DE102019131876A1

DE102019131876A1 - Verfahren und system zum wechseln von kraftübertragungsbetriebsmodi

Info

Publication number: DE102019131876A1
Application number: DE102019131876.9A
Authority: DE
Inventors: Dushyant K. Palejiya; Rajit Johri; Jason Meyer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-05-28
Also published as: US10960875B2; CN111216709A; US20200164864A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt Verfahren und ein System zum Wechseln von Kraftübertragungsbetriebsmodi bereit. Es sind Systeme und Verfahren beschrieben, die zwischen Kraftübertragungsbetriebsmodi eines Hybridfahrzeugs wechseln. In einem Beispiel wird ein elektrischer Ausgang an elektrische Leistungsverbraucher während des Schließens einer Kraftübertragungsausrückkupplung beibehalten. Ferner wird die Motordrehzahl über eine erste elektrische Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine gesteuert, um sanftes Schließen einer Kraftübertragungsausrückkupplung bereitzustellen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Wechseln zwischen einem Reihen- und Parallelhybridkraftübertragungsbetriebsmodus.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Hybridfahrzeugkraftübertragung kann in einem Reihenmodus oder in einem Parallelmodus betrieben werden. Die Hybridfahrzeugkraftübertragung kann eine Brennkraftmaschine beinhalten, die einer ersten elektrischen Maschine mechanische Leistung zuführt, und die erste elektrische Maschine kann elektrische Leistung einer zweiten elektrischen Maschine zuführen, die das Fahrzeug antreibt, wenn das Hybridfahrzeug in einem Reihenmodus betrieben wird. Der Motor und die erste elektrische Maschine sind von den Rädern des Fahrzeugs entkoppelt und die zweite elektrische Maschine ist an die Räder des Fahrzeugs gekoppelt, wenn das Fahrzeug im Reihenkraftübertragungsmodus betrieben wird. Der Reihenkraftübertragungsmodus kann ein wünschenswerter Betriebsmodus sein, wenn Fahrerbedarfe relativ niedrig sind, da der Motor bei effizienten Betriebsbedingungen im stationären Zustand betrieben werden kann, während sich Betriebsbedingungen der zweiten elektrischen Maschine mit dem Fahrerbedarfsdrehmoment und den Fahrzeugbetriebsbedingungen ändern. Falls das Fahrerbedarfsdrehmoment oder die Fahrerbedarfsleistung auf ein höheres Niveau erhöht wird, kann die Hybridfahrzeugkraftübertragung vom Reihenbetrieb zum Parallelbetrieb wechseln. Die Brennkraftmaschine und die zweite elektrische Maschine können der Hybridfahrzeugkraftübertragung mechanische Leistung bereitstellen, wenn das Hybridfahrzeug im Parallelmodus betrieben wird. Alternativ kann nur die Brennkraftmaschine Drehmoment zum Antreiben des Hybridfahrzeugs bereitstellen, wenn das Hybridfahrzeug im Parallelmodus betrieben wird. Falls das Hybridfahrzeug jedoch eine Kraftübertragungsausrückkupplung beinhaltet, die zwischen der Brennkraftmaschine und der zweiten elektrischen Maschine positioniert ist, kann der Ausgang der Brennkraftmaschine derart reduziert werden, dass der Ausgang der ersten elektrischen Maschine reduziert ist, wenn eine Anforderung zum Bewirken eines Übergangs der Hybridkraftübertragung vom Reihenbetrieb zum Parallelbetrieb vorliegt. Doch das Reduzieren des Ausgangs der Brennkraftmaschine kann die Abgabe von Leistung an externe elektrische Verbraucher reduzieren, die an das Fahrzeug gekoppelt sein können. Folglich kann der Betrieb der externen elektrischen Verbraucher während eines Moduswechsels vom Reihenmodus zum Parallelmodus beeinträchtigt werden.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Kraftübertragungsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus über eine Steuerung; Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf die Anforderung; und Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine, während die zweite elektrische Maschine ein Fahrzeug antreibt, als Reaktion auf die Anforderung.
Indem die Brennkraftmaschine in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, während eine erste elektrische Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang betrieben wird, kann es möglich sein, die technische Wirkung bereitzustellen, kontinuierlich und ohne Unterbrechung einen Betrag von elektrischer Leistung beizubehalten, der externen Leistungsverbrauchern zugeführt wird, während vom Betreiben in einem Reihenhybridfahrzeugmodus zum Betreiben in einem Parallelhybridfahrzeugbetriebsmodus gewechselt wird. Ferner kann das Fahrzeug dem Fahrerbedarfsdrehmoment weiterhin über Drehmoment folgen, das durch eine zweite elektrische Maschine zugeführt wird, um das Fahrzeug anzutreiben. Die erste elektrische Maschine und der Motor können auf eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine beschleunigt werden, bevor die Kraftübertragungsausrückkupplung geschlossen wird und in den Parallelmodus eingetreten wird. Die erste elektrische Maschine kann auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine beschleunigt werden, ohne den elektrischen Leistungsausgang der ersten elektrischen Maschine erheblich zu ändern. Sobald die Kraftübertragungsausrückkupplung geschlossen ist, können der Motor und die zweite elektrische Maschine Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen. Alternativ kann nur der Motor Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen und die zweite elektrische Maschine kann abgeschaltet sein oder sie kann einer Speichervorrichtung für elektrische Energie Leistung zuführen.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Möglichkeit einer Drehmomentstörung in der Kraftübertragung reduzieren, wenn eine Hybridkraftübertragung von einem Reihenmodus zu einem Parallelmodus umgeschaltet wird. Ferner ermöglicht der Ansatz, dass elektrische Leistung während eines Kraftübertragungsmoduswechsels kontinuierlich externen Leistungsverbrauchern zugeführt wird. Noch ferner kann der Ansatz die Möglichkeit einer Beeinträchtigung der Kraftübertragung reduzieren.
Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese allein für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste
Die in dieser Schrift beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, das in dieser Schrift als die detaillierte Beschreibung bezeichnet wird, umfassender ersichtlich, wenn dieses allein für sich oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Motors;
2 ist eine schematische Darstellung einer Hybridfahrzeugkraftübertragung;
3 zeigt eine beispielhafte Kraftübertragungsbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 4 und 5;
4 und 5 zeigen ein Ablaufdiagramm einer Kraftübertragungsbetriebsabfolge; und
6A-6C zeigen beispielhafte Funktionen zum Einstellen einer Drehzahländerungsrate eines Motors während eines Kraftübertragungsmoduswechsels vom Reihenmodus zum Parallelmodus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines Hybridfahrzeugs und Wechseln von Kraftübertragungsbetriebsmodi des Hybridfahrzeugs. Das Hybridfahrzeug kann einen Motor der Art beinhalten, die in 1 gezeigt ist. Der Motor kann Teil einer Kraftübertragung sein, die einen Startergenerator (integrated starter/generator - ISG) und eine elektrische Traktionsmaschine beinhaltet, wie in 2 gezeigt. Die Kraftübertragung kann in einem Reihenmodus betrieben werden, in dem nur die elektrische Traktionsmaschine direkt mechanische Leistung zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitstellt, oder die Kraftübertragung kann in einem Parallelmodus betrieben werden, in dem der Motor oder der Motor und die elektrische Traktionsmaschine mechanische Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen. Die Kraftübertragung kann wie in 3 gezeigt gemäß dem Verfahren aus 4 und 5 vom Reihenmodus zum Parallelmodus übergehen. Der Übergang vom Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus zum Betreiben im Parallelmodus kann Schließen einer Kraftübertragungsausrückkupplung beinhalten, wie in dem Verfahren aus 4 und 5 beschrieben. Die Motordrehzahl kann während des Kraftübertragungsmoduswechsels gemäß den in 6A-6C gezeigten Funktionen zur Traktionsmotordrehzahl übergehen.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die einen oder mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren, die in 1 und 2 gezeigt sind. Die Steuerung 12 setzt die in 1 und 2 gezeigten Aktoren ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung 12 gespeichert sind, einzustellen.
Der Motor 10 besteht aus dem Zylinderkopf 35 und -block 33, die die Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Der Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit der Kurbelwelle 40 hin und her. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der optionale Anlasser 96 (z. B. elektrische Niederspannungsmaschine (mit weniger als 30 Volt betrieben)) beinhaltet die Ritzelwelle 98 und das Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Motorkurbelwelle in Eingriff steht.
Es ist gezeigt, dass die Brennkammer 30 über das Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit dem Ansaugkrümmer 44 und Abgaskrümmer 48 kommuniziert. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch die Ventilanschaltvorrichtung 59 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Das Auslassventil 54 kann durch die Ventilanschaltvorrichtung 58 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Bei den Ventilanschaltvorrichtungen 58 und 59 kann es sich um elektromechanische Vorrichtungen handeln. Der Druck in der Brennkammer 30 kann über den Zylinderdrucksensor 69 erfasst werden.
Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 derart positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 führt proportional zu der Impulsbreite von der Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff zu. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler (nicht gezeigt) beinhaltet. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen.
Zusätzlich ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44 mit dem Turboladerverdichter 162 und dem Motorlufteinlass 42 kommuniziert. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Die Welle 161 koppelt die Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Die optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position der Drosselklappe 64 ein, um den Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in der Ladedruckkammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 derart zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, dass es sich bei der Drossel 62 um eine Einlasskanaldrossel handelt. Das Verdichterrückführventil 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden. Das Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Das Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Motorlufteinlass 42 eintritt.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über die Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Die Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen sensor - UEGO-Sonde) 126 ist stromaufwärts von dem Katalysator 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbricks beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen mit jeweils mehreren Bricks verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. nichttransitorischen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Es ist gezeigt, dass die Steuerung 12 zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, wozu Folgende gehören: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von dem Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; ein an ein Fahrpedal 130 gekoppelter Positionssensor 134 zum Erfassen einer durch den menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft; ein an das Bremspedal 150 gekoppelter Positionssensor 154 zum Erfassen einer durch den menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft, eine Messung des Motorkrümmerdrucks (manifold pressure - MAP) von dem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; eine Motorposition von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von dem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von dem Sensor 68. Der Barometerdruck kann zudem zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
Die Steuerung 12 kann zudem eine Eingabe von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 empfangen. Eine Anforderung zum Starten oder Stoppen des Motors oder Fahrzeugs kann über einen Menschen erzeugt und in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 eingegeben werden. Ferner kann das Fahrzeug über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 angeschaltet werden (z. B. werden Systeme angeschaltet und vorbereitet, um Fahrzeugantriebsquellen wie etwa Brennkraftmaschinen und elektrischen Maschinen Energie zuzuführen). Das Anschalten des Fahrzeugs kann beinhalten, dass der Druck von Kraftstoff, der einem Motor zugeführt wird, erhöht wird und einem Wechselrichter elektrische Leistung zugeführt wird. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann eine Touchscreen-Anzeige, eine Drucktaste, ein Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Vorrichtung sein.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Arbeitstakt und Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z.B. wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um.
Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockschaubild eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in 1 gezeigten Motor 10. Es ist gezeigt, dass der Antriebsstrang 200 die Fahrzeugsystemsteuerung 255, die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254, die Steuerung 253 der Energiespeichervorrichtung und die Bremssteuerung 250 beinhaltet. Die Steuerungen können über das Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Drehmomentabgabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomentabgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomenteingabegrenzen (z. B. nicht zu überschreitende Drehmomenteingabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Drehmomentabgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Getriebes, Informationen bezüglich eines beeinträchtigten Motors, Informationen bezüglich einer beeinträchtigten elektrischen Maschine, Informationen bezüglich beeinträchtigter Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 Befehle bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen zu erfüllen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen beruhen.
Zum Beispiel kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Fahrpedal loslässt, und auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein Radleistungsniveau anfordern, um eine gewünschte Rate der Fahrzeugverzögerung bereitzustellen. Das gewünschte Raddrehmoment kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 ein erstes Bremsmoment von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und ein zweites Bremsmoment von der Bremssteuerung 250 anfordert, wobei das erste und zweite Drehmoment das gewünschte Bremsmoment an den Fahrzeugrädern 216 bereitstellen.
In anderen Beispielen kann die Aufteilung der Antriebsstrangsteuervorrichtungen anders sein, als es in 2 gezeigt ist. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Motorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 10, den Startergenerator (ISG) 215 und die elektrische Traktionsmaschine 240 mit Leistung versorgt werden. In anderen Beispielen kann der Motor 10 weggelassen werden. Der Motor 10 kann mit einem Motorstartsystem, das in 1 gezeigt ist, oder über den Kraftübertragungs-Startergenerator (ISG) 215, der auch als Startergenerator bekannt ist, gestartet werden. Der Kraftübertragungs-ISG 215 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann das Drehmoment des Motors 10 über den Drehmomentaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eine Drossel usw., eingestellt werden. Die elektrische Traktionsmaschine 240 kann der Kraftübertragung 200 allein Antriebskraft bereitstellen oder die elektrische Maschine 240 kann der Kraftübertragung 200 in Kombination mit dem Motor 10 oder mit dem Motor 10 und dem ISG 215 Antriebskraft zuführen.
Der bidirektionale DC/DC-Wandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 übertragen oder umgekehrt. Die Niederspannungsbatterie 280 ist elektrisch an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Die Niederspannungsbatterie 280 führt dem Anlassermotor 96 selektiv elektrische Energie zu. Die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Der erste Wechselrichter 230 und der zweite Wechselrichter 231 sind ebenfalls elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Der erste Wechselrichter 230 und der zweite Wechselrichter 231 können elektrische Gleichstromleistung (direct current - DC) von der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie in Wechselstromleistung (alternating current - AC) umwandeln, wenn der ISG 215 und die elektrische Traktionsmaschine 240 als Elektromotoren betrieben werden. Der erste Wechselrichter 230 und der zweite Wechselrichter 231 können elektrische AC-Leistung von dem ISG 215 und der elektrischen Traktionsmaschine 240 in DC-Leistung zum Laden der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie umwandeln, wenn der ISG 215 und die elektrische Traktionsmaschine 240 als Generatoren betrieben werden. Die Welle 241 koppelt die elektrische Traktionsmaschine 240 mechanisch an den Getriebekasten 208.
Ein Motorausgangsdrehmoment kann durch den ISG 215 an eine Eingangsseite oder erste Seite der Antriebsstrangausrückkupplung 235 übertragen werden. In einigen Beispielen kann die Eingangsseite der Ausrückkupplung 235 ein Schwungrad sein, das mechanisch an den ISG 215 gekoppelt ist. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die Ausgangsseite oder zweite Seite 234 der Ausrückkupplung 236 ist direkt mechanisch an die elektrische Traktionsmaschine 240 gekoppelt gezeigt.
Der ISG 215 und die elektrische Traktionsmaschine 240 können betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Drehmoment bereitzustellen oder Drehmoment des Antriebsstrangs in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert wird. Der ISG 215 steht in elektrischer Kommunikation mit dem ersten Wechselrichter 230 und der erste Wechselrichter 230 steht in elektrischer Kommunikation mit der Energiespeichervorrichtung 275. Der ISG 215 weist eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität auf als der in 1 gezeigte Anlasser 96. Die elektrische Traktionsmaschine 240 steht in elektrischer Kommunikation mit dem zweiten Wechselrichter 231 und der zweite Wechselrichter 231 steht in elektrischer Kommunikation mit der Energiespeichervorrichtung 275. Die elektrische Traktionsmaschine 240 weist eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität auf als der ISG 215. Ferner treibt die elektrische Traktionsmaschine 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder sie wird durch den Antriebsstrang 200 direkt angetrieben. Es existieren keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um die elektrische Traktionsmaschine 240 an den Antriebsstrang 200 zu koppeln. Vielmehr dreht sich die elektrische Traktionsmaschine 240 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebsstrang 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. Hochspannungsbatterie oder -leistungsquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die elektrische Traktionsmaschine 240 kann dem Antriebsstrang 200 über den Betrieb als Elektromotor oder Generator, wie durch die Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment bereitstellen.
Der Getriebekasten 208 beinhaltet die Gangkupplungen (z.B. Gang 1-2) 211 und Zahnräder 212. In einem Beispiel kann der Getriebekasten 208 einen von zwei Zahnradsätzen mit fester Übersetzung selektiv in Eingriff nehmen. Die Gangkupplungen 211 können selektiv eingekuppelt werden, um ein Verhältnis einer tatsächlichen Gesamtzahl von Umdrehungen der Eingangswelle 241 zu einer tatsächlichen Gesamtzahl von Umdrehungen der Räder 216 zu ändern. Die Gangkupplungen 211 können über das Einstellen von Fluid, das den Kupplungen über die Schaltsteuermagnetventile 209 zugeführt wird, eingekuppelt oder ausgekuppelt werden. Die Drehmomentabgabe von dem Getriebekasten 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Konkret kann der Getriebekasten 208 ein Eingangsantriebsmoment an der Eingangswelle 241 als Reaktion auf eine Fahrbedingung des Fahrzeugs übertragen, bevor ein Ausgangsantriebsmoment an die Räder 216 übertragen wird. Die Getriebesteuerung 254 schaltet die Gangkupplungen 211 selektiv an oder kuppelt diese ein. Die Getriebesteuerung schaltet zudem die Gangkupplungen 211 selektiv ab oder kuppelt diese aus.
Eine Reibungskraft kann durch das Einrücken der Reibungsradbremsen 218 auf die Räder 216 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer mit dem Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremssteuerung 250 eingerückt werden. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 vorgenommene Anforderungen betätigen. Auf die gleiche Art und Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 reduziert werden, indem die Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, als Reaktion auf Anweisungen von der Bremssteuerung und/oder Anweisungen und/oder Informationen von der Fahrzeugsystemsteuerung ausgerückt werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motorstoppvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Beschleunigen des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung von einem Fahrpedal oder einer anderen Vorrichtung erlangen. Alternativ kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsleistungsanforderung von dem Fahrpedal oder der anderen Vorrichtung erlangen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann dann einen Anteil des bzw. der angeforderten Fahrerbedarfsdrehmoments oder -leistung der elektrischen Traktionsmaschine 240 und den restlichen Anteil dem Motor und dem ISG zuweisen, wenn die Kraftübertragung im Parallelmodus betrieben wird. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann das bzw. die gesamte angeforderte Fahrerbedarfsdrehmoment oder -leistung der elektrischen Traktionsmaschine 240 zuweisen, wenn die Kraftübertragung im Reihenmodus betrieben wird. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert das Drehmoment oder die Leistung des Motors von der Motorsteuerung 12 und das Drehmoment oder die Leistung des ISGund das Drehmoment oder die Leistung der elektrischen Traktionsmaschine von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine an. Unter einigen Bedingungen kann, wenn es gewünscht sein kann, die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie aufzuladen, ein Ladedrehmoment (z. B. ein negatives ISG-Drehmoment und/oder ein negatives Drehmoment der elektrischen Traktionsmaschine) oder eine Ladeleistung angefordert werden, während ein bzw. eine Fahrerbedarfsdrehmoment oder -leistung ungleich null vorliegt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann ein erhöhtes Motordrehmoment anfordern, um das Ladedrehmoment zu überwinden, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Verzögern des Fahrzeugs 225 und Bereitstellen von Nutzbremsen kann die Fahrzeugsystemsteuerung auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und Bremspedalposition ein negatives gewünschtes Raddrehmoment oder eine negative gewünschte Leistung bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann dann einen Anteil des bzw. der negativen gewünschten Raddrehmoments oder Leistung dem ISG 215, einen Anteil des bzw. der negativen gewünschten Drehmoments oder Leistung der elektrischen Traktionsmaschine 240 (z.B. gewünschtes Raddrehmoment des Antriebsstrangs) und den restlichen Anteil des Drehmoments oder der Leistung den Reibungsbremsen 218 (z.B. gewünschtes Raddrehmoment der Reibungsbremsen) zuweisen. Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem Nutzbremsmodus befindet, sodass die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines einzigartigen Schaltplans wechselt, um den Regenerationswirkungsgrad zu erhöhen. Der ISG 215 und/oder die elektrische Traktionsmaschine 240 können der Getriebeeingangswelle 270 ein negatives Drehmoment oder eine negative Leistung zuführen, doch das bzw. die durch den ISG 215 und die elektrische Traktionsmaschine 240 bereitgestellte negative Drehmoment oder Leistung kann durch die Getriebesteuerung 254 begrenzt sein, die einen Grenzwert für das negative Drehmoment der Getriebeeingangswelle ausgibt (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert). Ferner kann das negative Drehmoment oder die negative Leistung des ISG 215 und der elektrischen Traktionsmaschine 240 auf Grundlage von Betriebsbedingungen der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie, durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine begrenzt sein (z. B. auf weniger als ein negatives Schwellendrehmoment beschränkt). Ein beliebiger Teil des gewünschten negativen Raddrehmoments, der aufgrund von Grenzwerten des Getriebes oder des ISG nicht durch den ISG 215 und/oder die elektrische Traktionsmaschine 240 bereitgestellt werden kann, kann den Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, sodass das gewünschte Raddrehmoment durch eine Kombination aus dem negativen Raddrehmoment von den Reibungsbremsen 218, der elektrischen Traktionsmaschine 240 und dem ISG 215 bereitgestellt wird.
Dementsprechend kann die Drehmomentsteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei eine lokale Drehmomentsteuerung für den Motor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 und die Bremsen 218 über die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
Als ein Beispiel kann eine Motordrehmomentabgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und/oder Luftladung gesteuert werden, indem Drosselöffnung und/oder Ventilsteuerzeiten, Ventilhub und Aufladung für per Turbolader oder Kompressor geladene Motoren gesteuert werden. Im Falle eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motordrehmomentabgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulstaktung und Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf Zylinder-für-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Motordrehmomentabgabe zu steuern.
Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Drehmomentabgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 215 und der elektrischen Traktionsmaschine 240 steuern, indem sie den Strom, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG 215 und der elektrischen Traktionsmaschine 240 fließt, über den ersten Wechselrichter 230 und zweiten Wechselrichter 231 einstellt. Der erste Wechselrichter 230 kann unabhängig von dem zweiten Wechselrichter 231 betrieben und befohlen werden. Der dritte Wechselrichter 232 ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt gezeigt und er kann DC-Leistung aus der Speichervorrichtung für elektrische Energie, die aus dem ersten Wechselrichter 230 ausgegeben wird und/oder aus dem zweiten Wechselrichter 231 ausgegeben wird, in AC-Leistung umwandeln, die über die elektrische Anschlussbuchse 234 externen elektrischen Leistungsverbrauchern 233 zugeführt werden kann. Die externen elektrischen Leistungsverbraucher 233 sind nicht Teil des Fahrzeugs 225 und sie können unter anderem Elektrowerkzeuge, Audiosysteme, Lüfter, Elektromotoren, Leuchten und Kommunikationsausstattung beinhalten.
Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über den Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition über das Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder das Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall in eine Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Getriebeausgangswellendrehmoment von dem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensoren handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können zudem zusätzliche Getriebeinformationen von den Sensoren 277 empfangen, die unter anderem Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, Hydraulikdrucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Gangkupplungen), ISG-Temperatursensoren und Temperatursensoren der elektrischen Traktionsmaschine und Umgebungstemperatursensoren beinhalten können.
Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen direkt oder über das CAN 299 von dem in 1 gezeigten Bremspedalsensor 154 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 Bremsung bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsung bereitstellen, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Demnach kann die Bremssteuerung 250 der Fahrzeugsystemsteuerung 255 einen Raddrehmomentgrenzwert (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für das negative Raddrehmoment) bereitstellen, sodass das negative ISG-Drehmoment nicht dazu führt, dass der Raddrehmomentgrenzwert überschritten wird. Falls zum Beispiel die Steuerung 250 einen Grenzwert für das negative Raddrehmoment von 50 Nm ausgibt, wird das Drehmoment der elektrischen Traktionsmaschine so eingestellt, dass es einschließlich Drehmomentbetragsänderungen, die über die Getriebeübersetzung erzeugt werden, weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negatives Drehmoment an den Rädern b erei tstell t.
Somit stellt das System aus 1 und 2 ein System bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; eine Kraftübertragungsausrückkupplung; eine erste elektrische Maschine, die direkt an den Motor gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist; eine zweite elektrische Maschine, die an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist; und eine Steuerung einschließlich in nichttransitorischem Speicher gespeicherter ausführbarer Anweisungen zum Anfordern eines Wechsels vom Betreiben einer Kraftübertragung in einem Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus und Anweisungen zum Betreiben des Motors in einem Drehzahlsteuermodus und der ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrische Leistung als Reaktion auf die Anforderung zum Wechseln vom Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung im Parallelmodus. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer Änderungsrate der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine von einer ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl. Das System beinhaltet, dass die zweite Drehzahl eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine ist.
In einigen Beispielen umfasst das System ferner zusätzliche Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl einer Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Befehlen des Motors auf eine Leistung, die eine Grundmotorleistung plus ein Zusatzdrehmoment ist, wenn es einer Speichervorrichtung für elektrische Energie an Kapazität zum Speichern von durch die erste elektrische Maschine erzeugter elektrischer Leistung mangelt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Beibehalten von über die erste elektrische Maschine zugeführter elektrischer Leistung an elektrische Leistungsverbraucher als Reaktion auf den angeforderten Wechsel.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, in der eine Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 4 und 5 gezeigt ist. Die fünf Verläufe sind zeitlich ausgerichtet und ereignen sich gleichzeitig. Die vertikalen Linien bei den Zeitpunkten t0-t4 stellen relevante Zeitpunkte in der Abfolge dar. Die Abfolge aus 3 kann über das System aus 1 und 2 in Zusammenwirkung mit dem Verfahren aus 4 und 5 bereitgestellt werden.
Der erste Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Motordrehmoments über der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Motordrehmoment dar und das Motordrehmoment nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse des ersten Verlaufs stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 302 stellt ein befohlenes Motordrehmoment dar.
Der zweite Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des ISG-Drehmoments (z. B. des an den Motor aus 2 angelegten Drehmoments) über der Zeit. Die vertikale Achse stellt das ISG-Drehmoment dar und das ISG-Drehmoment nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 304 stellt das ISG-Drehmoment dar.
Der dritte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des elektrischen Leistungsausgangs des ISG über der Zeit. Die vertikale Achse stellt den elektrischen Leistungsausgang des ISG dar und die elektrische Ausgangsleistung des ISG nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 306 stellt den elektrischen Leistungsausgang des ISG dar.
Der vierte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf der Drehzahl der Kraftübertragungsausrückkupplung über der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Drehzahl der Kraftübertragungsausrückkupplung dar und die Drehzahl der Kraftübertragungsausrückkupplung nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 310 stellt eine eingangsseitige Drehzahl der Kraftübertragungsausrückkupplung dar. Die Kurve 308 stellt die ausgangsseitige Drehzahl der Kraftübertragungsausrückkupplung dar.
Der fünfte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Befehls für die Kraftübertragungsausrückkupplung über der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Befehl für die Kraftübertragungsausrückkupplung dar und der Kraftübertragungsausrückkupplung ist ein vollständig geschlossener Zustand befohlen, wenn sich die Kurve 314 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Der Kraftübertragungsausrückkupplung ist ein vollständig offener Zustand befohlen, wenn sich die Kurve 314 nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 312 stellt den Befehl für die Kraftübertragungsausrückkupplung dar.
Der sechste Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf der Kraftübertragungsbetriebsmodusanforderung über der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Kraftübertragungsbetriebsmodusanforderung dar und die Kraftübertragungsbetriebsmodusanforderung gilt für einen Parallelkraftübertragungsmodus, wenn sich die Kurve 316 nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die Kraftübertragungsbetriebsmodusanforderung gilt für einen Reihenkraftübertragungsmodus, wenn sich die Kurve 316 nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 314 stellt die Kraftübertragungsbetriebsmodusanforderung dar.
Zu Zeitpunkt t0 liegt der Motordrehmomentbefehl auf einem mittleren Niveau und das ISG-Drehmoment liegt auf einem höheren mittleren Niveau. Der ISG führt der elektrischen Traktionsmaschine und externen elektrischen Leistungsverbrauchern (nicht gezeigt) elektrische Leistung zu. Die elektrische Ausgangsleistung des ISG liegt auf einem höheren Niveau und die Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. die Drehzahl auf der ISG-Seite der Ausrückkupplung) ist niedriger als die Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. der Seite der elektrischen Traktionsmaschine der Ausrückkupplung). Der Kraftübertragungsausrückkupplung ist ein vollständig offener Zustand befohlen und die Kraftübertragungsmodusanforderung gibt an, dass der Reihenkraftübertragungsmodus angefordert ist (z. B. wobei die elektrische Traktionsmaschine allein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs zuführt und wobei der Motor und der ISG derart über eine Ausrückkupplung von den Rädern entkoppelt sind, dass der Motor dem ISG mechanische Leistung bereitstellen kann, sodass der ISG der elektrischen Traktionsmaschine elektrische Leistung zuführen kann).
Zu Zeitpunkt t1 wird eine Anforderung zum Umschalten der Kraftübertragung vom Reihenmodus zum Parallelmodus über die Steuerung erzeugt. Die Anforderung kann als Reaktion auf eine Zunahme des Fahrerbedarfsdrehmoments, einen niedrigen SOC der Speichervorrichtung für elektrische Energie oder eine andere Fahrzeugbetriebsbedingung erfolgen. Der Motor tritt in einen Drehzahlsteuermodus ein (z. B. wobei die Motordrehzahl so eingestellt wird, dass eine gewünschte Motordrehzahl zugeführt wird, und wobei das Motordrehmoment variiert werden kann, um die gewünschte Motordrehzahl bereitzustellen) und der ISG tritt in einen Steuermodus für elektrische Leistung ein (z. B. einen Modus, bei dem der elektrische Leistungsausgang des ISG einen gewünschten Betrag von elektrischer Leistung bereitstellt und zugelassen ist, dass das an den Motor angelegte ISG-Drehmoment und die ISG-Drehzahl variieren (zunehmen/abnehmen), wenn der elektrische Leistungsausgang des ISG die gewünschte elektrische Leistung des ISG erfüllt). Indem der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird, kann die Drehzahl des Motors/ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine eingestellt werden, während der ISG den gewünschten elektrischen Leistungsausgang des ISG bereitstellt. Während der Motor im Drehzahlsteuermodus betrieben wird, kann der Motor ferner den gewünschten Drehmomentbetrag zuführen, sodass der ISG den gewünschten elektrischen Ausgang bereitstellt. Da die ISG-Drehzahl (Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung) niedriger als die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine (Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung) ist, beginnt der Motordrehmomentbefehl, zuzunehmen, und das ISG-Drehmoment wird verringert, wenn der ISG-Feldstrom eingestellt wird, um den elektrischen Ausgang des ISG auf dem gewünschten Niveau zu halten. In diesem Beispiel ist der gewünschte elektrische Ausgang des ISG konstant (nicht gezeigt) und der elektrische Ausgang des ISG erfüllt dieses konstante Niveau. Die Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung beginnt, in Richtung der Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung zuzunehmen. Die gewünschte Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG kann ebenfalls zu Zeitpunkt t1 bestimmt werden und die gewünschte Drehzahl des Motors/ISG kann zu Zeitpunkt t1 bestimmt werden. Der Kraftübertragungsausrückkupplung bleibt der vollständig offene Zustand befohlen.
Zu Zeitpunkt t2 beginnt die Drehzahl des Motors/ISG, sich zu ändern, sodass die Drehzahl der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung beginnt, zuzunehmen. Das Motordrehmoment nimmt weiterhin zu und das ISG-Drehmoment wird verringert, wenn die Drehzahl des Motors/ISG zunimmt, um die elektrische Ausgangsleistung des ISG auf dem gewünschten Niveau zu halten. Falls jedoch der Betrag der durch externe elektrische Leistungsverbraucher verbrauchten elektrischen Leistung zunimmt oder abnimmt, kann die Ausgangsleistung des Motors dementsprechend eingestellt werden, um dem ISG einen eingestellten Drehmomentbetrag bereitzustellen, sodass der ISG die Änderung der durch die externen elektrischen Leistungsverbraucher verbrauchten Leistung bereitstellen kann. Der Kraftübertragungsausrückkupplung bleibt der vollständig offene Zustand befohlen. Die Anforderung zum Eintreten in den Parallelkraftübertragungsmodus bleibt bekräftigt.
Zwischen Zeitpunkt t2 und Zeitpunkt t3 nimmt die befohlene Motordrehzahl weiterhin zu und das Motordrehmoment wird erhöht, um die Drehzahl des Motors/ISG zu erhöhen. Das ISG-Drehmoment nimmt ab, wenn die Drehzahl des Motors/ISG zunimmt und der elektrische Ausgang des ISG konstant bleibt. Die Drehzahl der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung nähert sich weiterhin der Drehzahl der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung. Der Kraftübertragungsausrückkupplung bleibt der vollständig offene Zustand befohlen und der Parallelkraftübertragungsmodus ist weiterhin angefordert.
Zu Zeitpunkt t3 liegt die Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung innerhalb einer Schwellendrehzahl der Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung. Deshalb wird der Kraftübertragungsausrückkupplung der vollständig geschlossene Zustand befohlen. Da die Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung innerhalb einer Schwellendrehzahl der Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung liegt, kann ein sehr kleiner Drehmomentbetrag an der Kraftübertragungsausrückkupplung übertragen werden, sodass die Möglichkeit von Drehmomentstörungen in der Kraftübertragung reduziert werden kann. Das befohlene Motordrehmoment nimmt weiterhin zu und das tatsächliche Motordrehmoment folgt dem befohlenen Motordrehmoment. Das befohlene ISG-Drehmoment nimmt weiterhin ab, wenn die Drehzahl des Motors/ISG weiterhin zunimmt, sodass der elektrische Ausgang des ISG auf dem gewünschten Niveau gehalten werden kann. Die Kraftübertragungsmodusanforderung bekräftigt weiterhin den Parallelmodus.
Zu Zeitpunkt t4 schließt sich die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig und das befohlene Motordrehmoment und das ISG-Drehmoment pendeln sich ein. Die elektrische Ausgangsleistung des ISG erfüllt weiterhin die gewünschte elektrische Ausgangsleistung des ISG. Die Drehzahl auf der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung stimmt mit der Drehzahl auf der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung überein. Die Kraftübertragungsausrückkupplung ist vollständig geschlossen und der Kraftübertragungsausrückkupplung bleibt der vollständig geschlossene Zustand befohlen und der Parallelkraftübertragungsmodus bleibt angefordert.
Auf diese Art und Weise kann es möglich sein, die elektrische Leistung des ISG, die anhand der Motorleistung erzeugt wird, während eines Moduswechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus beizubehalten. Ferner kann eine Drehzahl des Motors auf eine Drehzahl einer elektrischen Traktionsmaschine eingestellt werden, sodass der Kraftübertragungsmoduswechsel rechtzeitig durchgeführt werden kann.
Es wird nun auf 4 und 5 Bezug genommen, in denen ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Fahrzeugkraftübertragung gezeigt ist. Das Verfahren aus 4 und 5 kann in das System aus 1 und 2 integriert sein und damit zusammenwirken. Ferner können mindestens Abschnitte des Verfahrens aus 4 und 5 als ausführbare Anweisungen integriert sein, die in nichttransitorischem Speicher gespeichert sind, während andere Abschnitte des Verfahrens über eine Steuerung durchgeführt werden können, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der physischen Welt umwandelt. Das Verfahren aus 4 und 5 kann ausgeführt werden, wenn ein Fahrzeug auf einer Straße fährt, nachdem das Fahrzeug angeschaltet worden ist.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 Betriebsbedingungen. Betriebsbedingungen können unter anderem Fahrerbedarfsdrehmoment, ISG-Drehmoment, Drehmoment der elektrischen Traktionsmaschine, Leistungsverbrauch von externen elektrischen Verbrauchern, Motorbetriebszustand, ISG-Drehzahl, Drehzahl der Traktionsmaschine, Motordrehmoment und Motordrehzahl beinhalten. Das Verfahren 400 geht zu 404 über.
Bei 404 bestimmt das Verfahren 400 Werte für die angeforderte Grundausgangsleistung der Brennkraftmaschine (E_{base_pow_m}), den mechanischen Grundleistungsausgang/-eingang des ISG (ISG_{base_pow_m}) und den mechanischen Grundleistungsausgang/-eingang der elektrischen Traktionsmaschine (T_{base_pow_m}). Die Werte der angeforderten Grundausgangsleistung der Brennkraftmaschine (E_{base_pow_m}), des mechanischen Grundleistungsausgangs/-eingangs des ISG (ISG_{base_pow_m}) und des mechanischen Grundleistungsausgangs/-eingangs der elektrischen Traktionsmaschine (T_{base_pow_m}) können vom eingekuppelten oder angeschalteten Kraftübertragungsbetriebsmodus (z. B. Reihen- oder Parallelmodus) abhängig sein. In einem Beispiel werden die Fahrpedalposition und die Fahrzeuggeschwindigkeit in eine oder mehrere Tabellen und/oder Funktionen eingegeben und die Tabellen und/oder Funktionen geben eine Grundfahrerbedarfsleistung aus, die an Fahrzeugräder abgegeben werden soll. Die Grundfahrerbedarfsleistung kann in einen Grundleistungsausgang des Motors, der an Fahrzeugräder abgegeben werden soll, und einen mechanischen Grundleistungsausgang/-eingang der elektrischen Traktionsmaschine, der an Fahrzeugräder abgegeben werden soll, aufgeteilt werden. Falls die Kraftübertragung im Parallelmodus betrieben wird, kann der Grundfahrerbedarf zum Beispiel folgendermaßen ausgedrückt werden: ${DD}_{base_pow} = E_{base_pow_m} + T_{base_pow_m}$
wobei DD_{base_pow} die Grundfahrerbedarfsleistung ist, E_{base_pow_m} die Grundausgangsleistung des Motors ist, die an Fahrzeugräder abgegeben werden soll, und T_{base_pow_m} die Grundausgangsleistung der elektrischen Traktionsmaschine ist, die an Fahrzeugräder abgegeben werden soll. Die Werte von E_{base_pow_m} und T_{base_pow_m} müssen nicht gleichwertig sein. Falls die Kraftübertragung im Reihenmodus betrieben wird, kann die Grundfahrerbedarfsleistung folgendermaßen ausgedrückt werden: ${DD}_{base_pow} = T_{base_pow_m}$
da die Fahrerbedarfsleistung ein Leistungsbetrag ist, der an die Räder des Fahrzeugs abgegeben wird, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Werte des Grundleistungsausgangs des Motors und des mechanischen Grundleistungsausgangs/-eingangs der elektrischen Traktionsmaschine können zudem aufgrund anderer Fahrzeugbetriebsbedingungen eingestellt werden, einschließlich unter anderem Batterieladezustand (state of charge - SOC), Batterietemperatur, Barometerdruck, Umgebungstemperatur und Temperaturen der elektrischen Traktionsmaschine und des Motors.
Das Verfahren 400 kann zudem einen angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgang des ISG (ISG_{base_pow_elec}) bestimmen. Der elektrische Grundleistungsausgang des ISG kann eine Summe der elektrischen Leistung für die elektrische Traktionsmaschine zum Bereitstellen des angeforderten mechanischen Grundleistungsausgangs der elektrischen Traktionsmaschine (Tbase_pow_e) plus der elektrischen Leistung zu externen elektrischen Leistungsverbrauchern (Exbase_pow_e) plus der elektrischen Leistung, die zum Laden von Batterien oder Speichervorrichtungen für elektrische Leistung und Versorgen von bordeigenen Nebenaggregaten, die elektrische Leistung verbrauchen, angefordert ist (Batbase_pow_e), sein. Der angeforderte elektrische Grundleistungsbetrag des ISG ist ein negativer Wert, da das Erzeugen von elektrischer Leistung Drehmoment von der Kraftübertragung verbraucht. Die zum Laden von Batterien angeforderte elektrische Leistung kann vom SOC und einem aus den Batterien entnommenen Ladungsbetrag abhängig sein. Die für externe elektrische Leistungsverbraucher angeforderte elektrische Leistung kann über das Erfassen eines Betrags von Strom und Spannung, die externen elektrischen Leistungsverbrauchern zugeführt werden, bestimmt werden. Das Verfahren 400 geht zu 406 über.
Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob ein ISG-Betrieb angefordert ist oder nicht. In einem Beispiel kann ein Betrieb des ISG angefordert sein, wenn der elektrische Grundleistungsbetrag des ISG nicht null beträgt oder wenn die mechanische Grundeingangs-/-ausgangsleistung des ISG nicht null beträgt. Falls ein ISG-Betrieb angefordert ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 408 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 470 über.
Bei 470 schaltet das Verfahren 400 den ISG ab. Der ISG kann abgeschaltet werden, indem damit aufgehört wird, dem ISG elektrische Leistung zuzuführen. In einem Beispiel hören Schalter oder Transistoren innerhalb eines Wechselrichters damit auf, zu schalten, um den ISG abzuschalten. Das Verfahren 400 geht zu 472 über.
Bei 472 kann das Verfahren 400 den Motor, den ISG und die elektrische Traktionsmaschine betreiben, um das Fahrzeug anzutreiben. Falls jedoch die Kraftübertragungsausrückkupplung offen ist und der ISG abgeschaltet ist, da bei 404 kein ISG angefordert wird, kann die elektrische Traktionsmaschine die einzige Quelle sein, die das Fahrzeug antreibt. Die elektrische Traktionsmaschine kann Leistung über eine Batterie oder eine Speichervorrichtung für elektrische Energie empfangen. Falls zum Beispiel die Fahrerbedarfsleistung 20 Kilowatt (kW) beträgt, werden die gesamten 20 kW über das Anfordern eines mechanischen Grundausgangs der elektrischen Traktionsmaschine von 20 kW angefordert. Der Motor kann damit aufhören, sich zu drehen, wenn der ISG abgeschaltet ist.
Falls andererseits der ISG als Elektromotor betrieben wird, der mechanische Leistung erzeugt, und die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist, kann der ISG mindestens einen Teil der Fahrerbedarfsleistung bereitstellen. Ferner können der Motor und die elektrische Traktionsmaschine den Rest der angeforderten Fahrerbedarfsleistung bereitstellen. Falls zum Beispiel die Fahrerbedarfsleistung 25 Kilowatt (kW) beträgt, kann der mechanische Grundeingang/-ausgang des ISG 5 kW betragen, der mechanische Grundausgang der elektrischen Traktionsmaschine 10 kW betragen und der Motor die restlichen 10 kW bereitstellen. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 408 beurteilt das Verfahren 400, ob der ISG als Elektromotor betrieben werden soll. In einem Beispiel kann der ISG als Elektromotor betrieben werden, um die Brennkraftmaschine zu starten. Ferner kann der ISG in einigen Beispielen gelegentlich dem Motor und der elektrischen Traktionsmaschine dabei helfen, das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen. Das Verfahren 400 kann eine Anforderung zum Betreiben des ISG als Elektromotor erzeugen, falls das Starten des Motors angefordert ist oder falls der bei 404 bestimmte mechanische Ausgang des ISG ungleich null ist. Falls das Verfahren 400 eine Anforderung zum Betreiben des ISG als Elektromotor beurteilt, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 474 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 410 über.
Bei 474 startet das Verfahren 400 den Motor über den ISG und geht dann zu 472 über, falls ein Motorstart angefordert ist und die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist. Falls der Motor bereits gestartet ist, geht das Verfahren 400 zu 472 über.
Bei 410 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Anforderung zum Schließen der Kraftübertragungsausrückung und zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus vorliegt. Das Verfahren 400 kann eine Anforderung zum Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung und Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus erzeugen, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment ein Schwellendrehmoment überschreitet, wenn der Ladezustand (SOC) des Speichers für elektrische Energie unter einem Schwellenwert liegt, oder während anderer Fahrzeugbetriebsbedingungen. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass eine Anforderung zum Schließen der Kraftübertragungsausrückung und zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus vorliegt, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 412 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 480 über.
Bei 480 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Anforderung zum Öffnen der Kraftübertragungsausrückung und zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Reihenmodus vorliegt. Das Verfahren 400 kann eine Anforderung zum Öffnen der Kraftübertragungsausrückkupplung und Betreiben der Kraftübertragung in einem Reihenmodus erzeugen, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment unter einem Schwellendrehmoment liegt, wenn der Ladezustand (SOC) des Speichers für elektrische Energie über einem Schwellenwert liegt, oder während anderer Fahrzeugbetriebsbedingungen. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass eine Anforderung zum Öffnen der Kraftübertragungsausrückung und zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Reihenmodus vorliegt, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 482 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 490 über.
Bei 490 behält das Verfahren 400 den Betriebszustand der Kraftübertragungsausrückkupplung bei und befiehlt dem Motor das Grunddrehmoment des Motors, befiehlt dem ISG den elektrischen Grundleistungsausgang des ISG und befiehlt der elektrischen Traktionsmaschine den mechanischen Grundleistungsausgang/-eingang der elektrischen Traktionsmaschine, die bei 404 bestimmt worden sind. Falls somit die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist und 20 kW Raddrehmoment angefordert sind, kann der elektrischen Traktionsmaschine befohlen werden, 20 kW Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs zuzuführen, und dem ISG befohlen werden, 20 kW elektrische Leistung plus einen ersten zusätzlichen Leistungsbetrag für Verluste zu erzeugen, sodass die elektrische Traktionsmaschine die angeforderten 20 kW Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs zuführen kann. Dem Motor kann befohlen werden, 20 kW mechanische Leistung plus einen zweiten zusätzlichen Leistungsbetrag für Verluste zu erzeugen (z. B. kann der zweite Betrag von zusätzlicher Leistung den ersten Betrag von zusätzlicher Leistung plus zusätzliche Leistung für ISG-Verluste beinhalten), sodass der ISG der elektrischen Traktionsmaschine die 20 kW elektrische Leistung plus den ersten Betrag von zusätzlicher Leistung für Verluste bereitstellen kann.
Falls die Kraftübertragungsausrückkupplung geschlossen ist und 20 kW Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs angefordert sind, kann der Motor die gesamten 20 kW Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen oder der Motor kann einen Teil (z. B. 15 kW) der zum Antreiben des Fahrzeugs angeforderten 20 kW Leistung bereitstellen und die elektrische Traktionsmaschine kann den Restbetrag von mechanischer Leistung (z. B. 5 kW über die Speichervorrichtung für elektrische Energie) zum Antreiben des Fahrzeugs bereitstellen. In einer anderen Alternative kann der Motor dem ISG 5 kW mechanische Leistung plus zusätzliche Leistung für Verluste bereitstellen und der ISG kann 5 kW elektrische Leistung plus zusätzliche Leistung für Verluste an die elektrische Traktionsmaschine ausgeben, sodass die elektrische Traktionsmaschine der Kraftübertragung 5 kW mechanische Leistung bereitstellt. Der Motor kann der Kraftübertragung die zusätzlichen 15 kW mechanische Leistung bereitstellen. Der Motor kann dem ISG zudem zusätzliche mechanische Leistung bereitstellen, sodass der ISG einen angeforderten Betrag von elektrischer Leistung erzeugen kann, um diesen externen elektrischen Leistungsverbrauchern und elektrischen Leistungsverbrauchern, die in dem Fahrzeug enthalten sind (z. B. Leuchten, Navigation, Audio, Video, Aktoren), zuzuführen. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 482 gibt das Verfahren 400 eine angeforderte Fahrerbedarfsleistung über die elektrische Traktionsmaschine an die Fahrzeugkraftübertragung aus, sodass die elektrische Traktionsmaschine allein das Fahrzeug antreibt. In einem Beispiel wird die Fahrerbedarfsleistung durch Referenzieren einer Tabelle mit empirisch bestimmten Werten des Fahrerbedarfsdrehmoments über die Fahrpedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wie bei 404 beschrieben. Der elektrischen Traktionsmaschine wird die angeforderte Fahrerbedarfsleistung befohlen. Alternativ kann ein Raddrehmoment über die Fahrpedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit angefordert werden. Das Raddrehmoment kann in ein angefordertes Fahrerbedarfsdrehmoment umgewandelt werden, indem das angeforderte Raddrehmoment durch Getriebeübersetzungen in dem Getriebekasten und in dem Achsantrieb (z. B. Achsübersetzung) dividiert wird. Der elektrischen Traktionsmaschine wird befohlen, die angeforderte Fahrerbedarfsleistung bereitzustellen. Das Verfahren 400 geht zu 484 über.
Bei 484 bestimmt das Verfahren 400 einen Betrag von elektrischer Leistung, der dem Hochspannungsbus über den ISG und den Motor bereitgestellt werden soll. In einem Beispiel kann der Betrag von elektrischer Leistung, der dem Hochspannungsbus über den ISG und den Motor bereitgestellt werden soll, einen Betrag von Leistung zum Laden einer Speichervorrichtung für elektrische Energie, einen Betrag von elektrischer Leistung zum Zuführen zu externen elektrischen Verbrauchern und einen Betrag von elektrischer Leistung zum Zuführen zu der elektrischen Traktionsmaschine beinhalten. Dem Motor wird der Betrag von elektrischer Leistung befohlen, der dem Hochspannungsbus über den ISG und den Motor bereitgestellt werden soll, um den ISG Betrag von elektrischer Leistung zu erzeugen, die dem Hochspannungsbus bereitgestellt werden soll. Selbstverständlich kann die befohlene Motorleistung zusätzliche Leistung für Verluste beinhalten und das befohlene ISG-Leistungsniveau kann zusätzliche Leistung für Verluste in dem System beinhalten. Falls zum Beispiel der Betrag von elektrischer Leistung zum Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie 1000 Watt beträgt, der Betrag von elektrischer Leistung zum Zuführen zu externen elektrischen Verbrauchern 2500 Watt beträgt und der Betrag von elektrischer Leistung zum Zuführen zu dem Traktionsmotor 7000 Watt beträgt, wird dem Motor befohlen, 10.500 Watt zu erzeugen, und wird dem ISG befohlen, 10.500 Watt zu verbrauchen, um Leistung zum Zuführen zu dem Hochspannungsbus zu erzeugen. Leistung für Verluste ist in diesem Beispiel nicht enthalten. Somit liegt die Nettoleistung, die der Kraftübertragungsausrückkupplung von dem Motor und dem ISG bereitgestellt wird, innerhalb eines Schwellenleistungsbetrags von Nullleistung. Folglich kann nur ein kleiner Drehmomentbetrag von dem Motor und dem ISG an die Kraftübertragungsausrückkupplung übertragen werden. Diese Maßnahme kann die Möglichkeit von Drehmomentstörungen in der Kraftübertragung während des Moduswechsels zum Reihenmodus reduzieren. Das Verfahren 400 geht zu 486 über.
Bei 486 öffnet das Verfahren 400 die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig, sodass der ISG und der Motor von der elektrischen Traktionsmaschine entkoppelt werden. Indem die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geöffnet wird, vervollständigt die Kraftübertragung den Eintritt in einen Kraftübertragungsreihenbetriebsmodus. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 412 bestimmt das Verfahren 400 eine gewünschte Drehzahl des ISG und des Motors und eine Drehzahländerungsrate, um die gewünschte Drehzahl des ISG und des Motors von der gegenwärtigen Drehzahl des ISG und des Motors aus zu erreichen. Die gewünschte Drehzahl des ISG und des Motors wird auf die gegenwärtige Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine eingestellt. In einem Beispiel wird die Drehzahländerungsrate über das Referenzieren einer Tabelle oder Funktion über die Fahrpedalposition (z. B. wie in 6A gezeigt) bestimmt und die Funktion oder Tabelle gibt eine gewünschte Änderungsrate der Drehzahl des Motors/ISG aus. Werte in der Tabelle können empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf einem Rollenprüfstand betrieben wird und die Änderungsrate der Drehzahl des Motors/ISG eingestellt wird, sodass der Modus der Kraftübertragung gewechselt wird, indem die Kraftübertragungsausrückkupplung mit einem Dringlichkeitsgrad geschlossen wird, der durch die Rate der Fahrpedalbewegung angegeben ist. Dies kann ermöglichen, dass die Kraftübertragung ein gewünschtes Leistungsfähigkeitsniveau bereitstellt, das mit den Betriebsbedingungen einstellbar ist.
Die gewünschte Änderungsrate der Drehzahl des Motors/ISG, die aus der Tabelle oder Funktion ausgegeben wird, kann dann mit einem ersten Einstellungsfaktor multipliziert werden, der vom Betriebsmodus des Fahrzeugs abhängig ist (z. B. Leistungsmodus oder Sparmodus, wie in 6B gezeigt). Der Wert des ersten Einstellungsfaktors kann in einem Bereich von null bis eins liegen und der Wert des ersten Einstellungsfaktors kann empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf dem Rollenprüfstand betrieben wird, während der erste Einstellungsfaktor auf Niveaus eingestellt wird, die gewünschte Niveaus der Energiesparsamkeit und der Leistungsfähigkeit der Kraftübertragung erreichen. Die Änderungsrate der Drehzahl des ISG, die aus der Tabelle ausgegeben wird und durch den ersten Einstellungsfaktor modifiziert wird, kann dann mit einem zweiten Einstellungsfaktor multipliziert werden, der von den Grenzwerten für elektrische Leistung des Fahrzeugs (z. B. Batterieentladeleistungsgrenzwerten, wie in 6C gezeigt) abhängig ist, um die gewünschte Änderungsrate der Drehzahl des ISG zu erzeugen. Der Wert des zweiten Einstellungsfaktors kann in einem Bereich von null bis eins liegen und der Wert des zweiten Einstellungsfaktors kann empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf dem Rollenprüfstand betrieben wird, während die Grenzwerte für elektrische Leistung des Fahrzeugs überwacht werden und der zweite Einstellungsfaktor auf Niveaus eingestellt wird, die gewünschte Niveaus des Schutzes von Komponenten vor elektrischer Leistung und der Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs erreichen. Das Verfahren 400 geht zu 414 über.
Bei 414 beurteilt das Verfahren 400, ob die gewünschte ISG-Drehzahl von der gegenwärtigen ISG-Drehzahl aus zunimmt. Falls die gegenwärtige Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine größer als die gegenwärtige Drehzahl des ISG ist, kann das Verfahren 400 beurteilen, dass die ISG-Drehzahl zunimmt oder beibehalten wird. Falls die gegenwärtige Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine kleiner als die gegenwärtige Drehzahl des ISG ist, kann das Verfahren 400 beurteilen, dass die ISG-Drehzahl abnimmt. Die Drehzahl des ISG und die Drehzahl des Motors sind immer gleich, da der ISG direkt und fest an den Motor gekoppelt ist. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass die gewünschte ISG-Drehzahl von der gegenwärtigen ISG-Drehzahl aus zunimmt, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 416 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 geht zu 440 über.
Bei 416 bestimmt das Verfahren 400 einen Drehmomentbetrag, um die Drehzahl des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu erhöhen. In einem Beispiel wird der Betrag des zusätzlichen Drehmoments, um die Drehzahl des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu erhöhen, über die folgende Gleichung bestimmt: $Te_add = j_{eng_ISG} \cdot \dot{ω}$
wobei Te_add die zusätzliche Drehmomentabgabe von dem Motor zum Beschleunigen des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist, j_{eng_ISG} die kombinierte Trägheit des ISG und des Motors ist und ώ die Drehzahländerungsrate von der Drehzahl des ISG und des Motors unmittelbar vor der Anforderung zum Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung und Eintreten in den Parallelkraftübertragungsmodus auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist. Das Verfahren 400 geht zu 418 über.
Bei 418 wird dem ISG befohlen, den angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgang des ISG (ISG_{base_pow_elec}) bereitzustellen, der bei 404 bestimmt worden ist. Der Wert von ISG_{base_pow_elec} beruht auf dem Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus, da der Kraftübertragungsmoduswechsel im Gange ist und nicht abgeschlossen. In einem Beispiel wird der dem ISG zugeführte Feldstrom über die folgende Gleichung so eingestellt, dass er den angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgang des ISG bereitstellt: $ISG_pow_cmd = f 1 (N, {ISG}_{base_pow_elec})$
wobei ISG_pow_cmd der ISG-Leistungsbefehl zum Zuführen von elektrischer Leistung von dem ISG und Erzeugen eines negativen mechanischen Drehmoments an dem Motor ist, der ISG-Leistungsbefehl als Einstellung an dem ISG-Feldstrom zum Erzeugen des angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgangs des ISG (ISG_{base_pow_elec}) umgesetzt werden kann, f1 eine Funktion ist, die einen ISG-Feldstromwert ausgibt, N die Drehzahl des Motors/ISG ist und ISG_{base_pow_elec} der angeforderte elektrische Grundleistungsbetragsausgang des ISG ist. Der ISG wird in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang betrieben, wobei der elektrische Leistungsausgang des ISG dem angeforderten oder gewünschten elektrischen Grundleistungsbetrag des ISG folgt und zugelassen ist, dass die ISG-Drehzahl und die durch den ISG an die Kraftübertragung angelegte mechanische Last variieren. Das Verfahren 400 befiehlt dem ISG, den gewünschten elektrischen Leistungsausgang des ISG bereitzustellen, und der ISG stellt den angeforderten Ausgang bereit. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 420 das Verfahren 400 wird dem Motor befohlen, die bei 404 bestimmte Grundausgangsleistung der Brennkraftmaschine (E_{base_pow_m}) (einschließlich Leistung für Kraftübertragungsverluste) plus den bei 416 bestimmten zusätzlichen Drehmomentbetrag zu erzeugen, um die Drehzahl des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu beschleunigen. Der Wert von E_{base_pow_m} beruht auf dem Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus, da der Kraftübertragungsmoduswechsel im Gange ist und nicht abgeschlossen. Die Motorleistung kann gemäß der folgenden Gleichung befohlen werden: $Eng_pow_cmd = E_{base_pow_m} + (Te_add \cdot Neng)$
wobei Eng_pow_cmd die befohlene Motorleistung ist, Neng die Motordrehzahl ist, Te add das zusätzliche Drehmoment zum Beschleunigen des Motors auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist und Ebase_pow _m die Grundausgangsleistung des Motors ist, die anhand der Fahrerbedarfsleistung bestimmt wird, und da die Kraftübertragung im Reihenmodus betrieben wird, kann Ebase_pow_m gleich der Fahrerbedarfsleistung, die gleich dem Leistungsausgang der elektrischen Traktionsmaschine ist, plus Leistung zum Zuführen der gewünschten Beträge von elektrischer Leistung zu externen elektrischen Leistungsverbrauchern über aus dem ISG ausgegebene elektrische Leistung, Leistung zum Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie über aus dem ISG ausgegebene elektrische Leistung und Leistung zum Betreiben von elektrischen Leistungsverbrauchern des Fahrzeugs über aus dem ISG ausgegebene elektrische Leistung sein. Dem Motor wird durch den Motorleistungsbefehl ein Befehl erteilt. Die befohlene Motorleistung kann in ein befohlenes Motordrehmoment umgewandelt werden, indem die befohlene Motorleistung durch die gegenwärtige Motordrehzahl dividiert wird. Das befohlene Motordrehmoment kann durch den Motor abgegeben werden, indem ein Motordrehmomentaktor (z. B. Drossel, Nockenwellenzeitsteuerung, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Zündzeitpunkt usw.) eingestellt wird. Das Verfahren 400 geht zu 422 über.
Bei 422 stellt das Verfahren 400 den dem ISG zugeführten ISG-Feldstrom ein, was den Betrag des ISG-Drehmoments reduzieren kann, der an den Motor angelegt ist, um den angeforderten elektrischen Leistungsausgang des ISG auf dem elektrischen Grundleistungsbetrag des ISG (ISG_{base_pow_elec}) zu halten. Somit wird der ISG in einem Steuermodus für elektrische Leistung betrieben, wobei der elektrische Leistungsausgang des ISG einem gewünschten elektrischen Leistungsbetrag folgt oder gleich ist, während zugelassen sein kann, dass die ISG-Drehzahl und die über den ISG an den Motor angelegte mechanische Last variieren, um den gewünschten elektrischen Leistungsausgang des ISG beizubehalten. Da das zusätzliche Motordrehmoment den ISG und den Motor beschleunigt, kann der ISG-Leistungsausgang zunehmen, es sei denn, der Betrag des dem ISG zugeführten Feldstroms wird reduziert, wenn die ISG-Drehzahl zunimmt. Folglich kann der ISG-Feldstrom eingestellt werden, wenn der ISG beschleunigt, um den elektrischen Leistungsausgang des ISG beim Wert des elektrischen Grundleistungsbetrags des ISG (ISG_{base_pow_elec}) zu halten. In einem Beispiel kann der Betrag des dem ISG zugeführten Feldstroms über das Referenzieren einer Tabelle oder Funktion bestimmt werden, wie bei 418 beschrieben, die einen Feldstromwert ausgibt, der einem elektrischen Leistungsausgangsbetrag des ISG entspricht. Das Verfahren 400 geht zu 424 über.
Bei 424 stellt das Verfahren 400 das Motordrehmoment ein, wenn der ISG und der Motor in Richtung der Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine beschleunigen. In einem Beispiel wird der Motor in einem Drehzahlsteuermodus betrieben (z. B. einem Modus, bei dem die Drehzahl auf eine gewünschte Drehzahl eingestellt wird und bei dem zugelassen ist, dass das Drehmoment der Vorrichtung zunimmt oder abnimmt, während die Drehzahl der Vorrichtung auf der gewünschten Drehzahl gehalten wird oder alternativ der gewünschten Drehzahl folgt) und es wird Geschwindigkeitsrückführung angewendet, um das Motordrehmoment einzustellen, sodass die Rate der Motordrehzahländerung der bei 412 bestimmten gewünschten Rate der Motordrehzahländerung folgt. Die Motorleistung kann gemäß der folgenden Gleichung eingestellt werden: $Eng_pow_cmd = E_{base_pow_m} + ((Te_add + α ({\dot{ω}}_{dsd} - {\dot{ω}}_{act})) \cdot Neng)$
wobei Eng_pow_cmd die befohlene Motorleistung ist, Neng die Motordrehzahl ist, Te add das zusätzliche Drehmoment zum Beschleunigen des Motors auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist, ω̇_dsd die bei 412 bestimmte gewünschte Rate der Änderung der Drehzahl des Motors und des ISG ist, ω̇_act die tatsächliche Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG ist, α eine reelle Zahl (z. B. ein Verstärkungswert) ist und Ebase_pow_m die Grundausgangsleistung des Motors ist, die anhand der Fahrerbedarfsleistung bestimmt wird. Das Verfahren 400 geht zu 426 über.
Bei 426 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Drehzahldifferenz an der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. Drehzahl der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung minus Drehzahl der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung) unter einer Schwellendrehzahl (z. B. 100 RPM) liegt. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 428 über. Falls nicht, kehrt das Verfahren 400 zu 422 zurück.
Bei 428 befiehlt das Verfahren 400 der Kraftübertragungsausrückkupplung den vollständig geschlossenen Zustand und schließt diese. Indem die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen wird, werden der Motor und der ISG mechanisch an die elektrische Traktionsmaschine gekoppelt und die Kraftübertragung tritt in den Parallelmodus ein. Das Verfahren 400 geht zu 430 über.
Bei 430 beurteilt das Verfahren 400, ob die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist. Das Verfahren 400 kann als Reaktion auf einen Positionssensor der Kraftübertragungsausrückkupplung oder eine Ausgabe von Kraftübertragungsdrehzahlsensoren beurteilen, dass die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 432 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 kehrt zu 428 zurück.
Bei 432 betreibt das Verfahren 400 den ISG für die meisten Betriebsbedingungen in einem Modus zum Erzeugen von elektrischer Leistung, doch der ISG kann während Bedingungen mit hohem Fahrerbedarf in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden, um der Kraftübertragung mechanisches Drehmoment zuzuführen. Der Motor und die elektrische Traktionsmaschine werden in einem Drehmomentsteuermodus betrieben, wobei die Ausnahme gilt, dass der Motor für sehr niedrige Motorlasten in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden kann. Das Verfahren 400 bestimmt zudem die E_{base_pow_m}, die T_{base_pow_m} und den ISG_{base_pow_elec} für den Parallelkraftübertragungsmodus, wie bei 404 beschrieben. Das Verfahren 400 geht zu 434 über.
Bei 434 erteilt das Verfahren 400 dem Motor, dem ISG und der elektrischen Traktionsmaschine Befehle. Dem Motor und der elektrischen Traktionsmaschine werden gemäß der folgenden Gleichung Befehle erteilt: $Eng_pow_cmd = E_{base_pow_m} = {DD}_{base_pow} + {ISG}_{base_pow_elec} - T_{base_pow_m}$
$T_pow_cmd = T_{base_pow_m} = {DD}_{base_pow} + {ISG}_{base_pow_elec} - E_{base_pow_m}$
$ISG_pow_cmd = {ISG}_{base_pow_elec}$
wobei Eng_pow_cmd der Motorleistungsbefehl ist, T_pow_cmd der Leistungsbefehl für die elektrische Traktionsmaschine ist und ISG_pow_cmd der ISG-Leistungsbefehl ist. Der Motorleistungsbefehl, der ISG-Leistungsbefehl und die elektrische Traktionsmaschine werden aktualisiert, sobald die Kraftübertragung in den Parallelmodus eintritt. Der Motor, der ISG und die elektrische Traktionsmaschine erzeugen die angeforderten Leistungsniveaus. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 440 bestimmt das Verfahren 400 einen Betrag von negativem ISG-Drehmoment (z. B. aus der Kraftübertragung absorbiertes und in elektrische Leistung umgewandeltes mechanisches Drehmoment), um die Drehzahl des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu verringern. In einem Beispiel wird der Betrag des zusätzlichen Drehmoments, um die Drehzahl des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu verringern, über die folgende Gleichung bestimmt: $TISG_add = j_{eng_ISG} \cdot {\dot{ω}}_{dsd}$
wobei TISG_add das durch den ISG absorbierte zusätzliche Drehmoment zum Verzögern des Motors und des ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist, j_{eng_ISG} die kombinierte Trägheit des ISG und des Motors ist und ω̇_dsd die Drehzahländerungsrate von der Drehzahl des ISG und des Motors unmittelbar vor der Anforderung zum Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung und Eintreten in den Parallelkraftübertragungsmodus auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine ist. Das Verfahren 400 geht zu 442 über.
Bei 442 wird dem ISG befohlen, den angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgang des ISG, der bei 404 bestimmt worden ist, plus das zusätzliche Drehmoment zum Verzögern des Motors und des ISG bereitzustellen, wenn die Speichervorrichtung für elektrische Energie die zusätzliche elektrische Leistung von dem ISG zum Verlangsamen des Motors/ISG aufnehmen kann. In einem Beispiel wird der dem ISG zugeführte Feldstrom so eingestellt, dass er den angeforderten elektrischen Grundleistungsbetragsausgang des ISG und das Drehmoment zum Verzögern des Motors und des ISG bereitstellt. Der Befehl für die elektrische Ausgangsleistung des ISG kann folgendermaßen ausgedrückt werden: $ISG_pow_cmd = f 2 (N_{ISG}, {ISG}_{base_pow_elec}) + f3 ((N_{ISG}, TISG_add + β ({\dot{ω}}_{dsd} - {\dot{ω}}_{act}) \cdot N_{ISG}, f2)$
wobei ISG_pow_cmd der Befehl für die elektrische Leistung des ISG (z. B. eine Einstellung an dem Feldstrom des ISG) zum Zuführen von elektrischer Leistung von dem ISG und Erzeugen eines negativen mechanischen Drehmoments an dem Motor ist, ISGbase_pow_elec die elektrische Grundleistung des ISG ist, N_ISG die ISG-Drehzahl ist, f2 eine Funktion ist, die einen ISG-Feldstromwert ausgibt, der die elektrische Grundleistung des ISG bereitstellt, f3 eine Funktion ist, die einen ISG-Feldstromwert ausgibt, der die Leistung ((TISG_add+β(ω̇_dsd-ω̇_act)·N_ISG) bereitstellt.
Falls die Speichervorrichtung für elektrische Energie die zusätzliche elektrische Leistung von dem ISG während des Kraftübertragungsmoduswechsels vom Reihenmodus zum Parallelmodus nicht aufnehmen kann, können dem ISG gemäß der folgenden Gleichung Befehle erteilt werden: $ISG_pow_cmd = f2 (N_{ISG}, {ISG}_{base_pow_elec})$
wobei die Variablen wie zuvor beschrieben sind. Das Verfahren 400 geht zu 444 über.
Bei 444 kann das Verfahren 400 zusätzliche elektrische Leistung von dem ISG, die nicht den externen Nebenaggregaten und der elektrischen Traktionsmaschine zugeführt wird, in der Speichervorrichtung für elektrische Energie speichern, falls die Speichervorrichtung für elektrische Energie Kapazität zum Speichern der zusätzlichen elektrischen Leistung aufweist. Falls es der Speichervorrichtung für elektrische Energie an Kapazität zum Speichern der durch den ISG erzeugten zusätzlichen elektrischen Energie mangelt, wenn der ISG und der Motor verzögert werden, können zusätzlich ein oder mehrere Nebenverbraucher (z. B. resistive Scheibenheizungen usw.) des Fahrzeugs angeschaltet werden, um die überschüssige elektrische Leistung zu verbrauchen. Falls es jedoch der Speichervorrichtung für elektrische Energie und den Nebenverbrauchern an Kapazität zum Verbrauchen der während der Verzögerung des Motors und des ISG erzeugten überschüssigen Ladung mangelt, kann der Motorleistungsausgang bei 446 reduziert werden und den externen Leistungsverbrauchern Leistung über die Speichervorrichtung für elektrische Energie zugeführt werden, sodass der an die externen Leistungsverbraucher abgegebene Leistungsbetrag beibehalten werden kann, auch wenn der Motorleistungsausgang reduziert ist. Der Betrag der Motorleistung, der reduziert wird, kann gleich dem Betrag der überschüssigen elektrischen Leistung von dem ISG sein, der nicht in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert, der elektrischen Traktionsmaschine zugeführt und externen elektrischen Leistungsverbrauchern zugeführt werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 446 über.
Bei 446 befiehlt das Verfahren 400 dem Motor, die bei 404 bestimmte Grundausgangsleistung der Brennkraftmaschine (einschließlich Leistung für Kraftübertragungsverluste) zu erzeugen, falls die während der Motorverzögerung erzeugte überschüssige elektrische Leistung des ISG genutzt werden kann. Somit kann dem Motor befohlen werden, Leistung gemäß der folgenden Gleichung zu erzeugen: ${Eng_pow_cmd=E}_{base_pow_m} = {DD}_{base_pow} + {ISG}_{base_pow_elec} - T_{base_pow_m}$
wobei die Variablen wie zuvor beschrieben sind. Andererseits kann, falls die Speichervorrichtung für elektrische Energie die durch den ISG zugeführte überschüssige Leistung nicht aufnehmen kann, die Motorleistung gemäß der folgenden Gleichung befohlen werden: $Eng_pow_cmd = E_{base_pow_m} + ((TISG_add + γ ({\dot{ω}}_{dsd} - {\dot{ω}}_{act})) \cdot N_{ISG})$
wobei die Variablen wie zuvor beschrieben sind und γ ein Skalar als reelle Zahl (z. B. eine Verstärkung) zur Drehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis der Drehzahl des Motors/ISG ist. Das Verfahren 400 geht zu 448 über.
Bei 448 beurteilt das Verfahren 400, ob eine Drehzahldifferenz an der Kraftübertragungsausrückkupplung (z. B. Drehzahl der Eingangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung minus Drehzahl der Ausgangsseite der Kraftübertragungsausrückkupplung) unter einer Schwellendrehzahl (z. B. 100 RPM) liegt. Ist dies der Fall, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 450 über. Falls nicht, kehrt das Verfahren 400 zu 442 zurück.
Bei 450 befiehlt das Verfahren 400 der Kraftübertragungsausrückkupplung den vollständig geschlossenen Zustand und schließt diese. Indem die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen wird, werden der Motor und der ISG mechanisch an die elektrische Traktionsmaschine gekoppelt und die Kraftübertragung tritt in den Parallelmodus ein. Das Verfahren 400 geht zu 452 über.
Bei 452 beurteilt das Verfahren 400, ob die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist. Das Verfahren 400 kann als Reaktion auf einen Positionssensor der Kraftübertragungsausrückkupplung oder eine Ausgabe von Kraftübertragungsdrehzahlsensoren beurteilen, dass die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig geschlossen ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 400 geht zu 454 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und das Verfahren 400 kehrt zu 450 zurück.
Bei 454 betreibt das Verfahren 400 den ISG für die meisten Betriebsbedingungen in einem Modus zum Erzeugen von elektrischer Leistung, doch der ISG kann während Bedingungen mit hohem Fahrerbedarf in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden, um der Kraftübertragung mechanisches Drehmoment zuzuführen. Der Motor und die elektrische Traktionsmaschine werden in einem Drehmomentsteuermodus betrieben, wobei die Ausnahme gilt, dass der Motor für sehr niedrige Motorlasten in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 460 über.
Bei 456 erteilt das Verfahren 400 dem Motor, dem ISG und der elektrischen Traktionsmaschine Befehle. Dem Motor und der elektrischen Traktionsmaschine werden gemäß der folgenden Gleichung Befehle erteilt: $Eng_pow_cmd = E_{base_pow_m} = {DD}_{base_pow} + {ISG}_{base_pow_elec} - T_{base_pow_m}$
$T_pow_cmd = T_{base_pow_m} = {DD}_{base_pow} + {ISG}_{base_pow_elec} - E_{base_pow_m}$
$ISG_pow_cmd = {ISG}_{base_pow_elec}$
wobei Eng_pow_cmd der Motorleistungsbefehl ist, T_pow_cmd der Leistungsbefehl für die elektrische Traktionsmaschine ist und ISG_pow_cmd der ISG-Leistungsbefehl ist. Der Motorleistungsbefehl, der ISG-Leistungsbefehl und die elektrische Traktionsmaschine werden aktualisiert, sobald die Kraftübertragung in den Parallelmodus eintritt. Die Grundleistung des Motors, Grundleistung des ISG und Grundleistung der elektrischen Traktionsmaschine können aktualisiert werden, wie bei 404 beschrieben, sobald die Kraftübertragung in den Parallelmodus eintritt. Der Motor, der ISG und die elektrische Traktionsmaschine erzeugen die angeforderten Leistungsniveaus. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Auf diese Art und Weise kann der elektrische Ausgang eines ISG während eines Kraftübertragungsmoduswechsels von einem Reihenmodus zu einem Parallelmodus auf einem gewünschten Niveau gehalten werden, das konstant oder im Zeitablauf variierend sein kann. Indem der ISG-Ausgang auf dem gewünschten Niveau gehalten wird, kann es möglich sein, elektrischen Leistungsverbrauchern, die extern zu einem Fahrzeug sind, einen gewünschten oder angeforderten Betrag von elektrischer Leistung zuzuführen. Ferner kann das Halten des ISG-Ausgangs auf dem gewünschten Niveau Lade- und Entladezyklen einer Speichervorrichtung für elektrische Energie reduzieren, sodass ein Lebenszyklus der Speichervorrichtung für elektrische Energie verlängert werden kann.
Somit stellt das Verfahren aus 4 und 5 ein Kraftübertragungsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus über eine Steuerung; Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf die Anforderung; und Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine, während die zweite elektrische Maschine ein Fahrzeug antreibt, als Reaktion auf die Anforderung. Das Verfahren umfasst ferner Betreiben der zweiten elektrischen Maschine in einem Drehmomentmodus und Antreiben eines Fahrzeugs allein über die zweite elektrische Maschine während des Betreibens im Reihenkraftübertragungsmodus. Das Verfahren umfasst ferner Schließen einer Kraftübertragungsausrückkupplung, wenn die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt, wobei die erste elektrische Maschine direkt an den Motor und die Kraftübertragungsausrückkupplung gekoppelt ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die zweite elektrische Maschine direkt an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Zuführen von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine zu einer Speichervorrichtung für elektrische Energie während des Wechselns vom Reihenkraftübertragungsmodus zum Parallelkraftübertragungsmodus. Das Verfahren umfasst ferner Befehlen des Motors auf ein erstes Drehmoment, das eine Summe eines Drehmoments zum Bereitstellen eines gewünschten Betrags von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine plus eines Drehmoments zum Beschleunigen des Motors und der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrische Maschine ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der gewünschte Betrag von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine einen der zweiten elektrischen Maschine zugeführten Betrag von elektrischer Leistung beinhaltet.
Das Verfahren aus 4 und 5 stellt zudem ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsbetriebsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus über eine Steuerung; Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf den angeforderten Wechsel zum Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus; Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine als Reaktion auf den angeforderten Wechsel zum Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus; und Erhöhen der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine und des Motors auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine mit einer Drehzahlrate, die vom Fahrzeugbetriebsmodus abhängig ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die Rate der Drehzahlerhöhung für einen Leistungsmodus größer ist als für einen Sparmodus. Das Verfahren umfasst ferner Beibehalten eines Betrags von elektrischer Leistung, der einem externen elektrischen Leistungsverbraucher über die erste Maschine zugeführt wird, während des Wechsels vom Reihenmodus zum Parallelmodus. Das Verfahren umfasst ferner Erhöhen der Drehzahländerungsrate der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einer Änderungsrate der Fahrpedalposition. Das Verfahren umfasst ferner Erhöhen der Drehzahländerungsrate der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von Leistungsgrenzwerten der Speichervorrichtung für elektrische Energie. Das Verfahren beinhaltet, dass die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine über Erhöhen des Leistungsausgangs und/oder der Drehmomentabgabe des Motors eingestellt wird. Das Verfahren umfasst ferner Befehlen, dass eine Kraftübertragungsausrückkupplung geschlossen wird, als Reaktion darauf, dass die Drehzahl der ersten Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl der Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt.
Es wird nun auf 6A Bezug genommen, in der eine beispielhafte Funktion zum Einstellen einer Rate der Drehzahl des Motors/ISG in Abhängigkeit von der Fahrpedalposition gezeigt ist. Die Funktion 600 kann in Speicher der Steuerung gespeichert sein und sie kann durch das Verfahren aus 4 und 5 referenziert werden. Die Funktion 600 beinhaltet eine vertikale Achse und eine horizontale Achse. Die vertikale Achse stellt eine gewünschte oder angeforderte Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG dar und die angeforderte Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG nimmt in der Richtung des vertikalen Pfeils zu. Die horizontale Achse stellt die Fahrpedalposition dar und die Fahrpedalposition nimmt in der Richtung des Pfeils der horizontalen Achse zu.
Die Kurve 602 stellt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Fahrpedalposition und der Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG von der gegenwärtigen Drehzahl des Motors/ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine während eines Moduswechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus dar. Die Kurve 602 beginnt auf einem mittleren Niveau und sie nimmt mit zunehmender Fahrpedalposition zu. Die Kurve 602 kann Moduswechsel vom Reihenmodus zum Parallelmodus verkürzen, wenn der menschliche Fahrer des Fahrzeugs höhere Fahrzeugleistungsausgangsniveaus fordert. Folglich kann zusätzlicher Fahrzeugleistungsausgang in einem kürzeren Zeitraum bereitgestellt werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert wird. Für niedrigere Fahrpedalpositionen kann der Wechsel vom Reihenmodus zum Parallelmodus über einen längeren Zeitraum stattfinden, sodass weniger Energie angewendet werden kann, um die Kraftübertragungskomponenten zu beschleunigen, wodurch der Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessert wird. Die Funktion 600 kann über die Fahrpedalposition referenziert werden und sie kann eine gewünschte Rate der Änderung der Drehzahl des Motors/ISG ausgeben.
Es wird nun auf 6B Bezug genommen, in der eine beispielhafte Funktion zum Einstellen einer Rate der Drehzahl des Motors/ISG in Abhängigkeit vom Fahrzeug- oder Kraftübertragungsbetriebsmodus gezeigt ist. Die Funktion 650 kann in Speicher der Steuerung gespeichert sein und sie kann durch das Verfahren aus 4 und 5 referenziert werden. Die Funktion 650 beinhaltet eine vertikale Achse und eine horizontale Achse. Die vertikale Achse stellt einen Wert eines ersten Einstellungsfaktors dar und der Wert des ersten Einstellungsfaktors kann in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunehmen. Die horizontale Achse stellt den Fahrzeugbetriebsmodus dar und das Fahrzeug kann in einen Energiesparmodus oder einen Leistungsmodus eingelegt sein.
Die Kurve 604 stellt eine beispielhafte Beziehung zwischen einem Spar- und Leistungsmodus eines Fahrzeugs und dem Wert des ersten Einstellungsfaktors dar. Die Kurve 604 beginnt auf einem mittleren Niveau, wenn das Fahrzeug in den Sparmodus eingelegt ist, und sie nimmt auf einen Wert von eins zu, wenn das Fahrzeug in einen Leistungsmodus eingelegt ist. Die Ausgabe der Funktion 600 kann mit der Ausgabe der Funktion 650 multipliziert werden, um eine eingestellte gewünschte Drehzahländerungsrate des Motors/ISG bereitzustellen. Die Kurve 604 kann die Rate der Drehzahländerungen nicht modifizieren, wenn das Fahrzeug im Leistungsmodus betrieben wird, doch die Kurve 604 kann die Raten von Drehzahländerungen reduzieren, wenn das Fahrzeug im Sparmodus betrieben wird. Indem Raten von Drehzahländerungen reduziert werden, kann weniger Energie angewendet werden, um den Motor und den ISG auf die Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zu beschleunigen. Die Funktion 650 kann über den Fahrzeugbetriebsmodus referenziert werden und sie kann einen Wert des ersten Einstellungsfaktors ausgeben.
Es wird nun auf 6C Bezug genommen, in der eine beispielhafte Funktion zum Einstellen einer Rate der Drehzahl des Motors/ISG in Abhängigkeit vom Fahrzeug- oder Kraftübertragungsbetriebsmodus gezeigt ist. Die Funktion 660 kann in Speicher der Steuerung gespeichert sein und sie kann durch das Verfahren aus 4 und 5 referenziert werden. Die Funktion 660 beinhaltet eine vertikale Achse und eine horizontale Achse. Die vertikale Achse stellt einen Wert eines zweiten Einstellungsfaktors dar und der Wert des zweiten Einstellungsfaktors kann in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunehmen. Die horizontale Achse stellt den Fahrzeugbetriebsmodus dar und das Fahrzeug kann in einen Energiesparmodus oder einen Leistungsmodus eingelegt sein.
Die Kurve 606 stellt eine beispielhafte Beziehung zwischen Grenzwerten für elektrische Leistung eines Fahrzeugs (z. B. Schwellenbeträge von elektrischer Leistung, die nicht überschritten oder unterschritten werden dürfen) und dem Wert des zweiten Einstellungsfaktors dar. Die Kurve 606 beginnt bei einem Wert von eins und nimmt dann ab, wenn sie sich dem Schwellenwert 620 für den Grenzwert für elektrische Leistung des Fahrzeugs nähert. Die Ausgabe der Funktion 660 kann mit der Ausgabe der Funktion 650 multipliziert werden, um eine eingestellte gewünschte Drehzahländerungsrate des Motors/ISG bereitzustellen. Die Kurve 606 reduziert Raten von Drehzahländerungen, wenn sich die Grenzwerte für elektrische Leistung des Fahrzeugs dem Schwellenwert 620 für den Leistungsgrenzwert des Fahrzeugs nähern. Indem Raten von Drehzahländerungen reduziert werden, kann weniger Energie angewendet werden, um den Motor und den ISG zu beschleunigen, sodass eine geringere Möglichkeit dafür bestehen kann, dass Leistungsgrenzwerte des Fahrzeugs überschritten werden. Die Funktion 660 kann über den Fahrzeugbetriebsmodus referenziert werden und sie kann einen Wert des zweiten Einstellungsfaktors ausgeben.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann mindestens ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem zu programmieren ist. Die Steuerhandlungen können zudem den Betriebszustand von einem oder mehreren Sensoren oder Aktoren in der physischen Welt umwandeln, wenn die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen beinhaltet.
Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Bei ihrer Lektüre durch den Fachmann würden viele Änderungen und Modifikationen in den Sinn kommen, ohne vom Geist und Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnte die vorliegende Beschreibung bei Einzylinder-, I3-, 14-, 15-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die in Erdgas-, Benzin-, Diesel- oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, vorteilhaft genutzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kraftübertragungsverfahren Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus über eine Steuerung, Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf die Anforderung und Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine, während die zweite elektrische Maschine ein Fahrzeug antreibt, als Reaktion auf die Anforderung.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Betreiben der zweiten elektrischen Maschine in einem Drehmomentmodus und Antreiben eines Fahrzeugs allein über die zweite elektrische Maschine während des Betreibens im Reihenkraftübertragungsmodus.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Schließen einer Kraftübertragungsausrückkupplung, wenn die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt, wobei die erste elektrische Maschine direkt an den Motor und die Kraftübertragungsausrückkupplung gekoppelt ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist die zweite elektrische Maschine direkt an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Zuführen von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine zu einer Speichervorrichtung für elektrische Energie während des Wechselns vom Reihenkraftübertragungsmodus zum Parall elkraftübertragungsmodus.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Befehlen des Motors auf ein erstes Drehmoment, das eine Summe eines Drehmoments zum Bereitstellen eines gewünschten Betrags von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine plus eines Drehmoments zum Beschleunigen des Motors und der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrische Maschine ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der gewünschte Betrag von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine einen der zweiten elektrischen Maschine zugeführten Betrag von elektrischer Leistung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kraftübertragungsbetriebsverfahren Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsbetriebsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus über eine Steuerung, Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf den angeforderten Wechsel zum Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus, Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine als Reaktion auf den angeforderten Wechsel zum Parallelkraftübertragungsbetriebsmodus und Erhöhen der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine und des Motors auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine mit einer Drehzahlrate, die vom Fahrzeugbetriebsmodus abhängig ist.
In einem Aspekt der Erfindung ist die Rate der Drehzahlerhöhung für einen Leistungsmodus größer als für einen Sparmodus.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Beibehalten eines Betrags von elektrischer Leistung, der einem externen elektrischen Leistungsverbraucher über die erste Maschine zugeführt wird, während des Wechsels vom Reihenmodus zum Parallelmodus.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Erhöhen der Drehzahländerungsrate der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einer Änderungsrate der Fahrpedalposition.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Erhöhen der Drehzahländerungsrate der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von Leistungsgrenzwerten der Speichervorrichtung für elektrische Energie.
In einem Aspekt der Erfindung wird die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine über Erhöhen des Leistungsausgangs des Motors eingestellt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Befehlen, dass eine Kraftübertragungsausrückkupplung geschlossen wird, als Reaktion darauf, dass die Drehzahl der ersten Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl der Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor, eine Kraftübertragungsausrückkupplung, eine erste elektrische Maschine, die direkt an den Motor gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist, eine zweite elektrische Maschine, die an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist, und eine Steuerung einschließlich in nichttransitorischem Speicher gespeicherter ausführbarer Anweisungen zum Anfordern eines Wechsels vom Betreiben einer Kraftübertragung in einem Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus und Anweisungen zum Betreiben des Motors in einem Drehzahlsteuermodus und der ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrische Leistung als Reaktion auf die Anforderung zum Wechseln vom Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung im Parallelmodus.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer Änderungsrate der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine von einer ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl.
In einem Aspekt der Erfindung ist die zweite Drehzahl eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren zusätzliche Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl einer Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren zusätzliche Anweisungen zum Befehlen des Motors auf eine Leistung, die eine Grundmotorleistung plus ein Zusatzdrehmoment ist, wenn es einer Speichervorrichtung für elektrische Energie an Kapazität zum Speichern von durch die erste elektrische Maschine erzeugter elektrischer Leistung mangelt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren zusätzliche Anweisungen zum Beibehalten von über die erste elektrische Maschine zugeführter elektrischer Leistung an elektrische Leistungsverbraucher als Reaktion auf den angeforderten Wechsel.

Claims

Kraftübertragungsverfahren, umfassend: Anfordern eines Wechsels von einem Reihenkraftübertragungsmodus zu einem Parallelkraftübertragungsmodus über eine Steuerung; Betreiben eines Motors in einem Drehzahlsteuermodus und einer ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrischen Leistungsausgang als Reaktion auf die Anforderung; und Einstellen einer Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Drehzahl einer zweiten elektrischen Maschine, während die zweite elektrische Maschine ein Fahrzeug antreibt, als Reaktion auf die Anforderung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Betreiben der zweiten elektrischen Maschine in einem Drehmomentmodus und Antreiben eines Fahrzeugs allein über die zweite elektrische Maschine während des Betreibens im Reihenkraftübertragungsmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Schließen einer Kraftübertragungsausrückkupplung, wenn die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt, wobei die erste elektrische Maschine direkt an den Motor und die Kraftübertragungsausrückkupplung gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zweite elektrische Maschine direkt an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Zuführen von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine zu einer Speichervorrichtung für elektrische Energie während des Wechselns vom Reihenkraftübertragungsmodus zum Parallelkraftübertragungsmodus.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Befehlen des Motors auf ein erstes Drehmoment, das eine Summe eines Drehmoments zum Bereitstellen eines gewünschten Betrags von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine plus eines Drehmoments zum Beschleunigen des Motors und der ersten elektrischen Maschine auf die Drehzahl der zweiten elektrische Maschine ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der gewünschte Betrag von elektrischer Leistung von der ersten elektrischen Maschine einen der zweiten elektrischen Maschine zugeführten Betrag von elektrischer Leistung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erhöhen der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine und des Motors auf die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine mit einer Drehzahlrate, die vom Fahrzeugbetriebsmodus abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Rate der Drehzahlerhöhung für einen Leistungsmodus größer ist als für einen Sparmodus.
System, umfassend: einen Motor; eine Kraftübertragungsausrückkupplung; eine erste elektrische Maschine, die direkt an den Motor gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist; eine zweite elektrische Maschine, die an die Kraftübertragungsausrückkupplung und einen Getriebekasten gekoppelt ist, wenn die Kraftübertragungsausrückkupplung vollständig offen ist, und eine Steuerung einschließlich in nichttransitorischem Speicher gespeicherter ausführbarer Anweisungen zum Anfordern eines Wechsels vom Betreiben einer Kraftübertragung in einem Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung in einem Parallelmodus und Anweisungen zum Betreiben des Motors in einem Drehzahlsteuermodus und der ersten elektrischen Maschine in einem Steuermodus für elektrische Leistung als Reaktion auf die Anforderung zum Wechseln vom Betreiben der Kraftübertragung im Reihenmodus zum Betreiben der Kraftübertragung im Parallelmodus.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer Änderungsrate der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine von einer ersten Drehzahl auf eine zweite Drehzahl.
System nach Anspruch 11, wobei die zweite Drehzahl eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine ist.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum vollständigen Schließen der Kraftübertragungsausrückkupplung als Reaktion darauf, dass eine Drehzahl der ersten elektrischen Maschine innerhalb einer Schwellendrehzahl einer Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine liegt.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Befehlen des Motors auf eine Leistung, die eine Grundmotorleistung plus ein Zusatzdrehmoment ist, wenn es einer Speichervorrichtung für elektrische Energie an Kapazität zum Speichern von durch die erste elektrische Maschine erzeugter elektrischer Leistung mangelt.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Beibehalten von über die erste elektrische Maschine zugeführter elektrischer Leistung an elektrische Leistungsverbraucher als Reaktion auf den angeforderten Wechsel.