DE102014216678A1

DE102014216678A1 - Verfahren und System zum Betreiben eines Getriebes

Info

Publication number: DE102014216678A1
Application number: DE102014216678.0A
Authority: DE
Inventors: Yuji Fujii; Marvin Paul Kraska; Jeffrey Allen Doering; Alex O'Connor Gibson; Joseph F. Kucharski; Gregory Michael Pietron; Eric Hongtei Tseng
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: US9115803B2; DE102014216678B4; US20150066316A1; CN104417541B; CN104417541A

Abstract

Systeme und Verfahren zum Betreiben und Verbinden eines Getriebes eines Fahrzeugs sind präsentiert. Bei einem Beispiel erlaubt es eine Bediener-Maschinenschnittstelle einem Fahrer, Übersetzungsverhältnisse oder simulierte Übersetzungsverhältnisse Gangpositionsschlitzen eines Schalthebels zuzuordnen. Die Zuordnung von Übersetzungsverhältnissen zu Gangpositionsschlitzen eines Schalthebels kann es einem Fahrer erlauben, das Gefühl des Fahrens eines manuellen Schaltgetriebes zu erleben, ohne eine Kupplung betätigen zu müssen.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft ein System und ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes und zur Schnittstellenbildung mit einem Getriebe. Die Verfahren können insbesondere für ein Getriebe nützlich sein, das eine Vielzahl tatsächlicher oder simulierter Gänge hat.
Eine Brennkraftmaschine und/oder ein Elektromotor können mit einem Schaltgetriebe oder einem Getriebe gekuppelt sein, das ein Übersetzungsverhältnis aufweist, das Brennkraftmaschinen- oder Elektromotordrehung in eine Drehzahl umwandelt, die für das Antreiben eines Fahrzeugs geeignet ist. Das Getriebe oder das Schaltgetriebe können die Brennkraftmaschinen- oder Elektromotordrehzahl in Abhängigkeit von dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes oder des Schaltgetriebes verringern oder erhöhen. Die Anzahl der Gänge, die ein Getriebe haben kann, ist durch die Bemühung, die Fahrzeugkraftstoffeinsparungen zu verbessern, ständig gestiegen. Einige Automatikgetriebe haben zum Beispiel acht Vorwärtsgänge und Getriebe, die mehr als 12 Vorwärtsgänge haben, zeichnen sich ab. Mit dem Ansteigen der Anzahl der Gänge des Getriebes, kann einem Fahrer weniger Kontrolle über das Gangschalten bereitgestellt werden, weil das Schalten durch eine so große Anzahl von Gängen mühsam sein kann.
Andererseits haben einige Hybridfahrzeuge ein Schaltgetriebe mit einem einzigen festen Übersetzungsverhältnis, während andere Hybridfahrzeuge ein stufenloses Getriebe (Continuously Variable Transmission – CVT) verwenden. Solche Systeme können ein glattes Anlegen der Kraft der Antriebsquelle (zum Beispiel Elektromotor oder Brennkraftmaschine) zu den Fahrzeugrädern bereitstellen, der Fahrer wird jedoch des Fahrvergnügens beraubt, das Drehmoment, das an die Fahrzeugräder während des Kurvenfahrens, der Beschleunigung und der Verlangsamung angelegt wird, zu steuern.
Die Fahrer von Fahrzeugen mit fortschrittlichen Antriebssträngen haben eventuell nicht das Niveau an Kontrolle über das Getriebe, das sie eventuell wünschen. Auch wenn der Fahrer die Kontrolle über alle Aspekte des Getriebebetriebs hätte, würde er ferner von der Komplexheit und Koordination überwältigt, die notwendig sein können, um das Getriebe auf eine gewünschte Art zu betreiben. Die Erfinder haben die oben genannten Nachteile erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes entwickelt, das Folgendes umfasst: Zuordnen einer ersten Anzahl von Gängen zu einer ersten Anzahl von Schalthebelschlitzen, wobei die erste Anzahl von Gängen größer ist als die erste Anzahl von Schalthebelschlitzen, und Schalten eines Getriebes als Reaktion auf eine Position eines Schalthebels in einem Schalthebelschlitz, wobei der Schalthebelschlitz in der ersten Anzahl Schalthebelpositionen enthalten ist.
Indem es einem Fahrer erlaubt wird, einem Schalthebelschlitz mehr als einen Gang zuzuweisen, kann es möglich sein, die technischen Resultate bereitzustellen, die einem Fahrer das Erleben des Gangschaltens ähnlich wie bei manuellem Gangschalten für Getriebe erlauben, die nur ein Übersetzungsverhältnis haben, oder eine große Anzahl von Übersetzungsverhältnissen, deren Durchlaufen anderenfalls zu mühsam wäre. Die Gänge eines zwölfgängigen Getriebes können zum Beispiel sechs Schalthebelschlitzen zugeordnet werden, so dass jedem Schalthebelschlitz zwei Übersetzungsverhältnisse zugeordnet sind. Das Getriebe kann in einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen, die dem Schalthebelschlitz auf einmal zugeordnet sind, arbeiten. Bei einigen Beispielen kann das Getriebe in einem ersten Gang betrieben werden, der dem Schalthebelschlitz zugeordnet wird, und dann auf den anderen Gang, der dem Schalthebelschlitz zugeordnet ist, basierend auf Antriebsstrang-Betriebsbedingungen umgeschaltet werden. Bei anderen Beispielen kann das Getriebe in nur einem oder weniger als der gesamten Anzahl von Übersetzungsverhältnissen, die dem Schalthebelschlitz zugeordnet sind, betrieben werden.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Der Ansatz kann nämlich das Erlebnis des Fahrens eines Fahrzeugs für den Fahrer verbessern. Ferner kann der Ansatz das manuelle Schalten für einen Fahrer eines Fahrzeugs, das eine große Anzahl von Übersetzungsverhältnissen aufweist, vereinfachen. Schließlich kann es der Ansatz einem Antriebsstrang ohne eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen erlauben, das Gefühl des Schaltens zwischen mehreren Radsätzen verleihen.
Die oben stehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen klar aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor.
Man muss verstehen, dass die oben stehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung eingehender beschrieben werden, einzuführen. Sie bezweckt nicht, Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Geltungsbereich allein durch die Ansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die irgendwelche Nachteile, die oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung festgehalten wurden, lösen.
Die hier beschriebenen Vorteile werden bei der Lektüre eines Beispiels, einer Ausführungsform, die hier ausführliche Beschreibung genannt wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verstanden, wobei:
1 ein schematisches Diagramm einer Brennkraftmaschine ist,
2 eine erste beispielhafte Fahrzeug-Antriebsstrangauslegung zeigt,
3 eine zweite beispielhafte Fahrzeug-Antriebsstrangauslegung zeigt,
4 eine dritte beispielhafte Fahrzeug-Antriebsstrangauslegung zeigt,
die 5A–6C beispielhafte manuell betätigte Schalthebel zeigen,
die 7A und 7B eine beispielhafte Bediener-Maschinenschnittstelle zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs zeigen,
8 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs zeigt, und
9 eine beispielhafte Plotterdarstellung eines Antriebsdrehmoments ist, das simulierten Gängen zugeordnet wird.
Die vorliegende Beschreibung betrifft eine Bediener-Maschinenschnittstelle und das Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs. Der Fahrzeugantriebsstrang kann aus einer Brennkraftmaschine und eines Getriebes ohne einen Elektromotor bestehen. Alternativ kann der Fahrzeugantriebsstrang ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs sein, das eine Brennkraftmaschine und einen in den Antriebsstrang integrierten Starter/Generator (DISG) oder einen Elektromotor wie in den 1–2 gezeigt, aufweist. Bei noch anderen Beispielen, kann der Antriebsstrang einen festen Radsatz, wie in 3 gezeigt, oder ein stufenloses Getriebe, wie in 4 gezeigt, aufweisen. Beispielhafte manuell gesteuerte Schalthebel sind in den 5A bis 6C gezeigt. Die manuell gesteuerten Schalthebel können tatsächlichen oder simulierten Gängen über eine Bediener-Maschinenschnittstelle, wie in den 7A und 7B gezeigt, zugeordnet sein. Der Antriebsstrang und die Bediener-Maschinenschnittstelle können gemäß einem Verfahren, das in 8 gezeigt ist, arbeiten.
Unter Bezugnahme auf 1, wird ein Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern aufweist, von welchen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Brennkraftmaschinensteuervorrichtung 12 gesteuert. Die Brennkraftmaschine 10 weist eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit Kolben 36, die darin positioniert und mit der Kurbelwelle 40 verbunden sind, auf. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekuppelt. Der Starter 96 weist eine Ritzelwelle 98 und ein Zahntriebwerk 95 auf. Die Ritzelwelle 98 kann das Zahntriebwerk 95 wahlweise vorlaufen lassen, um in das Hohlrad 99 einzugreifen. Der Starter 96 kann direkt auf die Vorderseite der Maschine oder auf die Rückseite der Maschine montiert sein. Bei einigen Beispielen kann der Starter 96 selektiv Drehmoment zu der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette liefern. Bei einem Beispiel befindet sich der Starter 96 in einem Basiszustand, wenn er nicht in die Maschinenkurbelwelle eingerückt ist. Die Brennkammer 30 ist mit dem Ansaugrohr 44 und dem Auspuffsammler 48 über jeweils das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 in Verbindung gezeigt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Der Einlassnocken 51 und der Auslassnocken 53 können in Bezug auf die Kurbelwelle 40 bewegt werden.
Der Kraftstoffeinspritzer 66 ist zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 positioniert gezeigt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Der Kraftstoffeinspritzer 66 liefert flüssigen Kraftstoff anteilsmäßig zu der Impulsbreite des FPW-Signals von der Steuervorrichtung 12. Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffeinspritzer 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) geliefert, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffzuführung (Rail, nicht gezeigt) aufweist. Zusätzlich ist das Ansaugrohr 44 in Verbindung mit der optionalen elektronischen Drossel 62 gezeigt, die eine Position der Drosselklappe 64 einstellt, um die Luftströmung von dem Lufteinlass 42 zu dem Ansaugrohr 44 zu steuern. Bei einem Beispiel kann ein Niederdruck-Direkteinspritzungssystem verwendet werden, bei dem der Kraftstoffdruck auf etwa 20 bis 30 bar angehoben werden kann. Alternativ kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem zum Erzeugen höherer Kraftstoffdrücke verwendet werden. Bei bestimmten Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugrohr 44 derart positioniert sein, dass die Drossel 62 eine Öffnungsdrossel ist.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 liefert einen Zündfunken zur Brennkammer 30 über die Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuervorrichtung 12. Der Universal Exhaust Gas Oxygen-(UEGO)-Sensor 126 ist mit dem Ausgangssammler 48 stromaufwärts des Katalysators 70 gekuppelt gezeigt. Alternativ kann an Stelle des UEGO-Sensors 126 ein bistabiler Abgassauerstoffsensor verwendet werden.
Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysatorziegel aufweisen. Bei einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jede mit mehreren Ziegeln, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel ein Katalysator des Dreiwege-Typs sein.
Die Steuervorrichtung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes umfasst: Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsschnittstellen 104, Nurlesespeicher 106, Speicher mit wahlfreiem Zugriff 108, batteriebetriebener Speicher für diagnostische Informationen in Kraftfahrzeugen 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuervorrichtung 12 ist mehrere Signale von Sensoren, die mit der Brennkraftmaschine 10 verbunden sind, zusätzlich zu den oben besprochenen Signalen empfangend gezeigt, darunter: Maschinenkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 112, der mit der Kühlhülse 114 gekoppelt ist, ein Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 zum Erfassen der Kraft, die von dem Fuß 132 angelegt wird, gekoppelt ist, eine Messung eines Maschinenansaugrohrdrucks (MAP) von dem Drucksensor 122, der mit dem Ansaugrohr 44 gekoppelt ist, einen Maschinenpositionssensor von einem Halleffektsensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst, eine Messung einer Luftmasse, die in die Maschine eintritt, von dem Sensor 120, und eine Messung der Drosselposition von dem Sensor 58. Der Luftdruck (Sensor nicht gezeigt) kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuervorrichtung 12 erfasst werden. Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung, erzeugt der Brennkraftmaschinenpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus welchen die Kraftmaschinendrehzahl (U/Min.) bestimmt werden kann.
Bei einigen Beispielen kann die Maschine mit einem Elektromotor/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug, wie in 2–4 gezeigt, gekuppelt sein. Ferner können bei bestimmten Ausführungsformen andere Brennkraftmaschineauslegungen verwendet werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
Während des Betriebs vollzieht jeder Zylinder innerhalb der Kraftmaschine 10 typisch einen Viertaktzyklus: Der Zyklus weist einen Saughub, Verdichtungshub, Expansionshub und Auspuffhub auf. Während des Saughubs, schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird in die Brennkammer 30 über das Ansaugrohr 44 eingeführt, und der Kolben 36 bewegt sich zu dem Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, an der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und an dem Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen hat), wird vom Fachmann typisch als unterer Totpunkt (UTP) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs, sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zu dem Zylinderkopf, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Die Position, an der sich der Kolben 36 an dem Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen hat), wird vom Fachmann typisch als oberer Totpunkt (OTP) bezeichnet. Bei einem Vorgang, der unten Einspritzung genannt wird, wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeführt. Bei einem Vorgang, der unten Zündung genannt wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie zum Beispiel die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Expansionshubs, schieben die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zum UTP zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich, während des Auspuffhubs, öffnet sich das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoffgemisch zu dem Auspuffkrümmer 48 freizugeben, und der Kolben kehrt zu dem OTP zurück. Zu beachten ist, dass oben Stehendes allein beispielhaft beschrieben wird, und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, so dass positive oder negative Ventilüberschneidung, verzögertes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitgestellt werden.
2 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugantriebsstrangs 200 und eines Fahrzeugs 290. Der Antriebsstrang 200 kann von der Brennkraftmaschine 10 mit Leistung versorgt werden. Die Brennkraftmaschine 10 kann mit einem Brennkraftmaschine-Anlasssystem, das in 1 gezeigt ist, oder über den DISG 240 angelassen werden. Ferner kann die Brennkraftmaschine 10 über den Drehmomentaktuator 204, wie zum Beispiel ein Kraftstoffinjektor, eine Drossel, Nockenwelle, Ventilstößel usw., Drehmoment erzeugen oder einstellen.
Ein Maschinenausgangsdrehmoment kann zu einer Eingangsseite eines Zweimassenschwungrads (DMF) 232 übertragen werden. Die Maschinendrehzahl sowie die Position der Zweimassenschwungrad-Eingangsseite und Drehzahl können über den Brennkraftmaschinenpositionssensor 118 bestimmt werden. Das Zweimassenschwungrad 232 kann Federn und separate Massen (nicht gezeigt) zum Dämpfen von Antriebsstrang-Drehmomentstörungen aufweisen. Die Ausgangsseite des Zweimassenschwungrads 232 ist als mechanisch mit der Eingangsseite der Ausrückkupplung 236 gekuppelt gezeigt. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Ein Positionssensor 234 befindet sich auf der Ausrückkupplungsseite des Zweimassenschwungrads 232, um die Ausgangsposition und die Drehzahl des Zweimassenschwungrads 232 zu erfassen. Die stromabwärtige Seite der Ausrückkupplung 236 ist mechanisch mit der DISG-Eingangswelle 237 gekuppelt gezeigt.
Der DISG 240 kann betrieben werden, um Drehmoment zu dem Antriebsstrang 200 zu liefern, oder um Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Speichervorrichtung 275 elektrischer Energie zu speichern ist. Der DISG 240 hat eine größere Ausgangsdrehmomentkapazität als der Starter 96, der in 1 gezeigt ist. Ferner treibt der DISG den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt von dem Antriebsstrang 200 angetrieben. Es sind keine Riemen, Räder oder Ketten vorhanden, um den DISG 240 mit dem Antriebsstrang 200 zu kuppeln. Stattdessen dreht der DISG 240 mit derselben Drehzahl wie der Antriebsstrang 200. Die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die stromabwärtige Seite des DISG 240 ist mechanisch mit dem Schaufelrad 285 des Drehmomentwandlers 206 über die Welle 241 gekuppelt. Die stromaufwärtige Seite des DISG 240 ist mechanisch mit der Ausrückkupplung 236 gekuppelt. Der Drehmomentwandler 206 weist eine Turbine 286 zum Ausgeben von Drehmoment zu der Eingangswelle 270 auf. Die Eingangswelle 270 kuppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch mit dem Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 weist auch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 (TCC) auf. Das Drehmoment wird von dem Laufrad 285 direkt zu der Turbine 286 übertragen, wenn die TCC gesperrt ist. Die TCC wird von der Steuervorrichtung 12 elektrisch betrieben. Alternativ kann die TCC hydraulisch gesperrt werden. Bei einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als ein Bauteil des Getriebes bezeichnet werden. Die Turbinendrehzahl des Drehmomentwandlers und die Position können über den Positionssensor 239 bestimmt werden. Bei einigen Beispielen können 238 und/oder 239 Drehmomentsensoren sein oder eine Kombination aus Positions- und Drehmomentsensoren.
Wenn die Drehmomentüberbrückungskupplung 212 zum Beispiel voll ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 Brennkraftmaschinendrehmoment zu dem Automatikgetriebe 208 über Fluidtransfer zwischen der Drehmomentwandlerturbine 286 und dem Drehmomentwandlerlaufrad 285, wodurch Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Im Gegensatz dazu, wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine, wenn die Drehmomentwandlerkupplung 212 voll eingerückt ist, direkt über die Drehmomentwandlerkupplung zu einer Eingangswelle (nicht gezeigt) des Getriebes 208 übertragen. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt sein, wodurch das Einstellen der Menge an Moment, die direkt an das Getriebe weitergegeben wird, ermöglicht wird. Die Steuervorrichtung 12 kann konfiguriert sein, um die Menge an Moment, die von dem Drehmomentwandler 212 übertragen wird, einzustellen, indem die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Maschinenbetriebsbedingungen oder basierend auf einer Maschinenbetriebsanfrage auf Fahrerbasis eingestellt wird.
Das Automatikgetriebe 208 weist Radkupplungen (zum Beispiel Gänge 1-N, wobei N eine Ganzzahl zwischen 4 und 25 ist) 211 und Vorwärtskupplung 210 auf. Die Radkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Der Drehmomentausgang von dem Automatikgetriebe 208 kann wiederum zu Hinterrädern 216 übertragen werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Spezifisch kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsmoment an die Eingangswelle 270 als Reaktion auf einen Fahrzeugfahrzustand übertragen, bevor ein Ausgangsantriebsmoment an die Hinterräder 216 übertragen wird.
Ferner kann eine Reibungskraft an die Räder 216 durch Aktivieren der Radbremsen 218 angelegt werden. Bei einem Beispiel können die Radbremsen 218 als Reaktion darauf aktiviert werden, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt. Bei anderen Beispielen kann die Steuervorrichtung 12 oder eine mit der Steuervorrichtung 12 verbundene Steuervorrichtung Radbremsen anlegen. Ebenso kann eine Reibungskraft zu den Rädern 216 verringert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf deaktiviert werden, dass der Fahrer seinen Fuß von einem Bremspedal nimmt. Ferner können die Fahrzeugbremsen eine Reibungskraft zu den Rädern 216 über die Steuervorrichtung 12 als Teil einer automatisierten Maschinenstoppvorgehensweise anlegen.
Eine mechanische Ölpumpe 214 kann in Fluidverbindung mit dem Automatikgetriebe 208 stehen, um Hydraulikdruck zum Einrücken verschiedener Kupplungen bereitzustellen, wie zum Beispiel die Vorwärtskupplung 210, die Radkupplungen 211 und/oder die Drehmomentüberbrückungskupplung 212. Die mechanische Ölpumpe 214 kann in Übereinstimmung mit dem Drehmomentwandler 206 betrieben werden und kann zum Beispiel durch das Drehen der Maschine oder des DISG über die Eingangswelle 241 angetrieben werden. Dadurch kann der in der mechanischen Ölpumpe 214 erzeugte Hydraulikdruck zunehmen, während eine Maschinendrehzahl und/oder die DISG-Drehzahl zunimmt, und kann abnehmen, während eine Maschinendrehzahl oder DISG-Drehzahl abnimmt.
Eine Steuervorrichtung 12 kann konfiguriert sein, um Eingaben von der Brennkraftmaschine 10 zu empfangen, und, wie ausführlicher in 1 gezeigt, einen Drehmomentausgang der Brennkraftmaschine und/oder den Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, der Kupplungen und/oder Bremsen entsprechend zu steuern. Als ein Beispiel kann ein Drehmomentausgang gesteuert werden, indem eine Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung und/oder Ladeluft durch Steuern der Drosselöffnung und/oder der Ventilsteuerung, des Ventilhubs und der Aufladung bei Turboladermotoren oder Auflademotoren gesteuert wird. In dem Fall eines Dieselmotors, kann die Steuervorrichtung 12 den Drehmomentausgang der Brennkraftmaschine durch Steuern einer Kombination von Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung und Ladeluft steuern. Auf jeden Fall kann die Maschinensteuerung auf einer zylinderweisen Basis ausgeführt werden, um den Maschinendrehmomentausgang zu steuern. Die Steuervorrichtung 12 kann auch Drehmomentausgang und die Erzeugung elektrischer Energie von dem DISG durch Einstellen des Stroms steuern, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des DISG, wie gemäß dem Stand der Technik bekannt, fließt.
Wenn Leerlauf-Stoppbedingungen erfüllt sind, kann die Steuervorrichtung 12 das Abschalten der Brennkraftmaschine auslösen, indem sie den Kraftstoff und den Funken zu der Maschine abschaltet. Die Maschine kann jedoch bei einigen Beispielen weiterhin drehen. Ferner kann die Steuervorrichtung 12 zum Aufrechterhalten einer Torsionmenge in dem Getriebe Drehelemente des Getriebes 208 zu einem Gehäuse 259 des Getriebes und dadurch zu der Karosserie des Fahrzeugs stillstellen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 12 eine oder mehrere Getriebekupplungen einrücken, wie zum Beispiel die Vorwärtskupplung 210, und die eingerückte(n) Getriebekupplung(en) zu dem Getriebegehäuse 259 und dem Fahrzeug sperren. Ein Getriebekupplungsdruck kann variiert werden (zum Beispiel erhöht), um den Einrückzustand einer Getriebekupplung einzustellen und eine gewünschte Getriebetorsionsmenge bereitzustellen. Wenn die Neustartbedingungen erfüllt sind und/oder ein Fahrzeugbediener das Fahrzeug starten will, kann die Steuervorrichtung 12 die Brennkraftmaschine neu aktivieren, indem die Zylinderverbrennung wieder aufgenommen wird.
Ein Radbremsdruck kann auch während des Abschaltens der Brennkraftmaschine basierend auf dem Kupplungsdruck ebenfalls eingestellt werden, um beim Stillstellen des Getriebes zu helfen, während ein Drehmoment, das über die Räder übertragen wird, reduziert wird. Spezifisch können durch Anlegen der Radbremsen 218 unter Sperren einer oder mehrerer eingerückter Getriebekupplungen einander entgegengesetzte Kräfte an das Getriebe angelegt werden, und daher an den Antriebsstrang, wodurch die Gänge in aktivem Eingriff und Torsionspotenzialenergie in dem Getriebezug ohne Bewegen der Räder gehalten werden. Bei einem Beispiel kann der Radbremsdruck eingestellt werden, um das Anlegen der Radbremsen mit dem Sperren der eingerückten Getriebekupplung während des Abschaltens der Brennkraftmaschine zu koordinieren. Beim Einstellen des Radbremsdrucks und des Kupplungsdrucks kann daher die Menge an Torsion, die in dem Getriebe behalten wird, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, eingestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 3, ist ein Beispiel eines ersten alternativen Antriebsstrangs 300 gezeigt. Der Antriebsstrang 300 weist die Brennkraftmaschine 10 und den Drehmomentaktuator 204, wie in 1 und 2 beschrieben, auf. Die Brennkraftmaschine 10 liefert Drehmoment zu dem Planetengetriebesatz 302, und der Generator 304 arbeitet in einem Drehzahlsteuermodus, um die Drehmomentlieferung der Brennkraftmaschine zu dem Schalthebel 310 mit Einzeldrehzahlverhältnis zu liefern. Der Ausgang von dem Generator 304 stellt elektrische Energie zu der Energiespeichervorrichtung 308 und dem Elektromotor 306 bereit. Die Speichervorrichtung für elektrische Energie 308 kann elektrische Leistung zu dem Elektromotor 306 liefern, wenn die Brennkraftmaschine 10 nicht in Betrieb ist. Die Speichervorrichtung für elektrische Energie kann eine Batterie, ein Kondensator oder eine andere Speichervorrichtung für elektrische Energie sein. Der Elektromotor 306 kann auch in einem Generatorbetrieb für das regenerative Bremsen betrieben werden. Das Drehmoment von der Brennkraftmaschine 10 und dem Elektromotor 306 kann in einem Einzeldrehzahlverhältnis-Gangschaltschaltsystem 10 kombiniert sein, um Drehmoment zu den Fahrzeugrädern 216 über einen mechanischen Leistungsweg bereitzustellen. Die Steuervorrichtung 12 steuert den Betrieb der Brennkraftmaschine 10, des Generators 304 und des Elektromotors 306, um die Leistung, die zu den Fahrzeugrädern 216 geliefert wird, einzustellen. Der Antriebsstrang der 3 enthält daher kein Getriebe mit mehreren festen Übersetzungsverhältnissen zum Liefern von Brennkraftmaschinen- und Elektromotorleistung zu Fahrzeugrädern.
Unter Bezugnahme auf 4, ist ein anderer beispielhafter alternativer Antriebsstrangs 400 gezeigt. Der Antriebsstrang 400 weist die Brennkraftmaschine 10 und den Drehmomentaktuator 204, wie in 1 und 2 beschrieben, auf. Die Brennkraftmaschine 10 liefert Drehmoment zu einem ersten Elektromotor/Generator 402 und elektrische Leistung von dem ersten Elektromotor/Generator 402 kann zu der Energiespeichervorrichtung 308 und einem zweiten Elektromotor/Generator 404 bereitgestellt werden. Der zweite Elektromotor/Generator 404 wandelt elektrische Energie von der Batterie und/oder dem ersten Elektromotor/Generator 402 in mechanische Energie um und überträgt die mechanische Energie zu dem stufenlosen Getriebe (CVT) 406. Ein Riemen innerhalb des CVT 406 stellt einen Drehzahl-/Drehmomenttransfer mechanischer Energie von dem zweiten Elektromotor/Generator 404 zu den Fahrzeugrädern 216 ein. Die Steuervorrichtung 12 stellt das Drehmoment der Brennkraftmaschine und den Betrieb des ersten Elektromotor/Generators 402 sowie den Betrieb des zweiten Elektromotors/Generators 404 ein, um ein Fahreranfrage-Drehmoment wie von einem Fahrer gefordert, bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf 5A, ist eine erste beispielhafte Schaltvorrichtung 500 gezeigt. Die Schaltvorrichtung 500 weist einen Schalthebel 520 auf, der auf Park P, Rückwärts R und Vorwärts D bewegt werden kann. Ferner kann der Schalthebel 520 den manuellen Gangschaltmodus initiieren, wenn er in einem Bereich 513 ohne Änderung, der schraffiert gezeigt ist, oder in Schalthebelpositionsschlitzen 502–512 des manuellen Betriebs positioniert ist. Wenn der Schalthebel 520 in dem Bereich 513 ohne Änderung ist, wird der Zustand des Getriebebetriebs, der durch die vorhergehende Position des Schalthebels 520 ausgewählt wurde, beibehalten. Wenn der Schalthebel 520 zum Beispiel von D über den Bereich ohne Änderung auf zwischen die Schalthebelpositionsschlitze 502 und 504 des manuellen Betriebs bewegt wird, bleibt das Getriebe im Vorwärtsgang und arbeitet gemäß dem Vorwärtsmodus. Im Vorwärtsmodus, kann das Getriebe automatisch zwischen allen Vorwärtsgängen schalten, ohne dass der Fahrer spezifische Schaltbefehle eingibt. Falls das Fahrzeug keine auswählbaren Gangbereiche wie die in 3 und 5 gezeigten aufweist, liefert das Getriebe Leistung zu den Fahrzeugrädern, ohne Gänge zu schalten oder das Schalten von Gängen im Vorwärtsmodus zu simulieren.
Bei einigen Vorwärtsmodi für bestimmte Antriebsstrangauslegungen, kann das Getriebe (zum Beispiel das System der 2) zwischen einer Anzahl von Übersetzungsverhältnissen geschaltet werden, die größer ist als die Anzahl der Schalthebelpositionsschlitze über den manuellen Betrieb des Bewegens des Schalthebels 520 zwischen Schalthebelpositionsschlitzen 502–512 des manuellen Betriebs. Mit anderen Worten, kann das Getriebe manuell über Eingabe von dem Schalthebel 520 geschaltet werden, ohne manuell eine Kupplung zu betätigen. Bei anderen Vorwärtsmodi für andere Antriebsstrangauslegungen, simuliert ein Elektromotor das Gangschalten über das Ändern von Motorausgangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem ausgewählten simulierten Gang (zum Beispiel das System der 3 und 4), wenn der Schalthebel 520 manuell zwischen Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs bewegt wird (zum Beispiel Schalten im manuellen Betrieb).
Bei diesem Beispiel sind jedem Schalthebelpositionsschlitz 502–512 des manuellen Betriebs zwei Gänge zugeordnet, um das Schalten zu simulieren, oder um tatsächlich zwischen zwölf Gängen zu schalten, wie durch die Gangzuordnungen 515 angezeigt. Der erste Schalthebelpositionsschlitz 502 des manuellen Betriebs ist den Gängen eins und zwei zugeordnet, wie durch die Gangzuordnungen 515 oberhalb des Schlitzes angezeigt. Der zweite Schalthebelpositionsschlitz 504 des manuellen Betriebs ist den Gängen drei und vier zugeordnet, wie durch die Gangzuordnungen 515 oberhalb des zweiten Schlitzes angezeigt. Ähnlich sind die Gänge fünf bis zwölf den Schalthebelpositionsschlitzen drei bis sechs des manuellen Betriebs zugeordnet. Derart können ein oder mehr als ein tatsächlicher oder simulierter Gang einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet werden.
Falls zwei oder mehr Gänge einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sind, kann der Fahrer nur einen der Gänge als operationell auswählen, während sich der Schalthebel 520 in einem bestimmten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs befindet. Alternativ kann der Fahrer den Betrieb bestimmter ausgewählter Gänge auswählen, während er andere Gänge, die dem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sind, überspringt oder nicht schaltet.
Anders als die Gangzuordnung, die in 5A gezeigt ist, kann der Fahrer zum Beispiel, wenn die Gänge 1 bis 3 einem ersten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sind, die Gänge 1 und 3 als operationell auswählen. Das Getriebe kann daher zuerst in einen ersten Gang bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten geschaltet oder simuliert geschaltet werden, wenn sich der Schalthebel 520 in dem ersten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs befindet. Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit, kann das Getriebe (zum Beispiel ohne spezifische Fahrereingabe zum Schalten von Gängen) von dem dritten Gang auf den ersten Gang automatisch geschaltet oder simuliert geschaltet werden. Das Getriebe wird in dem dritten Gang gehalten, außer wenn der Schalthebel 520 bewegt oder die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird, wodurch es dem Getriebe erlaubt wird, vom dritten Gang automatisch zurück auf den ersten Gang geschaltet zu werden. Derart kann der zweite Gang über ein „springendes Schalten“ vom ersten Gang auf den dritten Gang übersprungen werden. Falls der Fahrer die Position des Schalthebels 520 manuell von dem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs auf den zweiten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs wechselt, schaltet das Getriebe oder simuliert das Getriebe das Schalten entweder von dem ersten oder dritten Gang auf den vierten Gang oder irgendeinen anderen Gang, der dem zweiten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet ist.
Unter Bezugnahme auf 5B ist eine andere beispielhafte manuelle Schaltvorrichtung 550 gezeigt. Bei diesem Beispiel kann der Schalthebel 520 durch die Positionen P, R und D auf dieselbe Art wie in 5A beschrieben bewegt werden. Ferner sind die Gänge 1 bis 12 Schalthebelpositionsschlitzen 502–510 des manuellen Betriebs zugeordnet, dieses Beispiel weist jedoch nur fünf Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs auf. Der Fahrer hat zwei Gänge für jeden Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs mit Ausnahme des Schalthebelpositionsschlitzes 510 des manuellen Betriebs, der den Gängen 9 bis 12 zugeordnet ist, wie durch die Gangzuordnung 515 angegeben. Derart kann der Fahrer das Schaltmuster zum manuellen Steuern des Schalthebels durch die niedrigeren Gänge anpassen, während es dem Getriebe erlaubt wird, automatisch durch höhere Gänge zu schalten.
Unter Bezugnahme auf 6A ist eine andere beispielhafte manuelle Schaltvorrichtung 600 gezeigt. Die Schaltvorrichtung 600 weist einen Schalthebel 520 auf, der manuell zwischen P, R und D, wie oben für die Gangschaltung in 5A beschrieben, bewegt werden kann. Die Schaltvorrichtung 600 weist auch einen ersten Schalthebelpositionsschlitz 602 des manuellen Betriebs und einen zweiten Schalthebelpositionsschlitz 604 des manuellen Betriebs auf. Diese Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs schalten das Getriebe von seinem aktuellen Gang, wenn er durch den Schalthebel 520 eingelegt wird, hoch und herunter. Alle Gänge können dem ersten und dem zweiten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sein. Wenn der Schalthebel 520 zum Beispiel in Vorwärts D und im dritten Gang ist, kann der Fahrer den Schalthebel 520 zu dem Schalthebelpositionsschlitz 602 des manuellen Betriebs bewegen, um das Getriebe auf den vierten Gang hochzuschalten. Alternativ, kann der Fahrer den Schalthebel 520 zu dem Schalthebelpositionsschlitz 604 des manuellen Betriebs bewegen, um das Getriebe auf den zweiten Gang herunterzuschalten. Der Schalthebel 520 kehrt zu dem Bereich 603 ohne Änderung (N/C) über eine Feder zurück, wenn der Fahrer den Schalthebel 520 freigibt. Das Getriebe bleibt in seinem aktuellen Gang, nachdem es manuell entweder zu dem Schalthebelpositionsschlitz 602 oder 604 des manuellen Betriebs geschaltet wurde. Das Getriebe kann derart durch alle Gänge geschaltet werden.
Alternativ kann der Fahrer nur einen Teil der verfügbaren Gänge definieren, in die während des manuellen Betriebs mit dem Schalthebel 520 geschaltet werden soll. Wenn das Getriebe zum Beispiel zwölf Übersetzungsverhältnisse aufweist, oder wenn zwölf Übersetzungsverhältnisse simuliert werden, kann nur auf die Gänge eins, drei, fünf, sieben, neun und elf über den Schalthebel 520, der sich zwischen den Schalthebelpositionsschlitzen 602 und 604 des manuellen Betriebs bewegt, geschaltet werden. Derart können auf alle oder nur einen Teil der Gänge durch Verwenden der Schaltvorrichtung 600 manuell geschaltet werden.
Unter Bezugnahme auf 6B, ist ein alternativer Schalthebel 650 gezeigt. Der Schalthebel 620 weist einen Kippschalter 610 zum Steuern des Hochschaltens und Herunterschaltens auf, wenn sich der Schalthebel 620 in der Position Vorwärts D befindet. Der Kippschalter 610 arbeitet gleich wie wenn der Schalthebel 520 der 6A auf die Schalthebelpositionsschlitze 602 um 604 des manuellen Betriebs bewegt wird. Ferner kann auf alle oder einen Subsatz der Gänge geschaltet werden, wie in 6A beschrieben, wenn der Kippschalter 610 betätigt wird.
Unter Bezugnahme auf 6C, ist eine andere alternative Schaltvorrichtung 670 gezeigt. Bei diesem Beispiel gehört die Schaltvorrichtung 670 zum Lenkrad 610. Das Betätigen eines ersten Schaltpaddles 614 und eines zweiten Schaltpaddles 612 bestimmt, wenn das Getriebe über manuelles Betätigen des ersten Schaltpaddles 614 und des zweiten Schaltpaddles 612 geschaltet wird. Bei einem anderen Beispiel wird das Getriebe hochgeschaltet, wenn das erste Schaltpaddle 614 betätigt wird. Das Getriebe wird heruntergeschaltet, wenn das zweite Schaltpaddle 612 betätigt wird. Das Getriebe der kann auch durch alle Gänge oder einen Subsatz der Gänge geschaltet oder simuliert geschaltet werden. Wenn das Getriebe zum Beispiel zwölf Gänge hat, kann das Getriebe zu den Gängen eins, drei, fünf, sieben, neun und elf geschaltet werden, wenn dieselbe Gruppe von Gängen dem ersten und dem zweiten Schaltpaddle 612 und 614 zugeordnet ist. Die Schaltvorrichtung 670 kann auch von einem Schalthebel (nicht gezeigt) begleitet sein, der das Getriebe auf Park, Rückwärts oder Vorwärts platziert. Das erste Schaltpaddle 614 und das zweite Schaltpaddle 612 sind nur in Vorwärts operationell.
Automatikgetriebe können daher durch eine der manuellen Gangauswahlvorrichtungen, die in den 5A bis 6C gezeigt sind, manuell geschaltet werden. Die Getriebe können manuell geschaltet werden, indem die Vorrichtungen, die in den 5A bis 6C gezeigt sind, geschaltet werden, ohne dass der Fahrer eine Kupplung drückt. Ferner können mehrere Gänge einem einzigen Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sein. Zusätzlich, wenn der Antriebsstrang nicht mehrere Gänge, zwischen welchen geschaltet wird, aufweist, kann das Umschalten zwischen Gängen durch das Steuern des Drehmoments eines Elektromotors in dem Antriebsstrang simuliert werden.
Unter Bezugnahme auf 7A, ist eine beispielhafte Bediener-Maschinenschnittstelle (HMI) für den Betrieb eines Fahrzeugantriebsstrangs gezeigt. Die HMI kann ein Touchscreen-Anzeigegerät 702 oder ein anderes Gerät sein, das es erlaubt, Gänge manuellen Gangpositionsschlitzen zuzuordnen. Die HMI kann auch eine Schnittstelle mit der Steuervorrichtung 12 aufweisen, so dass die Steuervorrichtung 12 bestimmen kann, wann ein Getriebe zu schalten ist oder das Schalten des Getriebes über einen Elektromotor in dem Fahrzeugantriebsstrang simuliert werden soll. Bei diesem Beispiel weist die HMI 700 ein Symbol 705 auf, das den Schalthebel darstellt. Die HMI 700 zeigt auch eine Auswahl verfügbarer Gänge 710 an. Verfügbare Gänge können einem manuellen Schalthebelpositionsschlitz an der Gangzuordnungstabelle 712 zugeordnet werden. Der Fahrer kann einen Gang einem manuellen Schalthebelpositionsschlitz durch Berühren eines der verfügbaren Gänge zuordnen. Der ausgewählte Gang wird markiert oder als ausgewählt angezeigt, und dann wird der manuelle Schalthebelpositionsschlitz derart ausgewählt, dass der markierte Gang dem ausgewählten manuellen Schalthebelpositionsschlitz zugeordnet wird. Bei diesem Beispiel ist der vierte Gang durch den Kreis 706 als ausgewählt angezeigt. Der vierte Gang wird dem zweiten manuellen Schalthebelpositionsschlitz durch Auswählen des zweiten manuellen Schalthebelpositionsschlitzes durch Drücken der Auswahloptionen 704 zugeordnet. Die ausgewählten Gänge, die den manuellen Schalthebelpositionsschlitzen zugeordnet sind, werden oberhalb ihrer entsprechenden manuellen Schalthebelpositionsschlitze angezeigt. Die ausgewählten Gänge können auch während des Schaltens im manuellen Bewegen durch Anwenden der Überspringoption 708 übersprungen werden, wenn ein besonderer Gang ausgewählt ist. Gänge, die während des Schaltens zu überspringen sind, sind durch ein X abgedeckt. In 7A ist daher nur ein Bruchteil der zwölf verfügbaren Gänge manuellen Schalthebelpositionsschlitzen zugeordnet.
7B zeigt in die Gangzuordnungstabelle 712 in einem abgeschlossenen Gangzuordnungszustand. Die verfügbaren Gänge werden von der Anzeigevorrichtung 702 entfernt, und jeder Gang wird neben seinem zugeordneten entsprechenden manuellen Schalthebelpositionsschlitz gezeigt. Gänge, die übersprungen werden und während des manuellen Schaltens nicht eingerückt werden, sind durch ein X abgedeckt gezeigt. Die Anzeigevorrichtung 702 erlaubt es, daher Gänge den Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zuzuordnen. Ferner erlaubt es die Anzeigevorrichtung 702 dem Fahrer, das überspringende Schalten umzusetzen, um eine große Anzahl von Gangschaltungen zu vermeiden.
Ein System, das aus den Vorrichtungen, die in den 1–7B gezeigt sind, besteht, stellt daher ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes aufweist: eine Bediener-Maschinenschnittstelle und eine Steuervorrichtung, die nicht flüchtige Anweisungen aufweist, die ausgeführt werden können, um einen Fahrer aufzufordern, eine Mehrzahl simulierter Übersetzungsverhältnisse einer Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen über die Bediener-Maschinenschnittstelle zuzuordnen. Das Fahrzeugsystem weist ferner einen Elektromotor und zusätzliche Anweisungen auf, um das Schalten durch die Mehrzahl von Übersetzungsverhältnissen über den Elektromotor als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen zu simulieren. Das Fahrzeugsystem weist ferner ein Schaltgetriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen auf. Das Fahrzeugsystem weist auf, dass eine Anzahl von Übersetzungsverhältnissen, die in der Mehrzahl simulierter Übersetzungsverhältnisse enthalten ist, größer ist als eine Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen, die in der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen enthalten ist. Das Fahrzeugsystem weist ferner zusätzliche Anweisungen zum Überspringen des Schaltens auf einen Gang auf, der einem der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen zugeordnet ist. Das Fahrzeugsystem weist ferner zusätzliche Anweisungen auf, um automatisch die Mehrzahl von Übersetzungsverhältnis der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen ohne Eingabe des Fahrers zuzuordnen.
Unter Bezugnahme auf 8, ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstrangs gezeigt. Das Verfahren der 8 kann als ausführbare Anweisungen enthalten sein, die in einem nicht flüchtigen Speicher der Steuervorrichtung 12, wie in 1 gezeigt, gespeichert sind. Ferner kann das Verfahren der 8 Teil eines Systems sein, das eine oder mehrere der Vorrichtungen und/oder Subsysteme, die in den 1 bis 7 gezeigt sind, enthält.
Bei 802, entscheidet das Verfahren 800, ob eine Anfrage zum Zuordnen von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs vorliegt oder nicht. Die Schalthebelpositionsschlitze können die in den 5A bis 6A gezeigten sein. Alternativ, können Kippschalterpositionen oder Schaltpaddles Gängen an Stelle von Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zugeordnet sein. Eine Anfrage auf Zuordnen von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs kann über einen Fahrer, der auf einem Display eine Auswahl ausführt, erfolgen. Falls das Verfahren 800 entscheidet, dass eine Anfrage zum Zuordnen von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs vorliegt, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 804 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 824 weiter.
Bei 804 bestimmt das Verfahren 800 eine Anzahl von Schalthebelpositionsschlitz-Zuordnungen des manuellen Betriebs. Bei einem Beispiel ist die Anzahl der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs im Speicher gespeichert und wird aus dem Speicher geholt, wenn eine Neuzuordnung von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs gefordert wird. Das Verfahren 800 geht zu 806 weiter, nachdem die Anzahl der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs bestimmt wurde. Zu bemerken ist, dass die Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs zwei für Umschalt-Schalthebel, die in 6B gezeigt sind, Paddleschalthebel, die in 6C gezeigt sind oder den Schalthebel, der in 6A gezeigt ist, sein können. Mit anderen Worten, können die Positionen von Kippschaltern, Paddle-Schalthebeln oder des Schalthebels, der in 6A gezeigt ist, gegenseitig austauschbar mit oder an Stelle der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs verwendet werden.
Bei 806, entscheidet das Verfahren 800, ob Automatikgetriebe zu Schalthebelposition- oder Schlitzzuordnung verlangt wird. Die automatische Zuordnung von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs kann ein Standardmodus für das Zuordnen von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs sein. Der Fahrer kann jedoch eine spezifische Anfrage machen, um Gänge oder simulierte Gänge Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs manuell zuzuordnen. Falls das Verfahren 800 entscheidet, dass automatische Zuordnung von Gängen zu Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs gefordert wird, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 808 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 820 weiter.
Bei 808 teilt das Verfahren 800 die Gesamtanzahl verfügbarer Gänge durch eine Gesamtanzahl Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs, um eine Gangzuordnungs-Ganzzahl zu bestimmen. Die Gangzuordnungs-Ganzzahl ist die Ganzzahl der Male, die die Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs in die Anzahl Gänge oder simulierte Gänge passt. Wenn die Anzahl der Gänge zum Beispiel zwölf beträgt und die Anzahl der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs fünf beträgt, lautet die Zuordnungsganzzahl zwei. Der Rest wird weggelassen. Das Verfahren 800 geht zu 810 weiter, nachdem die Zuordnungsganzzahl bestimmt wurde.
Bei 810, ordnet das Verfahren 800 die Gänge den Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zu. Jedem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs mit Ausnahme des letzten Schalthebelpositionsschlitzes des manuellen Betriebs, wird eine Anzahl von Gängen zugeordnet. Die Anzahl der Gänge, die einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet wird, entspricht der Zuordnungsganzzahl. Den Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs werden Gänge sequenziell bis zu der Zuordnungszahl zugeordnet. Wenn das Getriebe zum Beispiel dreizehn Gänge und sechs Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs aufweist, wird der erste Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs den Gängen eins und zwei zugeordnet, der zweite Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs wird den Gängen drei und vier zugeordnet, und so weiter bis zum fünften Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs. Das Verfahren 800 geht zu 812 weiter, nachdem bis auf den sechsten (das heißt den letzten) Schalthebelpositionsschlitz alle Schalthebelpositionsschlitze Gängen zugeordnet wurden.
Bei 812, ordnet das Verfahren 800 die restlichen Gänge dem sechsten und letzten Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zu. Da den ersten fünf Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zehn Gänge bei 810 zugeordnet wurden, wird der sechste Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs den Gängen elf bis dreizehn zugeordnet. Das Verfahren 800 geht zu 814 weiter, nachdem alle Gänge den Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zugeordnet wurden.
Falls der Schalthebel nur Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs zum Hochschalten und Herunterschalten oder alle Zustände aufweist, können alle Gänge den Hochschalt- und Herunterschaltpositionsschlitzen zugeordnet werden. Alternativ kann ein Teil der Gesamtanzahl aller Gänge den Hochschalt- und Herunterschaltpositionsschlitzen zugeordnet werden. Die Gänge eins, drei, fünf, sieben, neun und elf eines zwölfgängigen Getriebes können zum Beispiel dem manuellen Schalthebel zugeordnet werden. Die restlichen sechs Gänge können bei 814 dem Überspringen zugeordnet werden.
Bei 814 ordnet das Verfahren 800 zu überspringende Gänge während des Schaltens im manuellen Betrieb zu. Bei einem Beispiel überspringt das Verfahren 800 automatisch jeden zweiten Gang des Getriebes. Das Verfahren 800 schaltet daher nur sechs der zwölf Gänge eines zwölfgängigen Getriebes. Bei anderen Beispielen überspringt das Verfahren 800 während des manuellen Schaltens keine Gänge. Das Verfahren 800 geht zu 824 weiter, nachdem Gänge, die nicht einzurücken sind, zugeordnet wurden.
Bei 820, fordert das Verfahren 800 den Fahrer auf, eine Mehrzahl verfügbarer Gänge oder simulierter Gänge Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zuzuordnen. Bei einem Beispiel ordnet der Fahrer verfügbare Gänge den Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs wie in der Beschreibung der 7A und 7B beschrieben zu. Der Fahrer kann jedem der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs einen oder mehrere Gänge zuordnen. Die einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordneten Gänge können eingerückt werden, wenn der Schalthebel an dem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs positioniert ist, außer wenn der Gang dem Überspringen zugeordnet ist. Das Verfahren 800 geht weiter zu 822, nachdem der Fahrer aufgefordert wurde, Gänge oder simulierte Gänge Schalthebelpositionsschlitzen des manuellen Betriebs zuzuordnen.
Bei 824, ordnet das Verfahren 800 Schaltzeitpunkte für die Gangschaltungen innerhalb der Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs zu. Bei einem Beispiel basiert das Umschalten zwischen Gängen, die einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sind, auf der Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die Gänge drei und vier zum Beispiel einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet sind, kann das Umschalten vom dritten Gang auf den vierten Gang ohne Eingabe des Fahrers an dem manuellen Schalthebel initiiert werden, wenn das Gaspedal bei 30 % des kompletten Gaspedalhubs ist, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 45 km/h beträgt. Bei einem Beispiel können das Timing und/oder die Bedingungen zum Schalten zwischen Gängen, die einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs zugeordnet werden, empirisch bestimmt und im Speicher gespeichert werden. Ferner wird bei einigen Beispielen eine grundlegende Gangschalttabelle für aggressiveres Umschalten angepasst, wenn das manuelle Schalten aktiviert ist und das Gangschalten stattfindet, während der Schalthebel in einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs befindet. Zum Beispiel kann eine grundlegende Gangschalttabelle bei 60 km/h und einer Gaspedalposition von 32 % des vollständigen Gaspedalhubs vom vierten auf den fünften Gang schalten. Dasselbe Schalten kann bei 65 km/h und 35 % des vollständigen Gaspedalhubs im manuellen Schaltbetrieb geplant sein.
Zusätzlich kann eine Gaspedaltransferfunktion, die die Gaspedalposition auf die Drehmomentanfrage des Fahrers bezieht, basierend darauf eingestellt werden, ob das manuelle Schalten aktiviert ist oder nicht. Bei einem Beispiel wird das manuelle Schalten aktiviert, wenn ein Schalthebel auf einen manuellen Gangschlitz bewegt wird. Die Gaspedaltransferfunktion, die die Gaspedalposition auf die Drehmomentanfrage des Fahrers bezieht, kann aggressiver gemacht werden (zum Beispiel eine höhere Drehmomentanfrage des Fahrers für weniger Gaspedaleingabe), wenn das Getriebe auf den manuellen Betrieb geschaltet wird. Das Verfahren 800 geht zu 826 weiter, nachdem das Schalttiming angepasst wurde.
Die Gänge, die bei 808 bis 822 beschrieben sind, können tatsächliche Gänge des Getriebes sein oder Gänge, die über das Einstellen des Drehmoments eines Elektromotors simuliert werden. Gänge können für ein CVT-Getriebesystem, wie in 4 gezeigt, oder für das Einzeldrehzahlverhältnis-Getriebesystem, das in 3 gezeigt ist, simuliert werden.
Bei 826, bestimmt das Verfahren 800 das Brennkraftmaschinenbremsen über einen Elektromotor in dem Fahrzeugantriebsstrang, wenn die Brennkraftmaschine nicht dreht. Bei einem Beispiel werden Brennkraftmaschinen-Drehmomente bei unterschiedlichen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, bei welchen die Drossel der Brennkraftmaschine geschlossen ist und das Fahrzeug verlangsamt, gemessen und im Speicher abgelegt. Der Elektromotor kann auf dieselben gespeicherten Drehmomente gesteuert werden, wenn das Gangschalten simuliert wird, während das Fahrzeug verlangsamt. Das Verfahren 800 geht nach dem Bestimmen der Brennkraftmaschinen-Bremsmomente zu 828 weiter.
Bei 828, entscheidet das Verfahren 800, ob das Getriebe in einem manuellen Schaltbetrieb zu betreiben ist oder nicht. In einem manuellen Schaltbetrieb basieren die Zeiten zwischen mindestens einigen Gangwechseln darauf, wann ein Fahrer einen Schalthebel, Kippschalter, ein Schaltpaddle oder eine andere Vorrichtung neu positioniert, um anzuzeigen, dass der Fahrer ein Schalten befiehlt. Der Fahrer braucht keine Kupplung zu betätigen, und für den Fahrer kann keine Kupplungsbetätigungsvorrichtung verfügbar sein. Bei einem Beispiel wird in den Schaltbetrieb eingestiegen, wenn ein Schalthebel in einen Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs eintritt. Falls das Verfahren 800 entscheidet, dass sich das Fahrzeug in einem manuellen Schaltbetrieb befindet, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 830 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort Nein, und das Verfahren 800 schaltet gemäß dem grundlegenden Betrieb im Antriebsmodus und endet.
Der grundlegende Betrieb im Antriebsmodus kann das Schalten durch Gänge ohne Fahrerbefehle zum Schalten des Getriebes aufweisen. Bei Antriebssträngen, die nur einen Einzeldrehzahlverhältnis-Antriebsstrang aufweisen, wird im Antriebsmodus kein simuliertes Gangschalten bereitgestellt. Ebenso wird simuliertes Gangschalten bei Antriebssträngen, die ein stufenloses Getriebe (CVT) aufweisen, im Antriebsmodus oder außerhalb des manuellen Betriebs nicht bereitgestellt.
Bei 830 bestimmt das Verfahren 800 eine Position eines Schalthebels in einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs. Bei einem Beispiel kann die Schalthebelposition über einen Positionssensor angegeben werden. Das Verfahren 800 geht zu 832 weiter, nachdem die Schalthebelposition bestimmt wurde.
Bei 832, bestimmt das Verfahren 800 Gänge, die dem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs, in dem der Schalthebel positioniert ist, zugeordnet sind. Bei einem Beispiel sind die Gangzuordnungen für Schalthebelpositionsschlitze des manuellen Betriebs im Speicher gespeichert und werden nach Bedarf geholt.
Bei 834, bestimmt das Verfahren 800 Bedingungen für das Umschalten zwischen Gängen, die dem aktuellen Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs, in dem sich der Schalthebel, der Kippschalter oder das Paddle aktuell befindet, zugeordnet sind. Die Bedingungen können, ohne auf diese beschränkt zu sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gaspedalposition, die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanfrage, die Brennkraftmaschinentemperatur und die Getriebetemperatur aufweisen. Falls der manuelle Schalthebel Hochschalt- und Herunterschaltpositionen hat, wie für die Schalthebel in 6A bis 6C beschrieben, kann 834 weggelassen oder umgangen werden. Das Verfahren 800 geht nach dem Bestimmen der Schaltbedingungen zu 836 weiter.
Bei 836 entscheidet das Verfahren 800, ob überspringendes Schalten gewünscht wird oder nicht. Bei einem Schalten kann überspringendes Schalten wünschenswert sein, wenn der Fahrer bei 822 Gänge zuordnet, die zu überspringen oder nicht einzurücken sind, oder wenn Gänge automatisch zum Überspringen bei 814 zugeordnet werden. Falls das Verfahren entscheidet, dass überspringendes Schalten gewünscht wird, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 838 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 840 weiter.
Bei 838, schaltet das Verfahren 800 Gänge gemäß einer Überspring-Schalttabelle und Fahrzeugbetriebsbedingungen. Wenn die Gänge drei, vier und fünf zum Beispiel einem Schalthebelpositionsschlitz des manuellen Betriebs, Kippschalter oder Paddle zugeordnet sind und Gang vier gemäß 822 oder 814 übersprungen werden soll, kann das Getriebe vom dritten Gang auf den fünften Gang oder umgekehrt geschaltet werden, wenn die Fahrzeugbedingungen den Schaltbedingungen entsprechen. Bei einem Beispiel werden die Brennkraftmaschinen-Drehmomentanfrage und die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wenn ein überspringendes Schalten gewünscht oder befohlen wird, so dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder des Elektromotors um nicht mehr als eine gewünschte Menge nach einem Getriebehochschalten verringert wird. Die Getriebeschalttabelle, die überspringendes Schalten aufweist, basiert auf Gängen, die vom Fahrer bei 820–822 zugeordnet werden oder die bei 808–814 automatisch zugeordnet werden. Falls der Schalthebel nur manuelle Hoch- und Herunterschalt-Schalthebelpositionsschlitze, Kippschalter oder Paddles aufweist, kann das Getriebe das Schalten auf Gänge überspringen, die als zu überspringende Gänge identifiziert sind, und nur auf Gänge schalten, die nicht als zu überspringende Gänge identifiziert sind. Das Verfahren 800 geht nach dem Schalten des Getriebes gemäß einer Tabelle, die ausgewählte Gänge überspringt oder das Schalten in sie nicht einrückt, zu 842 weiter. Die Beschreibungen der 5A bis 6C stellen beispielhafte Schaltbeschreibungen für unterschiedliche manuelle Schaltvorrichtungen unterstützt von und gemäß dem Verfahren der 8 bereit.
Bei 840, schaltet das Verfahren 800 das Getriebe gemäß den Gängen, die den manuellen Schalthebelpositionsschlitzen, Kippschaltern oder Paddles zugeordnet sind, ohne Überspringen von Gängen. Die Gänge, die einem besonderen manuellen Schalthebelpositionsschlitz zugeordnet sind, werden bei 820 und 810 bis 812 bestimmt. Das Verfahren 800 geht zu 842 weiter, nachdem das Getriebe das Schalten gemäß den Gängen, die dem manuellen Schalthebelpositionsschlitz zugeordnet sind, begonnen hat. Falls nur der Elektromotor Drehmoment zu dem Antriebsstrang liefert (zum Beispiel, wenn eine Antriebsstrang-Ausrückkupplung offen ist oder wenn die Brennkraftmaschine ihre Drehung gestoppt hat), können Schalthebel für ein Getriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen (zum Beispiel ein Getriebe, das fünf unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse, die durch fünf Gänge definiert sind, aufweist) in einem Antriebsstrang, der ein Schaltgetriebe mit einem einzigen festen Übersetzungsverhältnis oder CVT ohne das Schaltgetriebe mit einem einzigen festen Übersetzungsverhältnis über Betreiben des Elektromotors in einem Drehzahlbegrenzungsmodus aufweist, simuliert werden. Das Elektromotordrehmoment kann zum Beispiel basierend auf der Drehzahl des Elektromotors wie in der Beschreibung der 9 gezeigt und beschrieben beschränkt werden, um das Schalten eines Getriebes mit mehreren Übersetzungsverhältnissen zu simulieren.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Steuervorrichtung 12 das Schalten und das überspringende Schalten bei 840 und 838 gemäß den Getriebeschalttabellen, die auf Gängen, die manuellen Schalthebelpositionsschlitzen zugeordnet sind, basierend simulieren kann. Das Getriebeschalten kann über das Einstellen des Elektromotordrehmoments gemäß dem aktuell ausgewählten Gang simuliert werden. Bei einem Beispiel kann das verfügbare Elektromotordrehmoment zu dem Fahrzeugantriebsstrang bereitgestellt werden, wenn das Getriebe als im ersten Gang simuliert wird. Weniger als die gesamte verfügbare Menge an Elektromotordrehmoment kann zu dem Antriebsstrang bereitgestellt werden, wenn das Getriebe im zweiten Gang simuliert wird. Ähnlich ist weniger Elektromotordrehmoment für den Fahrzeugantriebsstrang verfügbar, wenn die simulierte Gangnummer erhöht wird (zum Beispiel weniger Drehmoment im achten simulierten Gang). Ebenso ist mehr Elektromotordrehmoment für den Fahrzeugantriebsstrang verfügbar, wenn der simulierte Gang erniedrigt oder heruntergeschaltet wird. 9 zeigt eine beispielhafte Karte des Elektromotordrehmoments für das Simulieren des Schaltens von Gängen eines Getriebes mit mehreren Übersetzungsverhältnissen.
Zusätzlich zu dem simulierten Schalten, kann der Elektromotor das Bremsen der Brennkraftmaschine in den ausgewählten simulierten Gängen über das Betreiben des Elektromotors in einem Regenerierungsmodus und Bereitstellen eines negativen Antriebsstrang-Drehmoments, das auf der simulierten Brennkraftmaschinendrehzahl und dem Brennkraftmaschinendrehmoment basiert, wenn das Fahrzeug bei leichter Last verlangsamt, simulieren. Ein Getriebe oder eine Simulation eines Getriebes mit mehreren Gängen, das von einem Elektromotor bereitgestellt wird, kann daher Gänge gemäß den Fahrzeugbetriebsbedingungen und den Gängen, die für den manuellen Betrieb ausgewählt sind, schalten. Die Brennkraftmaschine dreht eventuell nicht, wenn der Elektromotor das Bremsen der Brennkraftmaschine simuliert.
Bei 842 entscheidet das Verfahren 800, ob sich der Schalthebel von einem manuellen Schalthebelpositionsschlitz zu einem anderen manuellen Schalthebelpositionsschlitz bewegt hat oder nicht. Bei einem Beispiel ändern Positionssensoren den Zustand, um anzuzeigen, dass der manuelle Schalthebel die Positionen gewechselt hat. Falls das Verfahren 800 entscheidet, dass sich die Schalthebelposition geändert hat, lautet die Antwort ja, und das Verfahren 800 geht zu 844 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort nein, und das Verfahren 800 geht zu 828 weiter.
Bei 844, aktualisiert das Verfahren 800 die Schalttabellen zum Schalten zwischen verschiedenen Gängen, wenn der Schalthebel in einem manuellen Schalthebelpositionsschlitz, Umschaltzustand oder Paddle-Zustand, der mehr als einem Gang zugeordnet ist, positioniert wird. Wenn der Schalthebel zum Beispiel von einer ersten Position, in der die Gänge drei und vier zum Einrücken in eine zweite Position zuzuordnen sind, in der die Gänge fünf und sechs einzurücken sind, bewegt wird, wird die Gangschalttabelle zum Beispiel aktualisiert, um das Getriebe zwischen den Gängen fünf und sechs gemäß einer Schalttabelle zum Schalten vom fünften Gang auf den sechsten Gang oder umgekehrt zu schalten. Das Verfahren 800 geht zu 828 weiter, nachdem die Schalttabelle für den Wechsel der Schalthebelposition aktualisiert wurde.
Das Verfahren der 8 stellt daher das Betreiben eines Antriebsstrangs bereit, der Folgendes aufweist: Zuordnen einer ersten Anzahl simulierter Gänge zu einer ersten Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen, wobei die erste Anzahl von Gängen größer ist als die erste Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen, und Simulieren des Schaltens eines Getriebes mit mehreren Übersetzungsverhältnissen für einen Antriebsstrang, der ein Schaltgetriebe mit einem einzigen festen Übersetzungsverhältnis ohne das Getriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen aufweist, als Reaktion auf eine Position eines Schalthebels in einem Schalthebelpositionsschlitz, wobei der Schalthebelpositionsschlitz in der ersten Anzahl der Gangschaltpositionen enthalten ist. Das Verfahren weist auf, dass die erste Anzahl simulierter Gänge eine Anzahl simulierter Gänge ist. Das Verfahren weist auf, dass die erste Anzahl von Gängen eine Anzahl von Gängen in dem Getriebe ist. Das Verfahren weist ferner das Simulieren des Wechsels von Gängen auf, wenn der Schalthebel von einem ersten Schalthebelpositionsschlitz zu einem zweiten Schalthebelpositionsschlitz bewegt wird, und wobei ein Fahrer aufgefordert wird, die erste Anzahl simulierter Gänge der ersten Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen zuzuordnen.
Bei einem Beispiel weist das Verfahren auf, dass das Zuordnen der ersten Anzahl simulierter Gänge das Zuordnen mehr als eines Gangs zu dem Schalthebelpositionsschlitz aufweist. Das Verfahren weist ferner das überspringende Schalten auf einen Gang auf, der dem Schalthebelpositionsschlitz als Reaktion auf Eingabe des Fahrers, die anzeigt, welcher Gang, der dem Schalthebelschlitz zugeordnet ist, übersprungen wird, zugeordnet wird. Das Verfahren weist ferner das Anpassen des Timings des Schalthebels der Gänge, die einem Schalthebelpositionsschlitz zugeordnet sind, auf.
Bei einem anderen Beispiel stellt das Verfahren der 8 das Betreiben eines Antriebsstrangs bereit, das Folgendes aufweist: Auffordern eines Fahrers, eine erste Anzahl simulierter Gänge einer ersten Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen zuzuordnen und Simulieren des Schaltens eines Getriebes, wenn sich eine Position eines Schalthebels von einem ersten Schalthebelpositionsschlitz zu einem zweiten Schalthebelpositionsschlitz bewegt, wobei der erste Schalthebelpositionsschlitz und der zweite Schalthebelpositionsschlitz in der ersten Anzahl Schalthebelpositionsschlitze enthalten sind, wobei der Antriebsstrang ein stufenloses Getriebe oder ein Getriebe mit festem Einzelübersetzungsverhältnis aufweist und wobei der Antriebsstrang kein abgestuftes Getriebe aufweist, das zwischen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen einstellbar ist.
Bei einigen Beispielen weist das Verfahren auf, dass das Drehmoment eines Elektromotors angepasst wird, um das Schalten des Getriebes zu simulieren. Das Verfahren weist auf, dass das Drehmoment eines Elektromotors verringert wird, wenn simuliert wird, dass das Getriebe von einem niedrigeren Gang auf einen höheren Gang schaltet. Das Verfahren weist auf, dass das Elektromotordrehmoment erhöht wird, wenn simuliert wird, dass das Getriebe von einem höheren Gang auf einen niedrigeren Gang schaltet. Das Verfahren weist auf, dass das Getriebe in einem Hybridfahrzeug enthalten ist, das eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor aufweist, und ferner das Simulieren des Bremsens der Brennkraftmaschine über den Elektromotor aufweist, wenn die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist. Das Verfahren weist auf, dass der Elektromotor in einem Regenerierungsbetrieb betrieben wird, wenn das Bremsen der Brennkraftmaschine simuliert wird. Das Verfahren weist auf, dass die erste Anzahl von Gängen größer ist als die ersten Schalthebelpositionsschlitze.
Unter Bezugnahme auf 9, ist eine beispielhafte Plotterdarstellung des Elektromotordrehmoments, das dem Simulieren von Gängen zugeordnet ist, darstellt. Die Plotterdarstellung hat eine Y-Achse, die das Elektromotordrehmoment darstellt, und eine X-Achse, die die Elektromotordrehzahl darstellt. Der Elektromotor kann Drehmoment gemäß der Kurve 901 bereitstellen. Die Kurve 901 stellt eine konstante Drehmomentmenge unter der Elektromotordrehzahl bei 950 bereit. Das Elektromotordrehmoment wird bei Elektromotordrehzahlen, die größer sind als die Elektromotordrehzahl bei 950, verringert. Vertikale Kennzeichnungen an den Drehzahlen N1–N5 des Elektromotors stellen Motordrehzahlen zum Simulieren von Übersetzungsverhältnissen dar.
Ein erster Gang eines Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 902 unter Elektromotordrehzahlen kleiner als N1 begrenzt wird. Der zweite Gang des Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 904 unter Elektromotordrehzahlen kleiner als N2 begrenzt wird. Der dritte Gang des Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 906 unter Elektromotordrehzahlen kleiner als N3 begrenzt wird. Der vierte Gang des Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 908 unter Elektromotordrehzahlen kleiner als N4 begrenzt wird. Der fünfte Gang des Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 910 unter Elektromotordrehzahlen kleiner als N5 begrenzt wird. Der sechste Gang des Getriebes kann simuliert werden, indem das Elektromotordrehmoment auf das Niveau 912 begrenzt wird. Bei anderen Beispielen kann die simulierte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen erhöht oder verringert werden. Bei einigen Beispielen kann das Verfahren 800 der 6 ferner höhere Übersetzungsverhältnisse bei niedrigeren Elektromotor- oder Antriebsstrangdrehzahlen erlauben.
Wie der Durchschnittsfachmann versteht, können die in 8 beschriebenen Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können die veranschaulichten Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge ausgeführt, parallel ausgeführt oder in bestimmten Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht zwingend erforderlich, um die Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile, die oben beschrieben wurden, zu verwirklichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Obwohl dies nicht explizit veranschaulicht ist, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der spezifischen verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden können.
Hiermit endet die Beschreibung. Bei der Lektüre können dem Fachmann viele Veränderungen und Änderungen einfallen, ohne den Sinn und den Geltungsbereich der Beschreibung zu verlassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste
Fig. 8

: START
802: ZUORDNUNG GANG ZU SCHALTHEBELS VERLANGT?
804: ANZAHL SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ-ZUORDNUNGEN BESTIMMEN
806: ZUORDNUNG AUTOMATIKGETRIEBE ZU SCHALTHEBELPOSITION VERLANGT?
820: FAHRER AUFFORDERN, MEHRZAHL VERFÜGBARER GÄNGE SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZEN ZUZUORDNEN
822: FAHRER AUFFORDERN, GÄNGE DEM ÜBERSPRINGEN WÄHREND DES SCHALTENS ZUZUORDNEN
824: SCHALT-TIMING FÜR SCHALTUNGEN INNERHALB SCHALTHEBELPOSITIONEN BASIEREND AUF GASPEDALPOSITION UND FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT ZUORDNEN
826: SIMULIERTES BRENNKRAFTMASCHINEN-BREMSEN ÜBER ELEKTROMOTOR BESTIMMEN, WENN BRENNKRAFTMASCHINE NICHT IN BETRIEB
828: GETRIEBE AUF MANUELLEN MODUS GESCHALTET? VERLASSEN
830: SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ BESTIMMEN
832: GÄNGE, DIE SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ ZUGEORDNET SIND, BESTIMMEN
834: FAHRZEUGBEDINGUNGEN FÜR SCHALTEN ZWISCHEN GÄNGEN, DIE DEM AKTUELLEN SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ ZUGEORDNET SIND, BESTIMMEN
836: SCHALTEN ÜBERSPRINGEN?
838: IN ÜBEREINSTIMMUNG MIT ÜBERSPRINGENDER SCHALTPLANUNG UND FAHRZEUGBETRIEBSBEDINGUNGEN SCHALTEN
840: GANGSCHALTEN GEMÄSS GANGSCHALTPLANUNG DER GÄNGE, DIE DEM SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ ZUGEORDNET SIND UND FAHRZEUGBETRIEBSBEDINGUNGEN SIMULIEREN
842: SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ GEÄNDERT?
844: SCHALTTABELLEN BASIEREND AUF AUSGEWÄHLTEM SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZ AKTUALISIEREN
808: GESAMTANZAHL DER VERFÜGBAREN GÄNGE DURCH GESAMTANZAHL DER SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZE TEILEN, UM GANGZUORDNUNGSGANZZAHL ZU BESTIMMEN
810: GANZZAHL DER GÄNGE BIS AUF EINEN ALLEN SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZEN ZUORDNEN
812: RESTLICHE GÄNGE DEN RESTLICHEN SCHALTHEBELPOSITIONSSCHLITZEN ZUORDNEN
814: GÄNGE DEM ÜBERSPRINGEN WÄHREND DES SCHALTENS ZUORDNEN

Claims

Fahrzeugsystem, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Folgendes umfasst: eine Bediener-Maschinenschnittstelle und eine Steuervorrichtung, die nichtflüchtige Anweisungen umfasst, die ausgeführt werden können, um einen Fahrer aufzufordern, eine Mehrzahl simulierter Getriebeübersetzungsverhältnisse einer Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen über die Bediener-Maschinenschnittstelle zuzuordnen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, das ferner einen Elektromotor und zusätzliche Anweisungen umfasst, um das Schalten durch die Mehrzahl simulierter Getrienbeübersetzungsverhältnisse über den Elektromotor als Reaktion auf die Fahrzeugbetriebsbedingungen zu simulieren.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1 oder 2, das ferner ein Schaltgetriebe mit einzigem festen Übersetzungsverhältnis und ohne ein Getriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen umfasst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 3, wobei eine Anzahl von Getriebeübersetzungsverhältnissen, die in der Mehrzahl simulierter Übersetzungsverhältnisse enthalten ist, größer ist als eine Anzahl von Schalthebelpositionsschlitzen, die in der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen enthalten ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 4, das ferner zusätzliche Anweisungen zum Überspringen des Schaltens auf einen Gang, der einem der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen zugeordnet ist, umfasst.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 5, das ferner zusätzliche Anweisungen umfasst, um automatisch die Mehrzahl simulierter Getriebeübersetzungsverhältnisse der Mehrzahl von Schalthebelpositionsschlitzen ohne Eingabe des Fahrers zuzuordnen.