DE102013104432A1

DE102013104432A1 - Verfahren und System zum Steuern eines Triebstrangspiels in einem Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102013104432A1
Application number: DE102013104432A
Authority: DE
Inventors: Hong Jiang; Marvin Paul Kraska; Felix Nedorezov; Zhengyu Dai
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2013-11-07
Also published as: US8968151B2; US20130296106A1; CN103386980B; CN103386980A

Abstract

Ein Fahrzeug weist eine Kraftmaschine, eine stromaufseitige Kupplung, eine elektrische Maschine, eine stromabseitige Kupplung, einen Getriebekasten und eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert: (i) das Einrücken der stromabseitigen Kupplung zu steuern, (ii) ein Fahrzeugdrehmoment zu überwachen, und (iii) das Drehmoment der elektrischen Maschine auf eine festgelegte Rate zu steuern, wenn das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert und die elektrische Maschine arbeitet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Hybridfahrzeugs, um das Spiel in einem Triebstrang zu verringern.
HINTERGRUND
In einem Fahrzeug kann das Fahrverhalten ein Anliegen sein, wenn das Fahrzeuggesamtdrehmoment den Spielbereich (gelegentlich auch Spielzone genannt) des Triebstrangs durchquert, der das Getriebezahnradsystem, Triebstrangverbindungen und Räder umfassen kann. Der Spielbereich ist dort, wo das Fahrzeuggesamtdrehmoment die Richtung ändert, d. h. von einem positiven zu einem negativen Drehmoment oder umgekehrt. Ein Spiel oder Totgang kann beispielsweise aufgrund eines toten Gangs auftreten, der durch einen Schlupf oder Zwischenraum in verschiedenen Triebstrangkomponenten verursacht wird, wenn das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert, wie z. B. während eines Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignisses durch den Fahrer. Das Fahrzeugdrehmoment besteht aus dem Straßenlastdrehmoment und dem durch das (die) Antriebsaggregat(e) des Fahrzeugs gelieferten Drehmoment.
In einem herkömmlichen Fahrzeug kann ein geöffneter Drehmomentwandler verwendet werden, um zu helfen, die Spielbereichsschwingung mit einem zugehörigen Kraftstoffsparsamkeitsnachteil zu dämpfen. In einigen der jüngeren Doppelkupplungsgetriebe ohne Drehmomentwandler muss das Kraftmaschinendrehmoment, das in den und aus dem Spielbereich geht, gesteuert werden, um die Spielbereichsschwingung zu verringern und die Drehmomentreaktion danach zu verbessern. Andere Verfahren zum Verringern des Spiels können auch verwendet werden, einschließlich Spätzündung innerhalb der Kraftmaschine, was zu einer verringerten Kraftstoffsparsamkeit und erhöhten Drehmomentbelastung oder Schwingungen an der Kraftmaschine führen kann. In einem Hybridfahrzeug wird das Steuern des Spiels im Triebstrang komplexer, da mehr als ein Antriebsaggregat vorhanden sein kann, das ein Drehmoment zum Triebstrang liefert.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einer Kraftmaschine, einer elektrischen Maschine, die mit der Kraftmaschine durch eine stromaufseitige Kupplung verbunden ist, einem Getriebekasten, der mit der elektrischen Maschine durch eine stromabseitige Kupplung verbunden ist, und einer Steuereinheit geschaffen. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert: (i) das Einrücken der stromabseitigen Kupplung zu steuern, (ii) ein Fahrzeugdrehmoment zu überwachen, und (iii) das Drehmoment der elektrischen Maschine auf eine festgelegte Rate zu steuern, wenn das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert und die elektrische Maschine arbeitet.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs mit einer Kraftmaschine und einer elektrischen Maschine geschaffen. Eine Kupplung stromabwärts der elektrischen Maschine wird eingerückt. Ein Fahrzeugdrehmoment mit einem Straßenlastdrehmoment, einem Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine und einem Kraftmaschinenausgangsdrehmoment wird überwacht. Das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine wird auf eine festgelegte Rate gesteuert, wenn das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert und die elektrische Maschine arbeitet.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Hybridfahrzeugsystem mit einer elektrischen Maschine und einer Steuereinheit geschaffen. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, (i) ein Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine innerhalb einem Zeitbereich auf eine festgelegte Rate zu steuern, um das Spiel in einem Triebstrang zu verringern, wenn eine stromabseitige Kupplung eingerückt ist, wobei der Zeitbereich dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Fahrzeugdrehmoment im Wesentlichen null ist, und das Fahrzeug sich in entweder einem Beschleunigungszustand oder einem Verlangsamungszustand befindet, und (ii) das Drehmoment der elektrischen Maschine und/oder das Kraftmaschinendrehmoment außerhalb des Bereichs zu steuern, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung weisen mit ihnen verbundene Vorteile auf. Die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung schaffen beispielsweise das Steuern des Fahrzeugdrehmoments, wenn der Triebstrang nach einem Fahreranforderungsereignis einen Spielbereich durchquert. Durch Steuern des Fahrzeugdrehmoments kann das Triebstrangspiel verringert werden und Kupplungen im Fahrzeug, die mit Antriebsstrangkomponenten verbunden sind, können eingerückt bleiben, wodurch die Kraftstoffsparsamkeit des Fahrzeugs verbessert wird. Der Elektromotor kann verwendet werden, um das Fahrzeugdrehmoment zu steuern, da er eine schnellere Reaktionsrate als die Kraftmaschine aufweist. Durch einen Triebstrangspielbereich hindurch wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine auf ein festgelegtes Maß gesteuert, so dass das Fahrzeugdrehmoment durch den Spielbereich hindurch im Wesentlichen null bleibt. Das Fahrzeug kann nach einem Fahreranforderungsereignis in Abhängigkeit vom Betriebsmodus des Fahrzeugs in verschiedenen Weisen gesteuert werden, um das Spiel zu verringern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs, das eine Ausführungsform implementieren kann;
2 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Zeitablaufdiagramm für das Hybridfahrzeug in einem rein elektrischen Betriebsmodus gemäß einer Ausführungsform;
4 ist ein Zeitablaufdiagramm für das Hybridfahrzeug in einem Hybrid-Betriebsmodus gemäß einer Ausführungsform; und
5 ist ein Zeitablaufdiagramm für das Hybridfahrzeug in einem reinen Kraftmaschinen-Betriebsmodus gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; selbstverständlich sind jedoch die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um die Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezifische Struktur- und Funktionsdetails nicht als Begrenzung interpretiert werden, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung verschiedenartig einzusetzen.
1 stellt ein schematisches Diagramm eines Hybridfahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform dar. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Kraftmaschine 12 und eine elektrische Maschine, die in der in 1 gezeigten Ausführungsform ein Motor Generator (M/G) 14 ist und alternativ ein Fahrmotor sein kann. Der M/G 14 ist dazu konfiguriert, ein Drehmoment zur Kraftmaschine 12 oder zu den Fahrzeugrädern 16 zu übertragen.
Der M/G 14 ist mit der Kraftmaschine 12 unter Verwendung einer ersten Kupplung 18 verbunden, die auch als Trennkupplung oder stromaufseitige Kupplung bekannt ist. Die Kupplung 18 kann auch einen Dämpfermechanismus wie z. B. eine Reihe von Platten und Federn umfassen, die dazu konfiguriert sind zu helfen, Änderungen des Drehmoments, das zwischen der Kraftmaschine 12 und dem M/G 14 übertragen wird, zu dämpfen, wenn die Trennkupplung 18 eingerückt ist. Eine zweite Kupplung 22, die auch als Anfahrkupplung oder stromabseitige Kupplung bekannt ist, verbindet den M/G 14 mit einem Getriebe 24, und das ganze Eingangsdrehmoment fließt durch die Anfahrkupplung 22 in das Getriebe 24. Obwohl die Kupplungen 18, 22 als Hydraulikkupplungen beschrieben und dargestellt werden, können auch andere Typen von Kupplungen wie z. B. elektromechanische Kupplungen verwendet werden. Alternativ kann die Kupplung 22 durch einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung ersetzt sein, wie nachstehend weiter beschrieben ist. In verschiedenen Ausführungsformen bezieht sich die stromabseitige Kupplung 22 auf verschiedene Kopplungsvorrichtungen für das Fahrzeug 10, einschließlich einer herkömmlichen Kupplung und eines Drehmomentwandlers mit einer Überbrückungskupplung (Sperrkupplung).
Die Ausgangswelle der Kraftmaschine 12 ist mit der Trennkupplung 18 verbunden, die wiederum mit der Eingangswelle für den M/G 14 verbunden ist. Die Ausgangswelle des M/G 14 ist mit der Anfahrkupplung 22 verbunden, die wiederum mit dem Getriebe 24 verbunden ist. Die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 sind hintereinander in Reihe zueinander angeordnet. Die Anfahrkupplung 22 verbindet die Fahrzeugantriebsaggregate mit dem Triebstrang 26, der das Getriebe 24, ein Differential 28 und die Fahrzeugräder 16 und ihre Verbindungskomponenten umfasst. In anderen Ausführungsformen kann das hier beschriebene Verfahren auf ein Hybridfahrzeug mit anderen Systemarchitekturen angewendet werden.
In einer anderen Ausführungsform des Fahrzeugs 10 ist die stromabseitige Kupplung 22 eine Überbrückungskupplung mit einem Drehmomentwandler. Der Eingang vom M/G 14 ist die Pumpenradseite des Drehmomentwandlers und der Ausgang aus dem Drehmomentwandler zum Getriebe 24 ist die Turbinenradseite. Der Drehmomentwandler 22 überträgt ein Drehmoment unter Verwendung seiner Fluidkopplung, und eine Drehmomentvervielfachung kann in Abhängigkeit vom Ausmaß an Schlupf zwischen der Pumpenrad- und der Turbinenradseite stattfinden. Die Überbrückungs- oder Sperrkupplung für den Drehmomentwandler kann selektiv eingerückt werden, um eine mechanische Verbindung zwischen der Pumpenradseite und der Turbinenradseite für die direkte Drehmomentübertragung zu erzeugen. Die Überbrückungskupplung kann schleifen lassen und/oder geöffnet werden, um die Menge an Drehmoment, das durch den Drehmomentwandler übertragen wird, zu steuern. Der Drehmomentwandler kann auch eine Sperrkupplung umfassen.
Im Fahrzeug 10 kann die Anfahrkupplung 22 oder Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler verriegelt werden, um die Kraftstoffsparsamkeit zu erhöhen, und kann verriegelt werden, wenn ein Spielbereich während eines Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignisses durchquert wird. Das Fahrverhalten und die Steuerung des Spiels innerhalb des Triebstrangs hängen von der Steuerung des Antriebsstrangdrehmoments von der Kraftmaschine 12 und/oder der elektrischen Maschine 14 ab. Das Drehmoment des M/G 14 kann mit einer größeren Genauigkeit und mit einer schnelleren Reaktionszeit als das Drehmoment der Kraftmaschine 12 gesteuert werden. Während eines nur elektrischen Betriebsmodus für das Fahrzeug 10 kann das Drehmoment des M/G 14 gesteuert werden, wenn ein Spielbereich durchquert wird. Während eines Hybrid-Betriebsmodus des Fahrzeugs, wobei sowohl die Kraftmaschine 12 als auch der M/G 14 arbeiten, können das Drehmoment des M/G 14 und das Drehmoment der Kraftmaschine 12 zusammen gesteuert werden, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs 10 zu verbessern und das Spiel im Triebstrang zu verringern.
Die Kraftmaschine 12 ist eine Kraftmaschine mit Direkteinspritzung. Alternativ kann die Kraftmaschine 12 ein anderer Typ von Kraftmaschine oder Antriebsaggregat sein, wie z. B. eine Kraftmaschine mit Kanaleinspritzung (port injection) oder eine Brennstoffzelle, oder verschiedene Kraftstoffquellen verwenden, wie z. B. Diesel, Biokraftstoff, Erdgas, Wasserstoff oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 10 auch einen Startermotor 30, der mit der Kraftmaschine 12 beispielsweise durch einen Riemen- oder Zahnradantrieb wirksam verbunden ist. Der Startermotor 30 kann verwendet werden, um ein Drehmoment zum Starten der Kraftmaschine 12 ohne Hinzufügen eines Drehmoments vom M/G 14 zu liefern, wie z. B. für einen Kaltstart oder einige Startereignisse mit hoher Drehzahl.
Der M/G 14 steht mit einer Batterie 32 in Verbindung. Die Batterie 32 kann eine Hochspannungsbatterie sein. Der M/G 14 kann dazu konfiguriert sein, die Batterie 32 in einem Regenerationsmodus durch regeneratives Bremsen oder dergleichen aufzuladen, beispielsweise wenn die Fahrzeugausgangsleistung die Fahreranforderung übersteigt. Der M/G 14 kann auch in einer Generatorkonfiguration angeordnet werden, um die Menge an Drehmoment der Kraftmaschine 12, das zum Triebstrang 26 geliefert wird, zu mäßigen. In einem Beispiel ist die Batterie 32 dazu konfiguriert, mit einem externen elektrischen Netz verbunden zu werden, wie z. B. für ein Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug (Plug-In Hybrid Electric Vehicle, kurz PHEV) mit der Fähigkeit zum Wiederaufladen der Batterie von einem elektrischen Stromnetz, das Energie zu einer elektrischen Steckdose an einer Aufladestation zuführt. Eine Niederspannungsbatterie kann auch vorhanden sein, um Leistung zum Startermotor oder zu anderen Fahrzeugkomponenten zu liefern, oder Leistung mit niedriger Spannung kann durch einen Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler geliefert werden.
In einigen Ausführungsformen ist das Getriebe 24 ein Automatikgetriebe und mit den Antriebsrädern 16 in einer herkömmlichen Weise verbunden, wobei es ein Differential 28 umfassen kann. Das Fahrzeug 10 ist auch mit einem Paar von nicht angetriebenen Rädern versehen, in alternativen Ausführungsformen können jedoch ein Verteilergetriebe und ein zweites Differential verwendet werden, um alle Fahrzeugräder zwangsgeführt anzutreiben.
Der M/G 14 und die Kupplungen 18, 22 können innerhalb eines Motor/Generator-Gehäuses 34 angeordnet sein, das in das Gehäuse des Getriebes 24 oder alternativ in ein separates Gehäuse innerhalb des Fahrzeugs 10 eingebaut sein kann. Das Getriebe 24 weist einen Getriebekasten auf, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse für das Fahrzeug 10 bereitzustellen. Der Getriebekasten des Getriebes 24 kann Kupplungen und Planetenradsätze oder andere Anordnungen von Kupplungen und Zahnradsätzen umfassen, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind. Das Getriebe 24 kann ein Sechsgang-Automatikgetriebe, ein Automatikgetriebe mit anderen Gängen oder ein anderer Getriebekasten sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Das Getriebe 24 wird unter Verwendung einer Getriebesteuereinheit (TCU) 36 oder dergleichen gesteuert, um anhand eines Schaltschemas wie z. B. eines Produktionsschaltschemas (Production Shift Schedule) zu arbeiten, das Elemente innerhalb des Getriebekastens verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen dem Getriebeausgang und dem Getriebeeingang zu steuern. Die TCU 36 fungiert auch zum Steuern des M/G 14, der Kupplungen 18, 22 und beliebiger anderer Komponenten innerhalb des Motor/Generator-Gehäuses 34.
Eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 38 ist dazu konfiguriert, den Betrieb der Kraftmaschine 12 zu steuern. Eine Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC) 40 überträgt Daten zwischen der TCU 36 und der ECU 38 und steht auch mit verschiedenen Fahrzeugsensoren in Kommunikation. Das Steuersystem 42 für das Fahrzeug 10 kann eine beliebige Anzahl von Steuereinheiten umfassen und kann in eine einzelne Steuereinheit integriert sein oder verschiedene Module aufweisen. Einige oder alle der Steuereinheiten können durch ein Steuereinheitsbereichsnetz (Controller Area Network, kurz CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Das Steuersystem 42 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Getriebes 24, der Motor/Generator-Anordnung 34, des Startermotors 30 und der Kraftmaschine 12 unter irgendeiner von einer Anzahl von verschiedenen Bedingungen zu steuern, einschließlich in einer Weise, die das Spiel im Triebstrang 26 und die Auswirkung auf den Fahrer während Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignissen minimiert oder verringert.
Unter normalen Antriebsstrangbedingungen (keine Untersysteme/Komponenten fehlerhaft) interpretiert die VSC 40 die Anforderungen des Fahrers (z. B. PRND- und Beschleunigungs- oder Verlangsamungsanforderung) und bestimmt dann den Raddrehmomentbefehl auf der Basis der Fahreranforderung und von Antriebsstranggrenzen. Außerdem bestimmt die VSC 40, wann und wie viel Drehmoment jede Leistungsquelle liefern muss, um die Drehmomentanforderung des Fahrers zu erfüllen und die Betriebspunkte (Drehmoment und Drehzahl) der Kraftmaschine 12 und des M/G 14 zu erreichen. Die VSC 40 kann ein Fahrzeuggesamtdrehmoment, das irgendein positives oder negatives Drehmoment der Kraftmaschine 12 oder des M/G 14 umfasst, sowie das Straßenlastdrehmoment interpretieren.
Obwohl die Betätigung der beschriebenen Kupplungen 18, 22 den Begriff ”Druck” verwendet, wodurch eine Hydraulikkupplung impliziert wird, können auch andere Typen von Vorrichtungen wie z. B. elektromechanische Kupplungen oder Drehmomentwandler verwendet werden. Im Fall von Hydraulikkupplungen ist der Druck an den Kupplungsplatten auf die Drehmomentkapazität bezogen. In derselben Weise sind die Kräfte, die auf die Platten in einer nicht hydraulischen Kupplung wirken, auch auf die Drehmomentkapazität bezogen. Wegen der Konsistenz der Nomenklatur erfolgt daher, wenn nicht spezifisch anders definiert, die hier beschriebene Betätigung der Kupplungen 18, 22 im Sinne eines ”Drucks”, obwohl dies selbstverständlich auch Situationen umfasst, in denen auf die Kupplungsplatten in einer nicht hydraulischen Kupplung eine nicht hydraulische Kraft aufgebracht wird.
Wenn eine der Kupplungen 18, 22 verriegelt oder eingerückt ist, sind die Drehzahlen der Triebstrangkomponenten auf beiden Seiten der Kupplung gleich. Ein Schlupf ist die Drehzahldifferenz von einer Seite der Kupplung zur anderen, so dass, wenn eine der Kupplungen einen Schlupf aufweist, eine Seite eine andere Drehzahl aufweist als die andere Seite. Wenn beispielsweise die Ausgangsdrehzahl des M/G 14 auf 1500 min^–1 liegt und die Anfahrkupplung 22 einen Schlupf von 100 min^–1 aufweist, weist die Seite des Getriebes 24 der Anfahrkupplung 22 eine Drehzahl von 1600 min^–1 auf. Wenn die stromabseitige Kupplung 22 eine Überbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler ist, kann sie auch als eine Schlupf aufweisend angesehen werden, wenn sie vollständig offen ist, da eine Drehzahldifferenz über der Kupplung besteht, selbst wenn kein Drehmoment durch die Überbrückungskupplung übertragen wird.
Wenn der Druck in einer der Kupplungen 18, 22 erhöht wird, kann mehr Drehmoment durch die Kupplung 18, 22 übertragen werden. Wenn der Druck konstant ist, kann das Drehmoment auf einer Seite der Kupplung bis zu einem Punkt erhöht werden, an dem die zwei Seiten beginnen, einen Schlupf aufzuweisen. Bei einem gegebenen Druck für eine der Kupplungen 18, 22 ist die maximale Menge an Drehmoment, das durch die Kupplung übertragen werden kann, bevor sie beginnt, einen Schlupf aufzuweisen, die Drehmomentkapazität oder statische Kapazität der Kupplung. Nachdem die Kupplung bei diesem Druck beginnt, einen Schlupf aufzuweisen, bleibt die Drehmomentkapazität konstant. Bei einer gegebenen Drehmomentkapazität wird, wenn das Drehmoment auf der Eingangsseite der Kupplung erhöht wird, die Drehzahl auf dieser Seite der Kupplung erhöht (d. h. der Schlupf nimmt zu), und das durch die Kupplung übertragene Drehmoment bleibt gleich, da die Kupplung auf der Kapazität liegt. Wenn die Kupplung andererseits einen Schlupf aufweist und auf einem konstanten Druck liegt, verlangsamt oder stoppt das Senken des Drehmoments auf der Eingangsseite der Kupplung (wobei somit die Drehzahl auf dieser Seite verlangsamt wird) den Schlupf. Bei einem gegebenen Drehmoment durch die Kupplung beginnt die Kupplung einen Schlupf aufzuweisen oder den Schlupf zu erhöhen, wenn der Druck auf die Kupplung verringert wird. Wenn eine Kupplung bei vollem Druck verriegelt ist, ist sie typischerweise derart ausgelegt, dass sie bei einer Erhöhung des Drehmoments keinen Schlupf aufweist.
Mit anderen Worten, die Drehzahl (und das Drehmoment von Drehmomenterzeugern) auf einer Seite der Kupplung kann variieren und gestört werden, und wenn die Kupplung einen Schlupf aufweist, wird die andere Seite der Kupplung isoliert und empfängt das Drehmoment auf der Basis der Drehmomentkapazität der Kupplung.
In alternativen Ausführungsformen kann die Kupplung 22 durch eine Drehmomentwandlereinheit mit einem Drehmomentwandler und einer Sperrkupplung oder Überbrückungskupplung ersetzt sein. Der Drehmomentwandler weist Drehmomentvervielfachungseffekte auf, wenn bestimmte Drehzahldifferenzen über dem Drehmomentwandler existieren. Während der Drehmomentvervielfachung ist das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers aufgrund der Drehmomentvervielfachung über dem Drehmomentwandler größer als das Eingangsdrehmoment. Die Drehmomentvervielfachung existiert beispielsweise, wenn das Fahrzeug 10 aus dem Ruhezustand gestartet wird und sich die Eingangswelle in dem Drehmomentwandler zu drehen beginnt und die Ausgangswelle aus dem Drehmomentwandler noch in Ruhe ist oder gerade begonnen hat sich zu drehen.
Die Sperrkupplung oder Überbrückungskupplung wird verwendet, um den Drehmomentwandler zu sperren, so dass das Eingangs- und das Ausgangsdrehmoment für die stromabseitige Drehmomentübertragungsvorrichtung 22 einander gleich sind, und die Eingangs- und die Ausgangsdrehzahl für die Vorrichtung 22 gleich sind. Eine verriegelte Kupplung beseitigt Schlupf und Triebstrangineffizienz über dem Drehmomentwandler, beispielsweise wenn das Drehzahlverhältnis über dem Drehmomentwandler größer ist als ungefähr 0,8, und kann die Kraftstoffsparsamkeit für das Fahrzeug 10 erhöhen.
2 stellt einen Ablaufplan zum Steuern des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 10 dar, um das Spiel des Triebstrangs 26 zu verringern. Das Spiel kann eine Schwingung im Triebstrang 26 sein, die auftritt, wenn eine Änderung des Drehmomentbetrags und/oder der Drehmomentrichtung besteht. Eine typische Spielbedingung liegt vor, wenn das Drehmoment im Triebstrang 26 oder das Fahrzeuggesamtdrehmoment sich von einem positiven Drehmoment im Triebstrang zu einem negativen Drehmoment im Triebstrang 26 ändert oder umgekehrt. Das Fahrzeuggesamtdrehmoment kann innerhalb eines Zeitbereiches, in dem das Spiel auftritt, bei oder nahe null liegen oder im Wesentlichen null sein. Das Fahrzeugdrehmoment ist das Straßenlastdrehmoment addiert zum positiven oder negativen Drehmoment, das von der Kraftmaschine 12 und/oder vom M/G 14 geliefert wird. Das Straßenlastdrehmoment ist typischerweise ein negativer Wert. Die Spielbedingung für das Ändern des Fahrzeugdrehmoments kann beispielsweise während eines Fahrzeugbeschleunigungsereignisses oder eines Fahrzeugverlangsamungsereignisses wie z. B. eines Fahrpedaltretens oder Fahrpedallösens auftreten, das verursacht, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment von negativ zu positiv geht oder umgekehrt.
Die Steuereinheit 42 beginnt bei 50, wo sie feststellt, ob das Fahrzeug 10 unter normalen Fahrbedingungen mit einer verriegelten oder eingerückten Anfahrkupplung 22 oder einer verriegelten oder eingerückten Überbrückungskupplung für ein Drehmomentwandlersystem 22 arbeitet. Bei 52 stellt die Steuereinheit 42 fest, ob ein Spielsteuerereignis aufgrund eines Fahreranforderungsereignisses auftreten kann, beispielsweise durch Überwachen auf einen Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallösebefehl, der von einem Fahrpedal oder einer anderen Eingabe empfangen wird.
Wenn ein Spielereignis aufgrund eines Fahreranforderungsereignisses auftreten kann, geht die Steuereinheit 42 zu 54 weiter, um den Betriebsmodus für den gegenwärtigen Zustand des Fahrzeugs 10 zu bestimmen. In einem nur elektrischen Betriebsmodus arbeitet nur der M/G 14. In einem Hybrid-Betriebsmodus arbeiten die Kraftmaschine 12 und der M/G 14. Im nur elektrischen Modus oder Hybridmodus kann der M/G 14 entweder als Motor zum Liefern eines Ausgangsdrehmoments oder als Generator zum Empfangen eines Eingangsdrehmoments und Aufladen der Batterie 32 wirken. In einem Nur-Kraftmaschinen-Betriebsmodus arbeitet nur die Kraftmaschine 12. Im Nur-Kraftmaschinen-Modus kann der Ladungszustand der Batterie 32 keinen Betrieb des M/G 14 ermöglichen, beispielsweise wenn die Batterie über ihrer maximalen Ladungskapazität liegt und der M/G ansonsten auf der Basis des Fahrzeugbetriebs als Generator fungieren würde, oder in einem Wartungsmodus, wenn der M/G 14 nicht betriebsfähig ist.
Wenn das Fahrzeug im nur elektrischen Modus arbeitet, geht die Steuereinheit 42 zu 56 weiter. Das Drehmoment des M/G 14 wird bei Fahrpedaltreten schnell erhöht oder bei Fahrpedallösen verringert, um die Fahreranforderung zu erfüllen, bis sich das Fahrzeugdrehmoment dem Spielbereichseintrittspunkt nähert. Durch den Spielbereich hindurch, in dem das Fahrzeuggesamtdrehmoment von einem positiven zu einem negativen Wert übergeht oder umgekehrt und nahe null liegt, wird das Drehmoment des M/G 14 bei 58 auf eine festgelegte Rate gesteuert, wodurch das Spiel und Schwingungen des Triebstrangs 26 verringert werden. Sobald der Spielbereich bei 60 verlassen wird, kann das Drehmoment des M/G 14 schnell für Fahrpedaltrittbedingungen erhöht oder für Fahrpedallösebedingungen verringert werden, um die Fahreranforderung zu erfüllen. Der Spielsteueralgorithmus endet bei 62.
3 stellt ein Diagramm eines Beispiels der Spielsteuerung während eines nur elektrischen Betriebsmodus dar. 3b stellt ein konstantes Straßenlastdrehmoment 64 dar. In anderen Beispielen kann das Straßenlastdrehmoment variieren. 3e stellt eine verriegelte Anfahrkupplung 22 oder Überbrückung für einen Drehmomentwandler bei 66 und eine unverriegelte oder geöffnete Trennkupplung 18 bei 68 dar, wobei die Kupplung 22 sich auf ihren verriegelten Drücken befindet. Die Trennkupplung 18 ist offen, da das Fahrzeug 10 sich im nur elektrischen Modus befindet und die Kraftmaschine 12 nicht arbeitet und wahrscheinlich vom M/G 14 gelöst ist. 3a stellt eine Fahrpedaleingabe für Fahrpedaltreten und Fahrpedallösen bei 70 dar. Anfänglich kann sich das Fahrpedal auf einer niedrigen Anforderungsposition befinden, wie z. B. während des gleichmäßigen Fahrens bei 72. Ein Fahrpedaltrittereignis tritt bei 74 ein. Mit Bezug auf 3c wird das Ausgangsdrehmoment 76 des M/G 14 erhöht, um die zusätzliche Anforderung aufgrund des Fahrpedaltretens im Bereich 78 zu erfüllen, was sich auf Schritt 56 bezieht. Es ist zu beachten, dass das in 3d gezeigte Fahrzeuggesamtdrehmoment 80 zusammen mit dem erhöhten M/G-Ausgangsdrehmoment 76 zunimmt, da das Fahrzeugdrehmoment 80 das Straßenlastdrehmoment 64 und das M/G-Drehmoment 76 in Kombination ist. Bei 81 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment null und nähert sich einem Übergang von negativ zu positiv, was auf einen sich nähernden Spielbereich 82 hinweist. Innerhalb des Spielbereichs 82 wird das Drehmoment 76 des M/G 14 auf eine festgelegte Rate bei 84 und in Schritt 58 in 2 gesteuert. Die festgelegte Rate ist derart, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 80 eine Null- oder niedrige Änderungsrate durch den Spielbereich 82 hindurch aufweist, wodurch das Spiel im Triebstrang durch eine abrupte oder schnelle Drehmomentänderung verringert wird. Am Ende des Spielbereichs 82 kann das M/G-Drehmoment 76 erhöht oder gesteigert werden, wie bei 86 gezeigt, um die Fahreranforderung, welche die Eingabe darstellt, zu erfüllen, wobei der Fahrpedaltrittbefehls 70 Verwendung findet, wie in Schritt 60 in 2 beschrieben ist.
Ein Fahrpedallösebefehl während des nur elektrischen Modus tritt bei 88 auf. Das M/G-Drehmoment 76 wird bei 90 verringert oder gesenkt, was sich auf Schritt 56 bezieht. Es ist zu beachten, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 80, das in 3d gezeigt ist, zusammen mit dem verringerten M/G-Ausgangsdrehmoment 76 abnimmt. Bei 92 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment 80 null und nähert sich einem Übergang von einem positiven zu einem negativen Drehmoment, was auf einen sich nähernden Spielbereich 94 hindeutet. Innerhalb des Spielbereichs 94 wird das M/G-Drehmoment 76 bei 96 auf eine festgelegte Rate gesteuert, was sich auf Schritt 58 in 2 bezieht. Am Ende des Spielbereichs 94 kann das M/G-Drehmoment 76 weiter verringert oder gesenkt werden, wie bei 98 gezeigt, um die Fahreranforderung zu erfüllen, wie unter Verwendung des Fahrpedallösebefehls 70 eingegeben und in Schritt 60 in 2 beschrieben. Es ist zu beachten, dass sowohl während des Fahrpedaltritt- als auch während des Fahrpedallösebefehls eine Fahrzeugbeschleunigung bzw. -verlangsamung stattfindet, was auch ein potentielles Spielereignis bedeutet.
Mit Rückbezug auf 2 geht, wenn das Fahrzeug im Hybridmodus arbeitet, die Steuereinheit 42 zu 100 weiter, wo sie feststellt, ob ein Fahrpedaltrittereignis oder Fahrpedallöseereignis stattfindet. Für ein Fahrpedaltrittereignis schreitet die Steuereinheit 42 mit dem Erhöhen des Drehmoments der Kraftmaschine 12 und des Drehmoments des M/G 14 fort, bis sich das Fahrzeugdrehmoment dem Spielbereichseintrittspunkt bei 102 nähert. Bei 104 wird durch den Spielbereich hindurch, wo das Fahrzeuggesamtdrehmoment von einem negativen zu einem positiven Wert übergeht, das Drehmoment der Kraftmaschine 12 in einer gesteuerten Weise allmählichen weiter erhöht, um das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 12 zu erhöhen, während das Drehmoment des M/G 14 verringert wird. Das Drehmoment des M/G 14 wird auf eine festgelegte Rate gesteuert, so dass es das zunehmende Drehmoment der Kraftmaschine 12 durch den Spielbereich hindurch kompensiert, um ein Fahrzeuggesamtdrehmoment von im Wesentlichen null durch den Spielbereich aufrechtzuerhalten, wodurch das Spiel und Schwingungen des Triebstrangs 26 verringert werden. Das Drehmoment des M/G 14 kann sogar negativ werden, so dass der M/G 14 generiert und die Batterie auflädt, um das Drehmoment der Kraftmaschine 12 zu kompensieren. Das M/G-Drehmoment wird hinsichtlich des Zeitablaufs gesteuert, weil es eine höhere Genauigkeit und schnellere Reaktion als die Drehmomentsteuerung der Kraftmaschine 12 besitzt. Das Kraftmaschinendrehmoment kann daher auf einen genaueren Drehmomentwert gesteuert werden. Sobald der Spielbereich bei 106 verlassen wird, kann das Drehmoment der Kraftmaschine 12 weiter erhöht werden und das Drehmoment des M/G 14 kann derart gesteuert werden, dass die Fahreranforderung erfüllt wird. Die Steuereinheit 42 kann dann den Antriebsstrangbetrieb bei 108 zwischen dem Betrieb und Beiträgen der Kraftmaschine 12 und des M/G 14 auf der Basis des Zustandes des Fahrzeugs 10 und Fahrzeugoperationen optimieren. Der Spielsteueralgorithmus endet bei 62.
Für ein Pedallöseereignis geht die Steuereinheit 42 von 100 zu 110 weiter, wo sie das Drehmoment der Kraftmaschine 12 und das Drehmoment des M/G 14 verringert, bis das Fahrzeugdrehmoment fällt und sich dem Spielbereichseintrittspunkt nähert. Die schnellere Reaktion des M/G 14 im Vergleich zur Kraftmaschine 12 kann ermöglichen, dass der Spielbereichseintrittspunkt schnell erreicht wird. Bei 112 wird durch den Spielbereich hindurch, wo das Fahrzeuggesamtdrehmoment von einem positiven zu einem negativen Drehmoment übergeht, das Drehmoment der Kraftmaschine 12 in einer drehmomentgesteuerten Weise allmählich weiter verringert, um das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine 12 zu verringern, während das Drehmoment des M/G 14 erhöht wird. Das Drehmoment des M/G 14 wird auf eine festgelegte Rate gesteuert, so dass es das kontinuierlich abnehmende Drehmoment der Kraftmaschine 12 durch den Spielbereich hindurch kompensiert, um ein Fahrzeuggesamtdrehmoment von im Wesentlichen null im gesamten Spielbereich aufrechtzuerhalten, wodurch das Spiel und Schwingungen des Triebstrangs 26 verringert werden. Das Drehmoment des M/G 14 kann sogar positiv werden, so dass der M/G 14 als Motor wirkt, um das verringerte Drehmoment der Kraftmaschine 12 zu kompensieren. Wegen seiner schnelleren Reaktion und höheren Genauigkeit der Steuerung im Vergleich zum Kraftmaschinendrehmoment wird das Drehmoment des M/G 14 hinsichtlich des Zeitablaufs gesteuert. Sobald der Spielbereich bei 114 verlassen wird, kann das Drehmoment der Kraftmaschine 12 weiter verringert werden und das Drehmoment des M/G 14 kann derart gesteuert werden, dass die Fahreranforderung erfüllt wird. Die Steuereinheit 42 kann dann den Antriebsstrangbetrieb bei 108 zwischen dem Betrieb und Beiträgen der Kraftmaschine 12 und des M/G 14 auf der Basis des Zustandes des Fahrzeugs 10 und Fahrzeugoperationen optimieren. Der Spielsteueralgorithmus endet bei 62.
4 stellt ein Diagramm eines Beispiels der Spielsteuerung während eines Hybrid-Betriebsmodus dar. 4b stellt ein konstantes Straßenlastdrehmoment 120 dar. In anderen Beispielen kann das Straßenlastdrehmoment variieren. 4e stellt eine verriegelte Anfahrkupplung 22 oder Überbrückung für einen Drehmomentwandler bei 122 und eine verriegelte Trennkupplung 18 bei 124 dar, wobei sich die Kupplungen 18, 22 auf ihren jeweiligen verriegelten Drücken befinden. 4a stellt eine Fahrpedaleingabe für Fahrpedaltreten und Fahrpedallösen bei 126 dar. Anfänglich kann sich das Fahrpedal in einer niedrigen Anforderungsposition befinden, wie z. B. während gleichmäßigen Fahrens bei 128.
Ein Fahrpedaltrittereignis tritt bei 130 auf. Mit Bezug auf 4c beginnt das Kraftmaschinendrehmoment 132 bei 134 nach dem Fahrpedaltreten erhöht zu werden, und das M/G-Ausgangsdrehmoment 136 wird bei 138 auch erhöht, um die zusätzliche Anforderung aufgrund des Fahrpedaltretens im Bereich 140 zu erfüllen, was sich auf Schritt 102 bezieht. In diesem Beispiel befand sich der M/G 14 vor dem Fahrpedaltrittereignis in einem Regenerationsmodus. Es ist zu beachten, dass das M/G-Drehmoment 138 aufgrund der schnelleren Reaktionszeit des M/G 14 mit einer viel schnelleren Rate erhöht werden kann als das Kraftmaschinendrehmoment 134. Es ist auch zu beachten, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 142, das in 4d gezeigt ist, zusammen mit dem erhöhten Kraftmaschinenausgangsdrehmoment 134 und M/G-Ausgangsdrehmoment 138 zunimmt, da das Fahrzeugdrehmoment 142 das Straßenlastdrehmoment 120, das Kraftmaschinendrehmoment 132 und das M/G-Drehmoment 136 in Kombination ist.
Bei 144 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment 142 null und nähert sich einem Übergang von negativ zu positiv, was auf einen sich nähernden Spielbereich 146 hinweist. Innerhalb des Spielbereichs 146 nimmt das Kraftmaschinendrehmoment weiter zu, wie bei 148 gezeigt, und das Drehmoment des M/G 14 bei 152 wird auf eine festgelegte Rate in Bezug auf Schritt 104 in 2 gesteuert. Die festgelegte Rate für das M/G-Drehmoment 150 ist derart, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 142 eine Null- oder niedrige Änderungsrate durch den Spielbereich 146 hindurch aufweist, wodurch das Spiel im Triebstrang durch eine abrupte oder schnelle Drehmomentänderung von der negativen zur positiven Seite verringert wird. Am Ende des Spielbereichs 146 kann das Drehmoment der Kraftmaschine 12 in Bezug auf Schritt 106 weiter bei 152 erhöht werden, und das Drehmoment des M/G 14 kann derart gesteuert werden, dass die Fahreranforderung bei 154 erfüllt wird. Die Ausgangsdrehmomente der Kraftmaschine bei 156 und des M/G bei 158 können dann auf der Basis des Fahrzeugbetriebs in Bezug auf Schritt 108 gesteuert werden.
Ein Fahrpedallöseereignis tritt bei 160 auf. Mit Bezug auf 4c beginnt das Kraftmaschinendrehmoment 132 bei 162 nach dem Fahrpedallösen verringert zu werden und das M/G-Ausgangsdrehmoment 136 wird bei 164 auch verringert, um die verringerte Anforderung aufgrund des Fahrpedallösens zu erfüllen, was sich auf Schritt 110 bezieht. Es ist zu beachten, dass das M/G-Drehmoment 164 aufgrund der schnelleren Reaktionszeit des M/G 14 mit einer viel schnelleren Rate verringert werden kann als das Kraftmaschinendrehmoment 162. Es ist auch zu beachten, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 142, das in 4d gezeigt ist, zusammen mit dem verringerten Kraftmaschinenausgangsdrehmoment 162 und M/G-Ausgangsdrehmoment 164 abnimmt, da das Fahrzeugdrehmoment 142 das Straßenlastdrehmoment 120, das Kraftmaschinendrehmoment 132 und das M/G-Drehmoment 136 in Kombination ist.
Bei 166 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment 142 null und nähert sich einem Übergang von positiv zu negativ, was auf einen sich nähernden Spielbereich 168 hinweist. Innerhalb des Spielbereichs 168 nimmt das Kraftmaschinendrehmoment weiterhin ab, wie bei 170 gezeigt, und das Drehmoment des M/G 14 bei 172 wird in Bezug auf Schritt 112 in 2 auf eine festgelegte Rate gesteuert. Die festgelegte Rate für das M/G-Drehmoment 172 ist derart, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 142 eine Null- oder niedrige Änderungsrate durch den Spielbereich 168 hindurch aufweist, wodurch das Spiel im Triebstrang durch eine abrupte oder schnelle Drehmomentänderung verringert wird. Am Ende des Spielbereichs 168 kann das Drehmoment der Kraftmaschine 12 bei 174 in Bezug auf Schritt 114 weiter verringert werden und das Drehmoment des M/G 14 kann derart gesteuert werden, dass die Fahreranforderung bei 176 erfüllt wird. Die Ausgangsdrehmomente der Kraftmaschine 132 und des M/G 136 können dann auf der Basis des Fahrzeugbetriebs in Bezug auf Schritt 108 gesteuert werden.
Mit Rückbezug auf 2 geht die Steuereinheit 42 zu 180 weiter, wenn das Fahrzeug im Nur-Kraftmaschinen-Modus arbeitet. Das Drehmoment der Kraftmaschine 12 wird aufgrund des Pedaltretens erhöht oder aufgrund des Pedallösens verringert, bis sich das Fahrzeugdrehmoment dem Spielbereichseintrittspunkt nähert. Durch den Spielbereich hindurch bei 182, wo das Fahrzeuggesamtdrehmoment von einem positiven zu einem negativen Wert übergeht oder umgekehrt, nimmt das Drehmoment der Kraftmaschine 12 auf der Basis des jeweiligen Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallösebefehls weiterhin zu oder ab. Bei 182 wird eine Kupplung stromabwärts von der Kraftmaschine 12 mit einer verringerten Drehmomentkapazität betätigt, wodurch das durch den Triebstrang 26 übertragene Drehmoment der Kraftmaschine 12 begrenzt wird, und das Spiel und Schwingungen des Triebstrangs 26 verringert werden. Die Drehmomentkapazität der Kupplung wird derart gesteuert, dass das Kraftmaschinendrehmoment, das durch die Kupplung übertragen wird, im Allgemeinen das Straßenlastdrehmoment kompensiert, was bewirkt, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment durch den Spielbereich hindurch im Wesentlichen null bleibt. Verschiedene Konfigurationen können verwendet werden, um die Kupplungsdrehmomentkapazität zu steuern. In einem Beispiel bleibt die Anfahrkupplung 22 oder Überbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler verriegelt, während die Drehmomentkapazität der Trennkupplung 18 oder einer Schaltkupplung innerhalb des Getriebes mit verringerter gesteuerter Kapazität betrieben wird. In einem anderen Beispiel bei einem Fahrzeug mit nur einer Anfahrkupplung 22 und keinem Drehmomentwandler kann die Drehmomentkapazität der Anfahrkupplung 22 verringert und gesteuert werden. In noch einem anderen Beispiel kann die Überbrückungskupplung für eine Drehmomentwandlervorrichtung 22 auf eine verringerte Kapazität gesteuert werden; in diesem Fall verläuft jedoch das Drehmoment durch den Drehmomentwandler zum Triebstrang 26, und Drehmomentvervielfachungseffekte, das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers und dergleichen müssen in der Gesamteuerstrategie ggf. berücksichtigt werden. Sobald der Spielbereich bei 184 verlassen wird, kann die Kupplung mit verringerter Kapazität eingerückt oder verriegelt werden, und das Drehmoment der Kraftmaschine 12 kann für Fahrpedaltrittbedingungen erhöht werden oder für Fahrpedallösebedingungen verringert werden, um die Fahreranforderung zu erfüllen. Der Spielsteueralgorithmus endet bei 62.
5 stellt ein Diagramm eines Beispiels der Spielsteuerung während eines Nur-Kraftmaschinen-Betriebsmodus dar. 5b stellt ein konstantes Straßenlastdrehmoment 190 dar. In anderen Beispielen kann das Straßenlastdrehmoment variieren. 5e stellt eine verriegelte Anfahrkupplung 22 oder Überbrückung für einen Drehmomentwandler bei 192 und eine verriegelte Trennkupplung 18 bei 194 dar, wobei die Kupplungen 18, 22 auf ihren jeweiligen verriegelten Drücken liegen. 5a stellt eine Fahrpedaleingabe für Fahrpedaltreten und Fahrpedallösen bei 196 dar. Anfänglich kann sich das Fahrpedal auf einer niedrigen Anforderungsposition befinden, wie z. B. während gleichmäßigen Fahrens bei 198.
Ein Fahrpedaltrittereignis findet bei 200 statt. Mit Bezug auf 5c wird das Ausgangsdrehmoment 202 der Kraftmaschine 12 erhöht, um die zusätzliche Anforderung aufgrund des Fahrpedaltretens im Bereich 204 zu erfüllen, was sich auf Schritt 180 in 2 bezieht. Es ist zu beachten, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 206, das in 5d gezeigt ist, zusammen mit dem erhöhten Kraftmaschinenausgangsdrehmoment zunimmt, da das Fahrzeugdrehmoment 206 das Straßenlastdrehmoment 190 und das Kraftmaschinendrehmoment 202 in Kombination ist. Bei 208 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment null und nähert sich einem Übergang von negativ zu positiv, was auf einen sich nähernden Spielbereich 210 hinweist. Innerhalb des Spielbereichs 210 nimmt das Kraftmaschinendrehmoment 212 weiterhin zu, um die gesamte Fahreranforderung zu erfüllen. Die Drehmomentkapazität einer Kupplung stromabwärts der Kraftmaschine 12 wird verringert, so dass das Drehmoment, das von der Kraftmaschine 12, durch die Kupplung und zum Triebstrang 26 übertragen wird, gesteuert wird. Entweder die Drehmomentkapazität der Trennkupplung (oder einer Getriebeschaltkupplung) wird verringert, wie von 214 gezeigt, oder alternativ wird die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler oder der Anfahrkupplung 22 bei 216 verringert. Obwohl beide für Erläuterungszwecke gezeigt sind, wird in einigen Ausführungsformen nur eine der Kapazitäten verringert, während die andere Kupplung verriegelt bleibt. Die festgelegte Drehmomentkapazität wird derart ausgewählt, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 206 eine Null- oder niedrige Änderungsrate durch den Spielbereich 210 hindurch aufweist, wodurch das Spiel im Triebstrang durch eine abrupte oder schnelle Drehmomentänderung verringert wird. Am Ende des Spielbereichs 210 wird die Kupplung verriegelt und das Drehmoment der Kraftmaschine 12 wird gesteuert, um die Fahreranforderung zu erfüllen, wie in Schritt 184 in 2 beschrieben.
Ein Fahrpedallöseereignis findet bei 220 statt. Mit Bezug auf 5c wird das Ausgangsdrehmoment 202 der Kraftmaschine 12 verringert oder gesenkt, um die verringerte Anforderung aufgrund des Fahrpedallösens im Bereich 222 zu erfüllen, was sich auf Schritt 180 in 2 bezieht. Es ist zu beachten, dass das in 5d gezeigte Fahrzeuggesamtdrehmoment 206 zusammen mit dem verringerten Kraftmaschinenausgangsdrehmoment abnimmt, da das Fahrzeugdrehmoment 206 das Straßenlastdrehmoment 190 und das Kraftmaschinendrehmoment 202 in Kombination ist. Das Kraftmaschinendrehmoment wird bei 222 schnell verringert, um sich schnell dem Spielbereich zu nähern. Bei 224 nähert sich das Fahrzeugdrehmoment 206 null und nähert sich einem Übergang von positiv zu negativ, was auf den sich nähernden Spielbereich 226 hinweist. Innerhalb des Spielbereich 226 nimmt das Kraftmaschinendrehmoment 228 weiterhin ab, um die gesamte Fahreranforderung für das Fahrpedallöseereignis erfüllen zu können. Die Drehmomentkapazität einer Kupplung stromabwärts der Kraftmaschine 12 wird verringert, so dass das Drehmoment, das von der Kraftmaschine 12, durch die Kupplung und zum Triebstrang 26 übertragen wird, gesteuert wird. Entweder die Drehmomentkapazität der Trennkupplung (oder einer Getriebeschaltkupplung) wird verringert, wie von 230 gezeigt, oder alternativ wird die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung für den Drehmomentwandler oder der Anfahrkupplung 22 bei 232 verringert. Obwohl beide für Erläuterungszwecke gezeigt sind, würde in einigen Ausführungsformen ähnlich wie im vorher erörterten Fall des Fahrpedaltritts nur eine der Kapazitäten verringert werden. Die festgelegte verringerte Drehmomentkapazität der Kupplung wird derart ausgewählt, dass das Fahrzeuggesamtdrehmoment 206 eine Null- oder niedrige Änderungsrate durch den Spielbereich 226 hindurch aufweist. Die Drehmomentkapazität kann beispielsweise ausgewählt werden, um die Straßenlast zu diesem Zeitpunkt zu kompensieren. Am Ende des Spielbereichs 226 wird die Kupplung verriegelt und das Drehmoment der Kraftmaschine 12 wird gesteuert, um die Fahreranforderung zu erfüllen, wie in Schritt 184 in 2 beschrieben.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglichen beispielsweise das Steuern des Fahrzeugdrehmoments, wenn der Triebstrang nach einem Fahreranforderungsereignis einen Spielbereich durchquert. Durch Steuern des Fahrzeugdrehmoments kann das Triebstrangspiel verringert werden, und Kupplungen im Fahrzeug, die mit den Antriebsstrangkomponenten verbunden sind, können eingerückt bleiben, wodurch die Kraftstoffsparsamkeit des Fahrzeugs verbessert wird. Der Elektromotor kann verwendet werden, um das Fahrzeugdrehmoment zu steuern, da er eine schnellere Reaktionsrate aufweist als die Kraftmaschine. Durch einen Triebstrangspielbereich hindurch wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine auf eine festgelegte Rate gesteuert, so dass das Fahrzeugdrehmoment durch den Spielbereich hindurch im Wesentlichen null bleibt. Das Fahrzeug kann nach einem Fahreranforderungsereignis in Abhängigkeit von dem Betriebsmodus des Fahrzeugs in verschiedenen Weisen gesteuert werden, um das Spiel zu verringern.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte zur Beschreibung gedacht statt zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale von verschiedenen implementierenden Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu erhalten.
Bezugszeichenliste
Fig. 2

50: Normale Fahrzeugfahrt mit verriegeltem Drehmomentwandler
Y: Ja
52: Startet die Spielsteuerung während eines Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignisses?
54: Befindet sich das Fahrzeug im Elektrofahrzeug-Antriebsmodus oder Hybrid-Antriebsmodus oder Brennkraftmaschinen-Antriebsmodus?
ICE Mode: Brennkraftmaschinenmodus
EV Mode: Elektrofahrzeugmodus
Hybrid Mode: Hybridmodus
100: Ist das Fahrpedal getreten oder gelöst?
Tip out: gelöstes Fahrpedal
Tip In: getretenes Fahrpedal
102: Kraftmaschinendrehmoment und Elektromotordrehmoment erhöhen, um zum Spielbereichseintrittspunkt zu gelangen. Schnellere und genauere Reaktion des Elektromotors nutzen, um die Kraftmaschinenreaktion zu kompensieren
104: Elektromotordrehmoment beim Durchqueren des Spielbereichs verringern, während immer noch das Kraftmaschinendrehmoment erhöht wird. Das Elektromotordrehmoment kann negativ werden, um die Batterie aufzuladen
106: Nach Verlassen des Spielbereichs schnelles Erhöhen des Kraftmaschinendrehmoments und Kompensieren mit Elektromotordrehmoment, um die Fahranforderung zu erfüllen
180: Brennkraftmaschinendrehmoment erhöhen/verringern, um zum Spielbereichseintrittspunkt zu gelangen

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Kraftmaschine; eine elektrische Maschine, die mit der Kraftmaschine durch eine stromaufseitige Kupplung verbunden ist; ein Getriebekasten, der mit der elektrischen Maschine durch eine stromabseitige Kupplung verbunden ist; und eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist: (i) das Einrücken der stromabseitigen Kupplung zu steuern, (ii) ein Fahrzeugdrehmoment zu überwachen, und (iii) das Drehmoment der elektrischen Maschine auf eine festgelegte Änderungsrate zu steuern, wenn das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert und die elektrische Maschine arbeitet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, das ferner ein Paar von Rädern umfasst, die mit dem Getriebekasten verbunden sind, wobei die Räder und der Getriebekasten einen Triebstrang schaffen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, in dem ein Straßenlastdrehmoment durch die Räder zum Triebstrang geliefert wird, und wobei das Fahrzeugdrehmoment eine Summe des Straßenlastdrehmoments, des Kraftmaschinendrehmoments und des Drehmoments der elektrischen Maschine ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, in dem die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der elektrischen Maschine auf die festgelegte Änderungsrate zu steuern, wenn die Kraftmaschine von der elektrischen Maschine gelöst ist und das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert, wodurch das Spiel im Triebstrang verringert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 4, in dem das Ändern der Richtung des Fahrzeugdrehmoments innerhalb eines Zeitbereichs stattfindet, in dem das Fahrzeugdrehmoment im Wesentlichen null ist, wobei der Bereich nach einem Fahreranforderungsereignis auftritt; und wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der elektrischen Maschine vor und nach dem Zeitbereich zu steuern, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, in dem die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der elektrischen Maschine auf die festgelegte Änderungsrate zu steuern, wenn die Kraftmaschine mit der elektrischen Maschine in Eingriff steht und das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert, wodurch das Spiel im Triebstrang verringert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 6, in dem das Ändern der Richtung des Fahrzeugdrehmoments innerhalb eines Zeitbereichs auftritt, in dem das Fahrzeugdrehmoment im Wesentlichen null ist, wobei der Bereich nach einem Fahreranforderungsereignis auftritt; und wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Drehmoment der elektrischen Maschine und das Kraftmaschinendrehmoment vor und nach dem Zeitbereich zu steuern, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, in dem die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, einen Eingriffsmechanismus stromabwärts der Kraftmaschine auf eine festgelegte Kapazität zu steuern, wenn die Kraftmaschine mit der elektrischen Maschine in Eingriff steht, das Drehmoment der elektrischen Maschine im Wesentlichen null ist, und das Fahrzeugdrehmoment die Richtung ändert, wodurch das Spiel im Triebstrang verringert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 8, in dem das Ändern der Richtung des Fahrzeugdrehmoments innerhalb eines Zeitbereichs stattfindet, in dem das Fahrzeugdrehmoment im Wesentlichen null ist, wobei der Bereich nach einem Fahreranforderungsereignis auftritt; und wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Kraftmaschinendrehmoment vor und nach dem Zeitbereich zu steuern, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, in dem der Eingriffsmechanismus die stromaufseitige Kupplung, die stromabseitige Kupplung oder eine Schaltkupplung im Getriebekasten ist.