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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Techniken für das Steuern eines Fahrzeugdrehmoments.
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HINTERGRUND
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Hybridelektrofahrzeuge (HEV) können mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer elektrischen Maschine in Kommunikation mit einer Hochspannungsbatterie versehen sein. Abhängig von Fahrzeugbetriebsbedingungen kann die elektrische Maschine selektiv zwischen einem Zustand, in dem sie als eine Quelle für den Antriebsstrang wirkt, und einem Zustand, in dem sie als eine Last am Antriebsstrang wirkt, wechseln. Der Zeitablauf dieses wechselnden Betriebs kann verwendet werden, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu beeinflussen.
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KURZFASSUNG
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Ein Fahrzeug weist einen Antriebsstrang und eine Steuereinrichtung auf. Der Antriebsstrang weist eine elektrische Maschine auf, die operativ mit einem Getriebe gekoppelt ist und selektiv mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt wird. Die Steuereinrichtung gibt, während der Antriebsstrang in einem elektrischen Modus betrieben wird, und ansprechend auf eine Gaspedalposition, die eine Übersetzungsänderung einleitet, welche zu einer Anforderung zum Betreiben des Antriebsstrangs in einem Hybridmodus und zu einem Fehler beim Anlassen des Verbrennungsmotors führt, eine Abbruchanforderung zum Abbrechen der Übersetzungsänderung aus.
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Ein Fahrzeug weist eine elektrische Maschine, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, einen Verbrennungsmotor, der selektiv mit der elektrischen Maschine gekoppelt wird, und eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung gibt, während das Fahrzeug im elektrischen Modus ist, und ansprechend auf einen Verbrennungsmotorfehlerzustand, eine Geschwindigkeit der elektrischen Maschine, die größer als eine Geschwindigkeitsschwelle ist, und eine Gaspedaleingabe, welche ein Herunterschalten des Getriebes und ein Anlassen des Verbrennungsmotors auslöst, einen Befehl zum Abbrechen einer Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Getriebes und einen Befehl zur Rückkehr zu einer vorhergehenden Übersetzung aus.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs umfasst, ansprechend auf einen Verbrennungsmotorfehlerzustand und eine Gaspedaleingabe, die ein Herunterschalten des Getriebes auslöst, das zu einer Anforderung eines Anlassens des Verbrennungsmotors führt, während sich das Fahrzeug im elektrischen Modus befindet, das Unterbrechen einer Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Getriebes und eine Rückkehr zu einer vorhergehenden Übersetzung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridelektrofahrzeugs.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Wie gefordert, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargelegt. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiel für die Erfindung dienen, welche in verschiedenen und alternativen Formen verwirklicht werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Basis, um es einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise anzuwenden.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die physikalische Anordnung und Orientierung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Wenngleich der Antriebsstrang aus 1 eingehend beschrieben wird, können die Strategien gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auch auf andere Antriebsstrangkonfigurationen angewendet werden.
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Das Fahrzeug 10 kann einen Antriebsstrang 12 aufweisen. Der Antriebsstrang 12 kann einen Verbrennungsmotor 14 aufweisen, der operativ mit einem Getriebe 16 gekoppelt ist. Der Verbrennungsmotor 14 kann dafür ausgelegt sein, das Getriebe 16 anzutreiben. Wie nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, kann das Getriebe 16 eine Trennkupplung 18, eine elektrische Maschine in der Art eines Elektromotors/Generators (M/G) 20, eine zugeordnete Antriebsbatterie 22, eine Getriebeeingangswelle 24, eine Anfahrkupplung oder einen Drehmomentwandler 26 und ein mehrstufiges Automatikgetriebe oder eine mehrstufige Getriebebaugruppe 28 aufweisen.
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Der Verbrennungsmotor 14 kann über die Trennkupplung 18 selektiv mit dem M/G 20 gekoppelt werden. Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 20 können beide in der Lage sein, dem Fahrzeug 10 Antriebskraft bereitzustellen, indem sie der Getriebeanordnung 28 Drehmoment bereitstellen.
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Die Trennkupplung 18 kann ausrücken, um den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu entkoppeln, so dass der M/G 20 als die einzige Antriebsquelle für das Fahrzeug 10 wirken kann. Wenn die Trennkupplung 18 zumindest teilweise eingerückt ist, ist ein Kraftfluss vom Verbrennungsmotor 14 zum M/G 20 oder vom M/G 20 zum Verbrennungsmotor 14 möglich. Wenn die Trennkupplung 18 eingerückt ist, kann der M/G 20 beispielsweise als ein Generator wirken, um durch eine Kurbelwelle über den M/G 20 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzuwandeln, die durch die Antriebsbatterie 22 zu speichern ist.
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Der M/G 20 kann durch einen von mehreren Typen elektrischer Maschinen implementiert werden. Beispielsweise kann der M/G 20 ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Leistungselektronik kann von der Batterie 22 bereitgestellte Gleichstromleistung an die Anforderungen des M/G 20 anpassen. Beispielsweise kann Leistungselektronik dem M/G 20 einen dreiphasigen Wechselstrom bereitstellen.
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Wie in der repräsentativen Ausführungsform aus 1 ferner dargestellt ist, kann eine Abtriebswelle 30 mit einem Differenzial 32 verbunden sein. Das Differenzial 32 kann ein Paar von Rädern 34 über Achsen 36 antreiben, die mit dem Differenzial 32 verbunden sind. Das Differenzial 32 kann Drehmoment auf jedes Rad 34 übertragen, während es leichte Geschwindigkeitsdifferenzen zulässt, beispielsweise wenn das Fahrzeug 10 wendet oder eine Kurve fährt.
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Es können verschiedene Differenzialtypen oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. Gemäß einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise vom bestimmten Betriebsmodus oder von der bestimmten Betriebsbedingung abhängen.
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Das Getriebe 16 kann als ein Stufenverhältnisgetriebe ausgelegt sein, wobei mehrere Reibungselemente für das Getriebegangverhältnisschalten verwendet werden. Das Getriebe 16 kann dafür ausgelegt sein, über mehrere Getriebegangelemente innerhalb der Getriebeanordnung 28 mehrere Vorwärts- und Rückwärtsgänge zu erzeugen.
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Die Getriebebaugruppe 28 kann mehrere Getriebesätze (nicht dargestellt) aufweisen, die durch den jeweiligen Eingriff von Reibungselementen in der Art von Schaltelementen, einschließlich Kupplungen mit Kupplungselementen und Bremsen (nicht dargestellt) selektiv in verschiedene Gangverhältnisse versetzt werden. Die verschiedenen Gangverhältnisse, die durch die Getriebesätze bereitgestellt werden, können mehrere Antriebsverhältnisse erzeugen, die verschiedenen Übersetzungen entsprechen können.
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Eine Steuereinrichtung 40 kann bereitgestellt sein und dafür ausgelegt sein, die Reibungselemente des Getriebes 16, insbesondere der Getriebeanordnung 28, zu steuern. Die Steuereinrichtung 40 kann mit einem Schaltschema versehen sein, das Reibungselemente der Getriebesätze ansprechend auf eine Fahreranforderung verbinden und/oder trennen kann, wobei die Fahreranforderung durch ein Gaspedal 42, ein Bremspedal 44 oder einen Gangwähler (nicht dargestellt) bereitgestellt wird.
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Die Steuereinrichtung 40 kann dafür ausgelegt sein, die Betriebszustände des Antriebsstrangs 12 vorzuschreiben. Gemäß wenigstens einer Ausführungsform weist ein größeres Steuersystem mehrere Steuereinrichtungen auf. Die einzelnen Steuereinrichtungen oder das Steuersystem kann durch verschiedene andere Steuereinrichtungen innerhalb des Fahrzeugs 10 beeinflusst werden, wobei eine Fahrzeugsystem-Steuereinrichtung (VSC) auf einer höheren Hierarchiestufe arbeitet als andere nachgeordnete Steuereinrichtungen. Die VSC-Ausgabe kann eine Anzahl von Fahrzeugfunktionen direkt oder indirekt vorschreiben oder beeinflussen, wie das Anlassen/Anhalten des Verbrennungsmotors 14, das Betätigen des M/G 20 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder zum Wiederaufladen der Antriebsbatterie 22 oder das Anlassen des Verbrennungsmotors 14, das Auswählen oder Planen von Getriebegangverhältnissen usw.
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Beispielsweise kann die VSC Daten von einem Getriebesteuermodul (TCM) empfangen oder daran ausgeben, welches in direkter Kommunikation mit Komponenten des Getriebes 16 steht. Beispiele anderer nachgeordneter Steuereinrichtungen, die in einer Steuereinrichtungshierarchie auf einer niedrigeren Stufe arbeiten können als die VSC, umfassen ein Bremssystem-Steuermodul (BSCM), ein Hochspannungsbatterie-Energiesteuermodul (BECM) sowie andere Steuereinrichtungen, die für verschiedene Fahrzeugfunktionen verantwortlich sind. Die VSC kann ferner von anderen Steuereinrichtungen empfangene Daten überprüfen.
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Beliebige der vorstehend erwähnten Steuereinrichtungen können ferner einen Mikroprozessor oder eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speichervorrichtungen oder -medien aufweisen. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können beispielsweise einen flüchtigen und nicht flüchtigen Speicher im Nurlesespeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und Haltespeicher (KAM) aufweisen. Ein KAM ist ein dauerhafter oder nicht flüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung beliebiger von einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen implementiert werden, wie PROM (programmierbarer Nurlesespeicher), EPROM (elektrischer PROM), EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Befehle repräsentieren, die von der Steuereinrichtung beim Steuern des Verbrennungsmotors oder des Fahrzeugs verwendet werden.
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Die VSC und andere Steuereinrichtungen kommunizieren mit verschiedenen Verbrennungsmotor-/Fahrzeugsensoren und Betätigungselementen über eine Ein-/Ausgabe-(E/A)-Schnittstelle, die als eine einzige integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, welche verschiedene Rohdaten oder Signalaufbereitungen, eine Verarbeitung und/oder Umwandlung davon, einen Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere zweckgebundene Hardware- oder Firmwarechips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Die VSC kann Signale zum TCM übermitteln und/oder davon empfangen. Zusätzlich kann die VSC mit anderen Fahrzeugsteuereinrichtungen kommunizieren, wie vorstehend erörtert wurde, oder direkt mit Fahrzeugsensoren und/oder -komponenten unter Einschluss des Verbrennungsmotors 14 und von Leistungselektronik kommunizieren.
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Wenngleich dies nicht explizit erläutert wird, werden Durchschnittsfachleute verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die in jedem der vorstehend angegebenen Untersysteme durch die VSC gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele von Parametern, Systemen und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung einer Steuerlogik betätigt werden können, die von der Steuereinrichtung ausgeführt wird, umfassen die Kraftstoffeinspritzzeit, die Kraftstoffeinspritzrate und die Kraftstoffeinspritzdauer, die Drosselventilposition, die Zündkerzen-Zündzeit (für funkengezündete Verbrennungsmotoren), die Einlass-/Auslassventilzeitsteuerung und -dauer, Vorschalt-Zusatzgeräteantriebs-(FEAD)-Komponenten in der Art einer Lichtmaschine, eines Klimaanlagenkompressors, der Batterieladung, eines regenerativen Bremsens, des M/G-Betriebs, von Kupplungsdrücken für die Trennkupplung 18, der Drehmomentwandler-Umgehungskupplung und der Getriebebaugruppe 28 und dergleichen.
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Sensoren, die eine Eingabe über die E/A-Schnittstelle übermitteln, können verwendet werden, um beispielsweise Folgendes anzugeben: den Turbolader-Aufladedruck, die Turbolader-Drehgeschwindigkeit, die Kurbelwellenposition, die Verbrennungsmotordrehgeschwindigkeit (U/min), Radgeschwindigkeiten, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur, den Ansaugkrümmerdruck, die Gaspedalposition, die Zündschalterposition, die Drosselventilposition, die Lufttemperatur, die Konzentration oder das Vorhandensein von Abgassauerstoff oder anderen Abgaskomponenten, den Einlassluftstrom, den Getriebegang, die Übersetzung oder den Getriebemodus, die Getriebeöltemperatur, die Getriebeturbinengeschwindigkeit, den Drehmomentwandler-Umgehungskupplungsstatus, die Verzögerung oder den Schaltmodus.
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Die Steuereinrichtung 40 kann mit einer Steuerlogik versehen sein, die dafür ausgelegt ist, den Antriebsstrang 12 zu betätigen. Die Steuerlogik kann den Betrag des den Rädern 34 zugeführten Drehmoments durch Steuern der Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle 24 und der Getriebeabtriebswelle 30 auf der Grundlage von Fahreranforderungen steuern. Die Fahreranforderung kann eine über einen Gangwähler eingegebene Gangwahl (PRNDL), eine über ein Gaspedal 42 eingegebene Gaspedalposition, eine über ein Bremspedal 44 eingegebene Bremspedalposition, die Batterietemperatur, die Spannung, der Strom und der Batterieladezustand (SOC) sein.
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Die Steuereinrichtung 40 kann die Fahreranforderung vom Gaspedal 42 interpretieren, um die Absicht eines Fahrers zur Anforderung von Antriebsstrangdrehmoment oder Antriebsstrangleistung für das Antreiben des Fahrzeugs 10 zu bestimmen. Die Steuereinrichtung 40 kann Drehmomentaufteilungsbefehle zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und/oder dem M/G 20 zuordnen, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
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Im Allgemeinen kann das Herunterdrücken und Lösen des Gaspedals 42 ein Gaspedalpositionssignal erzeugen, das von der Steuereinrichtung 40 als eine Anforderung einer erhöhten Leistung/eines erhöhten Drehmoments bzw. einer verringerten Leistung/eines verringerten Drehmoments interpretiert werden kann. Auf der Grundlage zumindest einer Eingabe vom Gaspedal 42 kann die Steuereinrichtung 40 den Antriebsstrang 12 in verschiedenen Modi betreiben, um die Fahreranforderung zu erfüllen.
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Die Steuereinrichtung 40 kann dafür ausgelegt sein, den Antriebsstrang 12 in einem ersten Modus zu betreiben. Während der Antriebsstrang 12 im ersten Modus betrieben wird, kann die Trennkupplung 18 den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isolieren. Die Verbrennung im Verbrennungsmotor 14 kann während des ersten Modus deaktiviert oder auf andere Weise ausgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Die Antriebsbatterie 22 kann gespeicherte elektrische Energie über Leistungselektronik zum M/G 20 übertragen, so dass der M/G 20 als die einzige Leistungsquelle für das Antreiben des Fahrzeugs 10 wirkt.
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Im ersten Modus kann die Steuereinrichtung 40 Befehle an die Leistungselektronik ausgeben, so dass es dem M/G 20 ermöglicht wird, der Getriebeeingangswelle 24 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Der erste Modus des Antriebsstrangbetriebs, in dem der M/G 20 die einzige Antriebsquelle ist, kann als "elektrischer Modus" bezeichnet werden.
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Die Steuereinrichtung 40 kann ferner dafür ausgelegt sein, den Antriebsstrang 12 in einem zweiten Modus zu betreiben. Wenn der Antriebsstrang 12 im zweiten Modus betrieben wird, kann die Trennkupplung 18 zumindest teilweise eingerückt sein, um den Verbrennungsmotor 14 operativ mit dem M/G 20 zu koppeln. Die Kopplung kann einen Teil des Verbrennungsmotordrehmoments über die Trennkupplung 18 auf den M/G 20 und dann vom M/G 20 über den Drehmomentwandler 26 und die Getriebeanordnung 28 übertragen. Die Verbrennung im Verbrennungsmotor 14 kann während des zweiten Modus aktiviert oder auf andere Weise eingeschaltet sein.
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Im zweiten Modus kann die Steuereinrichtung 40 Befehle an die Leistungselektronik ausgeben, so dass der M/G 20 den Verbrennungsmotor 14 unterstützen kann, indem er der Getriebeeingangswelle 24 zusätzliches Drehmoment bereitstellt. Die Steuereinrichtung 40 kann Befehle zum Zuordnen einer Drehmomentausgabe sowohl vom Verbrennungsmotor 14 als auch vom M/G 20 ausgeben, so dass die Kombination beider Drehmomentausgaben eine Eingabe des Fahrers über ein Gaspedal 42 erfüllt. Der zweite Betriebsmodus des Antriebsstrangs kann als "Hybridmodus" bezeichnet werden.
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Die Steuereinrichtung 40 kann ein Gaspedalpositionssignal vom Gaspedal 42 empfangen, wodurch ein großes Antriebsstrangabtriebsdrehmoment oder eine große Antriebsstrangausgangsleistung angefordert werden kann, die nur durch Anfordern oder Einleiten eines Herunterschaltens des Getriebes erreicht werden kann. Diese Situation kann als ein "Leistung-ein-Herunterschalten" bezeichnet werden. Durch das Herunterschalten des Getriebes kann von einer höheren Gangzahl zu einer niedrigeren Gangzahl, beispielsweise vom 4. Gang zum 3. Gang gewechselt werden.
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Eine Übersetzungsänderung kann mit dem Herunterschalten des Getriebes von der ersten Übersetzung zu einer zweiten Übersetzung verbunden sein. Die erste Übersetzung kann niedriger sein als die zweite Übersetzung, die ein höheres Verhältnis sein kann. Die Übersetzungsänderung kann in einem synchronen Kupplungzu-Kupplung-Herunterschalten geschehen, wenn ein erstes Reibungselement eingerückt wird und ein zweites Reibungselement ausgerückt wird. Das Herunterschalten kann die Getriebedrehmomentvervielfachung erhöhen und die Arbeitsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 14 erhöhen.
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Ein erstes Reibungselement oder ein erstes Schaltelement in Zusammenhang mit der ersten Übersetzung kann als abgehende Kupplung bezeichnet werden. Ein zweites Reibungselement oder ein zweites Schaltelement in Zusammenhang mit der zweiten Übersetzung kann als eingehende Kupplung bezeichnet werden. Die Übersetzungsänderung von der ersten Übersetzung zur zweiten Übersetzung kann durch Lösen der abgehenden Kupplung, während die eingehende Kupplung eingerückt wird, erreicht werden.
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Bei der Steuerung des Herunterschaltens des Getriebes kann die Steuereinrichtung 40 eine Verringerung des Drucks der abgehenden Kupplung vorschreiben, wodurch die Drehmomentübertragungsfähigkeit der abgehenden Kupplung verringert werden kann. Die Steuereinrichtung 40 kann eine Erhöhung des Drucks der eingehenden Kupplung vorschreiben, wodurch die Drehmomentübertragungsfähigkeit der eingehenden Kupplung erhöht werden kann, so dass die Übersetzungsänderung abgeschlossen werden kann.
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In einigen Szenarien kann die Steuereinrichtung 40 den Antriebsstrang 12 im elektrischen Modus betreiben, wenn der Bediener ein Leistung-ein-Herunterschalten einleitet. Szenarien, bei denen ein Leistung-ein-Herunterschalten eingeleitet wird, während der Antriebsstrang 12 im elektrischen Modus betrieben wird, können Fahrstreifenwechselmanöver, Überholmanöver, das Einfahren in eine Schnellstraße und der Wunsch zum Beschleunigen auf eine Geschwindigkeit, um den Verkehrsfluss nicht zu behindern, einschließen.
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Ein Leistung-ein-Herunterschalten kann mit einer Trägheitsphase beginnen, in der der Verbrennungsmotor/Motor von einer geringeren Verbrennungsmotorgeschwindigkeit in Zusammenhang mit dem vorliegenden Gang auf eine neue höhere Verbrennungsmotorgeschwindigkeit in Zusammenhang mit dem Zielgang beschleunigt wird. Während der Trägheitsphase wird der Hydraulikdruck, welcher der abgehenden Kupplung bereitgestellt wird, verringert, wodurch die abgehende Kupplung in einen Schlupfzustand versetzt werden kann. Sofern nicht das Drehmoment des Verbrennungsmotors/Motors erhöht wird, kann das Verringern des Drucks der abgehenden Kupplung zu einer Verringerung des Abtriebsdrehmoments führen. Falls die Verringerung des Abtriebsdrehmoments zu hoch ist, kann dies die Fahrbarkeit des Fahrzeugs 10 beeinträchtigen.
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Während der Trägheitsphase kann vorgeschrieben werden, dass Hydraulikdruck der eingehenden Kupplung als Vorbereitung für die Drehmomentübertragungsphase bereitgestellt wird. Wenn sich die Getriebeeingangsgeschwindigkeit der synchronen Geschwindigkeit nähert, kann die Drehmomentübertragungsphase beginnen. Während der Drehmomentübertragungsphase kann Drehmoment von der abgehenden Kupplung auf die eingehende Kupplung übertragen werden, indem der Hydraulikdruck allmählich verringert wird, welcher der abgehenden Kupplung bereitgestellt wird, und gleichzeitig der Hydraulikdruck erhöht wird, welcher der eingehenden Kupplung bereitgestellt wird. Das Schalten kann enden, wenn der der eingehenden Kupplung bereitgestellte Hydraulikdruck weiter auf den vollen Druck erhöht wird, so dass die eingehende Kupplung bei der vollen Drehmomentübertragungsfähigkeit arbeitet.
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Bei einem Versuch, das Fahrzeug 10 auf der Grundlage der aktuellen Gaspedalposition auf die gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen, kann die Steuereinrichtung 40 einen größeren Betrag des Antriebsstrangdrehmoments anfordern als die Kombination aus der aktuellen Übersetzung und dem M/G 20 möglicherweise bereitstellen kann. Die Anforderung eines zusätzlichen Antriebsstrangdrehmoments kann eine Übersetzungsänderung von einer ersten Übersetzung auf eine zweite Übersetzung einleiten. Es kann jedoch zusätzliches Drehmoment vom Verbrennungsmotor 14 angefordert werden, um die Übersetzungsänderung abzuschließen, weil das verfügbare Drehmoment des M/G 20 nicht in der Lage sein kann, das Herunterschalten des Getriebes abzuschließen.
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Der M/G 20 kann ein Abtriebsdrehmomentprofil aufweisen, das die Drehgeschwindigkeit des M/G mit dem M/G-Abtriebsdrehmoment korrelieren kann. Das maximale Abtriebsdrehmoment des M/G 20 kann flach bleiben, wenn die Drehgeschwindigkeit des M/G zunimmt. Oberhalb einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des M/G kann das maximale Abtriebsdrehmoment des M/G 20 selbst bei erhöhter Drehgeschwindigkeit des M/G abzunehmen beginnen. Der Arbeitspunkt, bei dem das Abtriebsdrehmoment des M/G maximal ist und die Ausgangsleistung maximal ist, kann als "Konstantes-Drehmoment-Kniepunkt" bezeichnet werden.
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Sollte der M/G 20 bei einer Drehgeschwindigkeit arbeiten, die größer als die Schwellendrehgeschwindigkeit ist, bei der der M/G 20 jenseits des Konstantes-Drehmoment-Kniepunkts arbeitet, kann das M/G-Abtriebsdrehmoment als gesättigt angesehen werden. Das gesättigte M/G-Abtriebsdrehmoment kann den Abschluss des Herunterschaltens des Getriebes und der zugeordneten Übersetzungsänderung verhindern, ohne dass vom Verbrennungsmotor 14 zusätzliches Drehmoment bereitgestellt wird.
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Die Steuereinrichtung 40 kann die Drehgeschwindigkeit des M/G überwachen oder bestimmen, indem sie direkt die Drehgeschwindigkeit des M/G misst oder eine Getriebeelementgeschwindigkeit in der Art der Pumpenradgeschwindigkeit misst. Die Getriebeelementgeschwindigkeit kann als Stellvertreter für die Drehgeschwindigkeit des M/G dienen, wenn der M/G 20 operativ mit der Getriebeanordnung 28 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 40 kann die Getriebeelementgeschwindigkeit mit der erwarteten oder Ziel-Getriebeelementgeschwindigkeit bei der zweiten Übersetzung vergleichen, während der Antriebsstrang 12 bei der ersten Übersetzung arbeitet. Falls die erwartete oder Ziel-Getriebeelementgeschwindigkeit bei der zweiten Übersetzung den M/G 20 an einen Arbeitspunkt jenseits des Konstantes-Drehmoment-Kniepunkts versetzen kann, kann das Abtriebsdrehmoment des M/G weiter verringert werden und nicht ausreichen, um das Herunterschalten des Getriebes abzuschließen, ohne den Verbrennungsmotor 14 anzulassen, und das Herunterschalten des Getriebes kann verzögert werden, bis der Verbrennungsmotor 14 angelassen wurde und der Antriebsstrang 12 im zweiten Modus oder Hybridmodus betrieben wird.
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Das Anlassen des Verbrennungsmotors kann mit dem Herunterschalten des Getriebes koordiniert werden. Die Koordination kann es ermöglichen, dass das Herunterschalten des Getriebes abgeschlossen wird, ohne die Dauer des Herunterschaltens des Getriebes übermäßig zu verlängern. Die Koordination kann auch eine Verzögerung des Herunterschaltens des Getriebes verhindern, wodurch das Abtriebssdrehmoment des Antriebsstrangs verringert werden kann und das Gegenteil des vom Fahrer erwarteten Verhaltens für ein Leistung-ein-Herunterschalten bereitgestellt werden kann.
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Die Steuereinrichtung 40 kann mit einer Fehlermodusabmilderungsstrategie für einen Fall, dass das Anlassen des Verbrennungsmotors nicht mit dem Herunterschalten des Getriebes koordiniert sein sollte, versehen sein. Ein Fehlermodus kann angetroffen werden, wenn das Anlassen des Verbrennungsmotors nicht ausgeführt werden kann. Ein Fehler beim Anlassen des Verbrennungsmotors 14 kann einen Zustand eines Fehlers beim Anlassen des Verbrennungsmotors oder einen zweiten Fehlermodus angeben, der verhindern kann, dass der Antriebsstrang 12 in den zweiten Betriebsmodus eintritt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 40 das Herunterschalten des Getriebes ansprechend auf einen Verbrennungsmotoranlassfehler und ansprechend darauf, dass das Abtriebsdrehmoment des M/G 20 nicht in der Lage ist, die Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Getriebes abzuschließen, aufheben oder abbrechen. Die Steuereinrichtung 40 kann eine Abbrechanforderung oder einen Abbrechbefehl zum Abbrechen der Übersetzungsänderung von einer ersten Übersetzung zu einer zweiten Übersetzung ausgeben.
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Die Steuereinrichtung 40 kann eine Erhöhung des Drucks der abgehenden Kupplung vorschreiben, so dass die Drehmomentübertragungsfähigkeit der abgehenden Kupplung zunimmt. Die Steuereinrichtung 40 kann eine Verringerung des Drucks der eingehenden Kupplung vorschreiben, so dass die Drehmomentübertragungsfähigkeit der eingehenden Kupplung abnimmt. Die Strategie kann die Übersetzungsänderung von der ersten Übersetzung zur zweiten Übersetzung, ansprechend auf die Abbrechanforderung, im Wesentlichen umkehren.
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Die Umkehrung der Übersetzungsänderung kann versuchen, die Übersetzung zur ersten Übersetzung zurückzuführen. Die Drehmomentübertragungsfähigkeit der abgehenden Kupplung kann erhöht werden, so dass im Wesentlichen das gesamte Drehmoment durch die abgehende Kupplung übertragen wird. Die Steuereinrichtung 40 kann die erste Übersetzung beibehalten, bis der Verbrennungsmotor 14 angelassen werden kann und der Antriebsstrang 12 in der Lage ist, im zweiten Modus zu arbeiten.
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Ansprechend auf das Zurückkehren zur ersten Übersetzung/das Beibehalten der ersten Übersetzung kann die Steuereinrichtung 40 eine Anforderung/einen Befehl zum Betreiben des Antriebsstrangs 12 im zweiten Modus ausgeben. Die Anforderung/der Befehl kann eine Verbrennungsmotoranlassanforderung einschließen. Die Steuereinrichtung 40 kann dann eine Anforderung/einen Befehl für ein Herunterschalten des Getriebes mit einer zugeordneten Übersetzungsänderung von einer ersten Übersetzung zu einer zweiten Übersetzung ausgeben. Falls der Verbrennungsmotor 14 vollständig angelassen wurde, kann die Übersetzungsänderung abgeschlossen werden. Falls der Verbrennungsmotor 14 jedoch nicht zu einem vollständigen Anlassen in der Lage ist, kann die Steuereinrichtung 40 das Herunterschalten des Getriebes abbrechen und auf einer Anzeige einen Hinweis ausgeben, der einen Verbrennungsmotor- oder Antriebsstrangfehler angibt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 40 einen Befehl zum Abbrechen einer Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Leistung-ein-Getriebes ansprechend auf verschiedene Auslösebedingungen ausgeben. Die Auslösebedingungen können einen Verbrennungsmotoranlassfehler und eine Drehgeschwindigkeit der elektrischen Maschine (M/G), die größer als eine Geschwindigkeitsschwelle ist, während der Antriebsstrang 12 im elektrischen Modus arbeitet, einschließen.
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Der Befehl zum Abbrechen einer Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Leistung-ein-Getriebes kann eine Verringerung des Drucks des zweiten Kupplungselements in Zusammenhang mit einer Zielübersetzung vorschreiben. Die Verringerung des Drucks des zweiten Kupplungselements kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit des zweiten Kupplungselements verringern. Das zweite Kupplungselement kann das eingehende Kupplungselement sein.
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Die Steuereinrichtung 40 kann einen Befehl zur Rückkehr zu einer vorhergehenden Übersetzung ausgeben. Der Befehl zur Rückkehr zur vorhergehenden Übersetzung kann eine Erhöhung des Drucks eines ersten Kupplungselements in Zusammenhang mit der vorhergehenden Übersetzung vorschreiben. Die Erhöhung des Drucks des ersten Kupplungselements kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit des ersten Kupplungselements erhöhen. Das erste Kupplungselement kann das abgehende Kupplungselement sein.
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Die Steuereinrichtung 40 kann ansprechend darauf, dass die Übersetzung zur vorhergehenden Übersetzung zurückkehrt, einen Verbrennungsmotoranlassbefehl ausgeben. Die vorhergehende Übersetzung kann zu jener zurückkehren, die vorhanden war, als die Drehmomentübertragungsfähigkeit des ersten Kupplungselements erhöht wurde, so dass im Allgemeinen das gesamte Drehmoment durch das erste Kupplungselement übertragen wird. Der Verbrennungsmotoranlassbefehl kann eine Anforderung zum Betreiben des Antriebsstrangs 12 im Hybridmodus einschließen.
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Ansprechend auf das Anlassen des Verbrennungsmotors 14 auf den Verbrennungsmotoranlassbefehl hin kann die Steuereinrichtung 40 einen Getriebeherunterschaltbefehl ausgeben. Der Getriebeherunterschaltbefehl kann in Zusammenhang mit einer Übersetzungsänderung von der vorhergehenden Übersetzung zur Zielübersetzung oder einer neuen Zielübersetzung in Zusammenhang damit, dass die aktuelle Gaspedalposition größer als eine Schwelle ist, stehen. Die Übersetzungsänderung kann abgeschlossen werden, nachdem der Verbrennungsmotor vollständig angelassen wurde.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs. Das Verfahren kann durch die Steuereinrichtung 40 auf der Grundlage von der Steuereinrichtung 40 empfangener Daten oder durch Steuereinrichtungen, die der Steuereinrichtung 40 nachgeordnet sind, implementiert werden. In Block 200 kann das Verfahren feststellen, ob das Fahrzeug 10 oder der Antriebsstrang 12 im ersten Modus oder im elektrischen Modus arbeitet. Sollte das Fahrzeug 10 oder der Antriebsstrang 12 nicht im elektrischen Modus arbeiten, kann das Verfahren enden. Falls das Fahrzeug 10 oder der Antriebsstrang 12 im elektrischen Modus arbeitet, kann das Verfahren in Block 202 fortgesetzt werden.
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In Block 202 kann das Verfahren feststellen, ob eine Änderung der Gaspedalposition, die größer als eine Schwelle ist, aufgetreten ist. Diese Änderung kann angeben, dass es eine Gaspedalantippauslösung gegeben hat, die ein Herunterschalten des Getriebes anfordern kann. Sollte die Änderung der Gaspedalposition nicht größer als eine Schwelle sein oder kein Herunterschalten des Getriebes erfordern, kann das Verfahren enden. Falls die Änderung der Gaspedalposition größer als eine Schwelle ist und ein Herunterschalten des Getriebes erfordert, kann das Verfahren in Block 204 fortgesetzt werden.
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In Block 204 kann das Verfahren feststellen, ob ein Anlassen des Verbrennungsmotors erforderlich ist, um das Herunterschalten des Getriebes abzuschließen und das vom Fahrer geforderte Drehmoment in Zusammenhang mit der Gaspedalposition zu erfüllen. Sollte ein Anlassen des Verbrennungsmotors nicht erforderlich sein, um das Herunterschalten des Getriebes abzuschließen, kann das Herunterschalten abgeschlossen werden oder kann das Verfahren enden. Falls ein Anlassen des Verbrennungsmotors erforderlich ist, um das Herunterschalten des Getriebes abzuschließen, kann das Verfahren in Block 206 fortgesetzt werden.
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In Block 206 kann das Verfahren feststellen, ob der Verbrennungsmotor 14 ansprechend auf den Verbrennungsmotoranlassbefehl angelassen werden konnte. Sollte der Verbrennungsmotor 14 angelassen worden sein, kann das Verfahren in Block 208 fortgesetzt werden und das Herunterschalten des Getriebes abschließen und den Antriebsstrang 12 betätigen, um das vom Fahrer geforderte Drehmoment in Zusammenhang mit der Gaspedalposition zu erfüllen. Falls der Verbrennungsmotor nicht ansprechend auf den Verbrennungsmotoranlassbefehl angelassen werden konnte, kann das Verfahren in Block 210 fortgesetzt werden.
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In Block 210 kann das Verfahren die Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Getriebes beenden. Das Beenden der Übersetzungsänderung in Zusammenhang mit dem Herunterschalten des Getriebes kann das Verringern eines Drucks des eingehenden Schaltelements zum Verringern der Drehmomentübertragungsfähigkeit des eingehenden Schaltelements einschließen. Wenn der Druck des eingehenden Schaltelements abnimmt, kann das Verfahren im Wesentlichen gleichzeitig in Block 212 fortgesetzt werden.
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In Block 212 kann das Verfahren das Getriebe 16 auf eine vorhergehende Übersetzung zurückführen. Beim Zurückkehren zur vorhergehenden Übersetzung kann der Druck eines abgehenden Schaltelements erhöht werden, um die Drehmomentübertragungsfähigkeit des abgehenden Schaltelements zu erhöhen, so dass die vorhergehende Übersetzung beibehalten wird. Nach der Rückkehr zur vorhergehenden Übersetzung kann das Verfahren in Block 214 fortgesetzt werden.
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Das Verfahren kann in Block 214 ein Anlassen des Verbrennungsmotors ansprechend auf die Rückkehr zur vorhergehenden Übersetzung vorschreiben. Das Verfahren kann in Block 216 fortgesetzt werden, wo das Verfahren feststellt, ob der Verbrennungsmotor 14 angelassen wurde. Sollte der Verbrennungsmotor 14 angelassen worden sein, kann das Verfahren das Herunterschalten des Getriebes in Block 208 abschließen. Falls der Verbrennungsmotor 14 nicht angelassen wurde, kann das Verfahren enden, und es kann eine Warnung ausgegeben werden, die einen Fehler des Verbrennungsmotors angibt.
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Wenngleich vorstehend als Beispiel dienende Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr dienen die in der Patentschrift verwendeten Wörter der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es ist zu verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden. Zeichenerklärung Fig. 1
| 40 | STEUEREINRICHTUNG |
| 22 | BATTERIE |
Fig. 2
| 200 | ARBEITET DAS FAHRZEUG IM ELEKTRISCHEN MODUS? |
| YES | JA |
| NO | NEIN |
| 202 | GASPEDAL ANTIPPEN? & HERUNTERSCHALTEN ERFORDERLICH? |
| END | ENDE |
| 204 | ANLASSEN DES VERBRENNUNGSMOTORS ERFORDERLICH? |
| 206 | WURDE DER VERBRENNUNGSMOTOR ANGELASSEN? |
| 208 | ABSCHLIESSEN DES HERUNTERSCHALTENS |
| 210 | UNTERBRECHEN DES HERUNTERSCHALTENS |
| 212 | RÜCKKEHR ZUM VORHERGEHENDEN VERHÄLTNIS |
| 214 | BEFEHLEN DES ANLASSENS DES VERBRENNUNGSMOTORS |
| 216 | WURDE DER VERBRENNUNGSMOTOR ANGELASSEN? |
