DE102017100948A1

DE102017100948A1 - Elektrisches Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102017100948A1
Application number: DE102017100948.5A
Authority: DE
Inventors: Rajit Johri; Mark Steven Yamazaki; XiaoYong Wang; Jason Meyer; Jeffrey Allen Doering; Ming Lang Kuang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2017-08-03
Also published as: US9637109B1; CN107021093B; CN107021093A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug (10) mit einer Traktionsbatterie (20) und einem Elektromotor (18), der elektrisch mit der Batterie (20) verbunden ist; einer Steuerung (50), die während einer Trägheitsphase eines Gangwechsels vom ersten Gang zum zweiten Gang bei einer konstanten Gaspedalposition so konfiguriert ist, dass sie – während die Batterietemperatur gleich oder unter –17,77°C (0°F) ist – das Drehmoment ändert, das vom Elektromotor (18) ausgegeben wird, um die Trägheit der Drehmomentübertragung auf einen Antriebsstrang auszugleichen, um eine konstante Beschleunigung des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Hybridfahrzeuge.
Ein elektrischer Hybrid-Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor. Das vom Verbrennungsmotor und / oder dem Elektromotor erzeugte Drehmoment (oder Leistung) kann durch ein Getriebe auf die angetriebenen Räder übertragen werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Eine Traktionsbatterie versorgt den Elektromotor mit Energie.
Derartige Hybridfahrzeige sind bekannt, haben aber Probleme mit einem weichen Übergang der Kraftübertragung vom Elektromotor zum Verbrennungsmotor und umgekehrt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Zusammenspiel beider Motortypen reibungsloser zu gestalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Fahrzeug eine Traktionsbatterie und einen elektrisch mit der Batterie verbundenen Elektromotor. Das Fahrzeug weist ferner eine Steuerung auf, die so konfiguriert ist, dass sie während einer Trägheitsphase eines Getriebeschaltvorgangs vom ersten Gang zum zweiten Gang bei konstanter Gaspedalposition, während die Batterietemperatur unter –17,77 °C (0°F) liegt, die Drehmomentabgabe des Elektromotors ändert, um die Trägheit der Drehmomentübertragung auf den Antriebsstrang auszugleichen und die Fahrzeugbeschleunigung aufrechtzuerhalten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrzeug einen Elektromotor, der mit dem Antriebsstrang und einer Steuerung gekoppelt ist. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie in Reaktion auf Fahrzeugbremsen, während die Traktionsbatterietemperatur unter –17,77 °C (0°F) liegt, den Elektromotor anweist, ein regeneratives Drehmoment auf den Antriebsstrang auszuüben, so dass das Drehmoment des Elektromotors mit einer konstanten Rate über die gesamte Mischphase, die einer Spiel-Phase folgt und in einer stationären Phase endet, wächst.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Fahrzeug einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, der selektiv über eine Kupplung mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Das Fahrzeug weist ferner eine Steuerung auf, die dann, wenn eine Traktionsbatterietemperatur gleich oder unter –17,77 °C (0°F) ist, die Kupplung einkuppelt, um den Verbrennungsmotor zu starten und Drehmoment auf den Verbrennungsmotor über den Elektromotor anzuwenden, um eine konstante Fahrzeugbeschleunigung beim Starten des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand. von Ausführungsbeispielen, auf welche sie keinesfalls eingeschränkt ist, sowie der begleitenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Hybridfahrzeugs
2 eine Drehmomentauftragung eines erfindungsgemäßen Elektromotors
3 einen regenerativer Drehmomentverlauf für ein Bremsereignis entsprechend einer Steuerstrategie, die Elektromotorverluste mit einer erwarteten Drehmomentabgabe berechnet.
4 einen regenerativen Drehmomentverlauf für ein Bremsereignis entsprechend einer Steuerstrategie, die Elektromotorverluste bei einer aktuellen Drehmomentabgabe berechnet.
5A–5C Drehmomentdiagramme einer Getriebeabtriebswelle, einer Getriebeantriebswelle und eines Verbrennungsmotordrehmoments bzw. eines Elektromotor- Drehmoments während des Hochschaltens gemäß einer Steuerstrategie, die Elektromotorverluste bei einer aktuellen Drehmomentabgabe berechnet,
6A–6C Drehmomentdiagramme einer Getriebeabtriebswelle, einer Getriebeantriebswelle und des Verbrennungsmotordrehmoments bzw. des Elektromotor-Drehmoments beim Hochschalten nach einer Steuerstrategie, die Elektromotorverluste bei einer erwarteten Drehmomentabgabe berechnet; und
7 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Steuerstrategie.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Selbstverständlich sind die offenbarten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft, wobei andere Ausführungsbeispiele verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; so können einige Merkmale vergrößert oder verkleinert sein, um Details einzelner Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionale Details, die hierin offenbart sind, nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis zur Unterrichtung zu betrachten. Wie dem Fachmann offensichtlich, können verschiedene unter Bezug auf irgendeine Figur dargestellte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsbeispiele zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Merkmalskombinationen sind repräsentative Ausführungsbeispiele für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale nach den Lehren dieser Offenbarung können für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
In 1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 1 zeigt repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 weist einen Antriebsstrang 12 auf. Der Antriebsstrang 12 umfasst einen Verbrennungsmotor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als modulares Hybridgetriebe (MHT) bezeichnet werden kann. Wie weiter unten detaillierter beschrieben wird, umfaßt das Getriebe 16 einen Elektromotor, wie einen Elektromotor/Generator (M/G) 18; eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Dreh-momentwandler 22 und ein mehrstufiges Automatik- oder Schaltgetriebe 24.
Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebe für das HEV 10. Der Verbrennungsmotor 14 stellt allgemein die Energiequelle dar, die einen Verbrennungsmotor, wie einen Benzin-, Diesel- oder Erdgasmotor oder eine Brennstoffzelle umfassen kann. Der Verbrennungsmotor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Trennkupplung 26 zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 zumindest teilweise eingekuppelt ist. Das M/G 18 kann durch beliebige Elektromotortypen implementiert werden. Bspw. kann das M/G 18 ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Leistungselektronik passt Gleichstrom (DC) von der Batterie 20 an die Anforderungen des M/G 18 an, wie nachfolgend beschrieben. Bspw. kann die Leistungselektronik dem M/G 18 Dreiphasen-Wechselstrom (AC) liefern.
Wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist, ist Energiefluss vom Verbrennungsmotor 14 zum M/G 18 oder vom M/G 18 zum Verbrennungsmotor 14 möglich. Bspw. kann die Trennkupplung 26 eingekuppelt sein und der M/G 18 als Generator arbeiten, um die von einer Kurbelwelle 28 und der M/G-Welle 30 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert werden soll. Die Trennkupplung 26 kann ausgekuppelt werden, um den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu trennen, so dass der M/G 18 als alleinige Antriebsquelle für den HEV 10 dienen kann. Eine Welle 30 erstreckt sich durch den M/G. Der M/G 18 ist kontinuierlich betrieblich mit der Welle 30 verbunden, während der Verbrennungsmotor 14 nur dann mit der Welle 30 betrieblich verbunden ist, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist somit mit dem Verbrennungsmotor 14 verbunden, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingekuppelt ist. Der Drehmomentwandler 22 enthält ein an der Welle 30 angebrachtes Flügelrad und eine an einer Getriebeantriebswelle 32 angebrachte Turbine. Der Drehmomentwandler 22 bewirkt hydraulisch eine Kupplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeantriebswelle 32, wenn das Flügelrad/Laufrad sich schneller dreht als die Turbine. Die Größe des Turbinendrehmomentes und des Laufradmoments hängen im allgemeinen von den Relativgeschwindigkeiten ab. Wenn das Verhältnis der Flügelradgeschwindigkeit zur Turbinendrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Flügelraddrehmoments. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann vorgesehen sein, welche, wenn sie eingekuppelt ist, das Laufrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch koppelt, was eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann als Startkupplung betrieben werden, um sanften Fahrzeugstart zu ermöglichen. Alternativ oder in Kombination damit kann eine Startkupplung ähnlich der Trennkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Getriebe 24 für Anwendungen vorgesehen sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 enthalten. Bei einigen Anwendungen wird die Trennkupplung 26 allgemein als stromaufwärtige Kupplung und die Startkupplung 34 (die eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung sein kann) im allgemeinen als stromabwärtige Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) umfassen, die selektiv in verschiedenen Übersetzungsverhältnissen durch selektiven Eingriff von Friktionselementen, wie Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), angeordnet werden, um die gewünschten mehrstufigen Antriebsverhältnisse oder -stufen herzustellen. Die Friktionselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen der Getriebeabtriebswelle 38 und der Getriebeantriebswelle 32 zu steuern. Das Getriebe 24 wird automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen basierend auf verschiedenen unterschiedlichen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, wie bspw. eine Antriebsstrang-Steuerung (PCU), geschaltet. Das Getriebe 24 liefert dann ein Antriebsstrangabtriebsdrehmoment an die Abtriebswelle 38. Die Abtriebswelle 38 kann mit einem Antriebsstrang 37 (z. B. einer Antriebswelle und Universalgelenken) verbunden sein, der die Abtriebswelle 38 mit dem Differenzial 40 verbindet.
Selbstverständlich ist das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendete hydraulisch gesteuerte Getriebe 24 nur ein Beispiel für eine Getriebe- oder Getriebeanordnung; wobei jedes Mehrstufengetriebe, das Eingangsdrehmoment (e) von einem Elektromotor und / oder einem Verbrennungsmotor akzeptiert und dann ein Drehmoment an eine Abtriebswelle in den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen liefert, für den Einsatz in den Ausführungsbeispielen akzeptabel. Bspw. kann das Getriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT) implementiert werden, das einen oder mehrere Servomotoren zum Umsetzen / Drehen von Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene umfasst, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu wählen. Wie Fachleuten bekannt, kann ein AMT bspw. in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie im repräsentativen Ausführungsbeispiel von 1 gezeigt, kann die Abtriebswelle 38 mit einem Antriebsstrang 37 verbunden sein, der die Abtriebswelle 38 mit dem Differenzial 40 verbindet. Das Differenzial 40 treibt ein Paar Räder 42 über die jeweiligen Achsen 44 an. Das Differenzial 40 überträgt annähernd gleiches Drehmoment auf jedes Rad 42, während es geringfügige Geschwindigkeitsunterschiede erlaubt, bspw. wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt. Verschiedene Typen Differenzialgetriebe oder ähnliche Vorrichtungen können verwendet werden, um Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung bspw. in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsart oder -bedingung variieren.
Der Antriebsstrang 12 enthält ferner eine zugeordnete Steuerung 50, bspw. eine Antriebsstrang Steuerung (PCU). Obwohl die Steuerung 50 als Steuergerät dargestellt ist, kann sie auch Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie bspw. eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) und eine Hochspannungsbatteriesteuerung (BECM). Selbstverständlich können die Antriebsstrang-Steuerung 50 und eine oder mehrere andere Steuerungen zusammenfassend als "Steuerung" bezeichnet werden, die verschiedene Stellglieder in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie Start / Stopp des Verbrennungsmotors 14, Betätigen des M/G 18, um ein Raddrehmoment zu liefern oder die Batterie 20 zu laden, Auswahl oder zeitliche Steuerung des Gangwechsels, etc. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder Zentraleinheit (CPU), die mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speicher oder Medien verbunden ist, umfassen. Computer lesbare Speicher oder Medien können volatile und nicht-volatiles Speicher in read-only Speichern (ROM); random-access-Speichern (RAM) und einen Keep-Alive-Speicher (KAM) umfassen. KAM ist ein permanenter oder nicht-transienter Speicher, der eingesetzt werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, wenn die CPU ausgeschaltet wird. Computerlesbare Speicher oder Medien können unter Verwendung irgendeiner Anzahl bekannter Speichervorrichtungen, wie z. B. PROMs (programmierbarer Festwertspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder irgendwelcher anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die Daten speichern können, implementiert werden, von denen einige ausführbare Befehle repräsentieren, die von der Steuerung beim Steuern des Verbrennungsmotors, der Traktionsbatterie, des Getriebes oder anderer Fahrzeugsysteme verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit verschiedenen Verbrennungsmotor- / Fahrzeugsensoren und Stellvorrichtungen über eine Eingabe / Ausgabe-Schnittstelle (I / O-Schnittstelle), die als eine einzige integrierte Schnittstelle vorgesehen werden kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalaufbereitung, -verarbeitung und / oder -umwandlung, Schutz gegen Kurzschlüsse und dgl. bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie allgemein im repräsentativen Ausführungsbeispiel von 1 dargestellt, kann die Steuerung 50 Signale an und/oder vom Verbrennungsmotor 14, der Trennkupplung 26, dem M/G 18, der Startkupplung 34, dem Getriebe 24 und der Leistungselektronik 56 senden. Obwohl nicht ausführlich erläutert, sind dem Fachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten geläufig, die von der Steuerung 50 in jedem der oben identifizierten Subsysteme 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 Steuerung ausgeführt wird, eingeschlossen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, -rate und -dauer, Drosselklappenstellung, Zündkerzenzündzeitpunkt (für gezündete Motoren); Einlaß-/Auslaßventil-Zeitsteuerung und -dauer, Front-Zusatz-Antriebs(FEAD)-Komponenten wie etwa eine Lichtmaschine, ein Klimaanlagenkompressor, Batterieladen, regeneratives Bremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für die Trennkupplung 26, die Startkupplung 34, das Getriebe 24 und dgl.. Sensoren, die über die I / O-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um bspw. den Aufladedruck des Turboladers, die Kurbelwellenposition (PIP), die Motordrehzahl (RPM), die Raddrehzahlen (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Ansaugkrümmerdruck (MAP), die Gaspedalposition (PPS), die Zündschalterstellung (IGN), die Drosselklappenstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Abgassauerstoff (EGO) oder die Konzentration einer anderen Abgaskomponente- oder -anwesenheit, den Einsaugluftfluß (MAZ), Getriebegang, -übersetzung oder Betriebsart, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebe-Turbinen-Drehzahl (TS), Status der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 (TCC), Verzögerung oder Schaltmodus (MDE) anzugeben.
Die von der Steuerung 50 ausgeführte Steuerlogik oder -Funktionen können durch Flussdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Die Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und / oder Logiken bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking, Multi-Threading und dgl., implementiert werden können. Als solche können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Sequenz parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl nicht immer explizit dargestellt, erkennt der Fachmann, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können. In ähnlicher Weise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern ist zur leichteren Darstellung und Beschreibung angegeben. Die Steuerlogik kann in erster Linie in Software implementiert sein, die von einer mikroprozessorbasierenden Fahrzeug-, Motor- und / oder Antriebsstrang-Steuerung, wie der Steuerung 50, ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in Software, Hardware oder einer Kombination von Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen abhängig von der jeweiligen Anwendung implementiert sein. Wenn die Steuerlogik in Software implementiert ist, kann die Steuerlogik in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien mit gespeicherten Daten bereitgestellt werden, die Code oder Befehle darstellen, die von einem Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Untersysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien können eine oder mehrere bekannte physikalische Einrichtungen umfassen, die einen elektrischen, magnetischen und / oder optischen Speicher verwenden, um ausführbare Befehle und dazugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dgl. zu erhalten.
Ein Gaspedal 52 wird vom Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um einen Drehmoment-, Leistungs- oder Antriebsbefehl zum Antrieb des Fahrzeugs abzusetzen. Das Gaspedal 52 kann einen Pedalpositionssensor umfassen. Im Allgemeinen veranlaßt Drücken und Loslassen des Pedals 52, dass der Pedalsensor ein Gaspedal-Positionssignal erzeugt, das von der Steuerung 50 als Forderung nach zunehmender oder abnehmender Leistung interpretiert werden kann. Die Steuerung 50 steuert zumindest während der Eingabe vom Gaspedal ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 14 und / oder des M/G 18 an. Die Steuerung 50 steuert auch den Zeitpunkt des Gangschaltens im Getriebe 24 sowie das Ein- und Auskuppeln der Trennkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34. Wie die Trennkupplung 26, kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 über einen Bereich zwischen den eingekuppelten und ausgekuppelten Positionen moduliert werden. Dies führt zu einem variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kopplung zwischen dem Flügelrad und der Turbine erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 eingekuppelt oder ausgekuppelt betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus abhängig von der jeweiligen Anwendung zu verwenden.
Um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 14 zu fahren, ist die Trennkupplung zumindest teilweise in Eingriff, um zumindest einen Teil des Verbrennungsmotordrehmoments durch die Trennkupplung 26 zum M/G 18 zu übertragen und dann vom M/G 18 über den Drehmomentwandler 22 und das Getriebe 24. Wenn der Verbrennungsmotor 14 alleine das Drehmoment bereitstellt, das für den Fahrzeugantrieb benötigt wird, kann dieser Betriebsmodus als "Verbrennungsmotormodus", "Nur-Verbrennungsmotor-Modus" oder "mechanischer Modus" bezeichnet werden.
Der M/G 18 kann den Verbrennungsmotor 14 unterstützen, indem er zusätzliche Energie zum Drehen der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als„Hybridmodus", „Verbrennungsmotor/Elektromotormodus" oder „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als einziger Energiequelle anzutreiben, bleibt der Kraftfluss der gleiche, außer dass die Trennkupplung 26 den Verbrennungsmotor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Die Verbrennung im Verbrennungsmotor 14 kann währenddessen eingestellt oder in anderer Weise ausgestellt werden, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie über die Verkabelung 54 an die Leistungselektronik 56, die bspw. einen Wechselrichter und einen Gleichspannungswandler aufweisen kann. Die Leistungselektronik 56 transformiert die Gleichspannung der Batterie 20 in eine vom M/G 18 verwendbare Wechselspannung. Die Steuerung 50 befiehlt der Leistungselektronik 56, die Spannung von der Batterie 20 in Wechselspannung umzuwandeln, die dem M/G 18 zugeführt wird, um der Welle 30 ein positives (z. B. antreibendes) oder negatives (z. B. regeneratives) Drehmoment zu liefern. Diese Betriebsart kann als "rein elektrischer Betrieb", "EV-(Elektrofahrzeug-)Betrieb" oder "Elektromotorbetrieb" bezeichnet werden.
In jeder Betriebsart kann der M/G 18 als Motor wirken und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 liefern. Alternativ kann, um eine Antriebskraft für den Antriebsstrang bereitzustellen, der M/G 18 als Generator wirken und kinetischer Energie vom Antriebsstrang 12 umwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Das M/G 18 kann als Generator wirken, während der Verbrennungsmotor 14 die Antriebsenergie für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann in Zeiten regenerativen Bremsens zusätzlich als Generator wirken, wobei Rotationsenergie der sich drehenden Räder 42 durch das Getriebe 24 rückgeführt und zur Speicherung in der Batterie 20 in elektrische Energie umgewandelt wird.
Selbstverständlich ist der in 1 dargestellte Schaltplan lediglich beispielhaft und soll nicht einschränkend sein. Andere Konfigurationen sind vorstellbar, die einen selektiven Einsatz sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Elektromotors verwenden, um durch das Getriebe zu übertragen. Bspw. kann der M/G 18 von der Kurbelwelle 28 getrennt sein und ein zusätzlicher Elektromotor zum Start des Verbrennungsmotors vorgesehen sein und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebe 24 vorgesehen sein. Es können auch andere Konfigurationen in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Das Fahrzeug 10 kann Drehmoment an eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten liefern, wobei ein vom Verbrennungsmotor 14, dem M/G 18 oder einer Kombination des Verbrennungsmotors und des M/G erzeugtes Drehmoment verwendet wird. Zum Beispiel wird ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs durch eine Kombination des Verbrennungsmotors 14 und des M/G 18 erfüllt. Um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (oder eine andere Drehmomentanforderung) zu liefern, muß die Steuerung 50 das verfügbare Drehmoment des Motors und des M/G genau vorhersagen, um sicherzustellen, dass der Antriebsstrang tatsächlich das angeforderte Drehmoment liefern kann. Dies ist für das M/G 18 wichtiger als für den Verbrennungsmotor 14, da das M/G typischerweise weniger verfügbares Drehmoment als der Verbrennungsmotor hat.
Die Drehmomentgrenzen des M/G 18 – sowohl der Maximalgrenzwert (auch Antriebsdrehmoment und positives Drehmoment genannt) als auch der Minimalgrenzwert (auch als regeneratives Drehmoment und negatives Drehmoment bekannt) – sind eine Funktion der Beschränkungen der Mechanik und der verfügbaren Batterieleistung, die für elektrische Verluste des M/G korrigiert ist. Somit hat das M/G 18 ein mechanisches Drehmomentlimit („ mechanisches Limit ") und eine Batterieleistungsgrenze einschließlich elektrischer Verluste („Batterielimit"). Das M/G 18 kann immer durch das mechanische Limit oder das Batterielimit in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen limitiert sein.
Die mechanischen Grenzen ((τ^m _max oder τ^m _min) des M/G 18 sind mindestens eine Funktion der M/G Geschwindigkeit und der elektrischen Spannung. In 2 ist eine beispielhafte Drehmomentkurve 60 gezeigt. Die y-Achse ist das Drehmoment in Newtonmetern (Nm) und die x-Achse ist die M/G-Geschwindigkeit in Bogenmaß/sec. Der Beispiel M/G weist für einen ersten Bereich M/G-Geschwindigkeiten 62 ein generell konstantes maximales und minimales Drehmoment auf. Nach den ersten Drehzahlbereichen nehmen das maximale und das minimale Drehmoment stark ab, wenn die M/G-Geschwindigkeit
zunimmt. Das Fahrzeug 10 kann eine oder mehrere Drehmomentkurven, ähnlich der Drehmomentkurve 60, in einer oder mehreren Nachschlagetabellen im Kraftfahrzeugspeicher speichern und die Drehmomentdaten aus dem Speicher abrufen, wenn dies erforderlich ist
Die Batteriegrenzen (τ^b _max oder τ^b _min) sind eine Funktion der Traktionsbatterie-leistungsgrenze plus/minus M/G-Verluste. Die Batterieleistungsgrenze ist eine Funktion mindestens des Ladezustands (SOC) und der Batterietemperatur. Die Batterieleistungsgrenzen können in einer oder mehreren Nachschlagetabellen gespeichert werden, auf welche die Steuerung 50 zugreifen kann. Die M/G-Verluste sind eine Funktion des M/G-Drehmoments: Wenn das M/G-Drehmoment zunimmt, neigen auch die M/G-Verluste zur Zunahme. Die maximalen und minimalen Batterielimits können mit den Gleichungen 1 und. 2 berechnet werden:
wobei P_Dchrg and P_Chrg Entlade- und Lade-Traktionsbatterie-Leistungsgrenzen sind, ω die M/G-Geschwindigkeit und f^map(τ, ω) oder P mtr / loss die M/G-Verlustleistung beim aktuellen M/G-Drehmoment und -Geschwindigkeit ist.
Die maximalen und minimalen M/G-Drehmomentgrenzen werden durch die mechanischen Grenzen oder die Batterielimits begrenzt. Gleichung 3 dient zur Bestimmung der maximalen Drehmomentgrenzen (τ_max) und Gleichung 4 zur Bestimmung der minimalen Drehmomentgrenzen (τ_min): τ_max = minimum(τ^b _max, τ^m _max) (3) τ_max = maximum(τ^b _min, τ^m _min) (4)
Das Fahrzeug 10 kann auf das Drehmoment vom M/G 18 zurückgreifen, um mehrere Aufgaben einschließlich Motorstart, Drehmomentänderung während Gangwechseln und regeneratives Bremsen zu lösen. Vor Durchführung dieser Aufgaben berechnet die Steuerung 50 eine Drehmomentaufteilung zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 (zwischen 100% M/G und 100% Verbrennungsmotor). Um die Kraftstoffökonomie zu maximieren, kann die Steuerung 50 maximal verfügbares Drehmoment vom M/G 18 anfordern, um die Arbeitsbelastung des Verbrennungsmotors 14 zu reduzieren. Die Drehmomentaufteilung wird zu einem Zeitpunkt vor der durchgeführten Aufgabe berechnet, obwohl es nur msec davor sind. Wenn die Steuerung 50 das verfügbare Drehmoment des Verbrennungsmotors oder des M/G überschätzt, kann die Aufgabe schlecht oder überhaupt nicht gelöst werden (d. h. eine fehlgeschlagene Aufgabe). Daher ist es wichtig, dass die Steuerung 50 die Drehmomentgrenzen des M/G genau voraussagt. Ungenaue Berechnungen des verfügbaren Drehmoments des M/G sind in MHT-Antriebssträngen (d.h. Topologien, bei denen sich der M/G und der Verbrennungsmotor auf der gleichen Welle befinden, die Drehmoment an ein gestuftes Getriebe liefert) besonders problematisch, weil das M/G weniger Drehmoment als der Verbrennungsmotor hat, dennoch wird das M/G aufgefordert, die normalerweise vom Verbrennungsmotor durchgeführten Operationen durchzuführen. Eine konservative Schätzung der M/G-Verluste, um das verfügbare Drehmoment des M/G zu berechnen, ist keine praktikable Option, da es den Arbeitszyklus des Motors unnötig verlängert und die Vorteile der elektronischen Unterstützung des M/G reduziert. Um die potenziellen Vorteile des MHT-Antriebsstrangs zu maximieren, wird der M/G 18 angewiesen, sein maximal verfügbares Grenz-Drehmoment zur Reduktion der Verbrennungsmotorauslastung bereitzustellen.
MHT-Fahrzeuge unterscheiden sich von anderen Hybridtopologien (wie z. B. Leistungsteilung) dadurch, dass die M/G-Drehmomentgrenzen in der Regel deutlich unter den Verbrennungsmotordrehmomentgrenzen liegen. Trotz dieser Drehmomentdifferenz ist es erwünscht und erwartet, dass der M/G 18 Antriebsstrangoperationen wie die Drehmomentmodulation während des Gangschaltens durchführt, was normalerweise durch den Verbrennungsmotor 14 erreicht würde. Daher wird die Steuerung 50 in MHT-Fahrzeugen versuchen, einen nahezu maximalen (oder minimalen) Drehmomentbetrag vom M/G 18 einzusetzen und die Drehmomentaufteilung basierend auf diesem Drehmoment zu berechnen. Bei anderen Hybridtopologien, wie z. B. Leistungsverzweigung, haben der Verbrennungsmotor und der Elektromotor eine ähnlichere Drehmomentbefähigung und die Berechnung einer konservativen Motor-Drehmomentgrenze, die jeden Betrieb abdeckt, ist ausreichend.
Da die M/G-Leistungsverluste eine Funktion des M/G-Drehmoments sind, ändern sich die Verluste dynamisch, wenn sich die Drehmomentabgabe des M/G ändert. Das Berechnen von M/G-Verlusten auf Basis des aktuellen M/G-Drehmoments kann zu einer Überschätzung der maximalen und Unterschätzung der minimalen M/G-Drehmomentgrenzen aufgrund der geringeren M/G-Verluste beim aktuellen Drehmomentniveau gegenüber dem zukünftigen Drehmomentniveau führen. Dies führt dazu, dass das M/G entweder das zuvor berechnete Drehmoment nicht bereitzustellen oder nicht vollständig das potentiell verfügbare Drehmoment vom M/G anwenden kann. Wenn das M/G das zuvor berechnete Drehmoment nicht liefern kann oder das verfügbare M/G-Drehmoment vollständig anwenden kann, werden Fahrzeugoperationen (wie Motorstart, Drehmomentänderung während Schaltvorgängen und regeneratives Bremsen) unbefriedigend oder überhaupt nicht durchgeführt. Wie oben erwähnt, ist eine konservative Schätzung der Verluste keine praktikable Option. Somit muss die Steuerung 50 die erwarteten Drehmomentgrenzen des M/G für das zukünftige Ereignis genau auf der Grundlage der zukünftigen Verluste, die bei der erwarteten Drehmomentgrenze auftreten werden, berechnen.
Nachfolgend werden drei Beispiele von Aufgaben aufgeführt, die Probleme im Zusammenhang mit der Überschätzung der Drehmomentgrenzen beleuchten. Das erste Beispiel ist beim regenerativen Bremsen, das zweite Beispiel ist die Gangschaltungs-Modifikation, und das dritte Beispiel ist der Motorstart.
In Beispiel 1 arbeitet das M/G 18 während regenerativen Bremsen als Generator und legt ein negatives Drehmoment (d.h. direkt entgegegen der Kurbelwellendrehung) an die Welle 30 an, um die kinetische Energie des Antriebsstranges in elektrische Energie umzuwandeln, um die Traktionsbatterie 20 wieder aufzuladen. In Reaktion auf die Fahrzeugbremsung berechnet die Steuerung 50 eine Aufteilung des Bremsens zwischen dem M/G 18 und den Friktionsbremsen.
3 zeigt eine Drehmomentauftragung für den M/G 18 und die Friktionsbremsen, wenn die M/G-Drehmomentgrenzen korrekt vorhergesagt werden. Die y-Achse ist das Drehmoment und die x-Achse die Zeit. Vor dem Zeitpunkt T1 bewegt sich das Fahrzeug vorwärts und das M/G liefert ein konstantes positives Drehmoment 70. Als Reaktion auf das Fahrzeugbremsen berechnet die Steuerung 50 eine Bremsaufgabenteilung zwischen dem M/G 18 Und die Friktionsbremsen. Zum Zeitpunkt T1 werden die Friktionsbremsen eingesetzt und der M/G 18 beginnt mit dem Übergang von der Bereitstellung eines positiven Drehmoments zur Bereitstellung eines negativen Drehmoments. Der M/G-Drehmomentverlauf enthält einen Übergangsbereich 72, der zwischen der positiven Phase beständigen Drehmoments 70 und der negativen Phase beständigen Drehmoments 74 definiert ist. Während der M/G schnell von der positiven beständigen Phase 70 in die negative beständige Phase schaltet, ist die Änderungsrate des Drehmoments innerhalb des Übergangsbereichs 72 nicht konstant. Um einen abrupten Schaltvorgang zu verhindern, wenn das M/G von positivem Drehmoment auf negatives Drehmoment schaltet, enthält der Übergangsbereich 72 eine Spiel-Phase 76 und eine Mischphase 78. Die Spiel-Phase 76 ist als Zeitraum definiert, währenddessen die Drehmomentänderungsgeschwindigkeit vordefiniert ist und die eine Zeitspanne umfasst, in der die Zahnradzähne des Antriebsstrangs sich an die Fahrzeuggetriebe-Gegenflächen anlegen. In der dargestellten Auftragung beginnt die Spiel-Phase zum Zeitpunkt T2 und endet zum Zeitpunkt T3. Durch die geringe Änderungsrate des Drehmoments während der Spiel-Phase 76 können die Zahnräder weicher ineinandergreifen und neu aufeinander einpassen, als wenn eine kontinuierlich große Drehmomentänderung kontinuierlich zwischen den stationären Phasen vorgesehen wäre. Die Mischphase 78 ist zwischen der Spiel-Phase 76 und der negativen steady-state Phase 74 definiert. Die Mischphase 78 beginnt am Ende der Spiel-Phase (Zeitpunkt T3) und endet zu Beginn der beständigen Phase (Zeit T4). Die Änderungsrate des Drehmoments während der Mischphase 78 ist viel größer als die Änderungsrate des Drehmoments während der Spielphase 76. Idealerweise ist die Änderungsrate des Drehmoments während der Mischphase 78 konstant. Der Begriff „konstant“ soll hierin als innerhalb von 3% eines Befehlswertes ausgelegt oder verstanden werden. Anmerkung: Die Zahlen der Tabelle sind nur ein Beispiel und nicht beschränkend.
4 zeigt eine Drehmomentauftragung für den M/G und die Friktionsbremsen, wenn die M/G-Drehmomentgrenzen auf Grundlage des aktuellen M/G-Drehmoments berechnet werden. 4 zeigt einige mögliche Defizite solcher Kontrollstrategien. In dem Beispiel von 4 befindet sich die Traktionsbatterie bei oder unter minus –17,77 °C (0°F)). Vor dem Zeitpunkt T1 bewegt sich das Fahrzeug vorwärts entlang einer Straße und das M/G liefert positives Drehmoment 90. Als Reaktion auf Fahrzeugbremsen zum Zeitpunkt T1 berechnet die Steuerung eine Drehmomentaufteilung zwischen dem M/G und den Friktionsbremsen.
Zum Zeitpunkt T1 stellte die Steuerung fest, dass 120 Nm Gesamtbremsmoment vom Fahrer angefordert werden. Um regeneratives Bremsen zu maximieren, versucht die Steuerung, möglichst viel von den 120 Nm Bremsmoment mit dem M/G zu liefern. Die regenerative Bremsmomentkapazität des M/G wird entweder durch die mechanischen Drehmomentgrenzen des M/G oder der Batterieleistungsdrehmomentgrenzen begrenzt. Bei vielen Betriebsbedingungen sind die mechanischen Grenzen und die Batteriegrenzen ähnliche Werte, jedoch befindet sich in diesem Beispiel die Batterie bei oder unter 17,7°C (0 ° F), was bewirkt, dass die Batteriegrenzen (τ^b _min,) größer sind (d.h. Weniger negativ) als die mechanischen Grenzen (τ^m _min). Wie oben diskutiert, wird τ^b _min, unter Verwendung von Gleichung 2 berechnet. In diesem Beispiel rechnet die Steuerung unter Verwendung des aktuellen M/G-Drehmoments von 50 Nm zum Zeitpunkt T1. Unter Verwendung des aktuellen M/G-Drehmoments (50 Nm) zur Berechnung der Batterielimits stellt die Steuerung fest, dass der M/G –60 Nm Drehmoment liefert und weist den Friktionsbremsen –60 Nm Drehmoment zu.
4 zeigt das berechnete M/G-Drehmoment, das aktuelle M/G-Drehmoment und das Drehmoment der Friktionsbremsen für ein beispielhaftes Bremsereignis. Da die Batteriegrenzen beim aktuellen M/G-Drehmoment (50 Nm) und nicht mit dem erwarteten Drehmoment berechnet wurden, ist die in die Batterie übertragene Leistungsmenge nicht maximiert. Die tatsächliche Leistung, welche der Batterie übertragen wurde, ist geringer als die Akkuladungsgrenzen. Dies liegt daran, dass die M/G-Verluste als absolutes M/G-Drehmoment von 50 Nm auf 60 Nm ansteigen. Sobald das M/G-Drehmoment um –50 Nm zurückgegangen ist, überschritten die M/G-Verluste die Verluste, die zur Berechnung des gewünschten –60 Nm M/G-Drehmoments verwendet wurden. Dies führte zu einer Unterschätzung des vom M/G-angeforderten Drehmoments. Bei T4 berechnet die Steuerung die Batteriegrenze unter Verwendung des aktuellen Motordrehmoments (–60Nm) neu und stellt fest, daß der M/G –70 Nm Drehmoment liefern und den Friktionsbremsen –50 Nm Drehmoment zuweisen könne. Dadurch weist die Mischphase 96 mehrere Änderungsraten auf, im Gegensatz zur Mischphase 78, die von Anfang bis Ende eine konstante Änderungsgeschwindigkeit aufweist.
Zum Zeitpunkt T1 werden die Friktionsbremsen betätigt und der M/G beginnt mit dem Übergang von der Bereitstellung eines positiven Drehmoments von 50 Nm zur Lieferung eines negativen Drehmoments von –70 Nm, der berechneten steady-state Drehmomentphase 100. Das M/G-Drehmoment-Diagramm 91 weist einen Übergangsbe-reich 93, der zwischen der positiven Drehmoment-Steady-State-Phase 90 und der negativen Drehmoment-Steady-State-Phase definiert ist, auf. Der Übergangsbereich 93 umfasst eine Spiel-Phase 94 ähnlich der Spiel-Phase 76 von 3. Der Übergangsbereich 93 umfasst auch eine Mischphase 96, die durch die Spiel-Phase 94 und die Steady-State-Phase begrenzt ist. Idealerweise weist die Mischphase eine konstante Drehmomentänderung auf. Aber im Beispiel von 4 weist die Mischphase 96 ein erstes Segment 97 mit einer ersten Drehmomentänderungsrate und ein zweites Segment 98 mit einer zweiten Drehmoment-änderungsrate auf. Das erste Segment 97 liegt zwischen den Zeiten T3 und T4 und das zweite Segment 98 zwischen den Zeiten T4 und T5. Das erste Segment 97 stimmt mit der berechneten Mischphase überein, die so berechnet wurde, dass sie sich zwischen dem Ende der Spiel-Phase 94 und dem Beginn der stationären Phase 100 erstreckt. Beginnend mit dem Zeitpunkt T4 wird das vom M/G-angeforderte Drehmoment unter Verwendung der aktuellen M/G-Verluste berechnet, was zu einer geringeren Drehmomentforderung an M/G führt. Wenn die Steuerung das angeforderte M/G-Drehmoment auf Grundlage von sich ändernden M/G-Drehmomentverlusten einstellt, verringert sich die Änderungsrate des Drehmoments auf die durch das zweite Segment 98 repräsentierte. Das zweite Segment 98 (und die Mischphase insgesamt) endet, wenn der M/G sein Limit erreicht, die den Beginn der stationären Phase 100 markiert. Als Reaktion auf die verringerte (d.h. negativere) Drehmomentabgabe des M/G führt die Steuerung eine Anpassung 106 des Friktionsbremsdrehmoments in Antwort auf die Änderung des regenerativen M/G-Drehmoments durch. Während die Steuerung das Friktionsbremsdrehmoment einstellen kann, um das falsch berechnete M/G-Rückgewinnungsdrehmoment auszugleichen, kann der Fahrer des Fahrzeugs ein reduziertes Bremsverhalten während der Einstellung fühlen. Dies kann unbefriedigend sein.
Vergleicht man die 3 und 4, so ist ersichtlich, dass die Berechnung der Drehmomentgrenzwerte auf Basis des erwarteten M/G-Drehmoments (gegenüber dem aktuellen M/G-Drehmoment) ein konstantes Friktionsbremsdrehmoment ermöglicht. Die Mischphase weist eine konstante Änderungsgeschwindigkeit auf und hat keinen Einstellabschnitt Dies kann dem Fahrer ein besseres Bremsgefühl vermitteln. Im Beispiel der 3 befindet sich die Traktionsbatterie bei oder unter –17,77°C (0 ° F). Als Reaktion auf das Fahrzeugbremsen stellt die Steuerung fest, dass 120 Nm Bremsen durch den Fahrer angefordert wurden. Anstatt die M/G-Grenzwerte beim aktuellen Drehmoment von 50 Nm zu berechnen, werden die M/G-Grenzwerte für ein erwartetes M/G-Drehmoment berechnet. Das erwartete M/G-Drehmoment kann die minimale Drehmomentgrenze sein, da es vorteilhaft ist, das Bremsen möglichst unter Verwendung des M/G durchzuführen. Der Steuerung berechnet dann die M/G-Verluste auf der Grundlage des minimalen Drehmoments und bestimmt korrekt, dass der M/G –70 Nm Drehmoment liefern könnte. Die Steuerung teilt sodann –50 Nm den Friktionsbremsen zu.
Eine korrekte Bestimmung der M/G-Grenzwerte gilt auch für den Betrieb des Getriebes. Bei einem Fahrzeug mit einem Stufengetriebe ist es häufig erwünscht, das Drehmoment auf die Getriebeantriebswelle zu reduzieren, während in einen höheren Gang geschaltet wird. Dieses Ereignis wird als Hochschaltdrehmomentreduktion bezeichnet. Das Verringern des Eingangsdrehmoments während des Schaltens läuft der Trägheit des Drehmoments entgegen, die andernfalls eine für den Fahrer wahrnehmbare Störung (z. B. eine Beschleunigung des Fahrzeugs) verursachte. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug wird eine Hochschaltdrehmomentreduktion erreicht, indem der Motorzündzeitpunkt (Benzinmotor) oder der Kraftstoff reduziert (Dieselmotor) wird. Bei einem Hybridfahrzeug, wie bspw. HEV 10, sind zwei Energiequellen am Eingang des Getriebes (z. B. dem Motor und dem M/G) angebunden. Jede Energiequelle kann verwendet werden, um den Drehmomentreduktionsbefehl auszuführen und somit muss die Steuerung bestimmen, welche Energiequelle in welcher Größe verwendet werden soll, um die Hochschaltdrehmomentreduktion zu erreichen.
Häufig ist erwünscht, den M/G zu verwenden, um den Drehmomentreduktionsbefehl bis zur M/G-Grenze auszuführen und dann den M/G mit dem Verbrennungsmotor zu ergänzen, wenn der Drehmomentreduktionsbefehl die Drehmomentgrenze des M/G übersteigt. Ähnlich dem obigen Beispiel führt in manchen Situationen die Berechnung der Drehmomentgrenze auf Grundlage des aktuellen Betriebsdrehmoments zur Unterschätzung der Drehmomentgrenze und der Unfähigkeit, das gesamte verfügbare M/G-Drehmoment zu verwenden, um das angeforderte Drehmoment bereitzustellen. Wenn dies auftritt, wird eine konstante Beschleunigung des Fahrzeugs nicht durch das Gangschalten aufrechterhalten.
5A bis 5C veranschaulichen eine Drehmomentauftragung für verschiedene Fahrzeugkomponenten während eines Getriebe-Hochschaltens vom ersten Gang zum zweiten Gang. Selbstverständlich sind die Lehren der 5A bis 5C auf jede Art von Hochschaltvorgang, wie z. B. vom dritten Gang zum vierten Gang, anwendbar und nicht auf 1–2 Gangschaltungen beschränkt. Der Begriff „erster Gang" bezieht sich hier auf den Gang des Getriebes mit dem höchsten Übersetzungsverhältnis und der Begriff „zweiter Gang" bezieht sich auf den Gang im Getriebe mit dem zweithöchsten Übersetzungsverhältnis. In diesem Beispiel werden die M/G-Drehmomentgrenzen auf Grundlage des aktuellen M/G-Drehmoments berechnet. Die 5A bis 5C zeigen einige potentielle Mängel solcher Steuerstrategien. In dem Beispiel befindet sich die Traktionsbatterie bei unter oder –17,77 °C (0°F).
Zeitpunkt T1 markiert den Beginn der 1–2 Gangschaltung. Zwischen der Zeit T1 und T2 ist die Drehmomentphase des Schaltvorgangs, bei der der ausgehende Kupplungsdruck verringert und der ankommende Kupplungsdruck erhöht wird. Das Trägheitsdrehmoment wird freigegeben, wenn sich das Übersetzungsverhältnis ändert. Die Zeit T2 markiert den Beginn der Trägheitsphase und die Zeit T3 das Ende der Trägheitsphase. Zum Zeitpunkt T2 gibt die Steuerung einen Drehmomentreduktionsbefehl aus, der ein verringertes Eingangswellendrehmoment anfordert, um das Trägheitsmoment auszugleichen. Vor der Zeit T2 ist der Drehmomentreduktionsbefehl inaktiv und kann bei einem außerhalb des Bereichs liegenden Wert gehalten werden. Der Drehmomentreduktionsbefehl wird während der Trägheitsphase aufrechterhalten und zum Zeitpunkt T3 inaktiviert, wo das Drehmoment der Eingangswelle auf den im zweiten Gang angeforderten Wert erhöht wird.
Wie oben erläutert, kann das verringerte Antriebswellendrehmoment entweder vom M/G und / oder vom Verbrennungsmotor geliefert werden. Es kann vorteilhaft sein, das M/G anstelle des Verbrennungsmotors zu verwenden, um das Antriebswellendrehmoment mög-lichst zu reduzieren. Der M/G kann die Drehmomentreduktion allein liefern, solange die erforderliche Drehmomentreduktion die M/G-Grenzen nicht überschreitet. Zum Zeitpunkt T1 beginnt der Schaltvorgang und die Steuerung berechnet die Drehmomentreduktion, die für den Ausgleich des Trägheitsdrehmoments benötigt wird. In diesem Beispiel verwendet der Steuerung das aktuelle Drehmomentniveau, um die Verluste zu berechnen; bestimmt, dass der M/G die erforderliche Drehmomentreduktion nicht allein bereitstellen kann und berechnet eine Drehmomentaufteilung zwischen dem M/G und dem Verbrennungsmotor. Da die Steuerung die Verluste beim aktuellen Drehmoment im Gegensatz zu einem erwarteten Drehmoment berechnet, schätzt die Steuerung die minimalen Drehmomentlimits des M/G. Zum Zeitpunkt T2 beginnt das M/G, der Getriebeantriebswelle ein negatives Drehmoment zuzuführen und der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors wird entsprechend dem Drehmomentreduktionsbefehl verzögert. Wenn das M/G zusätzliches Drehmoment liefert, nehmen die Verluste zu und zum Zeitpunkt T4 bestimmt die Steuerung, dass das M/G ein negativeres Drehmoment liefern könnte, und berechnet den Drehmomentreduktionsbefehl entsprechend neu. Zum Zeitpunkt T5 wird das M/G erhöht (vom negativer) zur tatsächlichen Verbrennungsmotorgrenze und das Verbrennungsmotordrehmoment wird entsprechend erhöht. Eine Instabilität 110 auf dem Abtriebswellendrehmoment tritt unmittelbar nach dem Zeitpunkt T2 aufgrund der Nachjustierung der Aufteilung des Drehmoments auf, welches durch den Verbrennungsmotor und den M/G an der Eingangswelle geliefert wird. Anders als ein ordnungsgemäß ausgeführtes Schalten, beim die Beschleunigung des Fahrzeugs während des gesamten Schaltvorgangs konstant ist, bewirkt die Unfähigkeit der Steuerung, das M/G-Drehmoment korrekt vorherzusagen, eines Fahrzeugbeschleunigung.
6A bis 6C veranschaulichen verschiedene Drehmomente während eines 1–2 Hochschaltens des Getriebes 16. Der Schaltvorgang beginnt zum Zeitpunkt T1 und endet zum Zeitpunkt T3. Die Drehmomentphase wird zwischen den Zeiten T1 und T2 definiert und die Trägheitsmomentphase wird zwischen den Zeiten T2 und T3 definiert. In diesem Beispiel werden die M/G-Verluste am erwarteten Drehmoment und nicht mit den aktuellen Drehmomentwerten berechnet. So bestimmt die Steuerung die M/G-Drehmomentgrenze richtig und berechnet eine Drehmomentaufteilung zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18. Zum Zeitpunkt T2 gibt die Steuerung einen Drehmomentreduktionsbefehl sowohl für den M/G 18 als auch für den Verbrennungsmotor 14 bis zum Zeitpunkt T3, wenn die Trägheitsdrehmomentphase endet.
Vergleicht man die 5B mit 6B, so enthält 5B ein unerwartet erhöhtes Eingangswel-lendrehmoment bei 112, während 6B dies nicht enthält. Im Beispiel der 6 reduziert sich das Antriebswellendrehmoment auf ein konstant verringertes Drehmoment 114, das während der gesamten Trägheitsphase auf einem konstanten (oder nahezu konstanten) Wert gehalten wird. Somit tritt keine Instabilität (vergleiche 5A und 6A) im Abtriebswellendrehmoment auf und das Fahrzeug hält während des Schaltens eine konstante Beschleunigung aufrecht.
Eine korrekte Bestimmung der M/G-Grenzwerte ist auch auf den Motorstart anwendbar. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeug 10 einen eigenen Startermotor zum Starten des Verbrennungsmotors 14 umfassen. Hier kann der Startermotor durch eine Hilfs-Niederspannungsbatterie versorgt werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann aber der M/G 18 zum Starten des Verbrennungsmotors 14 verwendet werden. Der M/G 18 kann den Verbrennungsmotor 14 durch Einkuppeln der Kupplung 26 starten und Drehmoment vom M/G 18 auf die Kurbelwelle des Motors übertragen, wodurch der Verbrennungsmotor angekurbelt wird. Der Verbrennungsmotor 14 weist ein Grenzdrehmoment (τ_eng) auf, welches das minimale Drehmoment repräsentiert, das zum Kurbeln des Motors erforderlich ist. Um den Verbrennungsmotor 14 zu starten, muß der M/G 18 wenigstens τ_eng liefern können. Vor dem Starten des Verbrennungsmotors arbeitet das Fahrzeug 10 in einem elektrisch betriebenen Modus, in dem der M/G 18 das gesamte vom Fahrer angeforderte Drehmoment liefert. Für einen sanften Motorstart muss das M/G 18 nicht nur das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, sondern auch τ_eng liefern können. Wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment plus τ_eng die M/G-Grenzen überschreitet, wird das Fahrzeug beim Schließen der Kupplung 26 bremsen, was zu einem unbefriedigenden Fahrerlebnis führt. Bei einigen Szenarien kann die Steuerung die M/G-Grenzwerte überschätzen, wenn die Steuerung die M/G-Grenzwerte auf Grundlage des aktuellen M/G-Drehmoments berechnet und das M/G das berechnete Drehmoment nicht liefern kann, was zum gleichen Ergebnis führt, wie soeben beschrieben. Um diesen unbefriedigenden Betrieb zu vermeiden, kann die Steuerung die M/G-Grenzen auf der Grundlage von Verlusten des erwarteten M/G-Drehmoments berechnen. Dadurch wird sichergestellt, dass das M/G das berechnete Drehmoment liefern kann.
Zum Beispiel arbeitet zum Zeitpunkt T1 das Fahrzeug 10 nur im elektrischen Modus und der Elektromotor 18 liefert das gesamte Antriebsdrehmoment. Die Traktionsbatterie 20 befindet sich bei oder unter –17°C (0ºF). Zum Zeitpunkt T2 fordert der Fahrer mehr Drehmoment an und in Reaktion darauf bestimmt die Steuerung, ob das M/G 18 das angeforderte Drehmoment liefern kann, oder der Verbrennungsmotor 14 gestartet werden muss. In diesem Beispiel wird das M/G 18 verwendet, um den Verbrennungsmotor 14 durch Einkuppeln der Kupplung 26 zu starten. Somit muß die Steuerung τ_eng (z. B. 120 Nm) dem Fahrerbedarfsdrehmoment hinzufügen, um zu bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 14 gestartet werden muss. Der Steuerung kann bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 14 gestartet werden muss, indem das maximale M/G-Drehmoment mit der Summe des vom Fahrer geforderten Drehmoments plus τ_eng verglichen wird. Das maximale M/G-Drehmoment ist kein konstanter Wert und ändert sich aufgrund vieler Parameter. Bei diesem Beispiel variiert das maximale M/G-Drehmoment auf Grundlage der elektrischen Leistungsverluste. Wie oben beschrieben, nehmen die elektrischen Leistungsverluste mit zunehmendem M/G-Drehmoment zu: eine Fehlberechnung der Leistungsverluste könnte zu einer Überschätzung des maximalen M/G-Drehmoments führen, was zu einer Verzögerung des Fahrzeugs während des Motorstarts führt. Wenn das Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet, berechnet die Steuerung zum Zeitpunkt T2 das maximale M/G-Drehmoment basierend auf dem Leistungsverlust an der Batteriegrenze und bestimmt korrekt das maximale M/G-Drehmoment (bspw. 220). Im Gegensatz dazu überschätzt ein Fahrzeug, das elektrische Leistungsverluste beim aktuellen Drehmomentniveau berechnet, das maximale M/G-Drehmoment (z. B. 240). Wenn das vom Fahrer geforderte Drehmoment zum Zeitpunkt T2 225 Nm beträgt, würde eine Steuerung (die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet) den Verbrennungsmotor starten, wenn das erforderliche Drehmoment von 225 Nm das maximale M/G-Drehmoment von 220 Nm übersteigt. Jedoch würde eine Steuerung, die einen Verlust basierend auf dem aktuellen M/G-Drehmoment berechnet, versuchen, das Drehmoment nur aufgrund des überschätzten maximalen M/G-Drehmoments mit dem M/G zu liefern. Hier würde das M/G nicht das vom Fahrer geforderte Drehmoment liefern, da 225 Nm das aktuelle maximale M/G-Drehmoment von 220 Nm übersteigt. Darüber hinaus hat das M/G keine Drehmomentkapazität zum Starten des Motors übrig. Somit muß ein Drehmoment, das für den Radantrieb geplant war, an den Verbrennungsmotor gesendet werden, was bewirkt, daß sich das Fahrzeug während des Verbrennungsmotorstarts verlangsamt, während ein Fahrzeug, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet, eine konstante Beschleunigung des Fahrzeugs während des Startens des Verbrennungsmotors aufrecht erhält.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf eine Steuerstrategie oder einen Algorithmus zum Betreiben des M/G 18 und anderer zugehöriger Komponenten gerichtet. 7 ist ein Flussdiagramm 200 zur Durchführung von drei verschiedenen Arten von Fahrzeugmodi: i) Verbrennungsmotorstart, ii) regeneratives Bremsen und iii) Drehmomentänderung für das Gangschalten. Bei der Operation 202 empfängt die Steuerung 50 die Ladungsleistungsgrenzen und / oder die Entladungsleistungsgrenzen vom Batteriemodul. Die Lade- und Entladegrenzen werden durch das Batteriemodul berechnet und sind eine Funktion mindestens des Batteriestatus und der Batterietemperatur. Im Betrieb 204 empfängt die Steuerung die mechanischen M/G-Drehmomentgrenzen (τ^m _max und τ^m _max) von der Steuerung. Bei der Operation 206 bestimmt die Steuerung, ob der Verbrennungsmotor gestartet wird. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, geht die Steuerung zum Betrieb 208 über und die Steuerung bestimmt, ob es ein fahrerinduzierter Start oder ein systembedingter Start ist. Fahrer-induzierte Starts können in Reaktion auf relative Drehmomentanforderungen des Fahrers, Beschleunigungs-Tip-in oder Leistungsanforderungen erfolgen. Systembedingtes Anlaufen des Verbrennungsmotors kann als Reaktion auf niedrigen Batterie-SOC, Fahrgastraumheizung, Katalysatortemperatur oder irgendeine andere Operation, die erfordert, dass der Verbrennungsmotor läuft, auftreten.
Wenn es ein vom Fahrer veranlaßter Start ist, übergeht die Steuerung den Betrieb 210 und die elektrischen Leistungsverluste werden auf Grundlage des maximalen mechanischen Drehmomentlimits zuzüglich eines kalibrierbaren Wertes berechnet. Die Einbeziehung des kalibrierbaren Wertes ist optional. Der kalibrierbare Wert berücksichtigt, wenn er inbegriffen ist, Variationen der verschiedenen Teile abhängig von Teil-zu-Teil und/oder liefert einen Fehlergrenzbereich in den Berechnungen. Die elektrischen Leistungsverluste sind eine Funktion des M/G-Drehmoments: Leistungsverluste nehmen im Allgemeinen mit steigendem M/G-Drehmoment zu. Die elektrische Verlustleistung kann als eine oder mehrere im Speicher gespeicherte Karten programmiert werden. Während des Betriebes 210 erhält die Steuerung den elektrischen Verlustleistungswert bei maximaler mechanischer Drehmomentgrenze und/oder empfängt diesen. Bei der Operation 214 wird unter Verwendung von Gleichung 1 die Steuerung τ^b _max unter Verwendung der Ladungsleistungsgrenzen aus der Operation 202 und des elektrischen Leistungsverlustwertes aus der Operation 210 berechnen. Als nächstes übergeht die Steuerung die Operation 216 und die Steuerung bestimmt das maximal verfügbare M/G-Drehmoment unter Verwendung der Gleichung 3.
Wenn es sich um einen vom Batteriemodul induzierten Start handelt, geht die Steuerung auf 212 über. Anders als bei vom Fahrer veranlassten Starts berechnet für batterieveranlaßte Starts die Steuerung die elektrischen Verluste auf Basis einer Summe der aktuellen Fahreranforderung zuzüglich eines kalibrierbaren Wertes. Der kalibrierbare Wert umfaßt das nominale Drehmoment, das zum Starten des Motors erforderlich ist, und enthält optional einen zusätzlichen Spielraum für Fehler. Der Steuerung berechnet dann τ^b _max und τ^m _max unter Verwendung der Gleichungen 1 bzw. 3 in den Operationen 214 und 216.
Wenn bei Betrieb 206 der Motor nicht startet, geht die Steuerung zum Betrieb 218 über, und die Steuerung bestimmt, ob regeneratives Bremsen angefordert wird. Die Steuerung kann dies durch Überwachen der Gaspedalposition oder der Bremspedalposition oder basierend auf der Drehmomentanforderung der Bremssteuerung bestimmen. Wenn regeneratives Bremsen angefordert wird, geht die Steuerung zum Betrieb 220 über und die Steuerung berechnet die elektrischen Verluste auf Grundlage des minimalen mechanischen Drehmomentlimits plus einem optionalen kalibrierbaren Wert. Wie oben erläutert, bestimmt die Steuerung die elektrischen Verluste durch Abrufen von Daten aus den Kar ten, die im Speicher gespeichert sind. Der Steuerung berechnet dann τ^b _min und τ^m _min unter Verwendung der Gleichungen 2 bzw. 4 bei den Operationen 214 und 216.
Wenn beim Betrieb 218 kein regeneratives Bremsen angefordert wird, geht die Steuerung zum Betrieb 222 über und die Steuerung bestimmt, ob die Drehmomentänderung zum Schalten angefordert wird. Im Betrieb 220 berechnet die Steuerung die elektrischen Verluste. Wenn das Getriebe hochschaltet, werden die elektrischen Verluste auf Grundlage des minimalen mechanischen Drehmomentlimits berechnet. Wenn das Getriebe herunterschaltet, werden die elektrischen Verluste auf der Grundlage des maximalen mechanischen Drehmomentlimits berechnet. Wie oben erläutert, bestimmt die Steuerung die elektrischen Verluste durch Abrufen von Daten aus den im Speicher gespeicherten Karten. Bei den Operationen 214 und 216 berechnet die Steuerung entweder τ^b _min und τ_min unter Verwendung der Gleichungen 2 und 4 oder berechnet τ^b _max und τ_max unter Verwendung der Gleichungen 1 bzw. 3.
Wenn das Getriebe beim Betrieb 222 nicht schaltet, geht die Steuerung zum Betrieb 226 über und die Steuerung berechnet die elektrischen Verluste basierend auf dem aktuellen mechanischen Drehmoment des M/G.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an eine Verarbeitungseinrichtung, Steuerung oder einen Computer geliefert oder darin implementiert werden, die jede existierende programmierbare elektronische Steuerung oder eine dedizierte elektronische Steuerung umfassen können. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Befehle gespeichert werden, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Informationen, die dauerhaft auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie ROM-Speichern und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien gespeichert sind, wie etwa Floppy-Discs, Magnetbänder, CDs, RAM-Speicher und andere magnetische und optische Medien. Die Prozesse, Methoden oder Algorithmen können auch in einem Software-ausführenden Objekt implementiert werden.
Alternativ können die Prozesse, Methoden oder Algorithmen ganz oder teilweise durch geeignete Hardwarekomponenten wie z. B. anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder andere Hardwarekomponenten oder Geräte oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten verkörpert sein.
Während beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsbeispiele alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umfasst sind. Die in der Beschreibung verwandten Wörter sind beschreibend und nicht beschränkend und es ist selbstverständlich, dass verschiedenste Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder dargestellt werden können. Während verschiedene Ausführungsbeispiele zur Bereitstellung von Vorteilen gegenüber anderen Ausführungsbeispielen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere bevozugte oder vorteilhafte Eigenschaften beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder Merkmale beeinträchtigt werden können, um die erwünschten allgemeine Systemattribute zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, die Stärken, Haltbarkeit, die Lebenszykluskosten, die Vermarktungsfähigkeit, Aussehen, die Verpackung, Größe, die Servicefreundlichkeit, Gewicht, die Herstellbarkeit, Montagevereinfachung usw. einschließen. Als solche sind diese Ausführungsbeispielen nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen in dem Umfang wünschenswert sein, in dem diese als weniger wünschenswert als andere Ausführungsbeispiele oder Implementierungen des Standes der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer Eigenschaften beschrieben sind.

Claims

Fahrzeug (10) mit: einer Traktionsbatterie (20); einem Elektromotor (18), der elektrisch mit der Batterie (20) verbunden ist; und einer Steuerung (50), die konfiguriert ist, während einer Trägheitsphase eines Gangwechsels vom ersten Gang zum zweiten Gang bei einer konstanten Gaspedalstellung, während die Batterietemperatur gleich oder kleiner als –17.77°C (0° F) ist, das vom Elektromotor (18) ausgegeben Drehmoment zu ändern, um die Trägheit der Drehmomentübertragung zu kompensieren, damit eine konstante Fahrzeugbeschleunigung aufrechterhalten wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebe (16) eine Schaltung aufweist, die betrieblich mit dem Differenzial über den Antriebsstrang (12) verbunden ist, wobei der Elektromotor (18) eine Welle mit einem ersten Ende aufweist, das mit einem Verbrennungsmotor (14) über eine Kupplung (26) verbunden ist und einem zweiten Ende, das mit einer (32) Eingangswelle des Getriebes (16) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) so ausgelegt ist, dass sie die Drehmomentabgabe auf Basis von Leistungsverlusten des Elektromotors (18) an einer mechanischen Drehmomentgrenze des Elektromotors (18) ändert.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Verbrennungsmotor (14) aufweist, der selektiv mit dem Elektromotor (18) koppelbar ist.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) so konfiguriert ist, dass sie den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors (149 gemäß einem minimal verfügbaren Drehmoments des Elektromotors (18) verzögert, das auf Leistungsverlusten des Elektromotors (18) ani einer mechanischen Elektromotor-Drehmomentgrenze basiert.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor, die Kupplung, der Elektromotor (18) und das Getriebe (16) mechanisch in Reihe geschaltet sind.
Fahrzeug (10) mit: einem Elektromotor (18), der mit einem Antriebsstrang gekoppelt ist; und einer Steuerung (50), die so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf das Fahrzeugabbremsen bei einer Traktionsbatterietemperatur gleich oder unter –17.77°C (0° F) den Elektromotor (18) anweist, regeneratives Drehmoment auf den Antriebsstrang (12) auszuüben, so dass das Drehmoment mit einer konstanten Geschwindigkeit über eine gesamte Misch-Phase, die einer Spiel-Phase folgt und in einer stationären Phase des Elektromotor (18) endet, steigt.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, wobei die Spiel-Phase durch eine Zeitperiode definiert ist, während der eine Änderungsrate des Drehmoments vorgegeben ist und eine Zeitperiode umfasst, in der die Zahnradzähne eines Antriebsstrangs (32) sich an die geschalteten passenden Gegenflächen anlegen.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, wobei die stationäre Phase durch eine Zeitperiode definiert ist, während der die Steuerung (50) den Elektromotor (18) betreibt, um ein konstantes regeneratives Drehmoment aufrechtzuerhalten.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das regenerative Drehmoment eine größere Änderungsrate während der Mischphase aufweist als während der Spielphase.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, wobei ein Betrag des Regenerationsdrehmoments auf Leistungsverlusten des Elektromotors (18) bei einer minimalen mechanischen Drehmomentgrenze des Elektromotors (18) basiert.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (18) eine Welle (30) aufweist, die betrieblich mit dem Antriebsstrang (12) gekoppelt ist und mit dem Verbrennungsmotor (14) über eine Kupplung (26) gekoppelt ist.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Getriebe (24) mit einer Schaltung aufweist, die betrieblich mit dem Antriebsstrang (12) und der Welle (30) verbunden ist.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (14), die Kupplung (26), der Elektromotor (18) und das Getriebe (24) in Reihe angeordnet sind.
Fahrzeug (10) mit: einem Verbrennungsmotor (14); einem Elektromotor (18), der selektiv über eine Kupplung (26) mit dem Verbrennungsmotor (14) gekoppelt ist; und einer Steuerung (50), die so konfiguriert ist, dass sie in Reaktion auf eine Motorstartanforderung, während die Traktionsbatterietemperatur kleiner oder gleich –17°C (0°F) ist, die Kupplung (26) einkuppelt, um den Verbrennungsmotor (14) zu starten und ein Drehmoment auf den Verbrennungsmotor (14) über den Elektromotor (18) auszuüben, um eine konstante Beschleunigung des Fahrzeugs (10) während des Starts des Verbrennungsmotors (14) aufrechtzuerhalten.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) in Reaktion auf die Motorstartanforderung durch einen Fahrer des Fahrzeugs (10) konfiguriert ist, das Drehmoment auf Basis von Leistungsverlusten des Elektromotors (18) bei einer mechanischen Drehmomentgrenze des Elektromotor (18) anzuwenden.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Antwort auf eine Startanforderung der Steuerung (50), die Steuerung in Abhängigkeit von der Summe der Leistungsverluste des Elektromotors (18) am Drehmomentausgang des Elektromotors (18) beim Start und eines kalibrierbaren Drehmomentwerts das Drehmoment anwenden kann.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 17, wobei der kalibrierbare Drehmomentwert ein Drehmoment ist, das zum Kurbeln des Verbrennungsmotors (14) erforderlich ist.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (18) eine Welle (30) umfasst, die ein mit der Kupplung (26) verbundenes erstes Ende und ein mit einer Gangschaltung des Getriebes (26) wirkverbundenes zweites Ende aufweist.
Fahrzeug (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (14), die Kupplung (26) und der Elektromotor (18) in Reihe angeordnet sind