DE102008022984A1

DE102008022984A1 - Steuerarchitektur und -verfahren zum Bewerten des Maschine-Aus-Betriebs eines Hybridantriebsstrangsystems, das in einem stufenlosen Modus arbeitet

Info

Publication number: DE102008022984A1
Application number: DE102008022984A
Authority: DE
Inventors: Bryan R. Waterford Snyder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: DE102008022984B4; CN101311049A; US20080287255A1; US7991519B2; CN101311049B

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Betriebsbedingungen für einen Anstriebsstrang geschaffen, der eine Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen betreibbar ist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Drehmomentabgabe und von Betriebskosten für das Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors des Hybridgetriebes, was bewirkt, dass eine Drehmomentanforderung des Bedieners erfüllt wird, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet. Das Bestimmen der Drehmomentabgabe zum Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors umfasst das Ausführen einer vorgegebenen Systemgleichung, was das Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und der Drehmomentanforderung des Bedieners bewirkt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuersysteme für Antriebsstrangsteuersysteme, die elektromechanische Getriebe nutzen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Antriebsstrangarchitekturen umfassen Drehmomenterzeugungsvorrichtungen einschließlich Brennkraftmaschinen und Elektromotoren, die ein Drehmoment über eine Getriebevorrichtung an einen Fahrzeugendantrieb übertragen. Ein solches Getriebe enthält ein kombiniert-leistungsverzweigtes elektromechanisches Getriebe mit zwei Modi, das ein Antriebselement zum Empfangen eines Bewegungsdrehmoments von einer Antriebsmaschinenleistungsquelle, üblicherweise einer Brennkraftmaschine, und ein Abtriebselement zum Liefern eines Bewegungsdrehmoments von dem Getriebe an den Fahrzeugendantrieb nutzt. Elektromotoren, die funktional mit einer Elektroenergie-Speichervorrichtung verbunden sind, umfassen Motoren/Generatoren, die unabhängig von der Drehmomenteingabe von der Brennkraftmaschine zum Erzeugen eines Bewegungsdrehmoments zur Eingabe in das Getriebe betreibbar sind. Ferner sind die Elektromotoren zum Umwandeln kinetischer Fahrzeugenergie, die über den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in elektrisches Energiepotential betreibbar, das in der Elektroenergie-Speichervorrichtung gespeichert werden kann. Ein Steuersystem überwacht verschiedene Eingaben von dem Fahrzeug und von dem Bediener und liefert eine Betriebssteuerung des Antriebsstrangsystems einschließlich des Steuerns der Getriebegangschaltung, des Steuerns der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen und des Regulierens des elektrischen Leistungsaustauschs zwischen der Elektroenergie-Speichervorrichtung und den Elektromotoren.
Die beispielhaften elektromechanischen Getriebe sind über die Betätigung der Drehmomentübertragungskupplungen, die üblicherweise einen Hydraulikkreis nutzen, um die Kupplungsbetätigung zu bewirken, wahlweise in Festgangmodi und stufenlosen Modi betreibbar. Ein Festgangmodus tritt auf, wenn die Drehzahl des Getriebeabtriebselements, üblicherweise wegen Betätigung einer oder mehrerer Drehmomentübertragungsvorrichtungen, ein festes Verhältnis der Drehzahl des Antriebselements von der Maschine ist. Ein stufenloser Modus tritt auf, wenn die Drehzahl des Getriebeabtriebselements auf der Grundlage der Drehzahlen einer oder mehrerer Elektromotoren variabel ist. Die Elektromotoren können über Betätigung einer Kupplung oder durch direkte Verbindung mit der Abtriebswelle verbunden werden. Die Kupplungsbetätigung und -deaktivierung wird üblicherweise über einen Hydraulikkreis ausgeführt.
Ingenieure, die Antriebsstrangsysteme mit elektromechanischen Getrieben realisieren, erhalten die Aufgabe, Steuerschemata zum Überwachen von Systemzuständen und zum Steuern des Betriebs verschiedener Systeme und Stellglieder zum effektiven Steuern des Antriebsstrangbetriebs zu realisieren. Ein solches System ist im Folgenden beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Antriebs strangsystems geschaffen, das eine Drehmomentübertragungsvorrichtung umfasst, die zum Übertragen eines von mehreren Drehmomenterzeugungsvorrichtungen eingegebenen Drehmoments betreibbar ist.
Das Verfahren ist auf das Bestimmen der Betriebsbedingungen für einen Antriebsstrang gerichtet, der eine Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen betreibbar ist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Bestimmen von Betriebskosten für das Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors des Hybridgetriebes, was bewirkt, dass eine Drehmomentanforderung des Bedieners erfüllt wird, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet. Die Betriebskosten können in einer Optimierungsroutine mit Betriebskosten für andere Betriebszustände verglichen werden. Das Bestimmen der Drehmomentabgabe zum Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors umfasst das Ausführen einer vorgegebenen Systemgleichung, was das Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und der Drehmomentanforderung des Bedieners bewirkt.
Ein Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren, das in einem Steuersystem für ein Hybridantriebsstrangsystem ausgeführt werden soll, das die Brennkraftmaschine und ein elektromechanisches Getriebe enthält. Vorteilhaft umfasst das Steuersystem eine verteilte Steuermodularchitektur, die mehrere signalisierend verbundene Steuermodule umfasst, die ein Hybridsteuermodul, ein Maschinensteuermodul, ein Getriebesteuermodul und ein Leistungswechselrichter-Steuermodul enthalten. Das Getriebe ist über die wahlweise Betätigung mehrerer Drehmomentübertragungskupp lungen wahlweise in mehreren Festgangmodi und stufenlosen Modi betreibbar.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung gehen für den Fachmann auf dem Gebiet beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen eine physikalische Form annehmen, von der eine Ausführungsform ausführlich beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, die einen Teil davon bilden und in denen:
1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Antriebsstrangs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Architektur für ein Steuersystem und für einen Antriebsstrang in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine graphische Darstellung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
4–9 schematische Ablaufpläne in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind; und
10 ein Datengraph in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Nunmehr anhand der Zeichnungen, in der die Darstellungen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und nicht zu deren Beschränkung dienen, zeigen 1 und 2 ein System, das eine Maschine 14, ein Getriebe 10, ein Steuersystem und einen Endantrieb umfasst, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Das hier beschriebene Steuerschema umfasst ein Verfahren zum Bestimmen der Betriebsbedingungen für einen Antriebsstrang, der eine Brennkraftmaschine und ein Hybridgetriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen betreibbar ist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Bestimmen von Betriebskosten für das Betreiben der Elektromotoren des Hybridgetriebes, was das Erfüllen einer Drehmomentanforderung des Bedieners bewirkt, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet, wobei es wirksam ist, um die Drehmomentanforderung des Bedieners zu erfüllen. Die Betriebskosten können in einer Optimierungsroutine mit den Betriebskosten für andere Betriebszustände verglichen werden. Eine beispielhafte Optimierungsroutine ist in der US-Patentanmeldung Nr. 11/561156 (Aktenzeichen des Anwalts Nr. GP-308470_PTH-CD) mit dem Titel CONTROL ARCHITECTURE FOR SELECTION OF OPTIMAL MODE OR GEAR AND INPUT SPEED FOR A HYBRID POWERTRAIN SYSTEM beschrieben, die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Das Bestimmen der Drehmomentabgabe für den Betrieb der Elektromotoren umfasst das Ausführen einer vorgegebenen Systemgleichung, die das Bestimmen der Motordrehmomentabgaben von jedem der Elektromotoren auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und für die Drehmomentanforderung des Bedieners bewirkt.
Das beispielhafte Hybridantriebsstrangsystem ist zum Ausführen des strategischen Steuerschemas zum Steuern der in 3–9 gezeigten Maschine konfiguriert. Mechanische Aspekte des beispielhaften Getriebes 10 sind ausführlich in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 6,953,409 mit dem Titel "Two-Mode, Compound-Split, Hybrid Electro-Mechanical Transmission having Four Fixed Ratios" offenbart, die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Das beispielhafte kombiniertleistungsverzweigte elektromechanische Hybridgetriebe mit zwei Modi, das die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert, ist in 1 gezeigt. Das Getriebe 10 enthält vorzugsweise ein Hohlrad 80, das an einer Antriebswelle 12 mit einer Antriebsdrehzahl N_I befestigt ist, die vorzugsweise durch die Brennkraftmaschine 14 angetrieben wird, und eine Abtriebswelle 64 mit einer Abtriebsdrehzahl N_O. Die Maschine 14 weist eine Kurbelwelle mit einer charakteristischen Drehzahl N_E auf, die funktional mit der Getriebeantriebswelle 12 verbunden ist. Wenn eine Drehmomentwandlerüberbrückungs-Kupplungsvorrichtung (nicht gezeigt) die Maschine und das Getriebe funktional verbindet, können sich die Maschinendrehzahl N_E und das Abtriebsdrehmoment T_E von der Getriebeantriebszahl N_I und von dem Antriebsdrehmoment T_I unterscheiden.
Das Getriebe 10 nutzt drei Planetenzahnradsätze 24, 26 und 28 und vier Drehmomentübertragungsvorrichtungen, d. h. Kupplungen, C1 70, C2 62, C3 73 und C4 75. Ein elektrohydraulisches Steuersystem 42, das vorzugsweise durch ein Getriebesteuermodul ('TCM') 17 gesteuert wird, ist funktional, um die Betätigung und die Deaktivierung der Kupplungen zu steuern. Die Kupplungen C2 und C4 umfassen vorzugsweise hydraulisch betätigte Rotationsreibungskupplungen. Die Kupplungen C1 und C3 umfassen vorzugsweise hydraulisch betätigte feststehende Vorrichtungen, die zu dem Getriebegehäuse 68 geerdet sind.
Es gibt einen ersten Elektromotor, der einen als MG-A bezeichneten Motor/Generator 56 umfasst, und einen zweiten Elektromotor, der einen als MG-B bezeichneten Motor/Generator 72 umfasst, die über die Planetenzahnräder funktional mit dem Getriebe verbunden sind. Die Getriebeabtriebswelle 64 ist funktional mit dem Fahrzeugendantrieb 90 verbunden, um an die Fahrzeugräder ein Bewegungsabtriebsdrehmoment T_O zu liefern. Jede Kupplung wird vorzugsweise hydraulisch betätigt, wobei sie über eine elektrohydraulische Steuerschaltung 42 Druckhydraulikfluid von einer im Folgenden beschriebenen Pumpe empfängt.
Das Getriebe 10 empfangt im Ergebnis der Energieumwandlung von Kraftstoff oder in einer Elektroenergie-Speichervorrichtung (ESD) 74 gespeichertem elektrischem Potential von den Drehmomenterzeugungsvorrichtungen einschließlich der Maschine 14 und dem MG-A 56 und dem MG-B 72 ein Antriebsdrehmoment, das in dieser Reihenfolge als 'T_I', 'T_A' und 'T_B' bezeichnet ist. Die ESD 74 ist über Gleichstromübertragungsleiter 72 mit einem Getriebeleistungswechselrichtermodul ('TPIM') 19 Hochspannungs-Gleichspannungs-gekoppelt. Das TPIM 19 ist ein Element des im Folgenden anhand von 2 beschriebenen Steuersystems. Das TPIM 19 überträgt über die Übertragungsleiter 29 Elektroenergie zum und vom MG-A 56 und das TPIM 19 überträgt ähnlich über die Übertragungsleiter 31 Elektroenergie zum und vom MG-B 72. In Übereinstimmung damit, ob die ESD 74 geladen oder entladen wird, wird elektrischer Strom zu und von der ESD 74 übertragen. Das TPIM 19 enthält das Paar Leistungswechselrichter und jeweiliger Motorsteuermodule, die zum Empfangen von Motorsteuerbefehlen und zum Steuern von Wechselrichterzuständen davon zum Bereitstellen der Motorantriebs- oder Motorrückgewinnungsfunktionalität konfiguriert sind. Vorzugsweise sind der MG-A 56 und der MG-B 72 Dreiphasen-Wechselstrommotoren jeweils mit einem Rotor, der betreibbar ist, um sich in einem Stator zu drehen, der in ein Gehäuse des Getriebes eingebaut ist. Die Wechselrichter umfassen bekannte komplementäre Dreiphasen-Leistungselektronikvorrichtungen.
Nunmehr anhand von 2 ist ein Prinzipschaltbild des Steuersystems gezeigt, das eine verteilte Steuermodularchitektur umfasst. Die im Folgenden beschriebenen Elemente umfassen eine Teilmenge der Gesamtfahrzeugsteuerarchitektur und sind zum Bereitstellen einer koordinierten Systemsteuerung des hier beschriebenen Antriebsstrangsystems betreibbar. Das Steuersystem ist betreibbar, um relevante Informationen und Eingaben zu synthetisieren und Algorithmen zum Steuern verschiedener Stellglieder zum Erreichen von Steuerzielen einschließlich solcher Parameter wie Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistung, Antriebsverhalten und Schutz der Hardware einschließlich der Batterien der ESD 74 und des MG-A und des MG-B 56, 72 auszuführen. Die verteilte Steuermodularchitektur enthält ein Maschinensteuermodul ('ECM') 23, ein Getriebesteuermodul ('TCM') 17, ein Batteriepacksteuermodul ('BPCM') 21 und ein TPIM 19. Ein Hybridsteuermodul ('HCP') 5 stellt eine allumfassende Steuerung und Koordinierung der oben erwähnten Steuermodule bereit. Es gibt eine Anwenderschnittstelle ('UI') 13, die funktional mit mehreren Vorrichtungen verbunden ist, über die ein Fahrzeugbediener durch eine Anforderung für ein Abtriebsdrehmoment üblicherweise den Betrieb des Antriebsstrangs einschließlich des Getriebes 10 steuert oder anweist. Beispielhafte Fahrzeugbedienereingaben in die UI 13 enthalten ein Fahrpedal, ein Bremspedal, einen Getriebewählhebel und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung. Jedes der oben erwähnten Steuermodule kommuniziert über einen Bus 6 eines lokalen Netzes ('LAN'-Bus 6) mit anderen Steuermodulen, Sensoren und Stellgliedern. Der LAN-Bus 6 ermöglicht eine strukturierte Kommunikation von Steuerparametern und Befehlen zwi schen den verschiedenen Steuermodulen. Das spezifische genutzte Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Der LAN-Bus und geeignete Protokolle stellen eine robuste Mitteilungsübermittlung und Mehr-Steuermodul-Schnittstellen zwischen den oben erwähnten Steuermodulen und weiteren Steuermodulen, die eine Funktionalität wie etwa Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität bereitstellen, bereit.
Das HCP 5 stellt eine allumfassende Steuerung des Hybridantriebsstrangssystems bereit, die zum Koordinieren des Betriebs des ECM 23, des TCM 17, des TPIM 19 und des BPCM 21 dient. Das HCP 5 erzeugt auf der Grundlage verschiedener Eingangssignale von der UI 13 und dem Antriebsstrang einschließlich des Batteriepacks verschiedene Befehle einschließlich: einer Drehmomentanforderung der Bedienerabgabe (T_{O_REQ}-Abgabe) an den Endantrieb 90, eines von der Maschine ausgehenden Antriebsdrehmoments T_I, eines Kupplungsdrehmoments ('T_{CL_N}) für die N verschiedenen Drehmomentübertragungskupplungen C1, C2, C3, C4 des Getriebes 10; und Motordrehmomenten T_A und T_B für MG-A und für MG_B. Das TCM 17 ist funktional mit der elektrohydraulischen Steuerschaltung 42 verbunden, einschließlich der Überwachung verschiedener Druckabfühlvorrichtungen (nicht gezeigt) und dem Erzeugen und Ausführen verschiedener Steuersignale für verschiedene Elektromagnete zum Steuern darin enthaltener Druckschalter und Steuerventile.
Das ECM 23 ist funktional mit der Maschine 14 verbunden und wirkt so, dass es über mehrere diskrete Leitungen, die zusammen als Leitungsgruppe 35 gezeigt sind, Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfasst bzw. eine Vielzahl von Stellgliedern der Maschine 14 steuert. Das ECM 23 empfängt von dem HCP 5 den Maschinendrehmomentbefehl und erzeugt ein gewünschtes Achsdrehmoment und eine Angabe des tatsächlichen Maschinendrehmoments T_I an das Getriebe, die an das HCP 5 übermittelt wird. Der Einfachheit halber ist das ECM 23 allgemein mit einer doppelt gerichteten Schnittstelle mit der Maschine 14 über die Leitungsgruppe 35 gezeigt. Verschiedene weitere Parameter, die durch das ECM 23 abgefühlt werden können, enthalten die Maschinenkühlmitteltemperatur, die Maschinenantriebsdrehzahl N_E zur Welle 12, die in die Getriebeantriebsdrehzahl N_I übersetzt wird, den Krümmerdruck, die Umgebungslufttemperatur und den Umgebungsdruck. Verschiedene Stellglieder, die durch das ECM 23 gesteuert werden können, enthalten Kraftstoffeinspritzdüsen, Zündungsmodule und Drosselsteuermodule.
Das TCM 17 ist funktional mit dem Getriebe 10 verbunden und wirkt so, dass es Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfasst und Befehlssignale an das Getriebe liefert. Eingaben von dem TCM 17 in das HCP 5 enthalten die geschätzten Kupplungsdrehmomente (T_{CL_EST_N}) für jede der N Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und die Getriebeabtriebsdrehzahl N_O der Abtriebswelle 64. Es können weitere Stellglieder und Sensoren verwendet werden, um für Steuerzwecke zusätzliche Informationen von dem TCM an das HCP zu liefern. Das TCM 17 überwacht Eingaben von Druckschaltern und betätigt wahlweise Drucksteuer-Elektromagnete und Schaltelektromagnete zum Betätigen verschiedener Kupplungen, um verschiedene wie im Folgenden beschriebene Getriebebetriebsarten zu erreichen.
Das BPCM 21 ist signalisierend mit einem oder mit mehreren Sensoren verbunden, die zum Überwachen von Parametern des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung der ESD 74 betreibbar sind, um Informationen über den Zustand der Batterien an das HCP 5 zu liefern. Solche Informationen enthalten den Batterieladezustand, die Batteriespannung und die verfügbare Batterieleistung, die als ein Bereich P_{BAT_MIN} bis P_{BAT_MAX} bezeichnet ist.
Jedes der oben erwähnten Steuermodule ist vorzugsweise ein Universaldigitalcomputer, der allgemein einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit, Speichermedien, die Nur-Lese-Speicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) umfassen, einen schnellen Taktgeber, eine Analog/Digital-(A/D-) und eine Digital/Analog-(D/A-)Schaltungsanordnung, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung und -vorrichtungen (E/A) und eine geeignete Signalaufbereitungs- und Signalpufferschaltungsanordnung umfasst. Jedes Steuermodul weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Programmanweisungen und Kalibrierungen umfassen, die im ROM gespeichert sind und ausgeführt werden, um die jeweiligen Funktionen jedes Computers bereitzustellen. Die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Computern wird vorzugsweise unter Verwendung des oben erwähnten LAN 6 ausgeführt.
Die Algorithmen zur Steuerung und Zustandsschätzung in jedem der Steuermodule werden üblicherweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt, sodass jeder Algorithmus in jedem Schleifenzyklus wenigstens einmal ausgeführt wird. Die in den nichtflüchtigen Speichervorrichtungen gespeicherten Algorithmen werden von einer der Zentraleinheiten ausgeführt und sind zum Überwachen von Eingaben von den Abfühlvorrichtungen und zum Ausführen von Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs der jeweiligen Vorrichtung unter Verwendung voreingestellter Kalibrierungen betreibbar. Die Schleifenzyklen werden während des andauernden Maschinen- und Fahrzeugbetriebs üblicherweise in regelmäßigen Intervallen, z. B. alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, ausgeführt. Alternativ können die Algorithmen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.

Das beispielhafte kombiniert-leistungsverzweigte elektromechanische Getriebe mit zwei Modi arbeitet in mehreren Festgang-Betriebsarten und stufenlosen Betriebsarten, die anhand von 1 und der folgenden Tabelle 1 beschrieben sind. Tabelle 1

Getriebebetriebsbereichszustand	Betätigte Kupplungen
Modus 1 – Maschine aus (M 1_Eng_Off)	C1 70
Modus 1 – Maschine ein (M 1_Eng_On)	C1 70
Festes Verhältnis 1 (GR1)	C1 70	C4 75
Festes Verhältnis 2 (GR2)	C1 70	C2 62
Modus 2 – Maschine aus (M 1_Eng_Off)	C2 62
Modus 2 – Maschine ein (M 1_Eng_On)	C2 62
Festes Verhältnis 3 (GR3)	C2 62	C4 75
Festes Verhältnis 4 (GR4)	C2 62	C3 73

Die verschiedenen in der Tabelle beschriebenen Getriebebetriebsbereichszustände geben an, welche der spezifischen Kupplungen C1, C2, C3, C4 für jeden der Betriebsbereichzustände eingerückt oder betätigt sind. Ein erster Modus, d. h. Modus 1, ist ausgewählt, wenn die Kupplung C1 70 betätigt ist, um das Außenzahnradelement des dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu "erden". Die Maschine 14 kann entweder ein oder aus sein. Ein zweiter Modus, d. h. Modus 2, ist ausgewählt, wenn die Kupplung C1 70 gelöst ist und die Kupplung C2 62 gleichzeitig betätigt ist, um die Welle 60 mit dem Träger des dritten Planetenzahnradsatzes 28 zu verbinden. Die Maschine 14 kann wiederum ein oder aus sein. Für diese Erfin dung ist Maschine aus dadurch definiert, dass die Maschinenantriebsdrehzahl N_E gleich null Umdrehung pro Minute (min^–1) ist, d. h., dass sich die Maschinenkurbelwelle nicht dreht. Weitere Faktoren außerhalb des Umfangs der Erfindung beeinflussen, wann die Elektromotoren 56, 72 als Motoren und Generatoren arbeiten und sind hier nicht diskutiert.
Das hauptsächlich in 2 gezeigte Steuersystem ist betreibbar, um innerhalb jedes Betriebsbereichszustands an der Welle 64 einen Bereich von Getriebeabtriebsdrehzahlen von verhältnismäßig langsam bis verhältnismäßig schnell zu liefern. Die Kombination von zwei Modi mit einem Abtriebsdrehzahlbereich von langsam bis schnell in jedem Bereichszustand ermöglicht, dass das Getriebe 10 ein Fahrzeug von einem stationären Zustand bis auf Autobahngeschwindigkeiten antreibt und verschiedene wie zuvor beschriebene weitere Anforderungen erfüllt. Außerdem koordiniert das Steuersystem den Betrieb des Getriebes 10 so, dass synchronisierte Schaltungen zwischen den Modi ermöglicht werden.
Die erste und die zweite Betriebsart (Modus) beziehen sich auf Umstände, unter denen die Getriebefunktionen durch eine Kupplung, d. h. entweder durch die Kupplung C1 62 oder durch die Kupplung C2 70, und durch die gesteuerte Drehzahl und durch das gesteuerte Drehmoment der Elektromotoren 56 und 72 gesteuert werden, wobei auf sie als stufenloser Getriebemodus Bezug genommen wird. Im Folgenden werden bestimmte Betriebsbereiche beschrieben, in denen durch Anwenden einer zusätzlichen Kupplung Festgangverhältnisse erreicht werden. Diese zusätzliche Kupplung kann wie in der obigen Tabelle gezeigt die Kupplung C3 73 oder C4 75 sein.
Wenn die zusätzliche Kupplung angewendet wird, wird ein Betrieb mit festem Verhältnis der Antriebsdrehzahl zur Abtriebsdrehzahl des Getriebes, d. h. N_I/N_O, erreicht. Die Drehungen der Motoren MG-A und MG-B 56, 72 hängen von der inneren Drehung des Mechanismus ab, wie er durch die Kupplungsbetätigung definiert ist, und sind proportional zu der bei der Welle 12 gemessenen Antriebsdrehzahl. Die Motoren MG-A und MG-B wirken als Motoren oder Generatoren. Sie sind unabhängig von der Maschine, um einen Leistungsfluss abzugeben, und ermöglichen dadurch, dass beide Motoren sind, beide als Generatoren wirken oder irgendeine Kombination davon. Dies ermöglicht z. B. während des Betriebs im festen Verhältnis 1, dass die Bewegungsleistungsabgabe von dem Getriebe bei der Welle 64 durch Leistung von der Maschine und durch Leistung von MG-A und MG-B über den Planetenzahnradsatz 28 durch Annahme von Leistung von der ESD 74 geliefert wird.
Nunmehr anhand von 3 sind verschiedene Getriebebetriebsarten als Funktion der Getriebeabtriebsdrehzahl N_O und der Getriebeantriebsdrehzahl N_I für das in 1 und 2 gezeigte beispielhafte Antriebsstrangsteuersystem graphisch dargestellt. Der Betrieb mit festem Verhältnis ist für jedes der spezifischen Übersetzungsverhältnisse GR1, GR2, GR3 und GR4, wie sie oben anhand von Tabelle 1 beschrieben sind, als einzelne Linien gezeigt. Der Betrieb im stufenlosen Modus ist als Betriebsbereich sowohl des Modus 1 als auch des Modus 2 gezeigt. Der Getriebebetriebsbereichszustand wird durch Aktivieren oder Deaktivieren spezifischer Kupplungen zwischen Betrieb im festen Verhältnis und im stufenlosen Modus umgeschaltet. Das Steuersystem ist funktional, um auf der Grundlage verschiedener Kriterien einschließlich Algorithmen und Kalibrierungen, die durch das Steuersystem ausgeführt werden und außerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, eine spezifische Getriebebetriebsart zu bestimmen.
Die Auswahl des Betriebsbereichszustands des Getriebes hängt hauptsächlich von der Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners und von der Fähigkeit des Antriebsstrangs, diese Abtriebsdrehmomentanforderung zu erfüllen, ab.
Anhand von Tabelle 1 und wieder von 3 enthält der Betriebszustand des niedrigen Bereichs die wahlweise Betätigung der Kupplungen C2, C1. und C4, was den Betrieb in irgendeinem des stufenlosen Modus 1 und der festen Gänge GR1 und GR2 ermöglicht. Der Betriebszustand des hohen Bereichs enthält die wahlweise Betätigung der Kupplungen C2, C3 und C4, was den Betrieb in irgendeinem des stufenlosen Modus 2 und der festen Gänge GR3 und GR4 ermöglicht. Die Bereiche des stufenlosen Betriebs für Modus 1 und Modus 2 können sich überschneiden.
Das Überwachungs-HCP-Steuermodul 5 und eines oder mehrere der anderen Steuermodule bestimmen in Ansprechen auf eine Bedieneraktion, wie sie durch die UI 13 erfasst wird, die Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners, die bei der Welle 64 ausgeführt werden soll. Die endgültige Fahrzeugbeschleunigung wird durch weitere Faktoren einschließlich z. B. Norm-Fahrwiderstand, Straßenqualität und Fahrzeugmasse beeinflusst. Die Betriebsart für das beispielhafte Getriebe wird auf der Grundlage einer Vielzahl von Betriebscharakteristiken des Antriebsstrangs bestimmt. Wie zuvor beschrieben wurde, enthält dies eine Bedieneranforderung für das Drehmoment, die üblicherweise über Eingaben in die UI 13 übermittelt wird. Außerdem wird anhand externer Bedingungen einschließlich z. B. Straßenqualität, Straßendeckenbedingungen oder Windlast eine Anforderung für das Abtriebsdrehmoment vorhergesagt. Die Betriebsart kann anhand einer Antriebsstrang-Drehmomentanforderung vorhergesagt werden, die durch einen Steuermodulbefehl zum Betreiben der Elektromotoren in einer Elektroenergieerzeugungs-Betriebsart oder in einer Drehmomenterzeugungs-Betriebsart verursacht wird. Die Betriebsart kann durch einen Optimierungsalgorithmus oder durch eine Optimierungsroutine bestimmt werden, der/die zum Bestimmen der optimalen Systemeffizienz auf der Grundlage der Bedieneranforderung für Leistung, Batterieladezustand und Energieeffizienzen der Maschine 14 und des MG-A und MG-B 56, 72 betreibbar ist. Das Steuersystem managt die Drehmomenteingaben von der Maschine 14 und von dem MG-A und MG-B 56, 72 auf der Grundlage des Ergebnisses der ausgeführten Optimierungsroutine, wobei eine Systemoptimierung stattfindet, um die Systemeffizienzen zu optimieren, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und um die Batterieladung zu managen. Darüber hinaus kann der Betrieb auf der Grundlage eines Ausfalls in einer Komponente oder in einem System bestimmt werden. Wie im Folgenden beschrieben ist, überwacht das HCP 5 die Parameterzustände der Drehmomenterzeugungsvorrichtungen und bestimmt die Abgabe des Getriebes, die erforderlich ist, um die gewünschte Drehmomentabgabe zu erreichen. Das Getriebe 10 arbeitet unter der Anweisung des HCP 5 über einem Bereich von Abtriebsdrehzahlen von langsam bis schnell, um die Bedieneranforderung zu erfüllen.
Nunmehr anhand von 4–10 wird anhand des in 1, 2 und 3 beschriebenen beispielhaften Antriebsstrangs der Steuerbetrieb eines Hybridantriebsstrangs beschrieben. Genauer umfassen das hier beschriebene Verfahren und System anhand von 4 einen Aspekt der strategischen Steuerungsoptimierung (Block 110), in der ein bevorzugter oder gewünschter Betriebsbereichszustand (Op_Range_DES) hauptsächlich anhand der Abtriebsdrehzahl N_O der Welle 64 und der Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners ausgewählt wird. Die Ausgabe der strategischen Steuerung enthält den bevorzugten oder gewünschten Betriebsbereichszu stand ('Op_Range_DES') und die gewünschte Antriebsdrehzahl ('N_{I_DES}'), die jeweils in einen Schaltausführungs-Steuerblock 120 eingegeben werden. Weitere Aspekte der Gesamtarchitektur für die strategische Optimierung und Steuerung des beispielhaften Antriebsstrangs sind in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, laufende Nummer 11/561140 (Aktenzeichen des Anwalts Nr. GP-308478-PTH-CD), mit dem Titel CONTROL ARCHITECTURE FOR OPTIMIZATION AND CONTROL OF A HYBRID POWERTRAIN SYSTEM beschrieben, die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist und nicht beschrieben zu werden braucht.
Das Verfahren umfasst das Bestimmen der Betriebsbedingungen für den beispielhaften Antriebsstrang, was das Bestimmen einer Drehmomentabgabe und von Betriebskosten für den Betrieb des ersten und des zweiten Elektromotors des Hybridgetriebes, die bewirken, dass eine Drehmomentanforderung des Bedieners erfüllt wird, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet, umfasst. Das Bestimmen der Drehmomentabgabe für den Betrieb des ersten und des zweiten Elektromotors umfasst das Ausführen einer vorgegebenen Systemgleichung, die das Bestimmen von Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und für die Drehmomentanforderung des Bedieners bewirkt.
Im Gesamtbetrieb enthält das Verfahren das Überwachen der Abgabe des Getriebes, üblicherweise N_O, der Drehmomentanforderung T_{O_ReQ} des Bedieners bei der Welle 64 und der verfügbaren Batterieleistung P_{BAT_MIN} und P_{BAT_MAX}. Für jeden der zulässigen Bereichszustände wird ein Drehmomentbereich oder ein Drehmomentwert bestimmt. Es werden die Kosten für den Betrieb in jedem der bestimmten Drehmomentbereiche be rechnet und es wird auf der Grundlage der berechneten Kosten für jeden bestimmten Drehmomentbereich einer der bestimmten Drehmomentbereiche als ein bevorzugter Betriebsbereich ausgewählt. Danach kann der Antriebsstrang auf den bevorzugten Betriebsbereich gesteuert werden.
Nunmehr anhand von 5 zeigt ein Funktionsblockschaltplan genau den strategischen Steuerblock 110 aus 4, wobei er die Eingaben N_O und T_{O_REQ} in ein strategisches Managersegment 220 zeigt, das Ausgaben in ein Systembeschränkungssegment 240 und in ein Optimierungssegment 260 aufweist. Die Ausgabe des Systembeschränkungssegments 240 wird in das Optimierungssegment 260 eingegeben. Die Ausgaben des Optimierungssegments 260 werden in das Schaltstabilisierungs- und Entscheidungssegment 280 eingegeben, das eine Ausgabe aufweist, die den bevorzugten Betriebsbereichszustand OP_Range_DES und die gewünschte Antriebsdrehzahl N_{I_DES} umfasst.
Nunmehr anhand von 6 enthält das strategische Managersegment 220 Bedienereingaben, üblicherweise Drehmomentanforderungen und weitere Eingaben über die UI 13, im Folgenden beschriebene Kostenstrukturinformationen und strategische Roheingaben, die Rohsignale umfassen, die sich auf die Hybridantriebsstrang-Betriebsbedingungen einschließlich jener in Bezug auf die ESD 74 beziehen. Ausgaben von dem strategischen Managersegment 220 umfassen Kostenstrukturinformationen (COST), strategische Eingaben einschließlich der Getriebeabtriebsdrehzahl N_O, den Bereich der verfügbaren Batterieleistung P_{BAT_MIN} und P_{BAT_MAX} und die Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners.
Nunmehr anhand von 7 wird nun eine ausführliche Beschreibung des Segments 240 strategischer Systembeschränkungen beschrieben. In das Segment 230 strategischer Drehzahlbeschränkungen wird die Abtriebsdrehzahl N_O eingegeben. Das Drehzahlbeschränkungssegment 230 bestimmt die minimale und die maximale Antriebsdrehzahl für den Betrieb in jedem stufenlosen Modus, d. h. N_{I_MIN_}M1, N_{I_MAX_}M1, N_{I_MIN_}M2 und N_{I_MAX_}M2. Die minimale und die maximale Eingangsdrehzahl, die verfügbare Batterieleistung P_{BAT_MIN} und P_{BAT_MAX} und die Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners werden an das Segment 250 strategischer Systembeschränkungen ausgegeben, das auf der Grundlage der gegenwärtigen Betriebsbeschränkungen, spezifisch der Abtriebsdrehzahl N_O, für jeden der Hybridbetriebsbereichszustände, d. h. GR1, GR2, GR3, GR4, M1_Eng_Off, M1_Eng_On, M2_Eng_Off und M2_Eng_On, die Eingaben in das strategische Optimierungssegment 260 bestimmt. Vom Segment 250 gibt es drei Ausgangspfade 242, 244, 246, die Eingaben an das Optimierungssegment 260 liefern. Genauer liefert der Ausgangspfad 246 relevante Systembeschränkungsinformationen, wenn die Maschine aus ist, d. h. sich nicht dreht, die eine Antriebsdrehzahl N_I = 0 und ein Antriebsdrehmoment T_I = 0, umfassen, die den Systembetrieb angeben, die den Betrieb im Modus 1 mit Maschine aus (M1_Eng_Off) und den Betrieb im Modus 2 mit Maschine aus (M2_Eng_Off) angeben. Diese Informationen werden an jedes der Segmente 266 und 268 des Segments 260 übermittelt.
Nunmehr anhand von 8 wird nun das strategische Optimierungssegment 260 beschrieben. Die vom Segment 240 an das strategische Optimierungssegment 260 ausgegebenen zulässigen Hybridbetriebsbereichszustände werden verwendet, um zu identifizieren, welches der Optimierungssegmente 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274 und 276 ausgeführt werden soll. Die Segmente 262, 264, 266, 268, 270, 272, 274 und 276 umfassen jeweils Optimierungssegmente, in denen auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Eingaben einschließlich des zuvor beschriebenen Be reichs von Drehmomentwerten und Kosten in Bezug auf Antriebsverhalten, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen und Batterielebensdauer für jeden der zulässigen Betriebsbereichszustände optimale Betriebskosten (P_COST) bestimmt werden. Vorzugsweise umfassen die optimalen Betriebskosten für jeden Betriebsbereichszustand bei einem Antriebsstrang-Arbeitspunkt in dem Bereich erreichbarer Drehmomentwerte minimale Betriebskosten.
Nunmehr anhand von 9 und 10 wird ein Verfahren zum Bestimmen bevorzugter Betriebsbedingungen für den Betrieb des beispielhaften Antriebstrangs entweder im Modus 1 oder im Modus 2 mit der Maschine aus beschrieben. Der Maschine-Aus-Betriebsbereich ist in dem in 10 gezeigten Datengraph als Punkt A identifiziert. Für jeden der Blöcke 266 und 268 wird der Antriebsdrehmomentwert zu dem Getriebe und zu dem Endantrieb, der das Antriebsdrehmoment von null, T_I = 0, umfasst, vom Segment 246 zum Segment 260 eingegeben. Die Parameterwerte für das Getriebeantriebsdrehmoment (T_I = 0) werden in die Systemgleichung 362 eingegeben, von der Parameterwerte für das MG-A-Drehmoment (T_A) und für das MG-B-Drehmoment (T_B) bestimmt werden. Die Motordrehmomente T_A und T_B und das Antriebsdrehmoment T_I = 0 werden in eine Kostenfunktion 364 eingegeben, die für den Betrieb des beispielhaften Antriebsstrangs die Kosten (P_COST) mm Erreichen des spezifischen Parameterantriebsdrehmoments und -motordrehmoments berechnet. Die Kosten von jedem der Blöcke 266 und 268 werden an den Block 280 ausgegeben und umfassen Kosten, die dem Betrieb des Antriebsstrangs mit der Maschine aus zum Erreichen des gewünschten Abtriebsdrehmoments T_O zugeordnet sind.
Die Parameterwerte des Antriebsdrehmoments T_I = 0 und der Antriebsdrehzahl N_I = 0 werden über die Leitung 246 entweder für den Modus 1 oder für den Modus 2 zum Segment 260 in die Systemgleichung 362 eingegeben, was ein Element entweder der Segmente 266 für Modus 1 oder des Segments 268 für Modus 2 umfasst und eine Ausgabe von dem oben beschriebenen Segment 240 umfasst. Wenn das beispielhafte Getriebe in einer der stufenlosen Modi Modus 1 oder Modus 2 betrieben wird, ist die Drehzahlbeziehung zwischen MG-A, MG-B, N_I und N_O wie in der folgenden Gleichung 1 gezeigt definiert:
wobei N_I = 0 die Antriebsdrehzahl von der Maschine 14 umfasst, N_O die Getriebeabtriebsdrehzahl ist, N_A und N_B die Betriebsdrehzahlen für den MG-A 56 und für den MG-B 72 sind und b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂ bekannte skalare Werte sind, die für die spezifische Anwendung in dem spezifischen Betriebsbereichszustand bestimmt werden. Somit sind die bestimmten skalaren Werte für b₁₁, b₁₂, b₂₁, b₂₂ sowohl für Modus 1 als auch für Modus 2 spezifisch. Wenn die Getriebeabtriebszahl N_O bekannt ist und N_I = 0 ist, können die Motordrehzahlen N_A und N_B in dieser Anwendung bestimmt werden.
Die Drehmomentbeziehung zwischen MG-A, MG-B, N_I und N_O ist wie in der folgenden Gleichung 2 gezeigt definiert:
wobei T_I = 0 das Antriebsdrehmoment von der Maschine 14 ist, T_O das Getriebeabtriebsdrehmoment ist, T_A und T_B die Betriebsdrehmomente für den MG-A 56 und für den MG-B 72 sind, N .I und N .O zeitliche Änderungsraten der Antriebsdrehzahl und der Abtriebsdrehzahl der Maschine 14 darstellen und d₁₁, d₁₂, d₁₃, d₁₄, d₂₁, d₂₂, d₂₃, d₂₄ bekannte skalare Werte sind, die für jeden Betriebsbereichszustand, d. h. entweder Modus 1 oder Modus 2, der Anwendung bestimmt werden. Wenn dieser Anwendung das Getriebeabtriebsdrehmoment T_O im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung T_{O_REQ} des Bedieners und für die Maschine 14 T_I = 0 ist, können somit T_A und T_B bestimmt werden.
Die aus Gleichung 1 und 2 abgeleitete Systemgleichung (Block 362) liefert wie in der folgenden Gleichung 3 Motorwerte für MG-A und MG-B:
wobei a₁₁, a₁₂, a₂₁, a₂₂, b₁ und b₂ bekannte skalare Werte sind, die für die spezifische Anwendung und für die spezifische Betriebsart, d. h. Modus 1 oder Modus 2, bestimmt werden.
Die berechneten Parameterwerte für die Motordrehmomente T_A und T_B, die von Gleichung 3 ausgegeben werden, werden in die Kostenfunktion (Block 364) eingegeben, um die Kosten P_COST zu berechnen, die den ausgewählten Parameterwerten für T_I = 0 und N_I = 0 zugeordnet sind.
Die in der Kostenfunktion 364 verwendeten Kosteninformationen umfassen vorzugsweise Betriebskosten, die allgemein auf der Grundlage von Faktoren in Bezug auf das Fahrzeugantriebsverhalten, auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeit, auf die Emissionen und auf die Batterielebensdauer für den bestimmten Drehmomentbereich bestimmt werden. Darüber hinaus werden die Kosten in dieser Erfindung nur dem elektrischen Leistungsverbrauch zugewiesen und zugeordnet, der einem spezifischen Arbeitspunkt des Antriebsstrangsystems für das Fahrzeug zugeordnet ist. Niedrigere Betriebskosten sind allgemein einer niedrigeren Batterieleistungsnutzung und niedrigeren Emissionen für einen Arbeitspunkt zugeordnet und berücksichtigen einen gegenwärtigen Betriebsbereichszustand des Antriebsstrangsystems. Die optimalen Betriebskosten (P_COST) können durch Berechnen eines Gesamtantriebsstrangsystemverlusts bestimmt werden, der einen Gesamtsystemleistungsverlust und eine Kostenstrafe, wie sie etwa dem Steuern des Batterieladezustands zugeordnet werden kann, umfasst. Der Gesamtsystemleistungsverlust umfasst einen Term, der auf Verlusten in dem elektrischen System (z. B. Leitungsimpedanzen und Schalt- und Elektromagnetverluste) und Wärmeverlusten beruht. Weitere Verluste enthalten Elektromotorleistungsverluste und interne Batterieleistungsverluste. Weitere Faktoren einschließlich Faktoren, die sich auf die Batterielebensdauer wegen der Tiefe der Entladung der ESD 74, auf die gegenwärtigen Umgebungstemperaturen und auf ihre Wirkung auf den Batterieladezustand beziehen, können ebenfalls betrachtet werden. Vorzugsweise werden die Betriebskosten in Bezug auf spezifische Antriebsstrangfahrzeuganwendungen während der Fahrzeugkalibrierungs-Vorserie entwickelt. Beispielhafte Verfahren für die Bestimmung von Maschinenleistungsverlusten sind in der gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2005/0256633 A2 mit dem Titel CosT STRUCTURE METHOD INCLUDING FUEL ECONOMY AND ENGINE EMISSION CON-SIDERATIONS beschrieben, deren Inhalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Selbstverständlich sind Änderungen der Hardware im Umfang der Erfindung zulässig. Die Erfindung ist mit spezifischem Bezug auf die Ausführungsformen und Änderungen daran beschrieben worden. Weitere Änderungen und Veränderungen können Anderen beim Lesen und Verstehen der Beschreibung einfallen. Alle solche Änderungen und Abwandlungen, insofern sie im Umfang der Erfindung liegen, sollen enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6953409 [0016]

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Betriebsbedingungen für einen Antriebsstrang, der eine Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise betreibbar ist, um ein Drehmoment dazwischen zu übertragen, umfasst, wobei das Verfahren das Bestimmen von Betriebskosten für den Betrieb des ersten und des zweiten Elektromotors des Hybridgetriebes zum Erfüllen einer Drehmomentanforderung des Bedieners, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen der Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor des Hybridgetriebes zum Erfüllen der Drehmomentanforderung des Bedieners umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Bestimmen der Drehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor zum Betreiben des Hybridgetriebes in einem ersten stufenlosen Modus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Bestimmen der Drehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor zum Betreiben des Hybridgetriebes in einem zweiten stufenlosen Modus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bestimmen der Drehmomentabgabe zum Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors das Ausführen einer vorgegebenen Systemgleichung zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und für die Drehmomentanforderung des Bedieners umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Maschine-Aus-Betriebszustand umfasst, dass die Maschinenkurbelwellendrehzahl null Umdrehungen pro Minute beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst, dass die Maschine von dem Hybridgetriebe entkoppelt ist.
Vorrichtung, die umfasst: eine verteilte Steuermodularchitektur, die umfasst: mehrere Steuermodule, die so ausgelegt sind, dass sie den Betrieb eines Hybridantriebsstrangs steuern; wobei der Hybridantriebsstrang eine Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen betreibbar ist, umfasst; wobei das Getriebe durch wahlweises Betätigen mehrerer Drehmomentübertragungskupplungen wahlweise in einer ersten oder in einer zweiten stufenlosen Betriebsart betreibbar ist; und wobei die Steuermodule so ausgelegt sind, dass sie darin gespeicherten Maschinencode ausführen, wobei der Code umfasst: Code zum Bestimmen von Motordrehmomentabgaben und von Betriebskosten für das Betreiben des ersten und des zweiten Elektro motors des Hybridgetriebes zum Erfüllen einer Drehmomentanforderung des Bedieners, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Code ferner eine ausführbare Systemgleichung zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor auf der Grundlage des ausgewählten Parameterwerts für das Antriebsdrehmoment und für die Drehmomentanforderung des Bedieners umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Code ferner Code zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor, wenn das Hybridgetriebe in dem ersten stufenlosen Modus arbeitet, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Getriebe ferner ein kombiniert-leistungsverzweigtes Getriebe mit zwei Modi umfasst, das durch wahlweise Betätigung einer der Drehmomentübertragungskupplungen wahlweise in einer der stufenlosen Betriebsarten betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner umfasst, dass das Getriebe durch wahlweise Betätigung einer ersten Drehmomentübertragungskupplung in der ersten stufenlosen Betriebsart betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner umfasst, dass das Getriebe durch wahlweise Betätigung einer zweiten Drehmomentüber tragungskupplung in der zweiten stufenlosen Betriebsart betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Code ferner Code zum Bestimmen der Motordrehmomentabgaben sowohl von dem ersten als auch von dem zweiten Elektromotor, wenn das Hybridgetriebe in dem zweiten stufenlosen Modus arbeitet, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Code zum Bestimmen der Betriebskosten zum effektiven Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors des Hybridgetriebes zum Erfüllen einer Drehmomentanforderung des Bedieners, wenn die Maschine in einem Maschine-Aus-Betriebszustand arbeitet, Code zum Bestimmen von Betriebssystemverlusten abgesehen von Kraftstoffverbrauchskosten umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Betriebskosten auf der Grundlage von Kosten der elektrischen Batterieleistung bestimmt werden, die den Motordrehmomenten für den ersten und für den zweiten Elektromotor zugeordnet sind, die elektrische Systemverluste, Wärmeverluste, Elektromotorleistungsverluste und interne Batterieleistungsverluste umfassen.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der eine Brennkraftmaschine und einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe, das wahlweise zum Übertragen eines Drehmoments dazwischen betreibbar ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Überwachen einer Drehmomentanforderung des Bedieners und der verfügbaren Batterieleistung; Identifizieren wenigstens eines zulässigen Antriebsstrang-Betriebsbereichszustands, der einen Maschine-Aus-Zustand umfasst; Bestimmen von Drehmomentabgaben von dem ersten und von dem zweiten Elektromotor zum Erreichen einer Antriebsstrang-Drehmomentabgabe zum Erfüllen der Drehmomentanforderung des Bedieners in dem Maschine-Aus-Zustand; Bestimmen von Betriebskosten für das Betreiben des ersten und des zweiten Elektromotors zum Erreichen der Antriebsstrang-Drehmomentabgabe zum Erfüllen der Drehmomentanforderung des Bedieners in dem Maschine-Aus-Zustand; und wahlweises Steuern des Antriebsstrangs in einem der Maschine-Aus-Betriebsbereichszustände zum Erfüllen der Drehmomentanforderung des Bedieners auf der Grundlage der Betriebskosten.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die zulässigen Antriebsstrang-Betriebsbereichszustände, die den Maschine-Aus-Zustand umfassen, ferner einen ersten oder einen zweiten stufenlosen Betriebsmodus umfassen.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das wahlweise Steuern des Antriebsstrangs in einem der Maschine-Aus-Betriebszustände ferner umfasst: wahlweises Betätigen einer von mehreren Drehmomentübertragungskupplungen und Deaktivieren der Maschine zum Erreichen des Maschine-Aus-Zustands zum Übertragen des Drehmoments von den Elektromotoren, um die Drehmomentanforderung des Bedieners im Wesentlichen zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Maschine-Aus-Zustand umfasst, dass die Maschinenkurbelwellendrehzahl null Umdrehungen pro Minute beträgt.