit einer Eingangsdrehzahl des Fahrzeuggetriebes zu synchronisieren. Ein Vorteil ist, dass durch die Anwendung dieses Verfahrens die Synchronisation schneller durchgeführt werden kann.The specification of the engine speed can depend on the requirement to synchronize the engine speed with an input speed of the vehicle transmission. One advantage is that the synchronization can be carried out more quickly by using this method.

In einigen Beispielen ist der empfangene Motordrehzahlsollwert mit einer Anforderung verbunden, den Motor von einem ersten Modus in einen zweiten Modus zu überführen, wobei sich der Motor im ersten Modus in einem deaktivierten Zustand befindet und ein Drehmomentpfad zwischen einem ersten Satz von Fahrzeugrädern und sowohl dem Motor als auch dem elektrischen Fahrmotor getrennt ist, und wobei sich der Motor im zweiten Modus in einem aktivierten Zustand befindet und der Drehmomentpfad verbunden ist. Das Steuersystem kann so konfiguriert sein, dass es eine Anzeige bereitstellt, wenn die Motordrehzahl den Motordrehzahlsollwert erreicht hat, um die Verbindung des Drehmomentpfads zu bewirken. Ein Vorteil ist, dass der Motor aktiviert werden kann und den Drehmomentbedarf des Fahrers schnell liefern kann, bevor der Drehmomentpfad verbunden wird. Mögliche Anwendungsfälle sind: der erste Modus ist ein Elektrofahrzeugmodus und der zweite Modus ist ein Hybrid-Elektrofahrzeugmodus; oder der erste Modus ist ein Gleitmodus und der zweite Modus ist ein Nicht-Gleitmodus; oder der erste Modus ist ein geländeabhängiger Modus und der zweite Modus ist ein anderer geländeabhängiger Modus.In some examples, the received engine speed setpoint is associated with a request to convert the engine from a first mode to a second mode, wherein the engine is in first mode is in a deactivated state and a torque path is disconnected between a first set of vehicle wheels and both the motor and the electric traction motor, and wherein in the second mode the motor is in an activated state and the torque path is connected. The control system may be configured to provide an indication when the engine speed has reached the engine speed setpoint to effect the connection of the torque path. One advantage is that the engine can be activated and quickly deliver the driver's torque demand before the torque path is connected. Possible use cases are: the first mode is an electric vehicle mode and the second mode is a hybrid electric vehicle mode; or the first mode is a sliding mode and the second mode is a non-sliding mode; or the first mode is a terrain-dependent mode and the second mode is another terrain-dependent mode.

Im elektrischen Fahrzeugmodus kann ein zweiter elektrischer Fahrmotor betreibbar sein, um ein Zugmoment auf einen zweiten Satz von Fahrzeugrädern auszuüben. Ein Vorteil ist, dass das Fahrzeug im Elektrofahrzeugmodus fahren kann, wenn der (erste) elektrische Traktionsmotor nur dann ein Drehmoment an Fahrzeugrädern bereitstellen kann, wenn der Motordrehmomentpfad angeschlossen ist, z. B. wenn der erste elektrische Traktionsmotor ein riemenintegrierter Startergenerator und/oder ein Motor-Nebenaggregat-Motorgenerator oder ein kurbelwellenintegrierter Motorgenerator ist.In the electric vehicle mode, a second electric traction motor can be operable to apply a pulling torque to a second set of vehicle wheels. One advantage is that the vehicle can drive in electric vehicle mode when the (first) electric traction motor can only provide torque to vehicle wheels when the motor torque path is connected, e.g. B. when the first electric traction motor is a belt-integrated starter generator and / or an engine-accessory engine-generator or a crankshaft-integrated motor generator.

In der Betriebsart Hybrid-Elektrofahrzeug kann der zweite elektrische Fahrmotor so betrieben werden, dass er ein Drehmoment auf den zweiten Satz Fahrzeugräder (HL, HR) ausübt. In einem Beispiel umfasst der erste Satz von Fahrzeugrädern Vorderräder und der zweite Satz von Fahrzeugrädern (HL, HR) umfasst Hinterräder, oder der erste Satz von Fahrzeugrädern umfasst Hinterräder und der zweite Satz von Fahrzeugrädern umfasst Vorderräder. Ein Vorteil ist, dass das Fahrzeug im Elektrofahrzeugmodus einen mehrachsigen Antrieb, z. B. einen Vierradantrieb, realisieren kann.In the hybrid electric vehicle operating mode, the second electric traction motor can be operated in such a way that it exerts a torque on the second set of vehicle wheels (HL, HR). In one example, the first set of vehicle wheels includes front wheels and the second set of vehicle wheels (HL, HR) includes rear wheels, or the first set of vehicle wheels includes rear wheels and the second set of vehicle wheels includes front wheels. One advantage is that the vehicle has a multi-axis drive, e.g. B. a four-wheel drive can realize.

In einigen Beispielen ist der zweite elektrische Fahrmotor betreibbar, um ein Zugmoment bereitzustellen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit während zumindest eines Teils eines Übergangs von dem Elektrofahrzeugmodus zu dem Hybridelektrofahrzeugmodus zu ändern, und wobei der Motordrehzahlsollwert von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist. Ein Vorteil ist, dass das Fahrzeug während des Übergangs beschleunigt und abgebremst werden kann. Diese Funktionalität kann jedoch zu einem sich schnell ändernden Motordrehzahlsollwert führen. Daher kompensiert das hier beschriebene Steuerungsverfahren die Änderungsgeschwindigkeit des Motordrehzahlsollwerts.In some examples, the second electric traction motor is operable to provide pulling torque to change vehicle speed during at least a portion of a transition from electric vehicle mode to hybrid electric vehicle mode and wherein the engine speed setpoint is dependent on vehicle speed. One advantage is that the vehicle can be accelerated and braked during the transition. However, this functionality can result in a rapidly changing engine speed setpoint. Therefore, the control method described here compensates for the rate of change of the engine speed target value.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das das Steuersystem, den Motor und den elektrischen Fahrmotor umfasst.According to another aspect of the invention, there is provided a vehicle that includes the control system, the motor, and the electric traction motor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Motors und eines elektrischen Fahrmotors eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Motordrehzahlsollwerts; Bestimmen einer Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts; und Steuern des elektrischen Fahrmotors und/oder des Motors, um ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem Motordrehzahlsollwert und in Abhängigkeit von der Änderungsrate bereitzustellen.According to a further aspect of the invention, a method for controlling a motor and an electric traction motor of a vehicle is provided, the method comprising: determining a motor speed setpoint; Determining a rate of change of the engine speed setpoint; and controlling the electric traction motor and / or the motor to provide a torque as a function of the motor speed setpoint and as a function of the rate of change.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Computersoftware bereitgestellt, die, wenn sie ausgeführt wird, so eingerichtet ist, dass sie eines oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren ausführt.According to a further aspect of the invention, computer software is provided which, when executed, is set up to execute one or more of the methods described herein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium bereitgestellt, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die bei Ausführung durch einen Prozessor die Durchführung eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Verfahren bewirken.According to a further aspect of the invention, there is provided a non-transitory computer-readable medium comprising computer-readable instructions which, when executed by a processor, cause one or more of the methods described herein to be performed.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuersystem bereitgestellt, das zur Durchführung eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Verfahren konfiguriert ist.According to a further aspect of the invention, a control system is provided which is configured to carry out one or more of the methods described herein.

Die eine oder mehreren Steuerungen, wie hierin beschrieben, können zusammen umfassen: mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen von Informationen, die mit dem Motordrehzahlsollwert verbunden sind; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind; und wobei der mindestens eine elektronische Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die mindestens eine Speichervorrichtung zugreift und die Befehle darauf ausführt, um zu bewirken, dass das Steuersystem den Motor und/oder den elektrischen Fahrmotor in Abhängigkeit von den Informationen steuert.The one or more controllers as described herein may collectively comprise: at least one electronic processor having an electrical input for receiving information associated with the engine speed setpoint; and at least one electronic storage device electrically coupled to the at least one electronic processor and having instructions stored therein; and wherein the at least one electronic processor is configured to access the at least one memory device and execute the instructions thereon to cause the control system to control the motor and / or the electric traction motor based on the information.

Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorangehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination verwendet werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination miteinander kombiniert werden, sofern diese Merkmale nicht miteinander unvereinbar sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch dahingehend zu ändern, dass er von einem anderen Anspruch abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs einbezieht, obwohl er ursprünglich nicht in dieser Weise beansprucht wurde.Within the scope of this application, it is expressly intended that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following description and the drawings, and in particular the individual features thereof, independently or can be used in any combination. This means that all embodiments and / or features of an embodiment can be combined with one another in any desired manner and / or combination, provided that these features are not incompatible with one another. Applicant reserves the right to amend any originally filed claim or to file a new claim accordingly, including the right to amend an originally filed claim to be dependent on another claim and / or to incorporate a feature of another claim, although it was not originally claimed that way.

FigurenlisteFigure list

Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

  • 1 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug;
  • 2 zeigt ein Beispiel für ein System;
  • 3A veranschaulicht ein Beispiel für ein Steuersystem und 3B veranschaulicht ein Beispiel für ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium;
  • 4 illustriert ein Beispiel eines Zustandsdiagramms zum Umschalten zwischen zwei Modi;
  • 5 veranschaulicht ein Beispiel für ein Verfahren; und
  • 6A illustriert ein Beispiel eines Graphen mit Geschwindigkeits- und Zeitachsen; 6B
One or more embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 shows an example of a vehicle;
  • 2 shows an example of a system;
  • 3A illustrates an example of a control system and 3B Figure 11 illustrates an example of a non-transitory computer readable storage medium;
  • 4th illustrates an example of a state diagram for switching between two modes;
  • 5 Figure 11 illustrates an example of a method; and
  • 6A illustrates an example of a graph with speed and time axes; 6B

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug 10, in dem Ausführungsformen der Erfindung implementiert werden können. In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen ist das Fahrzeug 10 ein Personenkraftwagen, der auch als Pkw oder als Automobil bezeichnet wird. In anderen Beispielen können Ausführungsformen der Erfindung für andere Anwendungen, wie z. B. Industriefahrzeuge implementiert werden. 1 shows an example of a vehicle 10 in which embodiments of the invention can be implemented. In some, but not necessarily all examples, the vehicle is 10 a passenger car, which is also referred to as a passenger car or an automobile. In other examples, embodiments of the invention may be used for other applications such as e.g. B. Industrial vehicles are implemented.

Das Fahrzeug 10 kann ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) sein. Wenn das Fahrzeug 10 ein HEV ist, kann das Fahrzeug 10 ein volles HEV oder ein mildes HEV sein. Mild-HEVs haben keinen rein elektrischen Antriebsmodus, aber der elektrische Fahrmotor kann so konfiguriert sein, dass er Unterstützung bietet, wie z. B. die Verstärkung des Ausgangsdrehmoments des Motors. Vollständige HEVs haben einen rein elektrischen Antriebsmodus.The vehicle 10 can be a hybrid electric vehicle (HEV). When the vehicle 10 is a HEV, the vehicle can 10 be a full HEV or a mild HEV. Mild HEVs do not have an all-electric propulsion mode, but the electric traction motor can be configured to provide assistance such as driving. B. the gain of the output torque of the engine. Full HEVs have an all-electric propulsion mode.

Wenn das Fahrzeug 10 ein HEV ist, kann das Fahrzeug 10 für den Betrieb als paralleles HEV konfiguriert sein. Parallele HEVs umfassen einen Drehmomentpfad zwischen dem Motor und mindestens einem Fahrzeugrad sowie einen Drehmomentpfad zwischen einem elektrischen Traktionsmotor und mindestens einem Fahrzeugrad. Der/die Drehmomentpfad(e) kann/können durch einen Drehmomentpfadverbinder, wie z. B. eine Kupplung, entkoppelt werden. Parallele HEVs unterscheiden sich von seriellen HEVs, da bei seriellen HEVs der Zweck des Motors darin besteht, elektrische Energie zu erzeugen, und es keinen Drehmomentpfad zwischen dem Motor und den Fahrzeugrädern gibt.When the vehicle 10 is a HEV, the vehicle can 10 configured for operation as a parallel HEV. Parallel HEVs include a torque path between the engine and at least one vehicle wheel and a torque path between an electric traction motor and at least one vehicle wheel. The torque path (s) can be through a torque path connector, such as a. B. a clutch can be decoupled. Parallel HEVs are different from serial HEVs because with serial HEVs, the purpose of the engine is to generate electrical energy and there is no torque path between the engine and the vehicle wheels.

In 2 ist ein System 20 für ein paralleles HEV 10 dargestellt. Das System 20 definiert, zumindest teilweise, einen Antriebsstrang des HEVs.In 2 is a system 20th for a parallel HEV 10 shown. The system 20th defines, at least in part, a powertrain of the HEV.

Das System 20 umfasst ein Steuersystem 208. Das Steuersystem 208 umfasst ein oder mehrere Regler. Das Steuersystem 208 kann eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: ein Hybridantriebsstrang-Steuermodul; eine Motorsteuereinheit; eine Getriebesteuereinheit; ein Traktionsbatterie-Managementsystem; und/oder dergleichen.The system 20th includes a tax system 208 . The tax system 208 includes one or more controllers. The tax system 208 may include one or more of the following: a hybrid powertrain control module; an engine control unit; a transmission control unit; a traction battery management system; and / or the like.

Das System 20 umfasst einen Motor 202. Der Motor 202 ist ein Verbrennungsmotor. Bei dem dargestellten Motor 202 handelt es sich um einen Verbrennungsmotor. Der dargestellte Motor 202 umfasst drei Brennkammern, jedoch kann in anderen Beispielen eine andere Anzahl von Brennkammern vorgesehen sein.The system 20th includes an engine 202 . The motor 202 is an internal combustion engine. In the engine shown 202 it is an internal combustion engine. The engine shown 202 includes three combustion chambers, but a different number of combustion chambers may be provided in other examples.

Der Motor 202 ist funktionsfähig mit dem Steuersystem 208 gekoppelt, damit das Steuersystem 208 das Ausgangsdrehmoment des Motors 202 steuern kann. Das Ausgangsdrehmoment des Motors 202 kann gesteuert werden, indem eines oder mehrere der folgenden Elemente gesteuert werden: Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Zündzeitpunkt; Hub des Tellerventils; Zeitsteuerung des Tellerventils; Drosselklappenöffnungsposition; Kraftstoffdruck; Ladedruck des Turboladers; und/oder dergleichen, je nach Art des Motors 202.The motor 202 is functional with the control system 208 coupled with it the tax system 208 the output torque of the motor 202 can control. The output torque of the motor 202 can be controlled by controlling one or more of the following: air-fuel ratio; Ignition timing; Stroke of the poppet valve; Timing the poppet valve; Throttle opening position; Fuel pressure; Turbocharger boost pressure; and / or the like, depending on the type of engine 202 .

Das System 20 umfasst einen optionalen Ritzelanlasser 206 zum Starten des Motors 202.The system 20th includes an optional pinion starter 206 to start the engine 202 .

Das System 20 umfasst eine Fahrzeuggetriebeanordnung 204 zur Aufnahme des Ausgangsdrehmoments vom Motor 202. Die Fahrzeuggetriebeanordnung 204 kann ein automatisches Fahrzeuggetriebe, ein manuelles Fahrzeuggetriebe oder ein halbautomatisches Fahrzeuggetriebe umfassen. Die Fahrzeuggetriebeanordnung 204 kann eine oder mehrere Reibungskupplungen und/oder einen Drehmomentwandler zwischen dem Motor 202 und einem Getriebezug umfassen.The system 20th includes a vehicle transmission assembly 204 to absorb the output torque from the engine 202 . The vehicle transmission assembly 204 may include an automatic vehicle transmission, a manual vehicle transmission, or a semi-automatic vehicle transmission. The vehicle transmission assembly 204 may have one or more friction clutches and / or a torque converter between the engine 202 and a gear train.

Das System 20 kann ein Differential (nicht dargestellt) zur Aufnahme des Ausgangsdrehmoments vom Getriebezug umfassen. Das Differential kann als Transaxle in die Fahrzeuggetriebeanordnung 204 integriert oder separat vorgesehen sein.The system 20th may include a differential (not shown) for receiving output torque from the gear train. The differential can be used as a transaxle in the vehicle transmission assembly 204 be integrated or provided separately.

Der Motor 202 ist mechanisch über einen Drehmomentpfad 220 mit einem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VFR) verbunden oder verbindbar. Der Drehmomentpfad 220 erstreckt sich von einem Ausgang des Motors 202 zu der Fahrzeuggetriebeanordnung 204, dann zu Achsen/Antriebswellen und dann zu dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR). In einer Auflauf- und/oder Reibungsbremssituation des Fahrzeugs kann das Drehmoment vom ersten Satz Fahrzeugräder (VL, VR) zum Motor 202 fließen. Der Drehmomentfluss in Richtung des ersten Satzes von Fahrzeugrädern (VL, VR) ist ein positives Drehmoment, und der Drehmomentfluss vom ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) ist ein negatives Drehmoment.The motor 202 is mechanical via a torque path 220 connected or connectable to a first set of vehicle wheels (VL, VFR). The torque path 220 extends from an output of the engine 202 to the vehicle transmission assembly 204 , then to axles / drive shafts and then to the first set of vehicle wheels (VL, VR). In an overrun and / or friction braking situation of the vehicle, the torque from the first set of vehicle wheels (VL, VR) to the engine 202 flow. The torque flow towards the first set of vehicle wheels (VL, VR) is positive torque and the torque flow from the first set of vehicle wheels (VL, VR) is negative torque.

Der dargestellte erste Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) umfasst Vorderräder, und die Achsen sind vordere Querachsen. Daher ist das System 20 für den Vorderradantrieb durch den Motor 202 konfiguriert. In einem anderen Beispiel umfasst der erste Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) Hinterräder. Der dargestellte erste Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) ist ein Paar von Fahrzeugrädern, jedoch könnte in anderen Beispielen eine andere Anzahl von Fahrzeugrädern vorgesehen sein.The illustrated first set of vehicle wheels (VL, VR) includes front wheels and the axles are front transverse axles. Hence the system 20th for front wheel drive by the engine 202 configured. In another example, the first set of vehicle wheels (VL, VR) includes rear wheels. The illustrated first set of vehicle wheels (VL, VR) is a pair of vehicle wheels, but a different number of vehicle wheels could be provided in other examples.

Im dargestellten System 20 ist keine längsgerichtete (mittlere) Antriebswelle vorgesehen, um Platz für Hybridfahrzeugkomponenten zu schaffen. Daher ist der Motor 202 nicht mit einem zweiten Satz von Hinterrädern (in der Abbildung Hinterräder HL, HR) verbindbar. Der Motor 202 kann quer eingebaut werden, um Platz zu sparen. In einem alternativen Beispiel kann der Motor 202 so konfiguriert sein, dass er die Vorder- und Hinterräder antreibt.In the system shown 20th there is no longitudinal (center) drive shaft to make room for hybrid vehicle components. Hence the engine 202 Cannot be connected to a second set of rear wheels (rear wheels HL, HR in the illustration). The motor 202 can be installed across to save space. In an alternative example, the engine 202 Be configured to drive the front and rear wheels.

Ein Drehmomentwegverbinder 218, wie z. B. eine Kupplung, ist innerhalb und/oder außerhalb eines Glockengehäuses der Fahrzeuggetriebeanordnung 204 vorgesehen. Die Kupplung 218 ist so konfiguriert, dass sie den Drehmomentpfad 220 zwischen dem Motor 202 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) verbindet und trennt. Das System 20 kann so konfiguriert sein, dass es die Kupplung 218 ohne Benutzereingriff automatisch betätigt.A torque path connector 218 such as B. a clutch is inside and / or outside a bell housing of the vehicle transmission assembly 204 intended. The coupling 218 is configured to use the torque path 220 between the engine 202 and connects and disconnects the first set of vehicle wheels (VL, VR). The system 20th can be configured so that it is the clutch 218 operated automatically without user intervention.

Das System 20 umfasst einen ersten elektrischen Traktionsmotor 216. Der erste elektrische Fahrmotor 216 kann ein Wechselstrom-Induktionsmotor oder ein Permanentmagnetmotor oder eine andere Art von Motor sein. Der erste elektrische Fahrmotor 216 befindet sich auf der Motorseite der Kupplung 218.The system 20th includes a first electric traction motor 216 . The first electric drive motor 216 can be an AC induction motor or a permanent magnet motor or other type of motor. The first electric drive motor 216 is located on the motor side of the clutch 218 .

Der erste elektrische Fahrmotor 216 kann mechanisch über einen Riemen oder eine Kette mit dem Motor 202 gekoppelt sein. Beispielsweise kann der erste elektrische Fahrmotor 216 ein riemenintegrierter Startergenerator sein. In der Abbildung befindet sich der erste elektrische Fahrmotor 216 an einem Nebenaggregat-Antriebsende des Motors 202, gegenüber einem Fahrzeuggetriebeende des Motors 202. In einem alternativen Beispiel ist der erste elektrische Fahrmotor 216 ein kurbelwellenintegrierter Motorgenerator, der sich an einem Fahrzeuggetriebeende des Motors 202 befindet.The first electric drive motor 216 can be mechanically connected to the motor via a belt or chain 202 be coupled. For example, the first electric traction motor 216 be a belt-integrated starter generator. The illustration shows the first electric drive motor 216 at an accessory drive end of the engine 202 , opposite a vehicle transmission end of the engine 202 . In an alternative example, the first is an electric traction motor 216 a crankshaft integrated motor generator located at a vehicle transmission end of the engine 202 is located.

Der erste elektrische Fahrmotor 216 ist so konfiguriert, dass er ein positives Drehmoment und ein negatives Drehmoment auf eine Kurbelwelle des Motors 202 ausübt, um beispielsweise Funktionen bereitzustellen wie: Verstärken des Ausgangsdrehmoments des Motors 202; Deaktivieren (Abschalten) des Motors 202 bei einem Stopp oder im Leerlauf; Aktivieren (Starten) des Motors 202; und regeneratives Bremsen in einem Regenerationsmodus. In einem Hybrid-Elektrofahrzeug-Modus können der Motor 202 und der erste elektrische Fahrmotor 216 beide gleichzeitig ein positives Drehmoment liefern, um das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen. Der erste elektrische Fahrmotor 216 ist möglicherweise nicht in der Lage, anhaltend rein elektrisch zu fahren.The first electric drive motor 216 is configured to have positive torque and negative torque on a crankshaft of the engine 202 exercises to provide functions such as: Boosting the output torque of the engine 202 ; Deactivating (switching off) the motor 202 at a stop or while idling; Activate (start) the motor 202 ; and regenerative braking in a regeneration mode. In a hybrid electric vehicle mode, the engine can 202 and the first electric traction motor 216 both deliver positive torque at the same time to increase the output torque. The first electric drive motor 216 may not be able to drive all-electric for a long time.

Wenn jedoch der Drehmomentpfad 220 zwischen dem Motor 202 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) unterbrochen wird, wird auch ein Drehmomentpfad 220 zwischen dem ersten elektrischen Traktionsmotor 216 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) unterbrochen.However, if the torque path 220 between the engine 202 and the first set of vehicle wheels (VL, VR) is interrupted, a torque path is also established 220 between the first electric traction motor 216 and the first set of vehicle wheels (VL, VR) interrupted.

In 2 ist ein zweiter elektrischer Fahrmotor 212 dargestellt, der so konfiguriert ist, dass er zumindest einen elektrischen Fahrzeugmodus ermöglicht, der reines Elektrofahren umfasst. In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen, ist ein maximales Nenndrehmoment des zweiten elektrischen Fahrmotors 212 größer als ein maximales Nenndrehmoment des ersten elektrischen Fahrmotors 216.In 2 is a second electric drive motor 212 which is configured to enable at least one electric vehicle mode that includes pure electric driving. In some, but not necessarily all examples, is a maximum rated torque of the second electric traction motor 212 greater than a maximum nominal torque of the first electric traction motor 216 .

Auch wenn der Drehmomentpfad 220 zwischen dem Motor 202 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) durch die Kupplung 218 unterbrochen ist, kann das Fahrzeug 10 im Elektrofahrzeugmodus gefahren werden, da der zweite elektrische Fahrmotor 212 mit mindestens einem Fahrzeugrad verbunden ist.Even if the torque path 220 between the engine 202 and the first set of vehicle wheels (VL, VR) through the clutch 218 is interrupted, the vehicle can 10 be driven in electric vehicle mode because the second electric drive motor 212 is connected to at least one vehicle wheel.

Der dargestellte zweite elektrische Fahrmotor 212 ist so konfiguriert, dass er ein Drehmoment auf den dargestellten zweiten Satz von Fahrzeugrädern (HL, HR) ausübt. Der zweite Satz von Fahrzeugrädern (HL, HR) umfasst Fahrzeugräder, die nicht zu dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) gehören. Der dargestellte zweite Satz von Fahrzeugrädern (HL, HR) umfasst Hinterräder, und der zweite elektrische Fahrmotor 212 ist so betreibbar, dass er über hintere Querachsen ein Drehmoment an die Hinterräder HL, HR liefert. Daher ist das Fahrzeug 10 im Elektrofahrzeugmodus hinterradgetrieben. In einem alternativen Beispiel umfasst der zweite Satz von Fahrzeugrädern mindestens ein Fahrzeugrad des ersten Satzes von Fahrzeugrädern.The illustrated second electric traction motor 212 is configured to apply torque to the illustrated second set of vehicle wheels (HL, HR). The second set of vehicle wheels (HL, HR) includes vehicle wheels that do not belong to the first set of vehicle wheels (VL, VR). The illustrated second set of vehicle wheels (HL, HR) includes rear wheels, and the second electric travel motor 212 can be operated in such a way that it delivers a torque to the rear wheels HL, HR via rear transverse axes. Hence the vehicle 10 rear-wheel drive in electric vehicle mode. In an alternative example, the second set of vehicle wheels includes at least one vehicle wheel of the first set of vehicle wheels.

Das Steuersystem 208 kann so konfiguriert sein, dass es den Drehmomentpfad 220 zwischen dem Motor 202 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) im Elektrofahrzeugmodus unterbricht, um parasitäre Pumpenergieverluste zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Kupplung 218 geöffnet werden. Im Beispiel von 2 bedeutet dies, dass der erste elektrische Fahrmotor 216 ebenfalls vom ersten Satz Fahrzeugräder (VL, VR) abgekoppelt wird.The tax system 208 can be configured to use the torque path 220 between the engine 202 and interrupts the first set of vehicle wheels (VL, VR) in the electric vehicle mode to reduce parasitic pumping energy losses. For example, the clutch 218 be opened. In the example of 2 this means that the first electric traction motor 216 is also decoupled from the first set of vehicle wheels (VL, VR).

Ein weiterer Vorteil des zweiten elektrischen Fahrmotors 212 ist, dass der zweite elektrische Fahrmotor 212 auch so konfiguriert werden kann, dass er in einem Hybrid-Elektrofahrzeug-Modus betrieben werden kann, um trotz des Fehlens einer mittleren Antriebswelle einen Allradbetrieb zu ermöglichen.Another advantage of the second electric drive motor 212 is that the second electric traction motor 212 can also be configured so that it can be operated in a hybrid electric vehicle mode to enable all-wheel drive operation despite the lack of a central drive shaft.

Um elektrische Energie für die elektrischen Fahrmotoren zu speichern, umfasst das System 20 eine Traktionsbatterie 200. Die Traktionsbatterie 200 stellt eine Nennspannung zur Verfügung, die von elektrischen Leistungsverbrauchern wie den elektrischen Fahrmotoren benötigt wird. Wenn die elektrischen Fahrmotoren mit unterschiedlichen Spannungen laufen, können DC-DC-Wandler (nicht dargestellt) oder ähnliches vorgesehen werden, um Spannungen umzuwandeln.To store electrical energy for the electric traction motors, the system includes 20th a traction battery 200 . The traction battery 200 provides a nominal voltage that is required by electrical power consumers such as electric traction motors. If the electric traction motors run at different voltages, DC-DC converters (not shown) or the like can be provided in order to convert voltages.

Die Traktionsbatterie 200 kann eine Hochspannungsbatterie sein. Hochspannungs-Traktionsbatterien liefern Nennspannungen im Bereich von Hunderten von Volt, im Gegensatz zu Traktionsbatterien für milde HEVs, die Nennspannungen im Bereich von zehn Volt liefern. Die Traktionsbatterie 200 kann eine Spannung und Kapazität haben, die das rein elektrische Fahren über längere Strecken unterstützt. Die Traktionsbatterie 200 kann eine Kapazität von mehreren Kilowattstunden haben, um die Reichweite zu maximieren. Die Kapazität kann im Bereich von einigen zehn Kilowattstunden oder sogar über hundert Kilowattstunden liegen.The traction battery 200 can be a high voltage battery. High voltage traction batteries provide rated voltages in the hundreds of volts, as opposed to mild HEV traction batteries, which provide rated voltages in the tens of volts. The traction battery 200 can have a voltage and capacity that supports purely electric driving over longer distances. The traction battery 200 can have a capacity of several kilowatt hours to maximize range. The capacity can be in the range of a few tens of kilowatt hours or even over a hundred kilowatt hours.

Obwohl die Traktionsbatterie 200 als eine Einheit dargestellt ist, könnte die Funktion der Traktionsbatterie 200 mit einer Vielzahl kleiner Traktionsbatterien an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs 10 realisiert werden.Although the traction battery 200 shown as a unit could be the function of the traction battery 200 with a multitude of small traction batteries in different places on the vehicle 10 will be realized.

In einigen Beispielen können der erste elektrische Fahrmotor 216 und der zweite elektrische Fahrmotor 212 so konfiguriert sein, dass sie elektrische Energie von der gleichen Traktionsbatterie 200 erhalten. Durch die Kopplung des ersten (schwachen) elektrischen Fahrmotors 216 mit einer Batterie mit hoher Kapazität (zehn bis hunderte von Kilowattstunden) kann der erste elektrische Fahrmotor 216 in der Lage sein, die Funktionalität der hier beschriebenen Methoden über längere Zeiträume und nicht nur für kurze Zeitspannen bereitzustellen. In einem anderen Beispiel können die elektrischen Fahrmotoren 212, 216 mit verschiedenen Traktionsbatterien gepaart sein.In some examples, the first electric traction motor 216 and the second electric traction motor 212 be configured to get electrical power from the same traction battery 200 Receive. By coupling the first (weak) electric drive motor 216 with a battery with a high capacity (ten to hundreds of kilowatt hours) the first electric traction motor 216 be able to provide the functionality of the methods described here for extended periods of time, not just for short periods of time. In another example, the electric traction motors 212 , 216 be paired with different traction batteries.

Schließlich umfasst das dargestellte System 20 Wechselrichter. Es sind zwei Wechselrichter 210, 214 dargestellt, einer für jeden elektrischen Fahrmotor. In anderen Beispielen könnten ein Wechselrichter oder mehr als zwei Wechselrichter vorgesehen sein.Finally, the illustrated system includes 20th Inverter. There are two inverters 210 , 214 shown, one for each electric traction motor. In other examples, one inverter or more than two inverters could be provided.

In einer alternativen Implementierung kann das Fahrzeug 10 anders als in 2 dargestellt sein.In an alternative implementation, the vehicle 10 different than in 2 be shown.

3A veranschaulicht, wie das Steuersystem 208 implementiert werden kann. Das Steuersystem 208 von 3A veranschaulicht einen Regler 300. In anderen Beispielen kann das Steuersystem 208 eine Vielzahl von Reglern an Bord und/oder außerhalb des Fahrzeugs 10 umfassen. 3A illustrates how the tax system 208 can be implemented. The tax system 208 from 3A illustrates a regulator 300 . In other examples, the control system 208 a variety of controls on board and / or outside the vehicle 10 include.

Der Regler 300 von 3A umfasst mindestens einen elektronischen Prozessor 302; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung 304, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor 302 gekoppelt ist und in der Anweisungen 306 (z.B. ein Computerprogramm) gespeichert sind, wobei die mindestens eine elektronische Speichervorrichtung 304 und die Anweisungen 306 so konfiguriert sind, dass sie zusammen mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor 302 die Durchführung eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Verfahren bewirken.The regulator 300 from 3A includes at least one electronic processor 302 ; and at least one electronic storage device 304 electrically connected to the electronic processor 302 is coupled and in the instructions 306 (eg a computer program) are stored, wherein the at least one electronic storage device 304 and the instructions 306 are configured to work with the at least one electronic processor 302 cause one or more of the methods described herein to be performed.

3B illustriert ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium 308, das die Anweisungen 306 (Computersoftware) enthält. 3B illustrates a non-transitory computer readable storage medium 308 that the instructions 306 (Computer software) contains.

Das Steuersystem 208 kann so konfiguriert sein, dass es Reglerausgänge bereitstellt, um eine Variable (Drehmoment) in Richtung eines Sollwerts zu manipulieren. Ein Beispielsollwert ist mindestens ein Drehmomentziel. Das mindestens eine Drehmomentziel kann normalerweise auf einer Drehmomentanforderung basieren, wie z. B. der Drehmomentanforderung des Fahrers (z. B. Gaspedaldruck, APD), einer Drehmomentanforderung für autonomes Fahren oder einer Drehmomentanforderung für den Tempomat. Das mindestens eine Drehmomentziel kann normalerweise proportional zum Drehmomentbedarf sein. Das Drehmomentziel kann ein Motordrehmomentziel zur Steuerung des Ausgangsdrehmoments des Motors umfassen. Das Drehmomentziel kann ein Drehmomentziel für einen elektrischen Fahrmotor zur Steuerung des Ausgangsdrehmoments eines elektrischen Fahrmotors umfassen.The tax system 208 can be configured to provide controller outputs to manipulate a variable (torque) in the direction of a setpoint. An example setpoint is at least one torque target. The at least one torque target may typically be based on a torque request, such as a torque request. B. the driver's torque request (e.g. accelerator pedal pressure, APD), a torque request for autonomous driving or a torque request for the cruise control. The at least one torque target can typically be proportional to the torque demand. The torque target may include an engine torque target for controlling the output torque of the engine. The torque target can be a Include a torque target for an electric traction motor for controlling the output torque of an electric traction motor.

Ein weiterer Beispielsollwert ist ein Motordrehzahlsollwert. Das Motordrehmoment kann geregelt werden, um die Motordrehzahl an den Motordrehzahlsollwert anzupassen, das im Leerlauf und in anderen Szenarien verwendet wird. Das Drehmoment des ersten elektrischen Fahrmotors kann gesteuert werden, um die Motordrehzahl an den Motordrehzahlsollwert anzupassen, da der erste elektrische Fahrmotor mechanisch mit der Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist.Another example setpoint is an engine speed setpoint. The engine torque can be regulated to match the engine speed to the engine speed setpoint used at idle and in other scenarios. The torque of the first electric travel motor can be controlled in order to adapt the engine speed to the engine speed setpoint, since the first electric travel motor is mechanically coupled to the crankshaft of the engine.

Ein System 20 wie der Antriebsstrang von 2 kann in einer Vielzahl von Modi betrieben werden. In einem Modus ist der Motor 202 deaktiviert und der Drehmomentpfad 220 zwischen dem Motor 202 und dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) ist unterbrochen. In einem anderen Modus wird der Motor 202 wieder aktiviert und der Drehmomentpfad 220 wird wieder verbunden.A system 20th like the drivetrain of 2 can operate in a variety of modes. In one mode is the engine 202 deactivated and the torque path 220 between the engine 202 and the first set of vehicle wheels (VL, VR) is interrupted. In another mode the engine will 202 reactivated and the torque path 220 will be reconnected.

In ist ein Zustandsdiagramm der Betriebsmodi dargestellt. Das Zustandsdiagramm zeigt einen ersten Modus 400 und einen zweiten Modus 402.In a state diagram of the operating modes is shown. The state diagram shows a first mode 400 and a second mode 402 .

Im ersten Modus 400 befindet sich der Motor 202 in einem deaktivierten Zustand und der Drehmomentpfad 220 zwischen dem ersten Satz von Fahrzeugrädern (VL, VR) und dem Motor 202 und dem ersten elektrischen Fahrmotor 216 ist unterbrochen. In einem Beispiel besteht der Effekt der kombinierten Deaktivierung und Trennung darin, dass die Motordrehzahl gegen Null fällt. Die Deaktivierung bezieht sich darauf, dass der Motor 202 kein positives Ausgangsdrehmoment oder kein ausreichendes positives Ausgangsdrehmoment für eine Motordrehzahl ungleich Null erzeugt. Die Kraftstoffeinspritzung kann eingestellt werden, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.In the first mode 400 is the engine 202 in a deactivated state and the torque path 220 between the first set of vehicle wheels (VL, VR) and the engine 202 and the first electric traction motor 216 is interrupted. In one example, the effect of the combined deactivation and disconnection is that the engine speed drops towards zero. The deactivation refers to the fact that the engine 202 does not generate positive output torque or does not generate sufficient positive output torque for non-zero engine speed. The fuel injection can be adjusted to reduce fuel consumption.

Im zweiten Modus 402 befindet sich der Motor 202 in einem aktivierten Zustand und der Drehmomentpfad 220 ist angeschlossen. Im aktivierten Zustand wird Kraftstoff in den Brennkammern des Motors verbrannt, wodurch der Motor 202 ein positives Ausgangsdrehmoment an den Drehmomentpfad 220 liefert.In the second mode 402 is the engine 202 in an activated state and the torque path 220 is connected. When activated, fuel is burned in the engine's combustion chambers, causing the engine 202 a positive output torque to the torque path 220 supplies.

In einigen Beispielen ist der erste Modus 400 der oben beschriebene Elektrofahrzeugmodus und der zweite Modus 402 ist der Hybridelektrofahrzeugmodus.In some examples, the first is mode 400 the above-described electric vehicle mode and the second mode 402 is the hybrid electric vehicle mode.

Das Zustandsdiagramm veranschaulicht eine erste Übergangsbedingung 404 für den Übergang vom ersten Modus 400 zum zweiten Modus 402. Das Zustandsdiagramm veranschaulicht eine zweite Übergangsbedingung 406 für den Übergang vom zweiten Modus 402 zum ersten Modus 400.The state diagram illustrates a first transition condition 404 for the transition from the first mode 400 to the second mode 402 . The state diagram illustrates a second transition condition 406 for the transition from the second mode 402 to the first mode 400 .

Die erste Übergangsbedingung 404 kann mindestens eine der folgenden Bedingungen erfordern: eine manuelle Benutzerauswahl; ein Ladezustand der Antriebsbatterie, der unter einen Schwellenwert fällt; eine Drehmomentanforderung, die über einen Schwellenwert steigt (z. B. Kickdown-Funktion); eine Temperatur, die unter einem Schwellenwert liegt (z. B. Frostwetter); ein Wechsel des Fahrdynamikmodus; ein Wechsel des Geländereaktionsmodus; und/oder Ähnliches.The first transition condition 404 may require at least one of the following conditions: manual user selection; a state of charge of the traction battery that falls below a threshold value; a torque request that rises above a threshold value (e.g. kickdown function); a temperature that is below a threshold (e.g., frosty weather); a change of the driving dynamics mode; a change of terrain response mode; and / or the like.

Die zweite Übergangsbedingung 406 kann mindestens eine der folgenden Bedingungen erfordern: eine manuelle Benutzerauswahl; ein Ladezustand der Antriebsbatterie, der über einen Schwellenwert steigt; ein Drehmomentbedarf, der unter einen Schwellenwert fällt; eine Temperatur, die über einem Schwellenwert liegt; ein Wechsel des Fahrdynamikmodus; ein Wechsel des Geländereaktionsmodus; und/oder Ähnliches.The second transition condition 406 may require at least one of the following conditions: manual user selection; a state of charge of the traction battery that rises above a threshold value; a torque demand that falls below a threshold; a temperature that is above a threshold; a change of the driving dynamics mode; a change of terrain response mode; and / or the like.

Ein Fahrdynamikmodus bezieht sich auf einen Modus, der eine oder mehrere der folgenden Einstellungen konfiguriert: eine Aufhängungseinstellung; eine Gaspedalreaktionseinstellung; eine Schaltpunkteinstellung; oder eine Lenkgewichtseinstellung. Ein Geländemodus bezieht sich auf einen Modus, der eine oder mehrere der folgenden Einstellungen konfiguriert: eine Einstellung für die Differentialsperre, eine Einstellung für die Traktionskontrolle. Es kann zu Überschneidungen zwischen Fahrdynamikmodi und Geländereaktionsmodi kommen. Die Einstellungen können vorgegeben oder konfigurierbar sein.A vehicle dynamics mode refers to a mode that configures one or more of the following settings: a suspension setting; an accelerator response adjustment; a switch point setting; or a steering weight adjustment. An off-road mode refers to a mode that configures one or more of the following settings: a differential lock setting, a traction control setting. There may be overlaps between driving dynamics modes and terrain reaction modes. The settings can be preset or configurable.

Eine manuelle Benutzerauswahl kann die Verwendung eines Eingabegeräts der Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen. Die Eingabevorrichtung kann eine Motorstarttaste umfassen. Das Eingabegerät kann einen Fahrdynamikmodus-Wahlschalter umfassen. Das Eingabegerät kann einen Wählschalter für den Geländereaktionsmodus umfassen. In einigen Beispielen kann ein Geländemodus und/oder ein Fahrdynamikmodus automatisch umschaltbar sein.Manual user selection can include the use of an input device of the man-machine interface. The input device may include an engine start button. The input device can comprise a driving dynamics mode selector switch. The input device can comprise a selector switch for the terrain reaction mode. In some examples, a terrain mode and / or a driving dynamics mode can be switched over automatically.

In einigen Beispielen ist der erste Modus 400 ein gleitender Modus und der zweite Modus 402 ein nicht gleitender Modus. Gleiten bezieht sich auf die Deaktivierung und Abschaltung des Motors 202 während der Fahrt des Fahrzeugs 10 ohne anzuhalten, um den Kraftstoffverbrauch und die Pumpverluste zu reduzieren. Die erste Übergangsbedingung 404 kann eine Drehmomentanforderung oberhalb des Schwellenwerts erfordern. Die zweite Übergangsbedingung 406 kann eine Drehmomentanforderung unterhalb des Schwellenwerts für eine Zeit oberhalb des Schwellenwerts erfordern, während sich das Fahrzeug 10 bewegt, zum Beispiel. Gleitmodus-Übergänge können durchgeführt werden, während das Fahrzeug 10 nicht bremst. Übergänge in den Gleitmodus können durchgeführt werden, während das Fahrzeug 10 mit erheblichen Geschwindigkeiten fährt, z. B. mit mehr als 30 Kilometern pro Stunde.In some examples, the first is mode 400 a sliding mode and the second mode 402 a non-sliding mode. Sliding refers to the deactivation and shutdown of the engine 202 while driving the vehicle 10 without stopping to reduce fuel consumption and pumping losses. The first transition condition 404 may require a torque request above the threshold. The second transition condition 406 can set a torque request below the threshold for a time above the Threshold while the vehicle is moving 10 moves, for example. Sliding mode transitions can be made while the vehicle is in motion 10 does not brake. Transitions to the glide mode can be made while the vehicle is in motion 10 runs at considerable speeds, e.g. B. at more than 30 kilometers per hour.

In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen, umfasst das Fahrzeug 10 geländeabhängige Modi, wie die oben beschriebenen geländeabhängigen Modi. Der erste Modus 400 ist ein geländeabhängiger Modus und der zweite Modus 402 ist ein weiterer geländeabhängiger Modus. Einige geländeabhängige Modi erfordern, dass der Motor 202 angeschlossen und aktiviert ist, z. B. geländeabhängige Modi.In some, but not necessarily all examples, the vehicle includes 10 Terrain-dependent modes, such as the terrain-dependent modes described above. The first mode 400 is a terrain dependent mode and the second mode 402 is another terrain-dependent mode. Some terrain-dependent modes require the engine 202 connected and activated, e.g. B. Terrain-dependent modes.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Steuersystem 208 konfiguriert, um das Ansprechverhalten beim Synchronisieren der Motordrehzahl auf einen Motordrehzahlsollwert zu verbessern, indem ein Verfahren 500 durchgeführt wird, das Folgendes umfasst:

  • Ermitteln eines Motordrehzahlsollwerts (Block 502);
  • Bestimmen einer Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts (Block 504); und
  • Steuern des ersten elektrischen Fahrmotors 216 und/oder des Motors 202, um ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem Motordrehzahlsollwert und in Abhängigkeit von der Änderungsrate bereitzustellen (Blöcke 506, 508).
In accordance with one aspect of the present invention, the control system is 208 configured to improve responsiveness in synchronizing engine speed to an engine speed setpoint by a method 500 that includes:
  • Determining a motor speed setpoint (block 502 );
  • Determine a rate of change of the engine speed setpoint (block 504 ); and
  • Controlling the first electric traction motor 216 and / or the engine 202 to provide a torque as a function of the engine speed setpoint and as a function of the rate of change (blocks 506 , 508 ).

5 zeigt ein Flussdiagramm für das Verfahren 500 gemäß einem beispielhaften Anwendungsfall zum Übergang vom ersten Modus 400 (z.B. Elektrofahrzeugmodus) zum zweiten Modus 402 (z.B. Hybridelektrofahrzeugmodus). Die Fahrzeugräder können in Bewegung sein, so dass ein schneller Übergang erforderlich sein kann, um die Erwartungen des Fahrers an das Ansprechverhalten zu erfüllen. 5 Figure 3 shows a flow chart for the method 500 according to an exemplary application for the transition from the first mode 400 (e.g. electric vehicle mode) to the second mode 402 (e.g. hybrid electric vehicle mode). The vehicle wheels may be in motion so a quick transition may be required to meet driver's expectations for responsiveness.

Das Steuersystem 208 kann so konfiguriert sein, dass es die Motordrehzahl mit der Fahrzeugraddrehzahl synchronisiert, bevor es die Kupplung 218 einkuppelt, um einen Drehmomentschock zu vermeiden, der die Fahrzeuginsassen ruckartig bewegt. Die Synchronisation ist abgeschlossen, wenn jede Seite (z.B. Lamelle) der Kupplung 218 die gleiche Drehzahl wie die andere Seite (z.B. Lamelle) der Kupplung 218 hat.The tax system 208 can be configured to synchronize engine speed with vehicle wheel speed before engaging the clutch 218 engages to avoid a torque shock that jerks the vehicle occupants. The synchronization is complete when each side (e.g. lamella) of the clutch 218 the same speed as the other side (e.g. lamella) of the clutch 218 Has.

Es ist jedoch einleuchtend, dass die Blöcke 502, 504, 506 und 508 des Verfahrens 500 auch auf andere Anwendungsfälle angewendet werden können, in denen ein variabler Motordrehzahlsollwert verwendet wird. Beispiele sind der Motorleerlauf und das Hochdrehen des Motors 202 in einem Leerlauf.It is evident, however, that the blocks 502 , 504 , 506 and 508 of the procedure 500 Can also be applied to other applications where a variable motor speed setpoint is used. Examples are the engine idling and revving the engine 202 in an idle.

In Block 502 umfasst das Verfahren 500 das Ermitteln eines Motordrehzahlsollwerts. In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen, basiert der erhaltene Motordrehzahlsollwert auf einer Anforderung zum Übergang vom ersten Modus 400 zum zweiten Modus 402.In block 502 includes the procedure 500 determining an engine speed setpoint. In some, but not necessarily all examples, the engine speed setpoint obtained is based on a request to transition from the first mode 400 to the second mode 402 .

Das Motordrehzahlsoll in diesem Beispiel dient der Synchronisierung der Motordrehzahl mit der Raddrehzahl des Fahrzeugs und ist daher ein anderes Ziel als andere Drehzahlziele, wie z. B. ein Motorleerlaufdrehzahlziel. Bei einem Fahrzeug, das sich mit Geschwindigkeiten oberhalb des Kriechgangs bewegt, ist der Motordrehzahlsollwert wahrscheinlich größer als ein Motorleerlaufdrehzahlziel. In den folgenden Blöcken des Verfahrens 500 steuert das Steuersystem 208 mindestens den ersten elektrischen Fahrmotor 216 und/oder den Motor 202, um ein positives Drehmoment bereitzustellen, um die Motordrehzahl in Richtung des Motordrehzahlsollwerts zu erhöhen.The engine speed target in this example is used to synchronize the engine speed with the wheel speed of the vehicle and is therefore a different target than other speed targets, such as e.g. B. an engine idle speed target. For a vehicle moving at speeds above crawler, the engine speed setpoint is likely to be greater than an engine idle speed target. In the following blocks of the procedure 500 controls the tax system 208 at least the first electric drive motor 216 and / or the engine 202 to provide positive torque to increase engine speed toward the engine speed setpoint.

Die Raddrehzahl des Fahrzeugs kann sich während des Modusübergangs erhöhen oder verringern, beispielsweise in Abhängigkeit vom Bremsen oder vom Einsatz des zweiten elektrischen Fahrmotors 212. Daher kann die für die Synchronisation erforderliche Motordrehzahl variieren. Wenn der zweite elektrische Fahrmotor 212 während des Modusübergangs betreibbar ist, um ein Ausgangsdrehmoment in Abhängigkeit vom Drehmomentbedarf bereitzustellen, kann sich die Fahrzeugraddrehzahl während des Modusübergangs ändern. Daher kann sich das Motordrehzahlsoll während des Modusübergangs ändern.The wheel speed of the vehicle can increase or decrease during the mode transition, for example as a function of braking or the use of the second electric traction motor 212 . Therefore, the motor speed required for synchronization can vary. When the second electric traction motor 212 is operable during mode transition to provide output torque in response to torque demand, vehicle wheel speed may change during mode transition. Therefore, the engine speed target may change during mode transition.

In Block 504 umfasst das Verfahren 500 das Bestimmen der Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts. Die Änderungsrate kann Null sein, wenn der Motordrehzahlsollwert konstant ist. Die ermittelte Änderungsrate kann einen positiven Wert ungleich Null haben, wenn die Fahrzeugräder beschleunigt werden. Die ermittelte Änderungsrate kann einen negativen Wert ungleich Null haben, wenn das Fahrzeug 10 abbremst. Die ermittelte Änderungsrate kann proportional zu der Größe der Beschleunigung/Verzögerung sein.In block 504 includes the procedure 500 determining the rate of change of the engine speed setpoint. The rate of change can be zero when the engine speed setpoint is constant. The determined rate of change can have a positive value other than zero when the vehicle wheels are accelerated. The determined rate of change can have a negative value other than zero if the vehicle is 10 decelerates. The determined rate of change can be proportional to the magnitude of the acceleration / deceleration.

Das Steuersystem 208 kann so konfiguriert sein, dass es vor der Bestimmung der Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts einen Tiefpassfilter auf den Motordrehzahlsollwert anwendet. Der Tiefpassfilter glättet alle großen diskontinuitätsartigen Änderungen im Signal, um die Stabilität des abgeleiteten Terms „Änderungsrate“ zu verbessern.The tax system 208 may be configured to apply a low pass filter to the engine speed setpoint prior to determining the rate of change of the engine speed setpoint. The low-pass filter smooths out any large discontinuity-like changes in the signal in order to improve the stability of the derived term "rate of change".

In Block 506 umfasst das Verfahren 500 die Bestimmung eines erforderlichen Drehmoments. Die erforderliche Änderung des Drehmoments ist das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Motordrehzahl in Richtung des Motordrehzahlsollwerts zu ändern.In block 506 includes the procedure 500 the determination of a required torque. The torque change required is the torque required to change the engine speed toward the engine speed setpoint.

Das erforderliche Drehmoment ist abhängig von dem erhaltenen Motordrehzahlsollwert. Beispielsweise kann das Steuersystem 208 so konfiguriert sein, dass es eine Rückmeldung empfängt, die die Motordrehzahl angibt. Das erforderliche Drehmoment kann von einer Differenz (Fehler) zwischen der rückgemeldeten Motordrehzahl und dem Motordrehzahlsollwert abhängig sein.The required torque depends on the motor speed setpoint received. For example, the control system 208 Be configured to receive feedback indicating engine speed. The required torque can depend on a difference (error) between the reported engine speed and the engine speed setpoint.

In einer Implementierung wird der Fehler mit einem PI/PID-Regler verarbeitet. Der aktuelle Wert des Fehlers wird verwendet, um das proportionale Drehmoment zu berechnen. Vergangene Werte des Fehlers können zur Berechnung des Integratormoments akkumuliert werden. Eine Änderungsrate des Fehlers wird zur Berechnung des abgeleiteten Drehmoments verwendet.In one implementation, the error is processed with a PI / PID controller. The current value of the error is used to calculate the proportional torque. Past values of the error can be accumulated to calculate the integrator torque. A rate of change in the error is used to calculate the derived torque.

Das erforderliche Drehmoment ist auch von der ermittelten Änderungsrate des Drehzahlsollwerts abhängig. Die Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts kann zum Beispiel zur Berechnung eines Vorwärtsdrehmoments verwendet werden. Das Vorwärtsdrehmoment ist ein Drehmoment, das von der Zieldynamik und nicht von der aktuellen Motordrehzahl abhängt. Daher ist das erforderliche Drehmoment von der Rückkopplungsregelung (z. B. über ein PI/PID-Regelschema) und der Vorwärtsregelung abhängig. Das Vorwärtsdrehmoment kann Null sein, wenn sich das Drehzahlziel nicht bewegt. Das Vorwärtsdrehmoment kompensiert den sich bewegenden Motordrehzahlsollwert. The required torque also depends on the determined rate of change of the speed setpoint. The rate of change of the engine speed setpoint can be used, for example, to calculate a forward torque. The forward torque is a torque that depends on the target dynamics and not on the current engine speed. Therefore, the required torque depends on the feedback control (e.g. via a PI / PID control scheme) and the feedforward control. Forward torque can be zero when the speed target is not moving. The forward torque compensates for the moving engine speed setpoint.

Der Wert des Vorwärtsdrehmoments ist so konfiguriert, dass die Motor-/Systemträgheit mit einer ähnlichen oder der gleichen Beschleunigung wie der Motordrehzahlsollwert beschleunigt wird. Der Wert des Vorwärtsdrehmoments kann auf der Grundlage des zweiten Newtonschen Gesetzes für rotierende Körper bestimmt werden: τ = I α

Figure DE102021100235A1_0001
wobei τ das erforderliche Drehmoment ist, I ein Parameter ist, der die Motorträgheit angibt (äquivalent zur Masse), und α die Winkelbeschleunigung ist. Das Motorträgheitsmoment kann eine vorgegebene Konstante sein. Wenn die Motorträgheit nicht bekannt ist, kann eine andere Konstante verwendet werden. Die Winkelbeschleunigung basiert auf der Änderungsrate der Motordrehzahlvorgabe. Das Vorwärtsdrehmoment kann mit dem Solldrehmoment identisch sein.The forward torque value is configured to accelerate the engine / system inertia with an acceleration similar or equal to the engine speed setpoint. The value of the forward torque can be determined on the basis of Newton's second law for rotating bodies: τ = I. α
Figure DE102021100235A1_0001
where τ is the required torque, I is a parameter indicating the motor inertia (equivalent to mass), and α is the angular acceleration. The motor moment of inertia can be a predetermined constant. If the motor inertia is not known, another constant can be used. The angular acceleration is based on the rate of change of the engine speed specification. The forward torque can be identical to the target torque.

Die obigen Proportional-, Integral-, Derivativ- und Vorwärtsdrehmomente können mit verschiedenen vorkalibrierten Verstärkungen gewichtet werden, um ein gewünschtes Maß an Ansprechverhalten und Glätte zu erreichen, und dann summiert werden, um den Endwert des erforderlichen Drehmoments zu bestimmen.The above proportional, integral, derivative and forward torques can be weighted with various pre-calibrated gains to achieve a desired level of responsiveness and smoothness and then summed to determine the final value of torque required.

Das Verfahren 500 geht dann zu Block 508 über, in dem der Endwert des erforderlichen Drehmoments verwendet wird, um die Motordrehzahl in Richtung des Motordrehzahlsollwerts zu variieren. Der Motor 202 und/oder der erste elektrische Fahrmotor 216 können verwendet werden, um die Motordrehzahl zu ändern. Im vorliegenden Anwendungsfall (Modusübergang) des Aktivierens des Motors 202 und des erneuten Zuschaltens des Drehmomentpfads wird der Motordrehzahlsollwert wahrscheinlich einen größeren positiven Wert haben als die aktuelle Motordrehzahl, sodass die Motordrehzahl erhöht wird. In anderen Anwendungsfällen muss die Motordrehzahl möglicherweise verringert werden.The procedure 500 then go to block 508 in which the final value of the required torque is used to vary the engine speed in the direction of the engine speed setpoint. The motor 202 and / or the first electric traction motor 216 can be used to change the engine speed. In the present application (mode transition) the activation of the motor 202 and the reconnection of the torque path, the engine speed setpoint is likely to have a greater positive value than the current engine speed, so that the engine speed is increased. In other applications, the engine speed may need to be reduced.

In einigen Beispielen umfasst Block 508 die Steuerung des ersten elektrischen Fahrmotors 216, um zumindest einen Teil des erforderlichen Drehmoments bereitzustellen, um die Motordrehzahl in Richtung des Motordrehzahlsollwerts zu erhöhen. Elektrische Fahrmotoren sind reaktionsschneller als Motoren, was eine schnellere Synchronisierung ermöglicht. Die Motordrehzahl beginnt unter der Unterstützung des ersten elektrischen Fahrmotors 216 zu steigen, beispielsweise von einer Drehzahl von Null.In some examples, block includes 508 the control of the first electric drive motor 216 to provide at least a portion of the torque required to increase the engine speed toward the engine speed setpoint. Electric traction motors are more responsive than motors, which allows for faster synchronization. The engine speed begins with the assistance of the first electric drive motor 216 to increase, for example from a speed of zero.

Wenn der Motor 202 anfangs unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, liefert der Motor 202 möglicherweise zunächst keinen Beitrag zum erforderlichen Drehmoment. Die Motorleerlaufdrehzahl kann ein vorbestimmter Wert unterhalb von 1000 U/min sein, der vom Steuersystem 208 bestimmt wird. Der vorgegebene Wert (Schwellenwert) kann fest sein oder auf der Grundlage von erkannten Bedingungen (z. B. Temperaturen) variieren. In einer alternativen Implementierung kann die Motordrehzahl durch einen Ritzelanlasser 206 statt durch den ersten elektrischen Fahrmotor 216 auf die Leerlaufdrehzahl des Motors gebracht werden.When the engine 202 is initially below idle speed, the engine delivers 202 may initially not contribute to the required torque. The engine idle speed may be a predetermined value below 1000 RPM determined by the control system 208 is determined. The predetermined value (threshold value) can be fixed or vary based on recognized conditions (e.g. temperatures). In an alternative implementation, the engine speed can be controlled by a pinion starter 206 instead of the first electric drive motor 216 brought to the idle speed of the engine.

Das Steuersystem 208 kann den Motor 202 so steuern, dass er beginnt, zumindest einen Teil des erforderlichen Drehmoments beizusteuern, wenn festgestellt wird, dass der Motor 202 die Motorleerlaufdrehzahl erreicht hat. Daher kann für eine gewisse Zeit die Motordrehzahl sowohl durch den Motor 202 als auch durch den ersten elektrischen Fahrmotor 216 gleichzeitig erhöht werden. Dadurch wird die Zeit für die Durchführung des Modusübergangs reduziert.The tax system 208 can the engine 202 control so that it begins to contribute at least some of the required torque when it is determined that the engine 202 has reached engine idle speed. Therefore, for a period of time, the engine speed can both be controlled by the engine 202 as well as the first electric drive motor 216 can be increased at the same time. This reduces the time it takes to complete the mode transition.

In einigen, aber nicht notwendigerweise allen Beispielen kann der erste elektrische Fahrmotor 216 im geschlossenen Regelkreis gesteuert werden, wenn sich die Motordrehzahl dem Drehzahlsollwert nähert, um ein Sperrmoment, z. B. ein negatives Drehmoment, bereitzustellen, um ein Überschwingen der Motordrehzahl über den Drehzahlsollwert hinaus zu verhindern. Dies reduziert die Einschwingzeit, da elektrische Fahrmotoren schneller ansprechen als Motoren und eine größere Größe des negativen Drehmoments bereitstellen können.In some, but not necessarily all examples, the first electric traction motor may 216 be controlled in the closed loop when the engine speed approaches the speed setpoint to achieve a locking torque, e.g. B. a negative torque to provide to prevent overshoot of the engine speed above the speed setpoint. This reduces the settling time, since electric traction motors respond faster than motors and can provide a larger amount of negative torque.

In Block 510 umfasst das Verfahren 500 optional die Bereitstellung einer Anzeige, wenn die Motordrehzahl den Motordrehzahlsollwert erreicht hat, um die Verbindung des Drehmomentpfads 220 zu veranlassen. Die Anzeige wird einer Steuerung eines Aktuators des Drehmomentpfadverbinders 218 (z. B. Kupplung) bereitgestellt, die Teil des Steuersystems 208 sein kann.In block 510 includes the procedure 500 optionally the provision of an indication when the engine speed has reached the engine speed setpoint in order to connect the torque path 220 to cause. The display becomes a controller of an actuator of the torque path connector 218 (e.g. clutch), which is part of the control system 208 can be.

6A bis 6D illustrieren Graphen der Motordrehzahl, des proportionalen Drehmoments, des Integrator-Drehmoments und des Vorwärtsdrehmoments, gesteuert gemäß dem Verfahren 500 von 5. 6A until 6D illustrate graphs of engine speed, proportional torque, integrator torque, and forward torque controlled according to the method 500 from 5 .

6A zeigt in der y-Achse den Betrag einer Stellgröße (Motordrehzahl), die nach dem Verfahren 500 geregelt wird, als durchgezogene Kurve 604 gegen die Zeit in der x-Achse. In 6A ist außerdem der Betrag eines Sollwerts (Motordrehzahlsollwert) durch eine kettengestrichelte Linie 600 dargestellt. Der Sollwert steigt durch die Fahrzeugbeschleunigung an. Die gestrichelte Kurve 602 dient zu Vergleichszwecken und veranschaulicht die Motordrehzahl, die von einem PI/PID-Regler ohne Anwendung des Verfahrens 500 geregelt wird. Die gestrichelte Linie übersteigt den Sollwert, während die durchgezogene Linie nicht (oder in geringerem Maße) über den Sollwert hinausschießt. Die Gründe dafür werden weiter unten diskutiert. 6A shows in the y-axis the amount of a manipulated variable (motor speed) that is generated according to the procedure 500 is regulated, as a solid curve 604 versus time in the x-axis. In 6A is also the magnitude of a target value (engine speed target value) by a chain-dashed line 600 shown. The setpoint increases as the vehicle accelerates. The dashed curve 602 is used for comparison purposes and illustrates the motor speed measured by a PI / PID controller without using the procedure 500 is regulated. The dashed line exceeds the target value, while the solid line does not (or to a lesser extent) overshoots the target value. The reasons for this are discussed below.

, und zeigen das proportionale Drehmoment, das Integrator-Drehmoment und das Vorwärtsmoment in ihren jeweiligen y-Achsen. Ihre x-Achsen sind Zeitachsen, die miteinander und mit der Zeitachse von fluchten. Das abgeleitete Drehmoment ist nicht dargestellt. Die durchgezogenen Linien stellen das proportionale Drehmoment 614, das Integrator-Drehmoment 624 und das nach dem Verfahren 500 ermittelte Vorwärtsmoment 632 dar. Die gestrichelten Linien stellen das proportionale Drehmoment 612 und das Integrator-Drehmoment 622 dar, die zu Vergleichszwecken ohne Anwendung der Methode 500 ermittelt wurden. , and show the proportional torque, the integrator torque and the forward torque in their respective y-axes. Your x-axes are time axes that are with each other and with the time axis of cursing. The derived torque is not shown. The solid lines represent the proportional torque 614 , the integrator torque 624 and that according to the procedure 500 determined forward moment 632 The dashed lines represent the proportional torque 612 and the integrator torque 622 represent that for comparison purposes without applying the method 500 were determined.

Zum Zeitpunkt t0 wird das Motordrehzahlsoll 600 ermittelt. Im Zeitraum t0-t1 ändert sich das Motordrehzahlsoll 600. Die dargestellte Änderung ist ein linearer Anstieg, kann aber je nach Fahrweise des Fahrzeugs 10 eine beliebige Form annehmen. Zum Zeitpunkt t1 hört der Motordrehzahlsollwert 600 auf zu steigen. Ab dem Zeitpunkt t1 bleibt der dargestellte Motordrehzahlsollwert 600 konstant, was jedoch nur der Veranschaulichung dient.The engine speed is set at time t0 600 determined. The engine speed setpoint changes in the period t0-t1 600 . The change shown is a linear increase, but it may vary depending on how the vehicle is driven 10 take any form. The engine speed setpoint stops at time t1 600 on to rise. From time t1, the engine speed setpoint shown remains 600 constant, but this is for illustrative purposes only.

Die gestrichelten Linien der 6A-6D veranschaulichen den Effekt, wenn das Verfahren 500 nicht angewendet wird. Die Motordrehzahl 602 bleibt zunächst hinter dem Drehzahlsollwert 600 zurück, da die Änderung des Drehzahlsollwerts 600 einem Standard-PI/PID-Regler, der nur den Fehler sieht, nicht bekannt ist. Das Proportional-Drehmoment 612 steigt an, und das Integrator-Drehmoment 622 steigt aufgrund des Aufziehens stark an, insbesondere wenn die Motordrehzahl dem Motordrehzahlsollwert 600 „hinterherläuft“ (der Motordrehzahlsollwert 600 bewegt sich von der Motordrehzahl 602 weg und nicht zur Motordrehzahl hin). Zum Zeitpunkt t1 hört das Motordrehzahl-Soll 600 auf zu steigen, aber das Integrator-Drehmoment 622 windet sich aufgrund des verbleibenden Fehlers weiter auf. Der Zeitpunkt t2 stellt den Zeitpunkt dar, an dem die Motordrehzahl 602 das Motordrehzahl-Soll 600 erreicht. Nach der Zeit t2 schießt die Motordrehzahl aufgrund des hohen Integratormoments 622 über das Drehzahlsoll 600 hinaus. Das proportionale Drehmoment 612 wird negativ, was aber zunächst nicht ausreicht, um die Motordrehzahl zu senken, bis das Integratormoment 622 im Wesentlichen abgeklungen ist. Die Motordrehzahl 602 benötigt daher eine lange Zeit, um sich einzupendeln.The dashed lines of the 6A-6D illustrate the effect if the procedure 500 is not applied. The engine speed 602 initially remains behind the speed setpoint 600 back as the change in the speed setpoint 600 is not known to a standard PI / PID controller that only sees the error. The proportional torque 612 increases, and the integrator torque 622 increases sharply due to the wind-up, especially when the engine speed is at the engine speed setpoint 600 "Lags behind" (the engine speed setpoint 600 moves from the engine speed 602 away and not towards the engine speed). The engine speed setpoint stops at time t1 600 on to increase, but the integrator torque 622 continues to wind up due to the remaining error. The point in time t2 represents the point in time at which the engine speed 602 the engine speed target 600 achieved. After the time t2, the engine speed shoots up due to the high integrator torque 622 via the speed setpoint 600 out. The proportional torque 612 becomes negative, which is initially not sufficient to lower the motor speed until the integrator torque 622 has essentially subsided. The engine speed 602 therefore takes a long time to level off.

Die durchgezogenen Linien der 6A-6D veranschaulichen die nach dem Verfahren 500 geregelten Drehmomente 614, 624, 632 und die Drehzahl 604. Es wird das oben beschriebene vorgesteuerte Drehmoment 632 verwendet. Die Form der Vorsteuerdrehmomentkurve 632 ist proportional zur Beschleunigung des Drehzahlsollwertes 600. Der anfängliche schnelle Anstieg des Vorwärtsdrehmoments 632 reduziert den anfänglichen Rückstand der Motordrehzahl 604 hinter dem Motordrehzahlsollwert 600. Das Vorwärtsdrehmoment 632 verhindert daher, dass das Proportionaldrehmoment 614 und das Integratordrehmoment 624 aufgrund der Änderung des Motordrehzahlsollwerts 600 hohe Werte erreichen. Daher wird das Anziehen des Integratormoments reduziert, was die Tendenz des PI/PID-Reglers zum Überschwingen des beweglichen Sollwerts 600 verhindert. Durch die verringerte Einschwingzeit kann die Anzeige des Abschlusses der Synchronisierung früher erfolgen und/oder der Drehmomentstoß wird reduziert.The solid lines of the 6A-6D illustrate the following the procedure 500 controlled torques 614 , 624 , 632 and the speed 604 . It becomes the pre-controlled torque described above 632 used. The shape of the pre-control torque curve 632 is proportional to the acceleration of the speed setpoint 600 . The initial rapid increase in forward torque 632 reduces the initial lag in engine speed 604 behind the engine speed setpoint 600 . The forward torque 632 therefore prevents the proportional torque 614 and the integrator torque 624 due to the change in the engine speed setpoint 600 achieve high values. Therefore, the tightening of the integrator torque is reduced, which causes the tendency of the PI / PID controller to overshoot the moving setpoint 600 prevented. Due to the reduced settling time, the completion of the synchronization can be indicated earlier and / or the torque shock is reduced.

Für die Zwecke dieser Offenbarung ist es zu verstehen, dass das/die hier beschriebene(n) Regler 300 jeweils eine Steuereinheit oder Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren 302 umfassen kann/können. Ein Fahrzeug 10 und/oder ein System desselben kann eine einzige Steuereinheit oder einen einzigen elektronischen Regler umfassen, oder alternativ können verschiedene Funktionen des/der Reglers/ Regler in verschiedenen Steuereinheiten oder Regler verkörpert sein oder in diesen untergebracht sein. Es könnte ein Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt werden, das/die Regler oder die Steuereinheit(en) veranlassen, die hierin beschriebenen Steuerungstechniken (einschließlich der beschriebenen Methode(n)) zu implementieren. Der Satz von Anweisungen kann in einen oder mehrere elektronische Prozessoren eingebettet sein, oder alternativ könnte der Satz von Anweisungen als Software bereitgestellt werden, die von einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird. Beispielsweise kann einen ersten Regler in Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird, und ein oder mehrere andere Regler können ebenfalls in Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird, optional auf demselben einen oder mehreren Prozessoren wie der erste Regler. Es wird jedoch deutlich, dass auch andere Anordnungen sinnvoll sind, und daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anordnung beschränkt sein. In jedem Fall kann der oben beschriebene Befehlssatz in ein computerlesbares Speichermedium (z. B. ein nicht-transitorisches computerlesbares Speichermedium) eingebettet sein, das einen beliebigen Mechanismus zum Speichern von Informationen in einer Form umfassen kann, die von einer Maschine oder einem elektronischen Prozessor/Rechengerät lesbar ist, einschließlich, ohne Einschränkung: ein magnetisches Speichermedium (z. B., Floppy-Diskette); optisches Speichermedium (z. B. CD-ROM); magnetooptisches Speichermedium; Festwertspeicher (ROM); Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM); löschbarer programmierbarer Speicher (z. B. EPROM und EEPROM); Flash-Speicher; oder elektrische oder andere Arten von Medien zum Speichern solcher Informationen/Anweisungen.For the purposes of this disclosure, it is to be understood that the controller (s) described herein 300 each a control unit or computing device with one or more electronic processors 302 can include. A vehicle 10 and / or a system thereof may comprise a single control unit or a single electronic regulator, or, alternatively, different functions of the regulator (s) may be embodied or housed in different control units or regulators. A set of instructions could be provided that, when executed, cause the controller (s) or control unit (s) to implement the control techniques (including the method (s) described) described herein. The set of instructions could be embedded in one or more electronic processors, or alternatively, the set of instructions could be provided as software to be executed by one or more electronic processors. For example, a first controller can be implemented in software executing on one or more electronic processors, and one or more other controllers can also be implemented in software executing on one or more electronic processors, optionally on the same one or more processors like the first regulator. However, it will be clear that other arrangements are also useful, and therefore the present disclosure is not intended to be limited to any particular arrangement. In any event, the instruction set described above may be embedded in a computer readable storage medium (e.g., a non-transitory computer readable storage medium) which may include any mechanism for storing information in a form that can be used by a machine or electronic processor / Computing device is readable including, without limitation: a magnetic storage medium (e.g., floppy disk); optical storage medium (e.g. CD-ROM); magneto-optical storage medium; Read Only Memory (ROM); Random Access Memory (RAM); erasable programmable memory (e.g. EPROM and EEPROM); Flash memory; or electrical or other types of media for storing such information / instructions.

Es wird geschätzt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Anwendung abzuweichen.It is appreciated that various changes and modifications can be made in the present invention without departing from the scope of the present application.

Jede als „Aspekt der Erfindung“ beschriebene Passage ist eine in sich geschlossene Aussage, die für einen aktuellen oder zukünftigen unabhängigen Anspruch geeignet ist, ohne dass zusätzliche Merkmale erforderlich sind.Any passage described as an “aspect of the invention” is a self-contained statement suitable for any current or future independent claim without the need for additional features.

Die in 5 dargestellten Blöcke können Schritte in einem Verfahren und/oder Codeabschnitte im Computerprogramm 306 darstellen. Die Darstellung einer bestimmten Reihenfolge der Blöcke bedeutet nicht unbedingt, dass es eine erforderliche oder bevorzugte Reihenfolge für die Blöcke gibt, und die Reihenfolge und Anordnung der Blöcke kann variiert werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass einige Schritte weggelassen werden.In the 5 The blocks shown can include steps in a method and / or code sections in the computer program 306 represent. The representation of a particular order of the blocks does not necessarily mean that there is a required or preferred order for the blocks, and the order and arrangement of the blocks can be varied. In addition, some steps may be left out.

Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den vorangegangenen Abschnitten unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben worden sind, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass Modifikationen an den angegebenen Beispielen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.Although embodiments of the present invention have been described in the preceding paragraphs with reference to various examples, it should be understood that modifications can be made to the examples given without departing from the scope of the invention as claimed.

Die in der vorangegangenen Beschreibung beschriebenen Merkmale können in anderen als den ausdrücklich beschriebenen Kombinationen verwendet werden.The features described in the preceding description can be used in combinations other than those expressly described.

Obwohl Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale beschrieben wurden, können diese Funktionen durch andere Merkmale ausgeführt werden, unabhängig davon, ob diese beschrieben sind oder nicht.Although functions have been described with reference to certain features, those functions may be performed by other features whether or not they are described.

Obwohl Merkmale unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, können diese Merkmale auch in anderen Ausführungsformen vorhanden sein, unabhängig davon, ob sie beschrieben sind oder nicht.Although features have been described with reference to particular embodiments, these features may also be present in other embodiments, whether or not they are described.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung versucht wurde, die Aufmerksamkeit auf diejenigen Merkmale der Erfindung zu lenken, die als besonders wichtig erachtet werden, sollte verstanden werden, dass der Anmelder Schutz in Bezug auf jedes patentierbare Merkmal oder jede patentierbare Merkmalskombination beansprucht, auf die hier Bezug genommen wird und/oder die in den Zeichnungen dargestellt sind, unabhängig davon, ob eine besondere Betonung darauf gelegt wurde oder nicht.Although the foregoing description has sought to draw attention to those features of the invention that are believed to be of particular importance, it should be understood that applicant claims protection with respect to any patentable feature or combination of features referred to herein and / or shown in the drawings, whether or not special emphasis has been placed thereon.

Claims (10)

Steuersystem zum Steuern eines Motors und eines elektrischen Fahrmotors eines Fahrzeugs, wobei das Steuersystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um: einen Sollwert für die Motordrehzahl zu erhalten; eine Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts zu bestimmen; und den elektrischen Traktionsmotor und/oder den Motor zu steuern, um ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem Motordrehzahlsollwert und in Abhängigkeit von der Änderungsrate bereitzustellen.A control system for controlling an engine and an electric traction motor of a vehicle, the control system comprising one or more controllers, the control system configured to: obtain a setpoint for the engine speed; determine a rate of change in the engine speed setpoint; and control the electric traction motor and / or the motor to provide a torque as a function of the motor speed setpoint and as a function of the rate of change. Steuersystem nach Anspruch 1, das so konfiguriert ist, dass es ein Vorwärtsdrehmoment bestimmt, das das Multiplizieren der Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts mit einer Konstanten umfasst, wobei das bereitgestellte Drehmoment von dem Vorwärtsdrehmoment abhängig ist.Tax system according to Claim 1 configured to determine a forward torque comprising multiplying the rate of change of the engine speed setpoint by a constant, the torque provided being dependent on the forward torque. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, das so konfiguriert ist, dass es eine die Motordrehzahl anzeigende Rückkopplung empfängt, wobei das bereitgestellte Drehmoment von einer Differenz zwischen der rückgekoppelten Motordrehzahl und dem Motordrehzahlsollwert abhängig ist; wobei das bereitgestellte Drehmoment optional von der Differenz abhängig ist, die unter Verwendung eines proportional-integralen oder proportional-integral-derivativen Reglers verarbeitet wird.Tax system according to Claim 1 or 2 configured to receive feedback indicative of engine speed, the torque provided being dependent on a difference between the feedback engine speed and the engine speed setpoint; wherein the torque provided is optionally dependent on the difference which is processed using a proportional-integral or proportional-integral-derivative controller. Das Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das so konfiguriert ist, dass es vor der Bestimmung eines erforderlichen Drehmoments für die Steuerung des elektrischen Fahrmotors und/oder des Motors einen Tiefpassfilter auf den Motordrehzahlsollwert anwendet.The control system of any preceding claim configured to apply a low pass filter to the engine speed setpoint prior to determining a required torque for controlling the electric traction motor and / or the motor. Das Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motordrehzahlsollwert von der Anforderung abhängt, die Motordrehzahl mit der Eingangsdrehzahl des Fahrzeuggetriebes zu synchronisieren.The control system of any preceding claim, wherein the engine speed setpoint is dependent on a requirement to synchronize the engine speed with the input speed of the vehicle transmission. Das Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der empfangene Motordrehzahlsollwert von einer Anforderung abhängt, den Motor von einem ersten Modus in einen zweiten Modus zu überführen, wobei in dem ersten Modus der Motor in einem deaktivierten Zustand ist und ein Drehmomentpfad zwischen einem ersten Satz von Fahrzeugrädern und sowohl dem Motor als auch dem elektrischen Fahrmotor unterbrochen ist, und wobei in dem zweiten Modus der Motor in einem aktivierten Zustand ist und der Drehmomentpfad verbunden ist; optional das Steuersystem konfiguriert ist, um eine Anzeige bereitzustellen, wenn die Motordrehzahl den Motordrehzahlsollwert erreicht hat, um die Verbindung des Drehmomentpfads zu bewirken; optional der erste Modus ein elektrischer Fahrzeugmodus ist und der zweite Modus ein Hybrid-Elektrofahrzeugmodus ist; optional im Elektrofahrzeugmodus ein zweiter elektrischer Traktionsmotor betreibbar ist, um ein Zugmoment an einen zweiten Satz von Fahrzeugrädern zu liefern; optional der zweite elektrische Traktionsmotor betreibbar ist, um ein Traktionsdrehmoment bereitzustellen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit während mindestens eines Teils eines Übergangs von dem Elektrofahrzeugmodus zu dem Hybridelektrofahrzeugmodus zu ändern, und wobei der Motordrehzahlsollwert von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist; optional in der Hybrid-Elektrofahrzeug-Betriebsart der zweite elektrische Fahrmotor betreibbar ist, um ein Zugmoment an den zweiten Satz von Fahrzeugrädern zu liefern; optional der erste Satz von Fahrzeugrädern Vorderräder umfasstund der zweite Satz von Fahrzeugrädern Hinterräder umfasst, oder wobei der erste Satz von Fahrzeugrädern Hinterräder umfasst und der zweite Satz von Fahrzeugrädern Vorderräder umfasst.The control system according to any one of the preceding claims, wherein the received engine speed setpoint is dependent on a request to convert the engine from a first mode to a second mode, wherein in the first mode the engine is in a deactivated state and a torque path between a first set of vehicle wheels and both the engine and the electric traction motor is interrupted, and wherein in the second mode the motor is in an activated state and the torque path is connected; optionally the control system is configured to provide an indication when the engine speed has reached the engine speed setpoint to effect the connection of the torque path; optionally the first mode is an electric vehicle mode and the second mode is a hybrid electric vehicle mode; a second electric traction motor is optionally operable in the electric vehicle mode in order to deliver a pulling torque to a second set of vehicle wheels; optionally the second electric traction motor is operable to provide traction torque to change vehicle speed during at least a portion of a transition from electric vehicle mode to hybrid electric vehicle mode, and wherein the engine speed setpoint is dependent on vehicle speed; optionally in the hybrid electric vehicle operating mode, the second electric traction motor is operable to deliver a pulling torque to the second set of vehicle wheels; optionally the first set of vehicle wheels includes front wheels and the second set of vehicle wheels includes rear wheels, or wherein the first set of vehicle wheels includes rear wheels and the second set of vehicle wheels includes front wheels. Das Steuersystem nach Anspruch 6, wobei: der erste Modus ein gleitender Modus ist und der zweite Modus ein nicht gleitender Modus ist; oder der erste Modus ein geländeabhängiger Modus ist und der zweite Modus ein anderer geländeabhängiger Modus ist.The tax system according to Claim 6 wherein: the first mode is a sliding mode and the second mode is a non-sliding mode; or the first mode is a terrain-dependent mode and the second mode is another terrain-dependent mode. Fahrzeug mit dem Steuersystem, dem Motor und dem elektrischen Fahrmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A vehicle having the control system, motor and electric traction motor according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Steuern eines Motors und eines elektrischen Fahrmotors eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Motordrehzahlsollwertes; Bestimmen einer Änderungsrate des Motordrehzahlsollwerts; und Steuern des elektrischen Traktionsmotors und/oder des Motors, um ein Drehmoment in Abhängigkeit von dem Motordrehzahlsollwert und in Abhängigkeit von der Änderungsrate bereitzustellen.A method of controlling an engine and an electric traction motor of a vehicle, the method comprising: Determining an engine speed setpoint; Determining a rate of change of the engine speed setpoint; and Controlling the electric traction motor and / or the motor to provide a torque as a function of the motor speed setpoint and as a function of the rate of change. Computersoftware, die, wenn sie ausgeführt wird, eingerichtet ist, um ein Verfahren nach Anspruch 9 durchzuführen.Computer software that, when executed, is set up to perform a procedure Claim 9 perform.
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