DE102008005368A1

DE102008005368A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines elektromechanischen Getriebes

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Publication number: DE102008005368A1
Application number: DE102008005368A
Authority: DE
Inventors: Peter E. Brighton Wu; John M. Detroit Williams; Thyagarajan Ypsilanti Sadasiwan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2028-01-22
Also published as: CN101230914B; US20080176706A1; CN101230914A; US7648440B2; DE102008005368B4

Abstract

Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs einer elektromechanischen Dehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen, die selektiv in einem von mehreren Modi mit fester Übersetzung und zwei stufenlos verstellbaren Modi betreibbar ist, und die betreibbar ist, um einen Drehmomenteingang von mehreren Dehmomenterzeugungseinrichtungen zu übertragen. Die Getriebeeinrichtung umfasst einen Hydraulikkreis und ist in einem von mehreren Betriebsmodi durch selektive Betätigung mehrerer hydraulisch betätigter Drehmomentüberführungskupplungen betreibbar. Das Verfahren umfasst, dass Drücke in dem Hydraulikkreis überwacht werden und ein Betrieb des Getriebes eingeschränkt wird, wenn irgendeiner der überwachten Hydraulikdrücke nicht einem dort erwarteten Druck entspricht. Das Vorhandensein eines Fehlers wird während des eingeschränkten Betriebs verifiziert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft asllgemein Steuersysteme für elektromechanische Getriebe, und genauer die Steuerung während Kupplungsübergängen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kraftstoff/Elektro-Hybrid-Antriebsstrangarchitekturen umfassen Drehmomenterzeugungseinrichtungen, die Brennkraftmaschinen und Elektromotoren einschließen, die Drehmoment durch eine Getriebeeinrichtung auf einen Fahrzeugendantrieb übertragen. Ein derartiges Getriebe umfasst ein kombiniert leistungsverzweigtes, elektromechanisches Two-Mode-Getriebe (two-mode, compound-split, electro-mechanical transmission), das ein Antriebselement benutzt, um Bewegungsdrehmoment von einer Brennkraftmaschine aufzunehmen, und ein Abtriebselement, um Bewegungsdrehmoment von dem Getriebe an den Fahrzeugendantrieb abzugeben. Die beispielhaften elektromechanischen Getriebe sind durch Betätigung von Drehmomentüberführungskupplungen selektiv in Modi mit fester Übersetzung und stufenlos verstellbaren Modi betreibbar. Ein Modus mit fester Übersetzung tritt auf, wenn die Drehzahl des Getriebeabtriebselements, typischerweise aufgrund einer Betätigung von einer oder mehreren Drehmomentüberführungskupplungen, ein festes Verhältnis der Drehzahl des Antriebselements von der Maschine ist. Ein stufenlos verstellbarer Modus tritt auf, wenn die Drehzahl des Getriebeabtriebselements auf der Basis von Betriebsdrehzahlen von einem oder mehreren Elektromotoren variabel ist. Die Elektromotoren können mit der Abtriebs welle über Betätigung einer Kupplung oder durch eine direkte Verbindung verbunden sein. Die Kupplungsbetätigung und -deaktivierung wird typischerweise durch einen Hydraulikkreis bewirkt, der elektrisch betätigte hydraulische Strömungsmanagementventile, Drucksteuersolenoide und Drucküberwachungseinrichtungen umfasst, die von einem Steuermodul gesteuert sind.
Ingenieure, die Antriebsstrangsysteme mit elektrohydraulischen Getrieben implementieren, stehen vor der Aufgabe, Schaltschemata zwischen verschiedenen Betriebsmodi, die Modi mit fester Übersetzung und stufenlos verstellbare Modi umfassen, zu entwickeln. Die Ausführung eines Schaltvorgangs umfasst typischerweise potenziell das Deaktivieren einer weggehenden Kupplung und/oder das Betätigen einer herankommenden Kupplung. Ein Steuersystem ist typischerweise programmiert, um während Schaltübergängen Aufgaben auszuführen und somit einen glatten Schaltübergang zu bewirken, der für den Fahrzeugbediener im Wesentlichen nicht wahrnehmbar ist. In einem Bauteil des Hydraulikkreises kann ein Fehler auftreten, wie etwa während des Ausführens eines Schaltvorgangs.
Es gibt einen Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines elektromechanischen Getriebes nach einer Detektion des Vorhandenseins eines Fehlers, um einen Betrieb des Getriebes unter einer nicht vorgesehenen Bedingung zu verhindern und einen unauffälligen Betrieb des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten, während die Existenz des Fehlers bestätigt wird, und um ein verfrühtes Inkenntnissetzen des Bedieners zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es sind ein Verfahren, das bevorzugt in einem Erzeugnis ausgeführt wird, und eine Vorrichtung vorgesehen, um eine Drehmomentübertragungseinrichtung einer Getriebeeinrichtung eines Antriebsstrangs zu steuern. Die Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst einen elektrohydraulischen Kreis, der betreibbar ist, um Drehmomentüberführungskupplungen durch selektive Steuerung von Hydraulikkreis-Strömungssteuereinrichtungen selektiv zu betätigen. Das Verfahren umfasst, dass Drücke in dem Hydraulikkreis überwacht werden, und ein Fehler erkannt und ein Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung eingeschränkt wird, wenn irgendeiner der überwachten Drücke in dem Hydraulikkreis einem dort erwarteten Druck nicht entspricht. Das Vorhandensein des Fehlers wird während des eingeschränkten Betriebs verifiziert.
Die Erfindung wird Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann physikalische Form in bestimmten Teilen und einer bestimmten Anordnung von Teilen annehmen, wobei deren bevorzugte Ausführungsform in den begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden, ausführlich beschrieben und dargestellt ist, und wobei:
1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Antriebsstrangs gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Architektur für ein Steuersystem und einen Antriebsstrang gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 ein schematisches Diagramm eines Hydraulikkreises gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine graphische Darstellung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
5 ein Logikplan gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In den Zeichnungen, in denen die Darstellungen allein zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung dienen und nicht zum Zweck selbige einzuschränken, zeigen die 1 und 2 ein System mit einer Brennkraftmaschine 14, einem Getriebe 10, einem Steuersystem und einem Endantrieb, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebaut worden ist.
Mechanische Aspekte des beispielhaften Getriebes 10 sind ausführlich in dem gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patent Nr. 6,953,409 mit dem Titel "Two-Mode, Compound-Split, Hybrid Electro-Mechanical Transmission having Four Fixed Ratios" (kombiniert leistungsverzweigtes, elektromechanisches Two-Mode-Hybridgetriebe mit vier festen Übersetzungsverhältnissen), dessen Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme miteingeschlossen ist, offenbart. Das beispielhafte, kombiniert leistungsverzweigte, elektromechanische Two-Mode-Hybridgetriebe, das die Konzepte der vorliegenden Erfindung ausführt, ist in 1 dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 weist eine Antriebswelle 12 auf, die bevorzugt direkt von einer Brennkraftmaschine 14 angetrieben ist. Das Getriebe 10 benutzt drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 und vier Drehmomentübertragungseinrichtungen, d. h. Kupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75. Ein elektrohydraulisches Steuersystem 42, das bevorzugt von einem Getriebesteuermodul 17 gesteuert ist, ist betreibbar, um die Betätigung und Deaktivierung der Kupplungen zu steuern. Die Kupplungen C2 und C4 umfassen bevorzugt hydraulisch betätigte rotierende Reibkupplungen. Die Kupplungen C1 und C3 umfassen bevorzugt hydraulisch betätigte feststehende Einrichtungen, die an dem Getriebegehäuse 68 an Masse festgelegt sind.
Die drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 umfassen jeweils einfache Planetenradsätze. Darüber hinaus sind der erste und zweite Planetenradsatz 24 und 26 darin zusammengesetzt, dass das innere Zahnradelement des ersten Planetenradsatzes 24 mit einem äußeren Zahnradelement des zweiten Planetenradsatzes 26 zusammengefügt ist und mit einem ersten Elektromotor verbunden ist, der einen auch als "MG-A" bezeichneten Motor/Generator 56 umfasst.
Die Planetenradsätze 24 und 26 sind darüber hinaus darin zusammengesetzt, dass der Träger 36 des ersten Planetenradsatzes 24 durch eine Welle 60 mit dem Träger 44 des zweiten Planetenradsatzes 26 zusammengefügt ist. Daher sind die Träger 36 und 44 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 24 bzw. 26 zusammengefügt. Die Welle 60 ist auch selektiv mit dem Träger 52 des dritten Planetenradsatzes 28 durch die Kupplung C2 62 verbunden. Der Träger 52 des dritten Planetenradsatzes 28 ist direkt mit dem Getriebeabtriebselement 64 verbunden. Ein inneres Zahnradelement des zweiten Planetenradsatzes 26 ist mit einem inneren Zahnradelement des dritten Planetenradsatzes 28 durch eine Hohlwelle 66 verbunden, die die Welle 60 umgibt, und ist mit einem zweiten Elektromotor verbunden, der einen als MG-B bezeichneten Motor/Generator 72 umfasst.
Alle Planetenradsätze 24, 26 und 28 sowie MG-A und MG-B 56 und 72 sind koaxial orientiert, wie etwa um die axial angeordnete Welle 60. MG-A und MG-B 56 und 72 sind beide von einer kreisringförmigen Konfiguration, die zulässt, dass diese die drei Planetenradsätze 24, 26 und 28 derart umgeben können, dass die Planetenradsätze 24, 26 und 28 radial innen von den MG-A und MG-B 56 und 72 angeordnet sind. Das Getriebeabtriebselement 64 ist funktional mit einem Fahrzeugendantrieb 90 verbunden, um Bewegungsdrehmoment bereitzustellen. Jede Kupplung ist bevorzugt hydraulisch betätigt, wobei sie Hydraulikdruckfluid von einer Pumpe, die nachstehend beschrieben ist, über einen elektrohydraulischen Steuerkreis 42 aufnimmt, der hier nachstehend anhand von 4 beschrieben wird.
Das Getriebe 10 nimmt ein Bewegungsantriebsdrehmoment von den Drehmomenterzeugungseinrichtungen, die die Maschine 14 und den MG-A 56 und den MG-B 72 umfassen, als ein Ergebnis einer Energieumwandlung aus Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in einer Speichereinrichtung für elektrischen Energie (ESD) 74 gespeichert ist, auf. Die ESD 74 umfasst typischerweise eine oder mehrere Batterien. Andere Speichervorrichtungen für elektrische Energie und elektrochemische Energie, die die Fähigkeit haben, elektrische Leistung zu speichern und elektrische Leistung abzugeben, können anstelle der Batterien verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Die ESD 74 ist vorzugsweise auf der Basis von Faktoren bemessen, die regenerative Anforderungen, Anwendungsgegebenheiten, die mit typischer Straßensteigung und Temperatur in Beziehung stehen, und Antriebsanforderungen, wie etwa Emissionen, Hilfskraftunterstützung und elektrischer Bereich/ Reichweite, umfassen. Die ESD 74 ist mit einem Getriebestromumrichtermodul (TPIM von Transmission Power Inverter Module) 19 über Gleichstrom-Übertragungsleiter 27 hochspannungs-gleichstromgekoppelt. Das TPIM 19 ist ein Element des Steuersystems, das nachstehend anhand von 2 beschrieben ist. Das TPIM 19 überträgt elektrische Energie auf und von MG-A 56 durch Übertragungsleiter 29, und das TPIM 19 überträgt ähnlich elektrische Energie auf und von MG-B 72 durch Übertragungsleiter 31. Elektrischer Strom wird auf die oder von der ESD 74 dementsprechend übertragen, ob die ESD 74 aufgeladen oder entladen wird. Das TPIM 19 umfasst das Paar Stromumrichter und jeweilige Motorsteuermodule, die konfiguriert sind, um Motorsteuerbefehle zu empfangen und daraus Umrichterzustände zu steuern und somit eine Motorantriebs- oder Regenerationsfunktionalität bereitzustellen.
Bei der Motorantriebssteuerung empfängt der jeweilige Umrichter Strom von den Gleichstrom-Getriebeleitungen und liefert Wechselstrom an den jeweiligen Elektromotor, d. h. MG-A und MG-B, über Übertragungsleiter 29 und 31. Bei der Regenerationssteuerung nimmt der jeweilige Umrichter Wechselstrom von dem Elektromotor über Übertragungsleiter 29 und 31 auf und überträgt Strom auf die Gleichstromleitungen 27. Der Netto-Gleichstrom, der zu oder von den Umrichtern geliefert wird, bestimmt den Aufladungs- oder Entladungsbetriebsmodus der Speichervorrichtung für elektrische Energie 74. Bevorzugt sind MG-A 56 und MG-B 72 Dreiphasen-Wechselstrommaschinen, die jeweils einen Rotor aufweisen, der derart betreibbar ist, dass er sich in einem an einem Gehäuse des Getriebes montierten Stator dreht. Die Umrichter umfassen bekannte komplementäre Einrichtungen mit Dreiphasen-Leistungselektronik.
In 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des Steuersystems gezeigt, das eine verteilte Steuermodularchitektur umfasst. Die nachstehend be schriebenen Elemente umfassen einen Teilsatz einer gesamten Fahrzeugsteuerarchitektur und dienen dazu, eine koordinierte Systemsteuerung des hierin beschriebenen Antriebsstrangsystems bereitzustellen. Das Steuersystem ist betreibbar, um sachdienliche Informationen und Eingänge zu synthetisieren und Algorithmen auszuführen, um verschiedene Aktoren zu steuern und somit Steuerziele zu erreichen, die solche Parameter umfassen wie die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahreigenschaften und den Schutz von Bauteilen, die die Batterien der ESD 74 und MG-A und MG-B 56, 72 umfassen. Die verteilte Steuermodularchitektur umfasst ein Maschinensteuermodul ('ECM' von Engine Control Module) 23, ein Getriebesteuermodul ('TCM' von Transmission Control Module) 17, ein Batteriepaketsteuermodul ('BPCM' von Battery Pack Control Module) 21 und ein Getriebestromumrichtermodul ('TPIM von Transmission Power Inverter Module) 19. Ein Hybridsteuermodul ('HCP' von hybrid Control Module) 5 liefert eine übergreifende Steuerung und Koordination der vorstehend erwähnten Steuermodule. Es gibt eine Benutzerschnittstelle ('UI' von User Interface) 13, die funktional mit mehreren Einrichtungen verbunden ist, durch die ein Fahrzeugbediener typischerweise den Betrieb des Antriebsstrangs, der das Getriebe 10 umfasst, über eine Forderung nach einem Drehmomentausgang steuert oder anweist. Beispielhafte Fahrzeugbediener-Eingabeeinrichtungen für die UI 13 umfassen ein Gaspedal, ein Bremspedal, eine Getriebegangwahleinrichtung und eine Fahrzeugfahrtregelung. Jedes der vorstehend erwähnten Steuermodule kommuniziert mit anderen Steuermodulen, Sensoren und Aktoren über einen Bus 6 eines lokalen Netzes ('LAN' von Local Area Network). Der LAN-Bus 6 erlaubt eine strukturierte Übermittlung von Steuerparametern und Befehlen zwischen den verschiedenen Steuermodulen. Das besondere benutzte Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Der LAN-Bus und geeignete Protokolle sorgen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Mehrfach-Steuermodul-Schnitt stellenbildung zwischen den vorstehend erwähnten Steuermodulen und anderen Steuermodulen, die eine Funktionalität, wie etwa Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität, bereitstellen.
Das HCP 5 stellt eine übergreifende Steuerung des Hybrid-Antriebsstrangsystems bereit, wobei es betreibbar ist, um einen Betrieb des ECM 23, des TCM 17, des TPIM 19 und des BPCM 21 zu koordinieren. Auf der Basis von verschiedenen Eingangssignalen von der UI 13 und dem Antriebsstrang, der das Batteriepaket umfasst, erzeugt das HCP 5 verschiedene Befehle, die umfassen: eine Bedienerdrehmomentanforderung, einen Brennkraftmaschinendrehmomentbefehl, Kupplungsdrehmomentbefehle für die verschiedenen Kupplungen C1, C2, C3, C4 des Getriebes 10; und Motordrehmomentbefehle für MG-A und MG-B. Das TCM ist funktional mit dem elektrohydraulischen Steuerkreis 42 der 1 und 4 verbunden, um verschiedene Druckerfassungseinrichtungen zu überwachen und Steuersignale für verschiedene Solenoide und darin enthaltene Steuerventile zu erzeugen und anzuwenden.
Das ECM 23 ist funktional mit der Maschine 14 verbunden und arbeitet, um Daten von einer Vielfalt von Sensoren zu beschaffen bzw. eine Vielfalt von Aktoren der Maschine 14 über mehrere diskrete Leitungen zu steuern, die gemeinsam als Sammelleitung 35 gezeigt sind. Das ECM 23 empfängt den Maschinendrehmomentbefehl von dem HCP 5 und erzeugt ein gewünschtes Achsdrehmoment und eine Angabe des aktuellen Maschinendrehmomenteingangs in das Getriebe, der an das HCP 5 übermittelt wird. Der Einfachheit halber ist das ECM 23 derart gezeigt, dass es allgemein eine bidirektionale Schnittstelle mit der Maschine 14 über Sammelleitung 35 aufweist. Verschiedene andere Parameter, die von dem ECM 23 erfasst werden können, umfassen die Maschinenkühlmitteltemperatur, die Maschinenantriebsdrehzahl N_I einer zu dem Getriebe führenden Welle 12, den Krümmerdruck, die Umgebungslufttemperatur und den Umgebungsdruck. Verschiedene Aktoren, die von dem ECM 23 gesteuert werden können, umfassen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, Zündmodule und Drosselklappensteuermodule.
Das TCM 17 ist funktional mit dem Getriebe 10 verbunden und fungiert, um Daten von einer Vielfalt von Sensoren zu beschaffen und Befehlssignale an das Getriebe zu liefern. Eingänge von dem TCM 17 in das HCP 5 umfassen geschätzte Kupplungsdrehmomente für jede der Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und eine Drehzahl N_O der Abtriebswelle 64. Andere Aktoren und Sensoren können verwendet werden, um zusätzliche Information von dem TCM an das HCP zu Steuerzwecken zu liefern. Das TCM 17 überwacht Eingänge von Druckschaltern ('PS') und betätigt selektiv Drucksteuersolenoide und Schaltsolenoide, um verschiedene Kupplungen zu betätigen und somit verschiedene Getriebebetriebsmodi zu erreichen, wie es nachstehend beschrieben ist.
Das BPCM 21 ist signaltechnisch mit einem oder mehreren Sensoren verbunden, die dazu dienen, elektrische Strom- oder Spannungsparameter der ESD 74 zu überwachen und somit Information über den Zustand der Batterien an das HCP 5 zu liefern. Derartige Informationen umfassen den Batterieladezustand, die Batteriespannung und die verfügbare Batterieleistung.
Das Getriebestromumrichtermodul (TPIM) 19 umfasst die zuvor genannten Stromumrichter und Motorsteuermodule, die konfiguriert sind, um Motorsteuerbefehle zu empfangen und daraus Umrichterzustände zu steuern und somit eine Motorantriebs- oder Regenerationsfunktionalität bereitzustellen. Das TPIM 19 ist betreibbar, um Drehmomentbefehle für MG-A 56 und MG-B 72 auf der Basis eines Eingangs von dem HCP 5 zu erzeugen, das durch eine Bedienereingabe durch die UI 13 und Systembetriebsparameter angesteuert wird. Die Motordrehmomentbefehle für MG-A und MG-B werden durch das Steuersystem implementiert, das das TPIM 19 umfasst, um MG-A und MG-B zu steuern. Einzelne Motordrehzahlsignale für MG-A und MG-B werden von dem TPIM 19 aus der Motorphaseninformation oder von herkömmlichen Rotationssensoren abgeleitet. Das TPIM 19 bestimmt und übermittelt Motordrehzahlen an das HCP 5. Die Speichervorrichtung für elektrische Energie 74 ist an das TPIM 19 über Gleichstromleitungen 27 hochspannungs-gleichstromgekoppelt. Elektrischer Strom ist zu oder von dem TPIM 19 dementsprechend übertragbar, ob die ESD 74 aufgeladen oder entladen wird.
Jedes der vorstehend erwähnten Steuermodule ist vorzugsweise ein Vielzweck-Digitalcomputer, der im Allgemeinen einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit, Speichermedien, die einen Nurlesespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen elektrisch programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM) umfassen, einen Hochgeschwindigkeitstaktgeber, eine Analog/Digital-(A/D-)- und Digital/Analog-(D/A)-Schaltung, und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Vorrichtungen (I/O) sowie eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung umfasst. Jedes Steuermodul weist einen Satz Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierwerte umfassen, die in dem ROM gespeichert sind und abgearbeitet werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers zu erfüllen. Die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Computern wird bevorzugt unter Verwendung des vorstehend erwähnten LAN 6 bewerkstelligt.
Algorithmen zur Steuerung und Zustandsschätzung in jedem der Steuermodule werden typischerweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, so dass jeder Algorithmus zumindest einmal in jedem Schlei fenzyklus ausgeführt wird. Algorithmen, die in den nichtflüchtigen Speichereinrichtungen gespeichert sind, werden durch eine der zentralen Verarbeitungseinheiten ausgeführt und dienen dazu, Eingänge von den Erfassungseinrichtungen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen zur Steuerung des Betriebs der jeweiligen Einrichtung unter Verwendung voreingestellter Kalibrierwerte auszuführen. Die Schleifenzyklen werden typischerweise in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Maschinen- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt. Alternativ können Algorithmen in Reaktion auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.
In Reaktion auf eine Handlung eines Bedieners, wie sie durch die UI 13 erfasst wird, bestimmen das Aufsicht führende HCP-Steuermodul 5 und eines oder mehrere der anderen Steuermodule das erforderliche Abtriebsdrehmoment an Welle 64, das auch als die Bedienerdrehmomentanforderung bezeichnet wird. Selektiv betriebene Komponenten des Getriebes 10 werden geeignet gesteuert und betätigt, um auf die Bedieneranforderung zu reagieren. Beispielsweise in der in den 1 und 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform, wenn der Bediener einen Vorwärtsfahrbereich ausgewählt hat und entweder das Gaspedal oder das Bremspedal betätigt, bestimmt das HCP 5 ein Abtriebsdrehmoment, das beeinflusst, wie und wann das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert. Eine abschließende Fahrzeugbeschleunigung wird durch andere Faktoren beeinflusst, die z. B. die Straßenlast, die Straßensteigung und die Fahrzeugmasse umfassen. Das HCP 5 überwacht die Parameterzustände der Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und bestimmt die Ausgangsleistung des Getriebes, die erforderlich ist, um zu dem gewünschten Ausgangsdrehmoment zu gelangen. Unter der Anweisung des HCP 5 arbeitet das Getriebe 10 über einen Bereich von Abtriebsdrehzahlen von langsam bis schnell, um der Bedieneranforderung zu entsprechen.

Das beispielhafte, kombiniert leistungsverzweigte, elektromechanische Two-Mode-Getriebe (two-mode, compound-split, electro-mechanical transmission) arbeitet in mehreren Betriebsmodi mit fester Übersetzung und stufenlos verstellbaren Betriebsmodi, wie es anhand von 1 und Tabelle 1 unten beschrieben ist. Tabelle 1

Getriebebetriebsmodus	betätigte Kupplungen
Modus I	C1 70
festes Verhältnis 1 (GR1)	C1 70	C4 75
festes Verhältnis 2 (GR2)	C1 70	C2 62
Modus II	C2 62
festes Verhältnis 3 (GR3)	C2 62	C4 75
festes Verhältnis 4 (GR4)	C2 62	C3 73

Die verschiedenen anhand der Tabellen 1 und 2 beschriebenen Getriebebetriebsmodi geben an, welche der spezifischen Kupplungen C1, C2, C3 und C4 für jeden Betriebsmodus eingerückt oder betätigt werden. Zusätzlich können MG-A und MG-B in verschiedenen Betriebsmodi des Getriebes jeweils als Elektromotor arbeiten, um Bewegungsdrehmoment zu erzeugen, oder als Generator, um elektrische Energie zu erzeugen. Andere Faktoren außerhalb des Schutzumfangs der Erfindung beeinflussen, wann die Elektromotoren 56, 72 als Motoren und Generatoren arbeiten, und werden hierin nicht besprochen.
Das Steuersystem, das vor allem in 2 dargestellt ist, ist betreibbar, um einen Bereich von Getriebeabtriebsdrehzahlen an der Welle 64 von relativ langsam bis relativ schnell in jedem Betriebsmodus bereitzustellen. Die Kombination von zwei Modi mit einem Abtriebsdrehzahlbereich von langsam bis schnell in jedem Modus lässt zu, dass das Getriebe 10 ein Fahrzeug von einer stehenden Bedingung aus bis zu Autobahngeschwindigkeiten antreiben kann und verschiedene andere Erfordernisse erfüllt, wie sie zuvor beschrieben wurden. Zusätzlich koordiniert das Steuersystem den Betrieb des Getriebes 10, um synchronisierte Schaltvorgänge zwischen den Modi zuzulassen.
Der erste und zweite Betriebsmodus beziehen sich auf Umstände, unter denen die Getriebefunktionen durch eine Kupplung, d. h. entweder Kupplung C1 62 oder C2 70, und durch die gesteuerte Drehzahl und das gesteuerte Drehmoment der Elektromotoren 56 und 72 gesteuert werden, was als ein stufenlos verstellbarer Getriebemodus bezeichnet werden kann. Nachstehend werden bestimmte Betriebsbereiche beschrieben, bei denen feste Verhältnisse erreicht werden, indem eine zusätzliche Kupplung angewandt wird. Diese zusätzliche Kupplung kann Kupplung C3 73 oder C4 75 sein, wie es in der Tabelle oben gezeigt ist.
Wenn die zusätzliche Kupplung angewandt wird, wird ein Betrieb mit festem Verhältnis von Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl des Getriebes, d. h. N_I/N_O, erreicht. Die Rotationen der Motoren MG-A und MG-B 56, 72 hängen von der internen Rotation des Mechanismus ab, wie durch das Kuppeln definiert und proportional zu der Antriebsdrehzahl, die an der Welle 12 gemessen wird. Die Motoren MG-A und MG-B arbeiten als Motoren oder Generatoren. Sie sind vollständig unabhängig von dem Leistungsfluss von der Brennkraftmaschine zu dem Abtrieb, wodurch ermöglicht wird, dass beide Motoren sind, beide als Generatoren fungieren oder irgendeine Kombination davon. Dies lässt beispielsweise zu, dass während des Betriebs Festes Verhältnis 1 Bewegungsausgangsleistung von dem Getriebe an Welle 64 durch Leistung von der Maschine und Leistung von MG-A und MG-B durch den Planetenradsatz 28 bereitgestellt wird, indem Leistung von der ESD 74 aufgenommen wird.
In 3 ist ein schematisches Schaubild dargestellt, das eine detailliertere Beschreibung des beispielhaften elektrohydraulischen Systems zum Steuern der Strömung von Hydraulikfluid in dem beispielhaften Getriebe liefert. Die Haupthydraulikpumpe 88, die von der Antriebswelle der Maschine 10 weg angetrieben wird, und die Zusatzpumpe 110, die funktional durch das TPIM 19 elektrisch gesteuert ist, liefern Druckfluid an den Hydraulikkreis 42 durch Ventil 140. Die Zusatzpumpe 110 umfasst bevorzugt eine elektrisch beaufschlagte Pumpe mit einer geeigneten Größe und Kapazität, um eine ausreichende Strömung von Hydraulikdruckfluid in das Hydrauliksystem bereitzustellen, wenn sie in Betrieb ist. Hydraulikdruckfluid strömt in den elektrohydraulischen Steuerkreis 42, der betreibbar ist, um selektiv Hydraulikdruck auf eine Reihe von Einrichtungen zu verteilen, die die Drehmomentüberführungskupplungen C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75, Kühlkreise für die Motoren A und B und einen Kreis zum Kühlen und Schmieren des Getriebes 10 über Kanäle 142, 144 (die nicht im Detail dargestellt sind) umfassen. Wie es zuvor festgestellt wurde, ist das TCM 17 vorzugsweise betreibbar, um die verschiedenen Kupplungen zu betätigen und somit verschiedene Getriebebetriebsmodi durch selektive Betätigung von Hydraulikkreis-Strömungssteuereinrichtungen zu erreichen, die Drucksteuersolenoide ('PCS') PCS1 108, PCS2 112, PCS3 114, PCS4 116 und solenoidgesteuerte Strömungsmanagementventile X-Ventil 118 und Y-Ventil 120 umfassen. Der Kreis ist fluidtechnisch mit Druckschaltern PS1, PS2, PS3 und PS4 über Kanäle 124, 122, 126 bzw. 128 verbunden. Das Drucksteuersolenoid PCS1 108 weist Steuerpositionen von Neutral und High (hoch) auf und ist betreibbar, um eine Modulation von Fluiddruck und -strömung in dem Hydraulikkreis durch fluidtechnische Wechselwirkung mit dem Ventil 109 bereitzustellen. Das Drucksteu ersolenoid PCS2 112 weist Steuerpositionen von Neutral und Low (niedrig) auf und ist fluidtechnisch mit einem Trommelventil 113 verbunden und ist betreibbar, um eine Strömung dort hindurch zu bewirken, wenn es betätigt ist. Das Trommelventil 113 ist fluidtechnisch mit dem Druckschalter PS3 über Kanal 126 verbunden. Das Drucksteuersolenoid PCS3 114 weist Steuerpositionen von Neutral und High auf und ist fluidtechnisch mit einem Trommelventil 115 verbunden und ist betreibbar, um eine Strömung dort hindurch zu bewirken, wenn es betätigt ist. Das Trommelventil 115 ist fluidtechnisch mit dem Druckschalter PS1 über Kanal 124 verbunden. Das Drucksteuersolenoid PCS4 116 weist Steuerpositionen von Neutral und Low auf und ist fluidtechnisch mit einem Trommelventil 117 verbunden und ist betreibbar, um eine Strömung dort hindurch zu bewirken, wenn es betätigt ist. Das Trommelventil 117 ist fluidtechnisch mit dem Druckschalter PS4 über Kanal 128 verbunden.
Das X-Ventil 119 und das Y-Ventil 121 umfassen jeweils Strömungsmanagementventile, die in dem beispielhaften System jeweils durch Solenoide 118 bzw. 120 gesteuert sind und gesteuerte Betriebszustände von High (Hoch) ("1") und Low (Niedrig) ("0") aufweisen. Die gesteuerten Betriebszustände beziehen sich auf Positionen von jedem Ventil, die eine Strömungssteuerung für unterschiedliche Einrichtungen in dem Hydraulikkreis 42 und dem Getriebe 10 bewirken. Das X-Ventil 119 ist betreibbar, um Druckfluid zu den Kupplungen C3 und C4 und den Kühlsystemen für die Statoren von MG-A und MG-B über Fluidkanäle 136, 138, 144 bzw. 142 zu lenken, abhängig von der Fluideingangsquelle, wie es nachstehend beschrieben wird. Das Y-Ventil 121 ist fluidtechnisch mit PS2 über Kanal 122 verbunden und ist betreibbar, um Druckfluid zu den Kupplungen C1 und C2 jeweils über Fluidkanäle 132 bzw. 134 zu lenken, abhängig von der Fluideingangsquelle, wie es nachstehend beschrieben wird. Eine genauere Beschreibung des beispielhaften elektrohydraulischen Steuerkrei ses 42 ist in der gemeinschaftlich übertragenen und ebenfalls anhängigen U.S. Patentanmeldung Nr. 11/263216 (Aktenzeichen des Anwalts Nr. GP 306089) mit dem Titel "A Multiplexed Pressure Switch System for an Electrically Variable Hybrid Transmission", dessen Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme miteingeschlossen ist, beschrieben.

Eine beispielhafte Logiktabelle, um die Steuerung des beispielhaften elektrohydraulischen Steuerkreises 42 zu bewerkstelligen, ist anhand von Tabelle 2 unten angegeben. Tabelle 2

	X-Ventil-Logik	Y-Ventil-Logik	PCS1	PCS2	PCS3	PCS4
Betriebszustand	Keine Verriegelung	C2 Verriegelung	Neutral/High	Neutral/High	Neutral/High	Neutral/Low
Modus I	0	0	LM	MG-B Statorkühlung	C1	MG-A Statorkühlung
Modus II	0	1	LM	C2	MG-B Statorkühlung	MG-A Statorkühlung
Niedrig-Bereich	1	0	LM	C2	C1	C4
Hoch-Bereich	1	1	LM	C2	C3	C4

Eine selektive Steuerung der X- und Y-Ventile und eine Betätigung der Solenoide PCS2, PCS3 und PCS4 ermöglicht die Strömung von Hydraulikfluid, um Kupplungen C1, C2, C3 und C4 zu betätigen und eine Kühlung für die Statoren von MG-A und MG-B bereitzustellen.
In 4 sind verschiedene Getriebebetriebsmodi als Funktion der Getriebeabtriebsdrehzahl N_O und der Getriebeantriebsdrehzahl N_I für das beispielhafte Getriebe und das beispielhafte Steuersystem, die in den 1 und 2 gezeigt sind, aufgetragen. Der Betrieb Festes Verhältnis ist als einzelne Linien für jedes der spezifischen Übersetzungsverhältnisse GR1, GR2, GR3 und GR4 gezeigt, wie es anhand von Tabelle 1 oben beschrieben ist. Der Betrieb im stufenlos verstellbaren Modus ist als Betriebsbereiche für jeden von Modus I und Modus II gezeigt. Der Getriebebetriebsmodus wird zwischen einem Betrieb Festes Verhältnis und einem Betrieb mit stufenlos verstellbarem Modus umgeschaltet, indem spezifische Kupplungen aktiviert oder deaktiviert werden. Das Steuersystem ist betreibbar, um einen spezifischen Getriebebetriebsmodus auf der Basis verschiedener Kriterien unter Verwendung von Algorithmen und Kalibrierwerten zu bestimmen, die von dem Steuersystem abgearbeitet werden, und liegt außerhalb des Umfangs dieser Erfindung. Die Auswahl des Betriebsmodus des Getriebes hängt primär von der Bedienereingabe und der Fähigkeit des Antriebsstrangs, dieser Eingabe zu entsprechen, ab.
Nach den Tabellen 1 und 2 und wieder nach 4 umfasst der Niedrigbereich-Betriebszustand eine selektive Betätigung der Kupplungen C2, C1 und C4, wobei der Betrieb in irgendeinem von dem stufenlos verstellbaren Modus I und den festen Übersetzungen oder Gängen GR1, GR2 und GR3 ermöglicht wird. Der Hochbereichs-Betriebszustand umfasst eine selektive Betätigung der Kupplungen C2, C3 und C4, wobei der Betrieb in irgendeinem von dem stufenlos verstellbaren Modus II und den festen Übersetzungen oder Gängen GR3 und GR4 ermöglicht wird. Es ist festzustellen, dass sich Bereiche eines stufenlos verstellbaren Betriebs für Modus I und Modus II überlappen können.
Nun unter Bezugnahme auf Tabelle 3 unten ist eine Tabelle, die erwartete Signalausgangszustände der Druckschalter PS1, PS2, PS3 und PS4 in dem beispielhaften elektrohydraulischen Steuerkreis 42 umfasst, für die verschiedenen Getriebebetriebsmodi vorgesehen. Jeder der Druckschalter PS1, PS2, PS3, PS4 weist hydraulische Ausgangszustände von 0 = Aus und 1 = Ein auf, wobei ein Zustandsübergang bei einer für den Hydraulikkreis geeigneten Schwelle auftritt. In dieser Ausführungsform tritt der Zustandsübergang bevorzugt bei etwa 140 kPa (50 psi) auf, was bedeutet, dass der Ausgangszustand jedes Druckschalters "0" oder Aus ist, wenn der überwachte Hydraulikdruck kleiner als 140 kPa ist, und der Ausgangszustand jedes Druckschalters "1" oder Ein ist, wenn der überwachte Hydraulikdruck größer als 140 kPa ist. 'LM' gibt an, dass PCS1 zur Leitungsdruckmodulation verwendet wird. Tabelle 3
Im Betrieb erfolgt ein Schalten in dem beispielhaften Getriebe aufgrund einer Vielfalt von Betriebseigenschaften des Antriebsstrangs. Es kann eine Änderung einer Anforderung für eine Bedieneranforderung für Drehmoment geben. Derartige Anforderungen werden typischerweise durch Eingaben in die UI 13 übermittelt, wie es zuvor beschrieben wurde. Zusätzlich kann eine Änderung einer Anforderung für Abtriebsdrehmoment auf einer Änderung äußerer Bedingungen beruhen, die z. B. Änderungen der Straßensteigung, der Straßenoberflächenbedingungen oder Windlast einschließen. Eine Schaltänderung kann auf einer Änderung einer Antriebsstrangdrehmomentanforderung beruhen, die von einem Steuermodulbefehl hervorgerufen wird, um einen der Elektromotoren zwischen einem elektrische Energie erzeugenden Modus und einem Drehmoment erzeugenden Modus zu andern. Eine Schaltänderung kann auf einer Änderung in einem Optimierungsalgorithmus oder einer Optimierungsroutine beruhen, die betreibbar ist, um einen optimalen Systemwirkungsgrad auf der Basis von einer Bedieneranforderung für Leistung, dem Batterieladezustand und Energiewirkungsgraden der Maschine 14 und MG-A und MG-B 56, 72 zu bestimmen. Das Steuersystem verwaltet Drehmomenteingänge von der Maschine 14 und MG-A und MG-B 56, 72 auf der Basis des Ergebnisses der ausgeführten Optimierungsroutine und es kann Änderungen in einer Systemoptimierung geben, die eine Schaltänderung nach sich ziehen, um Systemwirkungsgrade zu optimieren und somit die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und das Batterieladen zu verwalten. Darüber hinaus kann eine Schaltänderung auf einem Fehler in einem Bauteil oder System beruhen. Die verteilte Steuermodularchitektur wirkt zusammen, um eine Notwendigkeit für eine Änderung des Getriebebetriebsmodus festzustellen, und führt das Vorstehende aus, um die Änderung in dem Getriebebetrieb zu bewirken. Eine Schaltänderung in dem beispielhaften System umfasst eine von zumindest drei möglichen Situationen. Es kann ein Schalten von einer festen Übersetzung zu einer zweiten festen Übersetzung geben. Es kann ein Schalten von einer festen Übersetzung zu einem der stufenlos verstellbaren Modi geben. Es kann ein Schalten von einem der stufenlos verstellbaren Modi zu einer festen Übersetzung geben.
Nun wird anhand von 5 ein bevorzugtes Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs angegeben, das unter Bezugnahme auf den Betrieb des beispielhaften Antriebsstrangs der 1, 2 und 3 beschrieben wird. Die Erfindung umfasst allgemein einen Algorithmus, der in einem der Steuermodule der verteilten Steuermodularchitektur liegt und darin ausgeführt wird, welcher bewirkt, dass der Betrieb des Getriebes nach einer Anzeige eines Fehlers auf einen eingeschränkten Modus begrenzt wird. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Schaltausführung beschrieben, es ist aber zu verstehen, dass die hierin beschriebene Wirkung auf jeden Fall anwendbar ist, bei dem eine Kupplung betätigt oder deaktiviert wird, wobei es einen Hinweis gibt, dass eine Kupplung nach einem Deaktivierungsbefehl unerwartet betätigt wird oder betätigt bleibt.
Ein Befehl, ein Schalten von einem Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus auszuführen, erfolgt während des fortwährenden Betriebs (Block 200). Die Ausführung jedes Schaltvorgangs umfasst allgemein eines der folgenden: Deaktivieren einer weggehenden ("OG") Kupplung; Betätigen einer herankommenden ("OC") Kupplung; und eine Kombination aus einem Deaktivieren einer weggehenden ("OG") Kupplung und einem Betätigen einer herankommenden ("OC") Kupplung (Block 202). Ein Deaktivieren der weggehenden Kupplung führt allgemein zu einer Wirkung auf das Kupplungsdrehmoment ohne Last von der weggehenden Kupplung und zu einem Befehl, die weggehende Kupplung zu deaktivieren, als Teil der gesamten Schaltausführung. Befehle, die weggehende Kupplung zu deaktivieren und die herankommende Kupplung zu betätigen, gehen typi scherweise in dem HCP 5 aus und werden an das TCM 17 übermittelt, das die Befehle interpretiert, indem das betreffende Drucksteuersolenoid PSC1 112, PCS2 114, PCS3 116 und/oder XY-Ventile 118, 120 in dem elektrohydraulischen Kreis selektiv aktiviert oder deaktiviert wird/werden. Ein Befehl, die herankommende Kupplung zu betätigen, umfasst allgemein Handlungen, um den Hydraulikdruck zu der herankommenden Kupplung zu erhöhen und somit einen glatten Übergang zu bewirken.
Das TCM überwacht die Deaktivierung der weggehenden Kupplung und die Betätigung der herankommenden Kupplung, indem Signalausgänge von allen Druckschaltereinrichtungen ("PS"), z. B. Einrichtungen 122, 124, 126 und 128 von 3, überwacht werden, um zu verifizieren, dass die weggehende Kupplung deaktiviert ist und die herankommende Kupplung zum Betätigen bereit ist, und um zu verifizieren, dass keine andere Aktion aufgetreten ist, welche etwa ein nachteiliges oder unerwartetes Betätigen oder Deaktivieren von einer der Kupplungen bewirken kann (Block 204). Die Druckschalterausgänge werden mit erwarteten Ausgängen ("PS_ERWARTET") des betreffenden Druckschalters verglichen, wobei die erwarteten Ausgänge wie anhand von Tabelle 3 oben gezeigt sind (Block 206).
Ein Fehler wird typischerweise zu Beginn durch eine unerwartete Auslesung von einem der Druckschalter, die anhand von Tabelle 3 für diese Ausführungsform gezeigt sind, angegeben. Ein angegebener Fehler wird an das TCM und das HCP 5 übermittelt. Wenn kein Fehler detektiert wird, wird die Ausführung des Schaltvorgangs abgeschlossen (Block 208).
Ein Fehler kann in dem elektrohydraulischen Steuerkreis bezüglich eines Kupplungsbetätigungsereignisses, eines Kupplungsdeaktivierungsereignisses oder eines Kupplungsschlupfereignisses während eines Schaltvor gangs oder eines Anfahrens eines Fahrzeugs erkannt werden. Während eines Kupplungsbetätigungsereignisses wird ein Fehler bevorzugt in dem Hydraulikkreis erkannt, wenn irgendeiner der Ausgangszustände der Druckschalter nach einer verstrichenen Zeit von etwa 150 Millisekunden nicht zu dem erwarteten Zustand passt. Während eines Kupplungsdeaktivierungsereignisses wird ein Fehler bevorzugt in dem Hydraulikkreis erkannt, wenn irgendeiner der Ausgangszustände der Druckschalter nach einer verstrichenen Zeit von etwa einer Sekunde nicht zu dem erwarteten Zustand passt. Während eines Kupplungsschlupfereignisses wird ein Fehler bevorzugt in dem Hydraulikkreis erkannt, wenn irgendeiner der Ausgangszustände der Druckschalter nach einer verstrichenen Zeit von etwa zwei Sekunden nicht zu dem erwarteten Zustand passt. Ein Hydraulikkreisfehler kann ein festsitzendes Trommelventil, ein nicht richtig funktionierendes Solenoidventil, einen fehlerhaften Druckschalter, eine Fehlfunktion der Verkabelung, Ablagerung in einer Hydraulikleitung und weiteres umfassen.
Wenn ein Fehler auf der Basis eines von einem der Druckschalter ausgegebenen Signals detektiert wird, wird dem Getriebe befohlen, in einem eingeschränkten Betriebsmodus zu arbeiten, der als "sicherer Hafen" bezeichnet wird, vorzugsweise in einer verstrichenen Zeit von 150 Millisekunden der anfänglichen Detektion des Fehlers (Block 210). Der Modus "sicherer Hafen" umfasst, dass ein Betrieb des Getriebes nur in spezifischen Betriebsmodi zugelassen wird, und dementsprechend ein Betrieb des Getriebes in irgendeinem anderen Modus verboten wird. Es gibt zumindest drei zulässige Modi eines "sicheren Hafens". Ein erster Modus eines "sicheren Hafens" umfasst einen zulässigen Betrieb nur in GR1, GR2 und Modus I und ist auswählbar, wenn ein Fehler bezüglich einer Betätigung von Kupplung C3 oder PCS3 auftritt. Ein zweiter Modus eines "sicheren Hafens" umfasst einen zulässigen Betrieb nur in GR3, GR4 und Modus II und ist auswählbar, wenn ein Fehler bezüglich der Kupplung C1 auftritt. Ein dritter Modus eines "sicheren Hafens" umfasst einen zulässigen Betrieb nur in Modus I und Modus II und ist auswählbar, wenn ein Fehler bezüglich einer oder beider Kupplungen C3 und C4 auftritt. Das HCP steuert bevorzugt den Betrieb in dem Modus eines "sicheren Hafens" für den Rest des gegenwärtigen Betriebszyklus, d. h. bis das Fahrzeug angehalten und neu gestartet wird.
Während eines Betriebs in dem Modus eines "sicheren Hafens" steuert das HCP 5 den Betrieb der Maschine und der Motoren MG-A und MG-B, um einen Drehmomentausgang des Getriebes an dem Fahrzeugendabtrieb aufrecht zu erhalten. In dieser Ausführungsform wird der Modus eines "sicheren Hafens" bevorzugt bewirkt, indem ein Steuerzustand des X-Ventilsolenoids 118 selektiv von High ("1") nach Low ("0") verändert wird, oder umgekehrt.
Obgleich das Getriebe in dem Modus eines "sicheren Hafens" arbeitet, verifiziert das Steuerventil das Vorhandensein des Fehlers (Block 212). Die Kupplungsdeaktivierung kann verifiziert werden, indem eine Beziehung zwischen der Antriebsdrehzahl N_I und der Abtriebsdrehzahl N_O wenn auch nach einer Zeitverzögerung überwacht wird. Eine Fehlerverifikation kann eine selektive Betätigung der PCS-Einrichtung bezüglich des Fehlers während eines Betriebs in einem "sicheren Hafen" und eine Überwachung eines erwarteten Ergebnisses umfassen.
Wenn der Fehler nicht verifiziert wird (Block 214), d. h. während des Betriebs in dem eingeschränkten Modus nicht reproduziert wird, wird der Befehl, das Getriebe in dem eingeschränkten Modus zu betreiben, gesperrt (Block 216), und das Steuersystem nimmt den normalen Betrieb des Getriebes wieder auf, was umfasst, dass die Schaltausführung fortgesetzt wird (Block 218). Wenn der Fehler verifiziert wird, fährt das Steuersystem fort, einen Betrieb des Getriebes in dem eingeschränkten Modus zu befehlen (Block 220), und setzt den Fahrzeugbediener von dem Fehler in Kenntnis, was umfasst, dass eine Wartungslampe an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs leuchten gelassen wird (Block 222).
Wenn beispielhaft das beispielhafte Getriebe in GR1 arbeitet, sind die Kupplungen C1 und C4 betätigt. Wenn ein Befehl, nach GR2 zu schalten, ausgeführt wird, wird der Kupplung C4 befohlen, zu deaktivieren, indem das Solenoid PSC4 deaktiviert wird. Wenn der Ausgang von dem Druckschalter PS4 einen Druckabfall angibt, wenn PCS4 deaktiviert ist, fährt die Schaltausführung fort. Wenn jedoch der Ausgang von dem Druckschalter PS4 keinen Druckabfall angibt, wenn PCS4 deaktiviert ist, dann wird das X-Ventil 118 auf den Low-Zustand oder "0" befohlen, wodurch ein Betrieb in dem stufenlos verstellbaren Modus II bewirkt wird, wie es anhand von Tabelle 2 oben gezeigt ist. Während das Getriebe in Modus II arbeitet, verifiziert das Steuersystem das Vorhandensein des Fehlers in PCS4, indem PCS4 selektiv betätigt wird und festgestellt wird, ob das befohlene Kühlen des Stators von MG_A auftritt (siehe Tabelle 2) auf der Basis einer Rückkopplung von Temperatursensoren (die nicht gezeigt sind), die dazu dienen, die Temperatur des Stators von MG_A zu überwachen.
Wenn das Vorhandensein des Fehlers nicht verifiziert wird, d. h. während des Betriebs in dem eingeschränkten Modus nicht reproduziert wird, wird der Befehl, das Getriebe in Modus II zu betreiben, gesperrt, und das Steuersystem nimmt den normalen Betrieb des Getriebes wieder auf. Wenn das Vorhandensein des Fehlers verifiziert wird, fährt das Steuersystem fort, einen Betrieb des Getriebes in Modus II zu befehlen, und setzt den Fahrzeugbediener von dem Fehler in Kenntnis, was umfasst, dass die Wartungslampe am Armaturenbrett in dem Fahrzeug leuchten gelassen wird.
Es ist zu verstehen, dass Modifikationen in den Getriebebauteilen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung zulässig sind. Die Erfindung ist mit besonderer Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben worden. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können andern beim Lesen und Verstehen der Beschreibung in den Sinn kommen. Alle derartigen Abwandlungen und Abänderungen, insofern sie in den Schutzumfang der Erfindung gelangen, sollen mit eingeschlossen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6953409 [0014]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die mehrere Drehmomentüberführungskupplungen umfasst, die jeweils durch selektive Steuerung eines Hydraulikkreises betätigt werden können, welcher mehrere Strömungssteuereinrichtungen und Drucküberwachungseinrichtungen umfasst, wobei das Verfahren umfasst, dass: Drücke in dem Hydraulikkreis überwacht werden; ein Fehler erkannt wird und ein Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung eingeschränkt wird, wenn irgendeiner der überwachten Drücke in dem Hydraulikkreis nicht dem dort erwarteten Druck entspricht; und das Vorhandensein des Fehlers während des eingeschränkten Betriebs verifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überwachen von Drücken in dem Hydraulikkreis umfasst, dass Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erkennen eines Fehlers ferner umfasst, dass festgestellt wird, wenn irgendeiner der Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen nicht zu einem erwarteten Ausgang passt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Überwachen von Drücken ferner umfasst, dass Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen während einer Betätigung einer herankommenden Kupplung und während einer Deaktivierung einer weggehenden Kupplung überwacht werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Erkennen eines Fehlers ferner umfasst, dass detektiert wird, wenn irgendeiner der Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen nach einer verstrichenen Zeit von etwa 150 Millisekunden während einer Betätigung der herankommenden Kupplung nicht zu einem erwarteten Ausgang passt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Erkennen eines Fehlers ferner umfasst, dass detektiert wird, wenn irgendeiner der Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen nach einer verstrichenen Zeit von etwa einer Sekunde während einer Deaktivierung der weggehenden Kupplung nicht zu einem erwarteten Ausgang passt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Überwachen von Drücken ferner eines von Überwachen von Ausgängen der Drucküberwachungseinrichtungen während eines Kupplungsschlupfereignisses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Erkennen eines Fehlers ferner umfasst, dass detektiert wird, wenn irgendeiner der Ausgänge der Drucküberwachungseinrichtungen nach einer verstrichenen Zeit von etwa zwei Sekunden während des Kupplungsschlupfereignisses nicht zu einem erwarteten Ausgang passt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Einschränken des Betriebs der Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst, dass das Getriebe nur in spezifischen Betriebsmodi betrieben wird, wenn einer der überwachten Drücke nicht einem dort erwarteten Druck entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die spezifischen Betriebsmodi eine erste feste Übersetzung, eine zweite feste Übersetzung oder einen ersten stufenlos verstellbaren Modus umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die spezifischen Betriebsmodi eine dritte feste Übersetzung, eine vierte feste Übersetzung oder einen zweiten stufenlos verstellbaren Modus umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die spezifischen Betriebsmodi einen ersten stufenlos verstellbaren Modus oder einen zweiten stufenlos verstellbaren Modus umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Betrieb des Getriebes eingeschränkt wird, indem das Getriebe selektiv in einem von zwei stufenlos verstellbaren Modi betrieben wird; und das Vorhandensein eines Fehlers während des eingeschränkten Betriebs verifiziert wird, indem eine der Hydraulikkreis-Strö mungssteuereinrichtungen, bei der der überwachte Druck nicht dem erwarteten Druck entspricht, selektiv betätigt wird, und ein Ausgang dort überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das selektive Betätigen von einer der Hydraulikkreis-Strömungssteuereinrichtungen umfasst, dass ein Betriebszustand eines Strömungsmanagementventils des Hydraulikreises verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das selektive Betätigen von einer der Hydraulikkreis-Strömungssteuereinrichtungen umfasst, dass ein Drucksteuersolenoid, das betreibbar ist, um eine Betätigung in dem Hydraulikkreis zu bewirken, wobei der überwachte Druck nicht dem erwarteten Druck entspricht, selektiv betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verifizieren des Vorhandenseins eines Fehlers während des eingeschränkten Betriebs umfasst, dass: ein Drucksteuersolenoid selektiv betätigt wird, und eine Temperatur eines Stators eines Elektromotors, der betreibbar ist, um Bewegungsdrehmoment auf das elektromechanische Getriebe zu übertragen, überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass der eingeschränkte Betrieb des Getriebes unterbrochen wird, wenn das Vorhandensein eines Fehlers während des eingeschränkten Betriebs nicht verifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst, dass der eingeschränkte Betrieb des Getriebes fortgesetzt wird, wenn das Vorhandensein eines Fehlers verifiziert wird.
Erzeugnis, das ein Speichermedium mit einem darin eincodierten Computerprogramm zum Bewirken eines Verfahrens zum Steuern einer Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst, die mehrere Drehmomentüberführungskupplungen umfasst, die jeweils durch selektive Steuerung eines Hydraulikkreises betätigt werden können, der mehrere Strömungssteuereinrichtungen und Drucküberwachungseinrichtungen umfasst, wobei das Computerprogramm umfasst: Code zum Überwachen von Drücken in dem Hydraulikkreis; Code zum Erkennen eines Fehlers und zum Einschränken eines Betriebs der Drehmomentübertragungseinrichtung, wenn irgendeiner der überwachten Drücke in dem Hydraulikkreis nicht einem dort erwarteten Druck entspricht; und Code zum Verifizieren des Vorhandenseins des Fehlers während des eingeschränkten Betriebs.
Erzeugnis nach Anspruch 19, wobei der Code zum Überwachen von Drücken in dem Hydraulikkreis Code zum Überwachen von Signalausgängen von Drucküberwachungseinrichtungen umfasst, die sich jeweils in der Nähe von einer der Drehmomentüberführungskupplungen befinden.
Erzeugnis nach Anspruch 19, wobei der Code zum Einschränken des Betriebs der Drehmomentübertragungseinrichtung Code zum selektiven Betreiben des Getriebes in einem von zwei stufenlos verstellbaren Modi umfasst.
Erzeugnis nach Anspruch 21, das ferner Code zum Verändern eines Betriebszustandes eines Strömungsmanagementventils des Hydraulikkreises umfasst, um das Getriebe selektiv in einem von den zwei stufenlos verstellbaren Modi zu betreiben.
Vorrichtung, umfassend: eine Brennkraftmaschine und einen ersten und zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das selektiv betreibbar ist, um dazwischen Drehmoment zu übertragen; wobei das Getriebe einen elektrohydraulischen Steuerkreis mit mehreren Drucküberwachungseinrichtungen und mehreren selektiv steuerbaren Strömungssteuereinrichtungen und mehrere Drehmomentüberführungskupplungen umfasst; wobei das Getriebe selektiv in einem von mehreren Betriebsmodi betreibbar ist, die Modi mit einem festen Übersetzungsverhältnis und zwei stufenlos verstellbaren Modi umfassen; und ein Steuersystem, dass: eingerichtet ist, die Strömungssteuereinrichtungen des elektrohydraulischen Steuerkreises zu steuern; und eingerichtet ist, um ein Computerprogramm auszuführen und somit die Strömungssteuereinrichtungen des elektrohydraulischen Steuerkreises während der Ausführung eines Schaltvorgangs selektiv zu steuern, wobei das Programm umfasst: Code zum Überwachen von Hydraulikdrücken in dem Hydraulikkreis; Code zum Erkennen eines Fehlers und zum Einschränken eines Betriebs des Getriebes, wenn irgendeiner der überwachten Hydraulikdrücke in dem Hydraulikkreis nicht einem dort erwarteten Druck entspricht; und Code zum Verifizieren des Vorhandenseins des Fehlers in dem Hydraulikkreis während des eingeschränkten Betriebs.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die selektiv steuerbaren Strömungssteuereinrichtungen mehrere Drucksteuersolenoide und zwei Strömungsmanagement-Trommelventile umfassen, die betreibbar sind, um die Drehmomentüberführungskupplungen selektiv zu betätigen und somit einen Betrieb in einem der mehreren Betriebsmodi zu bewirken, die Modi mit festem Übersetzungsverhältnis und zwei stufenlos verstellbare Modi umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Drucküberwachungseinrichtungen jeweils einen Drucküberwachungsschalter umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Steuersystem eingerichtet ist, ein Computerprogramm auszuführen, das Code zum Verifizieren des Vorhandenseins eines Fehlers während des eingeschränkten Betriebs umfasst, und das ferner Code zum selektiven Betätigen von einem der Drucksteuersolenoide und Code zum Überwachen des Betriebs des Getriebes umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei das elektromechanische Getriebe ferner eine kombiniert leistungsverzweigte, elektromechanische Two-Mode-Einrichtung umfasst, die betreibbar ist, um Drehmoment zwischen der Brennkraftmaschine, den ersten Elektromotoren und einem Endantrieb in Ansprechen auf eine Bedieneranforderung nach einem Drehmomentausgang zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei ein Fehler in dem Hydraulikkreis eine festsitzende Strömungssteuereinrichtung, eine nicht richtig funktionierende Solenoideinrichtung, eine fehlerhafte Drucküberwachungseinrichtung, einen Verkabelungsfehler und/oder das Vorhandensein von Schmutz in der Hydraulikleitung umfasst.