DE102017125536A1

DE102017125536A1 - Steuersystem für eine Kupplung während eines Nutzbremsungsvorgangs

Info

Publication number: DE102017125536A1
Application number: DE102017125536.2A
Authority: DE
Inventors: Ming Lang Kuang; Bernard D. Nefcy; Yanan Zhao; Daniel Scott Colvin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2018-05-03
Also published as: US20180118194A1; CN108016428B; US10336316B2; CN108016428A

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Batterie, eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, ein Antriebsrad und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist konfiguriert, um die Batterie über Nutzbremsung aufzuladen. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad angeordnet. Die Steuerung ist programmiert, um als Reaktion auf einen negativen Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung auf Grundlage des Drehmomentbefehls einzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Hybrid-/Elektrofahrzeuge und Nutzbremsungssteuerverfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Nutzbremsung ist ein Merkmal, das in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen implementiert sein kann. Die Nutzbremsung verbessert die Kraftstoffeffizienz durch Rückgewinnung kinetischer Energie während eines Bremsvorgangs. Während eines Bremsvorgangs, der Nutzbremsung einbezieht, wandelt ein Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie um, die dann verwendet wird, um verschiedene Teilsysteme mit Leistung zu versorgen, oder die in einer Batterie gespeichert wird.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeugsystem beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, um als Reaktion auf einen abnehmenden Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, die zwischen einer elektrischen Maschine und einem Antriebsrad angeordnet ist, auf Grundlage des Drehmomentbefehls und im Verhältnis zu negativen Werten des Drehmomentbefehls einzustellen.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Antriebsstrang, eine elektrische Maschine, eine Batterie, eine Kupplung, ein Antriebsrad und eine Steuerung. Der Antriebsstrang ist konfiguriert, um kinetische Energie an die elektrische Maschine zu übertragen, um die Batterie während der Nutzbremsung zu laden. Die Kupplung ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad angeordnet. Die Steuerung ist programmiert, um als Reaktion auf einen negativen Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands der Kupplung auf Grundlage des Drehmomentbefehls einzustellen.
Ein Fahrzeug beinhaltet eine elektrische Maschine, eine Batterie, eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, ein Antriebsrad und eine Steuerung. Die elektrische Maschine ist konfiguriert, um die Batterie über Nutzbremsung aufzuladen. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad angeordnet. Die Steuerung ist programmiert, um als Reaktion auf einen negativen Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung auf Grundlage des Drehmomentbefehls einzustellen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Antriebsstrangs eines Hybridelektrofahrzeugs;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung des Fahrzeugantriebsstrangs veranschaulicht;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehmomentgenerierungseinheit der Antriebsstrangsteuerung veranschaulicht;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Aggregatsteuereinheit der Antriebsstrangsteuerung veranschaulicht;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Schnittstelle zwischen einer Fahrzeugsteuereinheit der Antriebsstrangsteuerung und einer Bremssteuereinheit der Antriebsstrangsteuerung veranschaulicht;
6 ist ein beispielhaftes Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen Raddrehmoment, Nutzbremsungsdrehmoment und Reibbremsungsdrehmoment veranschaulicht;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Schnittstelle zwischen der Fahrzeugsteuereinheit der Antriebsstrangsteuerung und einer Getriebesteuereinheit der Antriebsstrangsteuerung veranschaulicht; und
8 ist ein beispielhaftes Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen Raddrehmoment, Nutzbremsungsdrehmoment und der Drehmomentkapazität einer Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es ist versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hierin offenbarte konkrete bauliche und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einem einschlägigen Fachmann die unterschiedliche Verwendung der Ausführungsformen zu lehren. Wie der Fachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, welche mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
Bezugnehmend auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV - hybrid electric vehicle) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. 1 veranschaulicht repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten. Die physische Anordnung und Ausrichtung der Komponenten im Fahrzeug kann abweichend sein. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Motor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (MHT - modular hybrid transmission) bezeichnet werden kann. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine wie etwa einen elektrischen Motor/Generator (M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Automatikgetriebe mit mehrstufigem Übersetzungsverhältnis oder Schaltgetriebe 24.
Der Motor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Motor 14 stellt allgemein eine Leistungsquelle dar, die einen Verbrennungsmotor, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Der Motor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Motor 14 und dem M/G 18 wenigstens teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann durch eine beliebige einer Vielzahl von Arten von elektrischen Maschinen implementiert sein. Beispielsweise kann der M/G 18 ein Dauermagnetsynchronmotor sein. Die Leistungselektronik bereitet Gleichstrom(DC)-Leistung, die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, gemäß den Anforderungen des M/G 18 auf, wie im Folgenden beschrieben wird. Die Leistungselektronik kann beispielsweise Wechselstrom (AC) an den M/G 18 bereitstellen.
Wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist, kann Leistung von dem Motor 14 an den M/G 18 oder vom M/G 18 an den Motor 14 fließen. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung 26 eingerückt sein und der M/G 18 kann als ein Generator arbeiten, um Rotationsenergie, die von einer Kurbelwelle 28 und M/G-Welle 30 bereitgestellt wird, in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umzuwandeln. Die Ausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um den Motor 14 vom übrigen Antriebsstrang 12 zu isolieren, so dass der M/G 18 als einzige Antriebsquelle für das HEV 10 wirken kann. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist kontinuierlich antreibbar mit der Welle 30 verbunden, während der Motor 14 nur dann antreibbar mit der Welle 30 verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit dem Motor 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein Pumpenrad, das an der M/G-Welle 30 fixiert ist, und ein Turbinenrad, das an einer Getriebeeingangswelle 32 fixiert ist. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine Hydraulikkopplung zwischen der Welle 30 und der Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Pumpenrad an das Turbinenrad, wenn sich das Pumpenrad schneller als das Turbinenrad dreht. Die Größenordnung des Turbinenraddrehmoments und des Pumpenraddrehmoments hängt allgemein von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis der Pumpenraddrehzahl zur Turbinenraddrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinenraddrehmoment ein Vielfaches des Pumpenraddrehmoments. Eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (auch bekannt als eine Drehmomentwandler-Wandlerkupplung) 34 kann ebenfalls vorgesehen sein, die, sofern sie eingerückt ist, das Pumpenrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers 22 über Reibung oder mechanisch koppelt, wodurch eine effizientere Kraftübertragung ermöglicht wird. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann als eine Anfahrkupplung für einen reibungslosen Fahrzeugstart betrieben werden. Alternativ oder in Kombination kann eine Anfahrkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen vorgesehen sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 beinhalten. In einigen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 allgemein als vorgeschaltete Kupplung bezeichnet, und die Anfahrkupplung 34 (die eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung sein kann) wird allgemein als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht dargestellt) beinhalten, die durch selektives Einrücken von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen (nicht dargestellt), selektiv in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen angeordnet werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder gestuften Antriebsverhältnisse herzustellen. Die Reibungselemente sind über einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird auf Grundlage verschiedener Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, etwa eine Antriebsstrangsteuerung (PCU - powertrain control unit), automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen umgeschaltet. Leistung und Drehmoment sowohl vom Motor 14 als auch vom M/G 18 können an das Schaltgetriebe 24 geliefert und von diesem empfangen werden. Das Schaltgetriebe 24 stellt der Ausgangswelle 36 dann Antriebsstrangausgangsleistung und -drehmoment bereit.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24, das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, nur ein Beispiel einer Schaltgetriebe- oder Getriebeanordnung ist; beliebige Schaltgetriebe mit mehrfachem Übersetzungsverhältnis, die Eingangsdrehmoment(e) von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Motor aufnehmen und dann in unterschiedlichen Verhältnissen Drehmoment an eine Ausgangswelle bereitstellen, sind zur Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Beispielsweise kann das Schaltgetriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT - automated mechanical/manual transmission) implementiert sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zu verlagern/zu drehen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis auszuwählen. Wie der Durchschnittsfachmann allgemein verstehen werden, kann ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform der 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differenzialgetriebe 40 verbunden. Das Differenzialgetriebe 40 treibt ein Paar Räder 42 über jeweilige Achsen 44, die mit dem Differenzialgetriebe 40 verbunden sind, an. Das Differenzialgetriebe überträgt ein annähernd gleiches Drehmoment an jedes Rad 42, während es geringfügige Drehzahldifferenzen zulässt, etwa wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Es können unterschiedliche Arten von Differenzialgetrieben oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise je nach dem jeweiligen Betriebsmodus oder der jeweiligen Betriebsbedingung variieren.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuerung 50, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Obwohl als eine Steuerung veranschaulicht, kann die Steuerung 50 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC - vehicle system controller). Daher versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 50 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie Starten/Anhalten des Motors 14, Betrieb des M/G 18 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder Aufladen der Batterie 20, Auswählen oder Planen von Getriebeschaltvorgängen usw. zu steuern. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU - central processing unit) in Kommunikationsverbindung mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher beispielsweise im Festspeicher (ROM), im Arbeitsspeicher (RAM) und im Keep-Alive-Speicher (KAM) beinhalten. Beim KAM handelt es sich um einen persistierenden oder nichtflüchtigen Speicher, welcher zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichergeräte oder -medien können unter Verwendung einer Reihe von bekannten Speichergeräten umgesetzt sein, wie beispielsweise PROM (programmierbare Festspeicher), EPROM (elektronische PROM), EEPROM (elektronische löschbare PROM), Flash-Speicher oder irgendwelche anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombi-Speichergeräte, welche in der Lage sind, Daten zu speichern, von welchen einige ausführbare Befehle darstellen, welche durch die Steuerung zum Steuern des Motors oder Fahrzeuges verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit verschiedenen Motor-/Fahrzeugsensoren und Aktoren über eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A) (beinhaltend Eingangs- und Ausgangskanäle), die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, einen Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie an die CPU geleitet werden. Wie allgemein in der repräsentativen Ausführungsform in 1 veranschaulicht, kann die Steuerung 50 Signale an den und/oder von dem Motor 14, an die und/oder von der Ausrückkupplung 26, an den und/oder von dem M/G 18, an die und/oder von der Batterie 20, an die und/oder von der Anfahrkupplung 34, an das und/oder von dem Getriebe 24 und an die und/oder von der Leistungselektronik 56 kommunizieren. Obwohl nicht ausdrücklich dargestellt, wird der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die von der Steuerung 50 in jedem der oben genannten Teilsysteme gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, welche unter Verwendung von Steuerlogik und/oder Algorithmen, welche von der Steuerung ausgeführt werden, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt, die Einspritzquote und die Einspritzdauer, die Position des Drosselventils, der Zündzeitpunkt der Zündkerze (bei fremdgezündeten Motoren), die Zeitsteuerung und Dauer für Einlass- und Auslassventile, Komponenten des Frontend-Zubehörantriebs (FEAD - front-end accessory drive), wie beispielsweise eine Lichtmaschine, ein Klimaanlagenkompressor, das Laden oder Entladen der Batterie (einschließlich Bestimmen der Grenzen für Lade- und Entladeleistung), die Nutzbremsung, der M/G-Betrieb, die Kupplungsdrücke für die Ausrückkupplung 26, die Anfahrkupplung 34 und das Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, die Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise den Ladedruck des Turboladers, die Kurbelwellenposition (PIP), die Motordrehzahl (U/min), die Radgeschwindigkeiten (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Druck im Ansaugkrümmer (MAP), die Gaspedalposition (PPS), die Zündschalterposition (IGN), die Drosselventilstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Sauerstoffgehalt im Abgas (EGO) oder die Konzentration oder Anwesenheit eines anderen Bestandteils des Abgases, den Ansaugluftstrom (MAF), den Gang, die Übersetzung oder den Modus des Getriebes, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Drehzahl der Getriebeturbine (TS), den Status der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 (TCC), den Abbrems- oder Gangwechselmodus (MDE), die Batterietemperatur, die Batteriespannung, den Batteriestrom, oder den Ladezustand (SOC) der Batterie anzugeben.
Von der Steuerung 50 ausgeführte Steuerlogik oder -funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, welche unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien implementiert werden können, wie beispielsweise ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multi-Tasking, Multi-Threading und dergleichen. Als solches können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Wenngleich nicht immer ausdrücklich veranschaulicht, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt durchgeführt werden können, je nach konkret eingesetzter Verarbeitungsstrategie. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern wird zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann primär in Software implementiert sein, die von einem Fahrzeug, einem Motor und/oder einer Antriebsstrangsteuerung, wie etwa der Steuerung 50, auf Mikroprozessorbasis ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in einer oder mehreren Steuereinrichtungen abhängig von der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware, oder einer Kombination aus Software und Hardware implementiert sein. Bei Implementierung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Subsysteme ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
Ein Gaspedal 52 wird vom Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein angefordertes Drehmoment, Leistung oder einen Antriebsbefehl bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Allgemein generiert das Betätigen und Freigeben des Gaspedals 52 ein Gaspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 50 als ein Bedarf nach einer erhöhten bzw. verringerten Leistung ausgelegt werden kann. Ein Bremspedal 58 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs ebenfalls verwendet, um ein angefordertes Bremsdrehmoment zum Verlangsamen des Fahrzeugs bereitzustellen. Allgemein generiert das Betätigen und Freigeben des Bremspedals 58 ein Bremspedalpositionssignal, das durch die Steuerung 50 als ein Bedarf einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelegt werden kann. Aufgrund von Eingaben über das Gaspedal 52 und das Bremspedal 58 befiehlt die Steuerung 50 das Drehmoment zum Motor 14, den M/G 18 und Reibbremsen 60. Die Steuerung 50 steuert auch den Zeitpunkt von Schaltvorgängen im Schaltgetriebe 24 sowie das Einrücken oder Ausrücken der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 über einen Bereich zwischen eingerückten und ausgerückten Positionen hinweg moduliert werden. Dies erzeugt zusätzlich zu dem variablen Schlupf, der von der hydrodynamischen Kopplung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad erzeugt wird, einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 je nach der betreffenden Anwendung als gesperrt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden.
Um das Fahrzeug mit dem Motor 14 anzutreiben, wird die Ausrückkupplung 26 wenigstens teilweise eingerückt, um wenigstens einen Teil des Motordrehmoments durch die Ausrückkupplung 26 an den M/G 18 und dann vom M/G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Der M/G 18 kann den Motor 14 unterstützen, indem er zusätzliche Leistung zum Drehen der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“ oder ein „elektrischer Unterstützungsmodus“ bezeichnet werden.
Um das Fahrzeug mit dem M/G 18 als alleinige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss der gleiche, außer dass die Ausrückkupplung 26 den Motor 14 vom übrigen Antriebsstrang 12 isoliert. Die Verbrennung im Motor 14 kann in dieser Zeit deaktiviert oder anderweitig ausgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch eine Verkabelung 54 an die Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Wechselrichter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt Gleichspannung von der Batterie 20 in Wechselspannung zur Verwendung durch den M/G 18 um. Die Steuerung 50 weist die Leistungselektronik 56 an, Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die an den M/G 18 bereitgestellt wird, um ein positives oder negatives Drehmoment an die Welle 30 bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „rein elektrischer“ oder „EV“-Betriebsmodus bezeichnet werden.
In jedem Betriebsmodus kann der M/G 18 als Motor dienen und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als ein Generator dienen und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umwandeln. Der M/G 18 kann als ein Generator dienen, während der Motor 14 beispielsweise Vorschubkraft für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann zudem während Zeiten der Nutzbremsung als ein Generator wirken, bei der Drehmoment und Rotationsenergie (oder Bewegungsenergie) oder -leistung von den sich drehenden Rädern 42 durch das Schaltgetriebe 24, den Drehmomentwandler 22, (und/oder die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34) zurück übertragen und in elektrische Energie zur Speicherung in der Batterie 20 umgewandelt werden.
Es versteht sich, dass die in 1 veranschaulichte schematische Darstellung rein beispielhaft ist und keine Einschränkung bezweckt. Es sind andere Konfigurationen angedacht, die das selektive Einrücken sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Motors zum Übertragen durch das Getriebe nutzen. Beispielsweise kann der M/G 18 gegenüber der Kurbelwelle 28 versetzt sein, ein zusätzlicher Motor kann zum Anlassen des Verbrennungsmotors 14 bereitgestellt werden und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Schaltgetriebe 24 vorgesehen sein. Es sind andere Konfigurationen angedacht, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Während der Nutzbremsung kann es vorteilhaft sein, dass das Steuersystem des HEV 10 den Betrieb des Antriebsstrangs und der Bremssysteme koordiniert, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren, während außerdem die Fahreigenschaft des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Steuersysteme angepasst werden, um einen Raddrehmomentzeitplan, der eine Antirucksteuerung beinhalten kann, während eines Nutzbremsungsvorgangs zu berücksichtigen. Wenn der Raddrehmomentzeitplan während der Nutzbremsung nicht berücksichtigt wird, kann dies zu Drehmomentlücken während des Bremsens führen, da die Bremssteuerung den Ist-Status des Antriebsstrangs nicht kennt. Dies kann auch dazu führen, dass das Getriebe den Drehmomentwandler unnötig auslastet, um mehr negative Drehmomente zu bewältigen, während der Antriebsstrang dies nicht tatsächlich angefordert hat, wodurch Energie verschwendet wird.
Bezugnehmend auf 2 ist die Steuerung (die auch als die Antriebsstrangsteuereinheit oder Antriebsstrangsteuerung bezeichnet werden kann) 50 veranschaulicht. Verschiedene Funktionen der Steuerung 50 können über Algorithmen und/oder Steuerlogik, die im Speicher der Steuerung 50 gespeichert sind, implementiert werden. Die Steuerung 50 beinhaltet eine Fahrzeugsteuereinheit 62, die konfiguriert ist, um eine Drehmomentanforderung an die Räder 42 zu generieren. Die Fahrzeugsteuereinheit 62 kommuniziert mit einer Bremssteuereinheit 64 und einer Getriebesteuereinheit 66. Die Getriebesteuereinheit 66 kann sich auf den Abschnitt der Steuerung 50 beziehen, der verwendet wird, um das Schaltgetriebe 24, den Drehmomentwandler 22 und/oder die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 zu steuern. Die Bremssteuereinheit 64 kann sich auf den Abschnitt der Steuerung 50 beziehen, der verwendet wird, um entweder die Reibbremsen 60 oder den M/G 18 während der Nutzbremsung zu steuern. Die Steuerung 50 kann eine Reihe von Eingangskanälen und Ausgangskanälen beinhalten, um mit verschiedenen Komponenten des HEV 10 zu kommunizieren und diese zu steuern. Signale, die verschiedene Zustände des Fahrzeugs angeben, können von der Steuerung 50 über die Eingangskanäle empfangen werden und Signale, die Befehle angeben, können von der Steuerung 50 an verschiedene Komponenten des HEV 10 gesandt werden. Die Steuerung 50 kann außerdem interne Eingangs- und Ausgangskanäle beinhalten, so dass die verschiedenen Komponenten (nachfolgend genauer beschrieben), die die Steuerung 50 umfassen, miteinander kommunizieren können.
Die Fahrzeugsteuereinheit 62 beinhaltet eine Raddrehmomentgenerierungseinheit (oder Antriebsstrangausgangsdrehmoment-Generierungseinheit) 68, die einen eingeschränkten Raddrehmomentbefehl oder eine eingeschränkte Raddrehmomentanforderung (oder einen eingeschränkten Antriebsstrangausgangsdrehmomentbefehl oder eine eingeschränkte Antriebsstrangausgangsdrehmomentanforderung) generiert. Die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 überträgt ein Signal, das die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung an eine Schnittstelle 70 angibt, von der Fahrzeugsteuereinheit 62 an die Getriebesteuereinheit 66. Die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung, die an die Schnittstelle 70 übertragen wird, kann die Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes beinhalten oder nicht. Die Schnittstelle 70 generiert eine Antriebsstrang-Bremsdrehmomentanforderung. Die Schnittstelle 70 überträgt dann ein Signal, das die Antriebsstrang-Bremsdrehmomentanforderung angibt, an die Getriebesteuereinheit 66. Die Getriebesteuereinheit 66 wiederum überträgt ein Feedbacksignal, das eine Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes angibt, an die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68. Die Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes kann sich auf die Drehmomentkapazität des Schaltgetriebes 24, des Drehmomentwandlers 22 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 abhängig von dem aktuellen Betriebsmodus (z. B. ist die Überbrückungskupplung 34 aktuell offen, rutschend oder gesperrt), der aktuellen Gangauswahl in dem Schaltgetriebe 24 und/oder den Belastungsgrenzen der physikalischen Komponenten innerhalb des Schaltgetriebes 24, des Drehmomentwandlers 22 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während eines Nutzbremsungsvorgangs beziehen.
Die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 überträgt außerdem ein Signal, das die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung an eine Schnittstelle 72 angibt, von der Fahrzeugsteuereinheit 62 an die Bremssteuereinheit 64. Die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung, die an die Schnittstelle 72 übertragen wird, kann die Stabilitätsdrehmomentgrenzen des Fahrzeugs beinhalten oder nicht. Die Schnittstelle 72 generiert ein verfügbares Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment (oder eine Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmomentgrenze). Die Schnittstelle 72 überträgt dann ein Signal, das das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment angibt, an die Bremssteuereinheit 64. Die Bremssteuereinheit 64 wiederum überträgt ein Signal, das eine Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs angibt, an die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68. Die Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs kann sich auf ein maximales Nutzbremsungsdrehmoment beziehen, das auf die Räder aufgebracht werden kann, ohne ein Fahrzeuggierinstabilitätsereignis zu verursachen.
Das Signal, das das eingeschränkte Raddrehmoment angibt, kann außerdem von der Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 an eine Aggregatsteuereinheit 73 übertragen werden. Die Aggregatsteuereinheit 73 liefert Drehmomentbefehle an den Motor 14 und den M/G 18. Die Drehmomentbefehle an den Motor 14 und den M/G 18 können auf der eingeschränkten Raddrehmomentanforderung basieren.
Bezugnehmend auf 3 ist die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 der Steuerung 50 veranschaulicht. Die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 beinhaltet eine Raddrehmomentanforderungs-Bestimmungseinheit (oder Antriebsstrangausgangsdrehmomentanforderungs-Bestimmungseinheit) 74 und eine Raddrehmoment-Gestaltungseinheit (oder Antriebsstrangausgangsdrehmoment-Gestaltungseinheit) 76. Die Raddrehmomentanforderungs-Bestimmungseinheit 74 beinhaltet Steuerlogik und/oder Algorithmen, die verwendet werden, um einen Ist-Raddrehmomentbefehl oder eine Ist-Raddrehmomentanforderung (oder einen Ist-Antriebsstrangausgangsdrehmomentbefehl oder eine Ist-Antriebsstrangausgangsdrehmomentanforderung) auf Grundlage von Eingaben, einschließlich der Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes, des Fahrzeugstabilitätsdrehmoments, einer Ladegrenze der Batterie 20, einer Drehmomentgrenze des M/G 18, einer Drehmomentanforderung auf Grundlage der Position des Gaspedals 52, und einer Bremsdrehmomentanforderung auf Grundlage der Position des Bremspedals 58, die nicht modifiziert, verändert oder gefiltert oder eingeschränkt wurden, um entweder die Effizienz des HEV 10 zu erhöhen oder die Fahreigenschaft des HEV 10 zu verbessern, zu bestimmen. Sobald die Ist-Raddrehmomentanforderung bestimmt wurde, überträgt die Raddrehmomentanforderungs-Bestimmungseinheit 74 ein Signal, das die Ist-Raddrehmomentanforderung angibt, an die Raddrehmoment-Gestaltungseinheit 76. Die Raddrehmoment-Gestaltungseinheit 76 beinhaltet Steuerlogik und/oder Algorithmen, die verwendet werden, um die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung zu generieren. Die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung ist eine modifizierte, veränderte oder gefilterte Drehmomentanforderung auf Grundlage der Ist-Raddrehmomentanforderung oder Ist-Antriebsstrangausgangsdrehmomentanforderung vom Fahrzeugnutzer. Zum Beispiel kann die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung ein Raddrehmoment erzeugen, das von einer Ist-Raddrehmomentanforderung des Fahrzeugnutzers abweicht, um entweder die Effizienz des HEV 10 zu erhöhen oder die Fahreigenschaft des HEV 10 zu verbessern. Die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung kann auf einem Rad- oder Antriebsstrangdrehmomentzeitplan basieren, wie etwa ein Antiruck-Drehmomentzeitplan, um zu verhindern, dass jegliche NVH-Probleme innerhalb des Fahrzeugantriebsstrangs oder anderen Komponenten des Antriebs zum Zeitpunkt eines Gangwechsels, beim Durchführen eines Antippens/Lösens, eines Bremsens, usw., auftreten. Andere Komponenten des Antriebs können den Drehmomentwandler 22, das Schaltgetriebe 24, die Ausgangswelle 36, das Differentialgetriebe 40 und die Achsen 44 beinhalten.
Bezugnehmend auf 4 ist die Aggregatsteuereinheit 73 des Antriebsstrangsteuerung 50 veranschaulicht. Die Aggregatsteuereinheit 73 beinhaltet einen Eingangsdrehmomentanforderungs-Algorithmus 75, der einen Motordrehmomentbefehl oder eine Motordrehmomentanforderung, der bzw. die an den Motor 14 gesandt wird, und einen M/G-Drehmomentbefehl oder eine M/G-Drehmomentanforderung, der bzw. die an den M/G 18 gesandt wird, bestimmt. Die Drehmomentanforderungen an sowohl den Motor 14 als auch den M/G 18 können sich auf die Menge jeweiliger Drehmomente, die über den Motor 14 und den M/G 18 zum Eingang des Getriebes 16 geliefert werden (d. h. das Drehmoment über die Welle 30 an den Drehmomentwandler 22), beziehen. Der Eingangsdrehmomentanforderungs-Algorithmus 75 kann die Motordrehmomentanforderung und die M/G-Drehmomentanforderung auf entweder die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung oder die Ist-Raddrehmomentanforderung stützen, die jeweils in 3 dargestellt ist. Bei Szenarios, bei denen das Raddrehmoment durch gewisse Einschränkungen begrenzt ist (wie etwa eine Antiruckeinschränkung während eines Getriebespielübergangs des Antriebsstrangs, was nachfolgend genauer erläutert wird), kann das eingeschränkte Raddrehmoment verwendet werden, um die Motordrehmomentanforderung und die M/G-Drehmomentanforderung zu bestimmen. Bei Szenarios, bei denen das Raddrehmoment nicht durch gewisse Einschränkungen begrenzt ist, kann die Ist-Raddrehmomentanforderung verwendet werden, um die Motordrehmomentanforderung und die M/G-Drehmomentanforderung zu bestimmen. Der Eingangsdrehmomentalgorithmus 75 kann auch durch das Getriebe während Schaltungen des Getriebes beschränkt sein, die zu Drehzahleinstellungen am Eingang des Getriebes 16 führen (d. h. das Drehmoment über die Welle 30 zum Drehmomentwandler 22), was Drehzahl- und/oder Drehmomenteinstellungen des Motors 14 und/oder des M/G 18 erfordern kann. Feedbackschleifen von dem Motor 14 bzw. dem M/G 18 können das tatsächliche oder gemessene Motordrehmoment und das tatsächliche oder gemessene M/G-Drehmoment zurück zum Eingangsdrehmomentanforderungs-Algorithmus 75 kommunizieren. Der Eingangsdrehmomentanforderungs-Algorithmus 75 kann eine erste Feedbacksteuerung beinhalten, die das Motordrehmoment auf Grundlage der Differenz zwischen dem Ist-Motordrehmoment und der Motordrehmomentanforderung einstellt. Der Eingangsdrehmomentanforderungs-Algorithmus 75 kann eine zweite Feedbacksteuerung beinhalten, die das Motordrehmoment auf Grundlage der Differenz zwischen dem Ist-M/G-Drehmoment und der M/G-Drehmomentanforderung einstellt. Die erste und die zweite Feedbackschleife können einen proportionalen Term, einen integralen Term, einen derivativen Term und beliebige Kombinationen davon beinhalten.
Bezugnehmend auf 5 ist die Schnittstelle 72 zwischen der Fahrzeugsteuereinheit 62 und der Bremssteuereinheit 64 der Steuerung 50 veranschaulicht. 5 veranschaulicht außerdem, wie die Bremssteuereinheit 64 eine Reibbremsendrehmomentanforderung während eines Nutzbremsungsvorgang berechnet. Die Schnittstelle 72 und die Bremssteuereinheit 64 beinhalten Steuerlogik und/oder Algorithmen, die die verschiedenen Funktionen der Schnittstelle 72 und der Bremssteuereinheit 62, die nachfolgend beschrieben werden, durchführen.
Die Schnittstelle 72 beinhaltet einen ersten Eingangsblock 78, einen zweiten Eingangsblock 80, einen dritten Eingangsblock 82, einen Maximalblock 84 und einen Entscheidungsblock 86. Der erste Eingangsblock 78 überträgt ein Signal, das die Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes (die von der Getriebesteuereinheit 66 generiert wird) angibt, an den Maximalblock. Der zweite Eingangsblock 80 überträgt ein Signal, das die Drehmomentgrenze des M/G 18 (die durch die Kapazität der Batterie 20, Ladung zu empfangen, begrenzt sein kann) angibt, an den Maximalblock 84. Der Maximalblock 84 bestimmt das Maximum der Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes und der Drehmomentgrenze des M/G 18 (unter Berücksichtigung der Ladegrenze der Batterie 20). Als nächstes überträgt der Maximalblock 84 ein Signal, das das Maximum der Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes und der Drehmomentgrenze des M/G 18 (unter Berücksichtigung der Ladegrenze der Batterie 20) angibt, an den Entscheidungsblock 86. Der dritte Eingangsblock 82 überträgt ein Signal, das die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung (die durch die Raddrehmomentgenerierungseinheit 68 generiert wird) angibt, an den Entscheidungsblock 86. Der Entscheidungsblock 86 überträgt dann ein Signal, das das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment angibt, an die Bremssteuereinheit 64.
Die Bremssteuereinheit 64 beinhaltet einen ersten Eingangsblock 88, einen zweiten Eingangsblock 90, einen dritten Eingangsblock 92, einen vierten Eingangsblock 94 und einen Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96. Der erste Eingangsblock 88 überträgt ein Signal, das das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment angibt, an den Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96. Das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment wird am ersten Eingangsblock von dem Entscheidungsblock 86 der Schnittstelle 72 zwischen der Fahrzeugsteuereinheit 62 und der Bremssteuereinheit 64 empfangen. Der zweite Eingangsblock 90 überträgt ein Signal, das das Ist-Antriebsstrangraddrehmoment (oder das Ist-Antriebsstrangausgangsdrehmoment) angibt, an den Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96. Das Ist-Antriebsstrangrealdrehmoment kann von der Fahrzeugsteuereinheit 62 empfangen werden oder kann von einem Sensor übertragen werden, der konfiguriert ist, um das Drehmoment an den Rädern 42 (oder den Ausgang des Antriebsstrangs) zu erkennen. Der dritte Eingangsblock 92 überträgt ein Signal, das einen Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf angibt, an den Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96. Der Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf kann auf einer Position des Bremspedals 58, die durch Herabdrücken des Bremspedals 58 durch einen Benutzer verursacht wird, basieren. Der vierte Eingangsblock 94 überträgt ein Signal, das die Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs angibt, an den Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96. Die Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs kann sich auf ein maximales Nutzbremsungsdrehmoment beziehen, das auf die Räder aufgebracht werden kann, ohne ein Fahrzeuggierinstabilitätsereignis zu verursachen. Die Informationen, die in den Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96 eingegeben werden, werden in eine Reibbremsendrehmomentanforderung auf Grundlage von Steuerlogik und/oder Algorithmen, die in dem Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96 enthalten sind, überführt. Der Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96 überträgt dann ein Signal, das die Reibbremsendrehmomentanforderung angibt, an die Räder 42.
Bezugnehmend auf 6 ist ein beispielhaftes Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen Raddrehmoment, Nutzbremsungsdrehmoment und Reibbremsungsdrehmoment darstellt, veranschaulicht. Die in dem Kurvendiagramm dargestellten Beziehungen basieren auf der Funktionalität der Steuerung 50, einschließlich unter anderem der Funktionalität der Schnittstelle 72 und der Bremssteuereinheit 64. Ein erster Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt ein ungefiltertes angefordertes Raddrehmoment (oder ungefiltertes angefordertes Antriebsstrangausgangsdrehmoment) 98 im zeitlichen Verlauf dar. Das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment kann der in 3 gezeigten Ist-Radrehmomentanforderung entsprechen. Das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 kann auf Drehmomentbefehlen, die über das Gaspedal 52 und/oder das Bremspedal 58 von dem Benutzer des HEV 10 empfangen werden, basieren. Ein zweiter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt ein gefiltertes angefordertes Raddrehmoment (oder gefiltertes angefordertes Antriebsstrangausgangsdrehmoment) 100 im zeitlichen Verlauf dar. Das gefilterte angeforderte Raddrehmoment kann der in 2 und 3 gezeigten eingeschränkten Radrehmomentanforderung entsprechen. Das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 kann gemäß einem Raddrehmomentzeitplan gefiltert werden, um den Betrieb des Antriebsstrangs und der Bremssysteme zu koordinieren, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren und die Fahreigenschaft des Fahrzeugs zu verbessern. Zum Beispiel kann das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 einem Drehmomentzeitplan folgen, der das Raddrehmoment (oder das Antriebsstrangausgangsdrehmoment) langsam verringert, wenn eine plötzliche Änderung von einem angeforderten Raddrehmoment mit einem positiven Wert zu einen negativen Wert eintritt, um zu verhindern, dass NVH-Probleme innerhalb des Antriebsstrangs oder anderer Komponenten des Antriebs auftreten. Negative Werte des Raddrehmoments können sich auf einen Verlangsamungs- oder Bremsvorgang des HEV 10 beziehen, während sich positive Werte des Raddrehmoments auf einen Beschleunigungsvorgang des HEV 10 beziehen können. Das beschriebene Beispiel des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100 kann als ein Antiruckdrehmoment-Steuersystem oder ein Antiruckdrehmoment-Zeitplan bezeichnet werden. Ein dritter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment (oder die Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmomentgrenze) 102 im zeitlichen Verlauf dar, das auch durch den ersten Eingangsblock 88 der Bremssteuereinheit 64 in 5 dargestellt wird. Ein vierter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt den Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104 im zeitlichen Verlauf dar, der auch durch den dritten Eingangsblock 92 der Bremssteuereinheit 64 in 5 dargestellt wird. Ein fünfter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt die Reibbremsendrehmomentanforderung 106 im zeitlichen Verlauf dar, die im Reibbremsendrehmomentanforderungs-Berechnungsblock 96 in 5 generiert wird.
Wenn ein Fahrzeugnutzer das Gaspedal 52 freigibt, was als der bei Zeitpunkt t₁ auftretende Vorgang dargestellt ist, kann das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 schnell auf einen angeforderten negativen Raddrehmomentwert bei Zeitpunkt t₂ fallen. Der negative Raddrehmomentwert bei Zeitpunkt t₂ stellt den Raddrehmomentwert dar, wenn das Gaspedal 52 vollständig freigegeben ist (was als die Pedalaufhebungs-Drehmomentanforderung bezeichnet werden kann), bevor eine Bremsdrehmomentanforderung empfangen wird. Die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 verhindert jedoch, dass das Ist-Raddrehmoment so schnell wie das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 fällt, um NVH-Probleme zu verhindern, um die Fahreigenschaft des HEV 10 zu verbessern. Das Ist-Raddrehmoment kann ungefähr gleich der gefilterten angeforderten Raddrehmomentanforderung 100 sein.
Kurz nachdem der Benutzer das Gaspedal 52 freigibt, zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄, erfährt das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 einen Zeitraum, in dem das Drehmoment abnimmt (oder herunterfährt), um ein Dämpfungsmoment zu simulieren, das bei einer gesteuerten Drosselschließung auftritt, was eine Dämpfung aufgrund der Motorkompression beinhalten kann. Dieser Zeitraum kann als Dämpfungszeitraum (oder Dämpferzeitraum) 108 bezeichnet werden. Sobald der Dämpfungszeitraum bei Zeitpunkt t₄ endet, nimmt die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 während eines Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 weiter ab. Der Getriebespielübergang bezieht sich auf einen Zeitraum, in dem eine Richtungsänderung in dem Drehmoment, das gerade durch den Antriebsstrang und den Antrieb übertragen wird, vorliegt. Die Rate, mit der das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 während des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 abnimmt, ist geringer als die Rate, mit der das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 während des Dämpfungszeitraums 108 abnimmt. Der Zeitraum des Getriebespielübergangs 110 tritt zwischen Zeitpunkten t₄ and t₅ auf. Der Zeitraum des Getriebespielübergangs 110 kann in zwei Zeiträume unterteilt sein, wobei der erste den positiven gefilterten angeforderten Raddrehmomentanforderungswerten entspricht, während der andere den negativen gefilterten angeforderten Raddrehmomentanforderungswerten entspricht. Der Abschnitt des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110, in dem die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 positive Werte aufweist, tritt zwischen den Zeitpunkten t₄ and t₆ auf. Der Abschnitt des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110, in dem die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 negative Werte aufweist, tritt zwischen den Zeitpunkten t₆ and t₅ auf. Sobald der Zeitraum des Getriebsspielübergangs 110 bei Zeitpunkt t₅ beendet ist, wird die Rate, mit der die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 abnimmt, erhöht, bis die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 auf den Drehmomentwert des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98 bei Zeitpunkt t₇ hochgefahren ist. Bei Zeitpunkt t₇ laufen die gefilterte angeforderte Raddrehmomentanforderung 100 und das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 zusammen, was zu einem einzelnen ungefilterten angeforderten Raddrehmoment führt.
Wenn ein Fahrzeugnutzer das Bremspedal 58 herabdrückt (was so gezeigt ist, dass es beginnend bei Zeitpunkt t₈ auftritt), muss die Steuerung 50 bestimmen, ob es möglich ist, die Bremsenergie für einen gewissen Zweck zu nutzen oder die Bremsenergie zurückzugewinnen, um die Batterie 20 mit dem M/G 18 mittels Nutzbremsung zu laden. Als erstes wird das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 auf Grundlage von Steuerlogik und/oder Algorithmen der Schnittstelle 72 von der Fahrzeugsteuereinheit 62 zur Bremssteuereinheit 64 bestimmt. Wie zuvor dargelegt, basiert das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 auf der Ausgabe des Entscheidungsblocks 86 in 5, die eine Entscheidung zwischen der eingeschränkten Raddrehmomentanforderung und dem Maximum der Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes und der Drehmomentgrenze des M/G 18 (unter Berücksichtigung der Ladegrenze der Batterie 20) ist. Wiederum wird das Maximum der Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes und der Drehmomentgrenze des M/G 18 (unter Berücksichtigung der Ladegrenze der Batterie 20) in dem Maximalblock 84 bestimmt. Der Einfachheit wegen wird die Ausgabe des Maximalblocks 84 als das Antriebsstrang-Maximalnutzbremsungsdrehmoment bezeichnet. Der innerhalb des Blocks 86 auftretende Prozess begrenzt das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 auf den Drehmomentzeitplan des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100, während eines Zeitraums eines abnehmenden angeforderten Raddrehmoments, bis das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 mit dem ungefilterten angeforderten Raddrehmoment 98 zum Zeitpunkt t₇ zusammenläuft. Während eines ersten Zeitraums von Zeitpunkt t₈ bis Zeitpunkt t₆, wenn das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 positiv ist, nachdem der Fahrzeugnutzer das Bremspedal 58 herabdrückt, ist das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 auf null begrenzt. Der erste Zeitraum, von Zeitpunkt t₀ bis Zeitpunkt t₆, beinhaltet den Dämpfungszeitraum 108 und einen ersten Abschnitt des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 zwischen Zeitpunkten t₄ and t₆, der dem Abschnitt des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 entspricht, in dem das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 positiv ist. Sobald das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 während des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 zum Zeitpunkt t₆ negativ wird, ist das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 gleich dem gefilterten angeforderten Raddrehmoment 100 während eines zweiten Zeitraums. Der zweite Zeitraum entspricht einem Zeitraum zwischen t₆ (das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 wird während des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 negativ) und t₅ (die Beendigung des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110). Sobald der Zeitraum des Getriebsspielübergangs bei Zeitpunkt t₅ beendet ist, ist das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 nicht länger durch den Raddrehmomentzeitplan des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100 begrenzt und wird hochgefahren, um das Antriebsstrang-Maximalnutzbremsungsdrehmoment bei Zeitpunkt t₇ zu erreichen.
Auch wenn der Fahrzeugnutzer das Bremspedal 58 zum Zeitpunkt t₈ herabdrückt, wird der Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104 durch die Reibbremsendrehmomentanforderung 106 ausgefüllt, bis das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 unter die Pedalaufhebungs-Drehmomentanforderung bei Zeitpunkt t₉ fällt. Sobald das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 unter den negativen Wert der Pedalaufhebungs-Drehmomentanforderung bei Zeitpunkt t₉ fällt, wird ein Ist-Nutzbremsungsdrehmoment (das auf das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 begrenzt ist) angefordert und befohlen (auf Grundlage des Gesamt-Bremsdrehmomentbedarfs 104 und einer Notwendigkeit, eines Bedarfs oder einer Anforderung, die Bremsenergie zurückzugewinnen, um die Batterie 20 aufzuladen, oder einer Notwendigkeit, die Bremsenergie für gewisse andere Zwecke zu nutzen). Der negative Wert der Reibbremsendrehmomentanforderung 106 nimmt um den Betrag des gelieferten Ist-Nutzbremsungsdrehmoments ab. Das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment wird durch die Beschränkungen begrenzt, wie etwa die Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes und die Drehmomentgrenze des M/G 18 (die durch die Kapazität der Batterie 20, Ladung aufzunehmen, begrenzt sein kann). In dem gezeigten Beispiel wird das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment durch die Linie 107 dargestellt und ist die Differenz zwischen dem Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104 und der Reibbremsendrehmomentanforderung 106. In dem gezeigten Beispiel würde das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment 107 die Bremsdrehmomentanforderung 106 während eines Zeitraums einer ansteigenden Bremsdrehmomentanforderung 106 nicht erfüllen, auch wenn der M/G 18 verfügbar wäre und der Ladezustand der Batterie so wäre, dass die Nutzbremsung alleine die Bremsanforderung erfüllen könnte, da das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment 107 auf das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 begrenzt ist. Im Zeitraum zwischen t₉ und t₇ wird der negative Wert der Reibbremsendrehmomentanforderung 106 verringert, während das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment erhöht wird. In dem in 6 gezeigten Beispiel werden die negative Reibbremsendrehmomentanforderung 106 und das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment zum Zeitpunkt t₇ auf stabile Werte hochgefahren, es versteht sich jedoch, dass die negative Reibbremsendrehmomentanforderung 106 und das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment auf instabile Werte hochgefahren werden können und sich ändern können, wenn ein Bedarf nach Bremsung und die Systemeinschränkungen sich ändern. Weiterhin versteht es sich jedoch, dass die Ist-Nutzbremsung 107 einen Wert irgendwo zwischen null und dem verfügbaren Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 aufweisen könnte, nachdem das verfügbare Nutzbremsungsdrehmoment 102 einen negativen Wert erreicht hat, auf Grundlage der Notwendigkeit, die Bremsenergie zu nutzen oder die Bremsenergie zurückzugewinnen, um die Batterie 20 zu laden. Falls das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment also einen anderen Wert als gezeigt aufweist, würde die Reibbremsendrehmomentanforderung 106 dementsprechend eingestellt werden, so dass das Ist-Nutzbremsungsdrehmoment und die Reibbremsendrehmomentanforderung 106 den Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104 erzielen würden. Weiterhin versteht es sich, dass der negative Wert der Pedalaufhebungs-Drehmomentanforderung dynamisch sein und sich von dem in 6 gezeigten Wert unterscheiden könnte, und der Zeitpunkt, zu dem ein Bremsbedarf beginnt (t₈), könnte eingestellt werden, um zu einem anderen Zeitpunkt als gezeigt aufzutreten. Falls sich die Pedalaufhebungs-Drehmomentanforderung unterscheidet oder der Zeitpunkt des Bremsbedarfs verschoben ist, werden die Reibbremsendrehmomentanforderung 106 und die Ist-Nutzbremsung dementsprechend auf Grundlage der obigen Beschreibung eingestellt.
Bezugnehmend auf 7 ist die Schnittstelle 70 zwischen der Fahrzeugsteuereinheit 62 und der Getriebesteuereinheit 66 der Steuerung 50 veranschaulicht. 7 veranschaulicht außerdem, wie die Getriebesteuereinheit 66 die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während eines Nutzbremsungsvorgang auslastet. Das Auslasten einer Kupplung kann sich auf das Einstellen der Kapazität einer Kupplung, um Drehmoment von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite der Kupplung zu übertragen, wenn die Kupplung in einem geschlossenen Zustand ist, beziehen. Die Überbrückungskupplung 34 befindet sich in einem offenen Zustand, wenn die Eingangs- und Ausgangsseiten der Überbrückungskupplung 34 einander nicht berühren. Die Überbrückungskupplung 34 befindet sich in einem geschlossenen Zustand, wenn die Eingangs- und Ausgangsseiten der Überbrückungskupplung 34 einander berühren, entweder in einem gesperrten oder rutschenden Zustand. Die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann erhöht werden, indem der Kontaktdruck zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Überbrückungskupplung 34 erhöht wird. Die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann verringert werden, indem der Kontaktdruck zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Überbrückungskupplung 34 verringert wird. Ein Aktor kann verwendet werden, um den Druck zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 zu erhöhen oder zu verringern. Aktoren können hydraulische Kolben, pneumatische Kolben, Elektromagneten, Elektromotoren (z. B. Servomotoren) oder einen beliebigen anderen, im Stand der Technik bekannten Aktor beinhalten, der in der Lage ist, die gegenüberliegenden Seiten einer Kupplung in und außer Eingriff zueinander zu zwingen. Die Schnittstelle 70 und die Getriebesteuereinheit 66 beinhalten Steuerlogik und/oder Algorithmen, die die verschiedenen Funktionen der Schnittstelle 70 und der Getriebesteuereinheit 66, die nachfolgend beschrieben werden, durchführen.
Die Schnittstelle 70 beinhaltet einen ersten Eingangsblock 112, einen zweiten Eingangsblock 114, einen dritten Eingangsblock 116, einen vierten Eingangsblock 118, einen fünften Eingangsblock 120, einen ersten Maximalblock 122, einen Subtraktionsblock 123, einen zweiten Maximalblock 124, einen Additionsblock 126 und einen Entscheidungsblock 128. Der erste Eingangsblock 112 überträgt ein Signal, das den Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf angibt, an den zweiten Maximalblock 124. Der zweite Eingangsblock 114 überträgt ein Signal, das die Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs angibt, an den ersten Maximalblock 122, während der dritte Eingangsblock 116 ein Signal, das die Drehmomentgrenze des M/G 18 angibt (die durch die Kapazität der Batterie 20, Ladung aufzunehmen, begrenzt sein kann), an den ersten Maximalblock 122 überträgt. Ein Signal, das das Maximum der Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs und der Drehmomentgrenze des M/G 18 angibt (die durch die Kapazität der Batterie 20, Ladung aufzunehmen, begrenzt sein kann), wird dann vom ersten Maximalblock 122 zum Subtraktionsblock 123 übertragen, während der vierte Eingangsblock 118 ein Signal, das den Raddrehmomentbedarf vom Gaspedal 52 angibt, an den Subtraktionsblock 123 überträgt. Ein Signal, das die Differenz zwischen dem Maximum der Stabilitätsdrehmomentgrenze des Fahrzeugs und der Drehmomentgrenze des M/G 18 (bestimmt bei Block 122) und dem Raddrehmomentbedarf vom Gaspedal 52 (Eingabe von Block 118) angibt, wird dann vom Subtraktionsblock 123 in den zweiten Maximalblock 124 eingegeben. Ein Signal, das das Maximum des Gesamt-Bremsdrehmomentbedarfs angibt, und die Ausgabe des Subtraktionsblocks 123 werden dann vom zweiten Maximalblock an den Additionsblock 126 übertragen. Der vierte Eingangsblock 118 überträgt ein Signal, das den Raddrehmomentbedarf vom Gaspedal 52 angibt, an den Additionsblock 126. Der Additionsblock 126 sendet dann ein Signal, das die Addition des Raddrehmomentbedarfs vom Gaspedal 52 und der Ausgabe des zweiten Maximalblocks 124 angibt, an den Entscheidungsblock 128. Der fünfte Eingangsblock 120 überträgt ein Signal, das die eingeschränkte Raddrehmomentanforderung angibt, an den Entscheidungsblock 128. Der Entscheidungsblock 128 überträgt dann ein Signal, das eine Gesamt-Radnutzbremsungsanforderung (oder eine Gesamt-Antriebsstrangausgang-Nutzbremsungsanforderung) angibt, an die Getriebesteuereinheit 66.
Die Getriebesteuereinheit 66 beinhaltet einen ersten Eingangsblock 130, einen zweiten Eingangsblock 132, einen Entscheidungsblock 134 und einen Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazität-Steuerblock 136. Der erste Eingangsblock 130 überträgt ein Signal, das die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung angibt, an den Entscheidungsblock 134. Die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung wird am ersten Eingangsblock 130 von dem Entscheidungsblock 128 der Schnittstelle 70 zwischen der Fahrzeugsteuereinheit 62 und der Getriebesteuereinheit 66 empfangen. Der zweite Eingangsblock 132 überträgt ein Signal, das eine Basis-Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazitätsanforderung angibt, an den Entscheidungsblock 134. Die Basis-Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazitätsanforderung kann auf einer Standardsteuerung basieren, die Steuerlogik und/oder Algorithmen beinhaltet, die die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auslasten, ohne ein gefiltertes oder eingeschränktes angefordertes Raddrehmoment (oder ein gefiltertes angefordertes Antriebsstrangausgangsdrehmoment), zu berücksichtigen, etwa eine Antirucksteuerung. Der Entscheidungsblock 134 überträgt dann ein Signal an den Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazität-Steuerblock 136, um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage von entweder der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung vom ersten Eingangsblock 130 oder der Basis-Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazitätsanforderung vom zweiten Eingangsblock 132 zu steuern. Der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazität-Steuerblock 136 überträgt dann ein Signal, das die gewünschte Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 angibt, um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auszulasten.
Bezugnehmend auf 8 ist ein beispielhaftes Kurvendiagramm, das die Beziehungen zwischen Raddrehmoment, Nutzbremsungsdrehmoment und der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 darstellt, veranschaulicht. Die in dem Kurvendiagramm dargestellten Beziehungen basieren auf der Funktionalität der Steuerung 50, einschließlich unter anderem der Funktionalität der Schnittstelle 70 von der Fahrzeugsteuereinheit 62 zur Getriebesteuereinheit 66 und der Getriebesteuereinheit 66. Ein erster Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt ein ungefiltertes angefordertes Raddrehmoment (oder ungefiltertes angefordertes Antriebsstrangausgangsdrehmoment) 98' im zeitlichen Verlauf dar, ein zweiter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt ein gefiltertes angefordertes Raddrehmoment (oder gefiltertes angefordertes Antriebsstrangausgangsdrehmoment) 100' im zeitlichen Verlauf dar, und ein dritter Verlauf in dem Kurvendiagramm stellt den Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104' im zeitlichen Verlauf dar. Das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98', das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' und der Gesamt-Bremsdrehmomentbedarf 104' in 8 beinhalten die gleichen Begrenzungen und Eigenschaften wie das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98, das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 und der Gesamt-Raddrehmomentbedarf 104, die jeweils in 6 beschrieben wurden, mit Ausnahme einiger Unterschiede, die hier in Bezug auf 8 beschrieben werden. Außerdem entspricht jeder der in 8 enthaltenen Zeitpunkte, die mit t₁ bis t₉ bezeichnet werden, dem gleichen Vorgang oder Ereignis, das mit den jeweiligen in 6 gezeigten Zeitpunkten t₁ bis t₉ verknüpft ist, soweit nicht hierin anders beschrieben.
8 beinhaltet auch einen Verlauf in dem Kurvendiagramm, der eine Raddrehmomentanforderung darstellt, die die Nutzbremsungsgrenze 138 des Getriebes ignoriert, im zeitlichen Verlauf und einen Verlauf in dem Kurvendiagramm, das die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 im zeitlichen Verlauf darstellt. Die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 wird durch das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' in gleicher Weise begrenzt, wie das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 durch das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 in 6 begrenzt wird, außer dass die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 auf einen negativen Wert der Raddrehmomentanforderung abnehmen kann, die die Nutzbremsungsgrenze 138 des Getriebes zum Zeitpunkt t₁₀ ignoriert. Die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 nimmt auf die Raddrehmomentanforderung ab, die die Nutzbremsungsgrenze 138 des Getriebes ignoriert, so dass die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 angemessen bis zum Nutzbremsungsdrehmomentbedarf (mit einem geeigneten Spielraum über einem theoretischen Wert, um sicherzustellen, dass tatsächlich kein Schlupf auftritt) auf Grundlage der Drehmomentgrenzen des M/G 18 (unter Berücksichtigung der Ladegrenze der Batterie 20) ausgelastet ist, ohne durch die Nutzbremsungsdrehmomentgrenze des Getriebes beeinträchtigt zu sein.
8 beinhaltet auch einen Verlauf in dem Kurvendiagramm, der die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung im zeitlichen Verlauf darstellt. Die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung verläuft in 8, um zu zeigen, wie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während eines Nutzbremsungsvorgangs auf Grundlage der Funktionalität der Steuerung 50, einschließlich unter anderem der Funktionalität der Schnittstelle 70 von der Fahrzeugsteuereinheit 62 zur Getriebesteuereinheit 66 und der Getriebesteuereinheit 66 ausgelastet sein kann.
Wenn ein Fahrzeugnutzer das Gaspedal 52 bei Zeitpunkt t₁ freigibt, kann die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung unmittelbar oder kurz danach anfangen abzunehmen, bis sie einen minimalen Wert des geschlossenen Zustands zum Zeitpunkt t₁₁ erreicht. Die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann mit einer konstanten Rate auf den minimalen Wert des geschlossenen Zustands reduziert werden, als Reaktion auf einen erkannten abnehmenden Wert des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98', als Reaktion darauf, dass das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98' sich einem Nullwert annähert oder diesen erreicht, oder in Reaktion darauf, dass das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98' einen negativen Wert erreicht, während das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' positiv bleibt. Ab dem Zeitpunkt t₁₁ und bis das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' einen negativen Wert zum Zeitpunkt t₆ erreicht, bleibt die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung bei dem minimalen Wert des geschlossenen Zustands, es sei denn, der Drehmomentbedarf ändert sich durch ein gewisses Ereignis (etwa, wenn der Benutzer das Gaspedal 52 erneut betätigt). Während des Zeitraums zwischen t₁ und t₆ weist der Entscheidungsblock 134 den Überbrückungskupplungskapazität-Steuerblock 136 an, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage der Basis-Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazitätsanforderung, dargestellt durch den zweiten Eingangsblock 132 (und nicht die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 130), zu steuern, da das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' positiv bleibt und die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 null ist. Außerdem wird die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung während des Zeitraums von t₁ bis t₆ auf den minimalen Wert des geschlossenen Zustands reduziert, da das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98' auf einen negativen Wert reduziert wird, während die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 null ist.
Während des Zeitraums nach t₆, wenn das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' und die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 negativ werden, weist der Entscheidungsblock 134 den Überbrückungskupplungskapazität-Steuerblock 136 an, die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142, ebenfalls durch den ersten Eingangsblock 130 dargestellt, zu steuern. Der Verlauf, der die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung darstellt, ist nach dem Zeitpunkt t₆ erhöht. Die Drehmomentkapazität 140 der Überbrückungskupplung kann ansteigen, wenn der negative Wert der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 steigt, oder kann abnehmen, wenn der negative Wert der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 abnimmt.
Zum Zwecke der Veranschaulichung steigt der negative Wert der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 in 8 mit der gleichen Rate wie der negative Wert des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₇ ansteigt, um zu zeigen, wie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während der Nutzbremsung ausgelastet ist. Jedoch könnte die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 nach dem Zeitpunkt t₆ mit einer unterschiedlichen Rate hochgefahren werden und einen anderen Wert aufweisen als das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100'. Somit versteht es sich, dass der Anstieg der Kapazität der Überbrückungskupplung 34 nach dem Zeitpunkt t₆ anders sein könnte als dies in 8 gezeigt ist. Genauer gesagt könnte die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₇ jeden beliebigen Wert zwischen null und dem gefilterten angeforderten Raddrehmoment 100' aufweisen. Nach dem Zeitpunkt t₇ könnte die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 jeden beliebigen Wert zwischen null und dem ungefilterten angeforderten Raddrehmoment 98' aufweisen. Nur zum Zwecke der Auslastung der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann die Gesamt-Nutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 bei Zeitpunkt t₇ so erscheinen, dass sie auf die Raddrehmomentanforderung bei Zeitpunkt t₁₀ hochgefahren wird, die die Nutzbremsungsgrenze 138 des Getriebes ignoriert. Es sei jedoch angemerkt, dass eine reale Nutzbremsung keinen größeren negativen Wert als entweder das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' oder das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98' aufweisen kann, abhängig davon, welches gerade die regenerative Grenze steuert, ähnlich dazu, wie das verfügbare Antriebsstrang-Nutzbremsungsdrehmoment 102 keinen größeren negativen Wert als entweder das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100 oder das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98 aufweisen kann, wie in 6 oben beschrieben wurde.
Wie oben beschrieben, ist die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 eine Funktion des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98' oder des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100', abhängig von den aktuellen Bedingungen des Fahrzeugantriebsstrangs. Die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 wiederum ist eine Funktion der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 und kann die Nutzbremsungsgrenze des Getriebes ignorieren, wenn die Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 142 auf dem ungefilterten angeforderten Raddrehmoment 98' basiert. Genauer gesagt kann der negative Wert der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 steigen, wenn negative Werte des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98' oder des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' steigen, abhängig davon, welches die Nutzbremsungsanforderung 142 auf Grundlage der aktuellen Bedingungen des Fahrzeugantriebsstrangs steuert. Die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 wiederum kann steigen, wenn die negativen Werte der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 steigen. Somit kann die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 steigen, wenn negative Werte des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98' oder des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' steigen, abhängig davon, welches die Nutzbremsungsanforderung 142 auf Grundlage der aktuellen Bedingungen des Fahrzeugantriebsstrangs steuert.
Weiterhin kann die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 proportional zu einem negativen Anstieg des Werts der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142, des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98', des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' oder der Raddrehmomentanforderung, die die Nutzbremsungsgrenze 138 des Getriebes ignoriert, steigen, abhängig davon, welches von dem ungefilterten angeforderten Raddrehmoment 98' oder dem gefilterten angeforderten Raddrehmoment 100' aktuell die Nutzbremsungsanforderung 142 steuert. Zum Beispiel kann die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während eines zweiten Abschnitts des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110, zwischen den Zeitpunkten t₆ and t₅ und nach dem Zeitraum zwischen t₁₁ and t₆, wenn die Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf dem minimalen Wert des geschlossenen Zustand ist, mit einer ersten Rate erhöht werden, die proportional zu der Rate des Anstiegs des negativen Werts der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 und/oder der Rate des Anstiegs des negativen Werts des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' ist. Weiterhin kann die Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 nach dem Zeitraum des Getriebespielübergangs mit einer zweiten Rate erhöht werden, die proportional zu einer zweiten Rate des Anstiegs des negativen Werts der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 und/oder der Rate des Anstiegs des negativen Werts des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' ist. Die Rate des Anstiegs der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t₁₁ und t₆ kann größer sein als die Rate des Anstiegs der Drehmomentkapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 während des zweiten Abschnitts des Zeitraums des Getriebespielübergangs 110 zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₅. Die Rate des Anstiegs des negativen Werts der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 und/oder die Rate des Anstiegs des negativen Werts des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' während des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t₁₁ und t₆ kann größer sein als die Rate des Anstiegs des negativen Werts der Gesamt-Nutzbremsungsanforderung 142 und/oder die Rate des Anstiegs des negativen Werts des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' während des zweiten Abschnitts des Zeitraums des Getriebespielübergangs 100 zwischen den Zeitpunkten t₆ und t₅.
Das Steuern der Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage der Basis-Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungskapazitätsanforderung 132, bevor das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' einen negativen Wert erzielt, verhindert eine Energieverschwendung, die auftreten könnte, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 für eine Nutzbremsung ausgelastet ist, bevor ein Raddrehmoment vorhanden ist, das geringer als null ist (was erforderlich ist, bevor eine Nutzbremsung auftreten kann). Weiterhin verhindert das Steuern der Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage des gefilterten angeforderten Raddrehmoments 100' anstatt des Steuerns der Kapazität der Drehmomentwandler-Überbrückungskuppung 34 auf Grundlage des ungefilterten angeforderten Raddrehmoments 98', wenn das gefilterte angeforderte Raddrehmoment 100' einen kleineren negativen Wert als das ungefilterte angeforderte Raddrehmoment 98' aufweist, eine Energieverschwendung durch Auslasten der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung auf den tatsächlichen Nutzbremsungsbedarf. Außerdem ermöglicht das Steuern der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 auf Grundlage der Gesamt-Radnutzbremsungsdrehmomentanforderung 130, dass die Kapazität vor dem angewandten M/G 18 oder Motor 14 auf den Eingang des Drehmomentwandlers 30 ansteigt, was eine rechtzeitige regenerative Rückgewinnung sicherstellt (da der M/G 18 im Vergleich zu einem Motor sehr schnell reagieren kann).
Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben sein können, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen auf dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt sind, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, welche von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeugsystem, umfassend: eine Steuerung, die programmiert ist, um als Reaktion auf einen abnehmenden Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustandes der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, die zwischen einer elektrischen Maschine und einem Antriebsrad angeordnet ist, auf Grundlage des Drehmomentbefehls und im Verhältnis zu negativen Werten des Drehmomentbefehls einzustellen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen ansteigenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung zu erhöhen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen abnehmenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung zu verringern.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Antriebsraddrehmomentbefehl durch einen Antiruck-Drehmomentsteueralgorithmus gefiltert ist, und wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion darauf, dass ein ungefilterter Antriebsraddrehmomentbefehl negativ wird, während der gefilterte Antriebsraddrehmomentbefehl während eines ersten Zeitraums positiv bleibt, die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung auf einen minimalen Wert des geschlossenen Zustands zu verringern.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen Anstieg eines negativen Werts des gefilterten Antriebsraddrehmomentbefehls mit einer ersten Rate während eines Zeitraums eines Getriebespielübergangs des Antriebsstrangs, der dem ersten Zeitraum folgt, die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung von dem minimalen Wert des geschlossenen Zustands mit einer zweiten Rate zu erhöhen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen Anstieg des negativen Werts des gefilterten Antriebsraddrehmomentbefehls mit einer dritten Rate, die größer als die erste Rate während eines dritten Zeitraums ist, der dem Zeitraum des Getriebespielübergangs des Antriebsstrangs folgt, die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung mit einer vierten Rate, die größer als die zweite Rate ist, zu erhöhen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf ein Freigeben eines Gaspedals vor dem Nutzbremsungsvorgang die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung auf einen minimalen Wert des geschlossenen Zustands zu verringern.
Fahrzeug, umfassend: einen Antriebsstrang, der konfiguriert ist, um kinetische Energie an die elektrische Maschine zu übertragen, um eine Batterie während einer Nutzbremsung zu laden; eine Kupplung, die zwischen der elektrischen Maschine und einem Antriebsrad angeordnet ist; eine Steuerung, die programmiert ist, um als Reaktion auf einen negativen Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands der Kupplung auf Grundlage des Drehmomentbefehls einzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen ansteigenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Kupplung proportional zu dem ansteigenden negativen Wert des Drehmomentbefehls zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen abnehmenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Kupplung proportional zu dem abnehmenden negativen Wert des Drehmomentbefehls zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Getriebe mit einem Drehmomentwandler, der zwischen der elektrischen Maschine und dem Antriebsrad angeordnet ist, wobei die Kupplung eine Überbrückungskupplung des Drehmomentwandlers ist.
Fahrzeug, umfassend: eine elektrische Maschine, die konfiguriert ist, um eine Batterie über eine Nutzbremsung aufzuladen; eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung, die zwischen der elektrischen Maschine und einem Antriebsrad angeordnet ist; und eine Steuerung, die programmiert ist, um als Reaktion auf einen negativen Antriebsraddrehmomentbefehl während eines Nutzbremsungsvorgangs eine Drehmomentkapazität eines geschlossenen Zustands der Kupplung auf Grundlage des Drehmomentbefehls einzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen ansteigenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung proportional zu dem ansteigenden negativen Wert des Drehmomentbefehls zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion auf einen abnehmenden negativen Wert des Drehmomentbefehls die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung proportional zu dem abnehmenden negativen Wert des Drehmomentbefehls zu verringern.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei der Antriebsraddrehmomentbefehl durch einen Antiruck-Drehmomentsteueralgorithmus gefiltert ist, und wobei die Steuerung programmiert ist, um als Reaktion darauf, dass ein ungefilterter Antriebsraddrehmomentbefehl negativ wird, während der gefilterte Antriebsraddrehmomentbefehl während eines ersten Zeitraums positiv bleibt, die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung auf einen minimalen Wert des geschlossenen Zustands zu verringern.