DE102011114230B4

DE102011114230B4 - Verfahren und System zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts für ein Hybridsystem

Info

Publication number: DE102011114230B4
Application number: DE102011114230.8A
Authority: DE
Inventors: Anthony L. Smith; Hong Yang; Norman K. Bucknor; Yongsheng He
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2031-09-24
Also published as: DE102011114230A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang (5), der einen Elektromotor (20), der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle (52) bereitstellt, eine Brennkraftmaschine (10) und eine Maschinentrennkupplung (54) umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (10) und dem Motor (20) vorsieht, wobei das Verfahren umfasst, dass:eine Soll-Eingangsdrehzahl überwacht wird;eine Synchronisationsdrehzahl auf der Basis der Soll-Eingangsdrehzahl ermittelt wird;eine Ausgangsdrehmomentanforderung überwacht wird;ein Vortriebsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle (52) auf der Basis der Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt wird;ein Kompensationsdrehmoment, das an der Maschinentrennkupplung (54) für den fliegenden Maschinenstart bereitgestellt werden soll, auf der Basis eines Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils ermittelt wird, das auf der Basis der Synchronisationsdrehzahl ermittelt wird;der Motor (20) gesteuert wird, um ein Motordrehmoment auf der Basis einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment und dem Kompensationsdrehmoment bereitzustellen;wobei das Ermitteln des Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils umfasst, dass:während einer ersten Stufe das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) aus einem gestoppten Zustand auf eine Maschinenzünddrehzahl beschleunigt;während einer zweiten Stufe die Maschine Drehmoment zum Beschleunigen der Maschine (10) liefert;während einer dritte Stufe im Anschluss an die zweite Stufe nur das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) auf die Synchronisationsdrehzahl steuert, wobei während der dritten Stufe das Maschinendrehmoment wieder auf Null abnimmt; undwährend einer vierte Stufe die Maschinentrennkupplung gesperrt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang, der einen Elektromotor, der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle bereitstellt, eine Brennkraftmaschine und eine Maschinentrennkupplung umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Motor vorsieht.
Solch ein Verfahren geht der Art nach beispielweise aus der DE 10 2007 052 737 A1 hervor. Dort wird während des Einrückens der Kupplung das Maschinendrehmoments stetig erhöht, während das Drehmoment des Elektromototors im Gegenzug entsprechend abnimmt.
HINTERGRUND
Es sind Hybridaggregat-Antriebsstränge bekannt, die mehrere Drehmoment erzeugende Einrichtungen umfassen. Zum Beispiel kann ein Antriebsstrang eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor umfassen, und die Maschine und der Motor können gesteuert werden, um einen Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs zu erhöhen, indem zum Beispiel der Motor in einem Betrieb benutzt wird, der für den Motor effizient ist, die Maschine in einem Betrieb benutzt wird, der für die Maschine effizient ist, beide Einrichtungen benutzt werden, um zusammenwirkend Drehmoment bereitzustellen, wenn ein derartiger Betrieb effizient ist, und der Motor benutzt wird, um Energie in einer Energiespeichereinrichtung, zum Beispiel während eines Bremsens des Fahrzeugs oder durch Ziehen von Drehmoment von der Maschine, zurückzugewinnen.
In einer beispielhaften Ausgestaltung liefern die Maschine und der Motor jeweils Drehmoment an den Antriebsstrang. In einer anderen beispielhaften Ausgestaltung führt die Maschine dem Motor ein Drehmoment zu, und der Motor wiederum führt dem Rest des Antriebsstrangs ein Drehmoment zu.
Es sind Verfahren bekannt, um die Maschine abzuschalten, wenn sie nicht verwendet wird, um den Kraftstoff zu sparen, der verbraucht werden würde, indem die Maschine ansonsten bei niedriger Drehzahl leer laufen gelassen oder gefahren werden würde. Wenn die Maschine abgeschaltet ist, wird eine Welle, die von der Maschine zu dem Antriebsstrang führt, entweder aufhören, zu drehen, was es erfordert, dass der Rest des Antriebsstrangs sich auf die nicht bewegende Welle einstellt, oder der Rest des Antriebsstrangs muss ein Drehmoment zuführen, um die abgeschaltete Maschine zu drehen, wobei das Drehmoment (aufgrund von Reibung, Zylinderpumpkräften usw.), das erforderlich ist, um die Maschine zu drehen, überwunden wird. Eine Kupplungseinrichtung kann zwischen der Maschine und dem Rest des Antriebsstrangs angewandt werden, um zuzulassen, dass die Maschine abgeschaltet und gestoppt bleiben kann, während der Rest des Antriebsstrangs weiterhin funktioniert.
Kupplungseinrichtungen oder Kupplungen werden verwendet, um Wellen, die in der Lage sind, Drehmoment zu übertragen, selektiv zu verbinden oder zu trennen. Kupplungen können gemäß einer Zahl von in der Technik bekannten Weisen betrieben werden. Zum Beispiel kann Hydraulikdruck benutzt werden, um eine Kupplung zu betätigen. Ein beispielhaftes Schalten zwischen Zuständen, das durch ein Paar Kupplungen gesteuert wird, erfordert, dass eine Kupplung entlastet wird, wobei zugelassen wird, dass zwei Wellen, die zuvor gekoppelt waren, frei voneinander umlaufen, und dass anschließend eine andere Kupplung belastet wird, wobei zwei Wellen, die zuvor entkoppelt oder frei waren, relativ zueinander umzulaufen. Hydraulisch betätigte Kupplungseinrichtungen umfassen häufig Kupplungsplatten, die in eine entkoppelte Ausgangsstellung federvorbelastet sind, wobei Hydraulikdruck, der auf einen Kolben aufgebracht wird, Druck aufbringt, der die Vorspannung der Feder überwindet, um die Platten in eine gekoppelte Stellung zu bringen.
Maschinen können einen dedizierten Startermotor umfassen, der der Maschine ein Drehmoment zuführt, um zuzulassen, dass der normale Verbrennungszyklus der Maschine übernimmt. Drehmoment, um die Maschine zu starten, kann von dem Antriebsstrang oder dem zugehörigen Motor des Antriebsstrangs gezogen werden. Ein Hybridaggregat-Antriebsstrang kann mehrere Motoren umfassen, wobei ein Motor verwendet werden kann, um ein Drehmoment an den Rest des Antriebsstrangs zu liefern und somit ein Fahrzeug voranzutreiben, während der andere Motor verwendet werden kann, um die Maschine zu starten.
Hybridaggregat-Antriebsstränge können einen Planetenradsatz umfassen, um die Übertragung von Drehmoment durch den Antriebsstrang zu verwalten. Planetenradsätze sind in der Technik bekannte Mechanismen, die drei Zahnräder oder Gruppen von Zahnrädern umfassen. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung ist ein Sonnenrad in der Mitte des Planetenradsatzes gelegen, ein Hohlrad ist konzentrisch mit dem Sonnenrad gelegen und Planetenräder rotieren zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad, wobei Zähne von jedem der Planetenräder in konstantem Kontakt mit Zähnen des Sonnenrads und des Hohlrads stehen. Drei Planetenräder sind eine beispielhafte Zahl von Planetenrädern. Die Planetenräder können durch einen Planetenradträger verbunden sein, der zulässt, dass alle Planetenräder einzeln umlaufen, aber da die Planetenräder um die Achse des Planetenradsatzes angetrieben werden, treiben sie den Planetenradträger an, wodurch einer Welle, die mit dem Planetenradträger verbunden ist, ein Drehmoment zugeführt wird. Das gleiche gilt im Rückwärtsbetrieb, dass ein Drehmoment auf den Planetenradträger aufgebracht werden kann, wodurch eines oder beide von den anderen Zahnrädern des Planetenradsatzes angetrieben werden. Drehmoment, das auf ein Zahnrad oder Satz Zahnräder aufgebracht wird, wird auf die übrigen Zahnräder übertragen. Drehmoment kann auf zwei Zahnräder oder einen Satz Zahnräder aufgebracht werden, um das dritte Zahnrad oder den dritten Satz Zahnräder anzutreiben.
Der Erfindung liegt ausgehend von der DE 10 2007 052 737 A1 die Aufgabe zu Grunde, für eine ruckfreie Zuschaltung der Maschine zu sorgen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Antriebsstrang umfasst einen Elektromotor, der Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle bereitstellt, eine Brennkraftmaschine und eine Maschinentrennkupplung, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Motor vorsieht. Ein Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in dem Antriebsstrang umfasst, dass eine Ausgangsdrehmomentanforderung überwacht wird, ein Vortriebsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle auf der Basis der Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt wird, ein Kompensationsdrehmoment, das an der Maschinentrennkupplung für den fliegenden Maschinenstart bereitgestellt werden soll, ermittelt wird, und der Motor gesteuert wird, um ein Motordrehmoment auf der Basis einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment und dem Kompensationsdrehmoment bereitzustellen.
Figurenliste
Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 einen beispielhaften Hybridaggregat-Antriebsstrang gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ein beispielhaftes Steuermodul zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
3 vier Stufen eines beispielhaften EDC-Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, einschließlich zugehörige Drehzahlen und Drehmomente inklusive gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 die Steuerung des Kupplungsdrucks auf der Basis eines Kupplungsdruckbefehls gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
6 eine beispielhafte EDC-Druck-zu-Drehmoment-Optimalwertkompensation gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
7 einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
8 einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst, die innerhalb eines Getriebes benutzt wird, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
9 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart einschließlich eines Modulationsdrucks für eine Getriebeausgangskupplung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
10 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart einschließlich eines Verbrennungsunterstützungsverfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
11 einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, der die Nutzung von Drehmoment von der Maschine umfasst, um eine Synchronisationsdrehzahl zu erreichen, gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
12 einen beispielhaften Prozess zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen dienen, veranschaulicht 1 einen beispielhaften Hybridaggregat-Antriebsstrang. Antriebsstrang 5 umfasst Maschine 10, Motor 20, Energiespeichereinrichtung 30 und Getriebeeinrichtung 40. Antriebsstrang 5 kann optional einen zweiten Motor 62 umfassen, der Drehmoment direkt mit der Maschine überträgt. Eine Maschinenausgangswelle 50 ist mit einer Motoreingangswelle 52 durch eine Kupplungseinrichtung 54 verbunden. Wenn sich die Kupplungseinrichtung 54 in einem eingerückten Zustand befindet und es keinen Schlupf innerhalb der Kupplungseinrichtung gibt, läuft die Maschinenausgangswelle 50 mit der gleichen Rate wie die Motoreingangswelle 52 um, und Drehmoment kann zwischen der Maschine 10 und dem Motor 20 übertragen werden. Wenn die Kupplungseinrichtung 54 ausgerückt ist oder sich in einem ausgerückten Zustand befindet, kann die Maschine 10 mit einer unterschiedlichen Rate gegenüber dem Motor 20 drehen oder ist von dem Motor 20 getrennt, oder die Maschine 10 kann abgeschaltet sein, ohne den Betrieb des Motors 20 zu beeinflussen. Wenn die Kupplungseinrichtung 54 ausgerückt ist, kann der Motor 20 benutzt werden, um Drehmoment an die Ausgangswelle 56 durch das Getriebe 40 unabhängig davon zu liefern, ob die Maschine 10 in einem arbeitenden Zustand oder einem abgeschalteten Zustand ist. Die Maschine 10 ist derart veranschaulicht, dass sie durch Wellen 50 und 52 und Kupplungseinrichtung 54 direkt mit dem Motor 20 verbunden ist. Kupplungseinrichtung 54 kann als eine Maschinentrennkupplung (EDC) bezeichnet werden. Die Kupplungseinrichtung 54 umfasst in einer beispielhaften Ausführungsform eine hydraulisch betätigte Kupplung, an welcher Hydraulikdruck derart gesteuert werden kann, dass die Drehmomentkapazität variiert wird, und es können variierende Schlupfniveaus über die Kupplungseinrichtung 54 hinweg ermöglicht und gesteuert werden. Es ist festzustellen, dass eine Zahl von Antriebsstrangausgestaltungen möglich ist, die zum Beispiel die Verwendung von Planetenradsätzen umfassen, um die Art und Weise zu verändern, in der die Maschine 10 und der Motor 20 wechselwirken und Drehmoment an den Antriebsstrang 5 liefern. Die Kupplungseinrichtung 54 kann zwischen zwei Wellen vorliegen, wie es in 1 veranschaulicht ist. Es werden andere Ausführungsformen in Betracht gezogen, zum Beispiel mit einem Getriebe 40, das eine Bremskupplung umfasst, die mit einem Element eines Planetenradsatzes verbunden ist und steuert, wie Drehmoment durch den Planetenradsatz auf die Ausgangswelle 56 übertragen wird. In einer anderen Ausführungsform können mehrere Motoren Drehmoment an den Ausgang durch das Getriebe liefern, während einer oder beide mit der Maschine verbunden sind. Es wird eine Zahl von beispielhaften Antriebsstrangausführungsformen und -ausgestaltungen zur Arbeit mit den hierin offenbarten Verfahren in Betracht gezogen, und die Offenbarung soll nicht auf die hierin angeführten besonderen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein.
Ein fliegender Maschinenstart umfasst eine Maschine, die anfänglich steht und deaktiviert ist, wobei sie Drehmoment von dem Rest des Antriebsstrangs aufnimmt, um die Maschine zu beschleunigen, und die Maschine nachfolgend in Betrieb geht. Im Verlaufe eines fliegenden Maschinenstarts wird eine zuvor getrennte Maschine von einer Anfangsdrehzahl von Null auf eine Drehzahl, die synchron mit einer Drehzahl einer anderen Welle ist, oder auf eine Synchrondrehzahl (N_{e_synch}) beschleunigt, so dass eine Kupplung, die die Maschine mit der anderen Welle verbindet, gesperrt werden kann und die Maschine Drehmoment an den Rest des Antriebsstrangs liefern kann. In einer Ausführungsform, bei der die Kupplung eine Maschinendrehzahl an eine Eingangsdrehzahl anpasst, ist der N_{e_synch}-Wert, den die Maschine anpassen muss, die Eingangsdrehzahl. Wenn die Drehzahl, die angepasst werden muss, ein dynamisches Profil ist, zum Beispiel eine beschleunigende Eingangsdrehzahl, dann muss N_{e_synch} auf der Basis von Faktoren ermittelt werden, die den Betrieb des Antriebsstrangs beeinflussen. Ein Beispielfaktor ist eine Fähigkeit der Maschine, von einem Stopp auf eine gegebene Drehzahl mit annehmbaren Parametern zu beschleunigen. Für ein gegebenes Eingangsdrehzahlprofil und eine Maschine mit bekannten Eigenschaften kann N_{e_synch} durch Kalibrierung, Berechnung, Modellierung oder irgendein Verfahren ermittelt werden, das ausreicht, um den Betrieb der Maschine, der Kupplung und des Rests des Antriebsstrangs genau vorherzusagen, und eine Zahl von Kalibrierungskurven oder Vorhersagemodifikatoren kann für unterschiedliche Bedingungen und Betriebsbereiche benutzt werden. N_{e_synch} liefert eine Drehzahl, die die Maschine erreichen muss, um den fliegenden Maschinenstart abzuschließen. Wenn die angepasste Wellendrehzahl stetig ist, dann kann die Maschine Flexibilität beim Erreichen von N_{e_synch} haben. Wenn die angepasste Wellendrehzahl dynamisch ist, dann wird es erforderlich sein, dass die Maschine N_{e_synch} zu einem besonderen Zeitpunkt erreicht, um Fahrbarkeitsprobleme beim Abschluss des fliegenden Maschinenstarts zu vermeiden. N_{e_synch} kann verwendet werden, um einen Zeitpunkt, zu dem die Maschine gestartet werden muss, und eine Beschleunigung zu ermitteln, die die Maschine erreichen muss, damit die Maschine N_{e_synch} zu einem richtigen Zeitpunkt erreicht. Ein derartiger Startzeitpunkt für die Maschine und die erforderliche Beschleunigung der Maschine können als ein Soll-Maschinenaktivierungsdrehzahlprofil ausgeführt sein.
Es kann eine Zahl von Verfahren benutzt werden, um die Maschine 10 aus einem abgeschalteten Zustand in einen Betriebszustand zu starten. Ein fliegender Maschinenstart kann das Starten der Maschine 10 und das Überführen von dem ausgeschalteten Zustand in einen Betriebszustand umfassen, während der Motor 20 Drehmoment an das Getriebe 40 liefert. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein fliegender Maschinenstart bewerkstelligt werden, indem Kupplungseinrichtung 54 eingerückt wird, wodurch Drehmoment von der Motoreinrichtung 20 der Maschine 10 zugeführt wird und die Maschine 10 rotiert wird, so dass der Verbrennungszyklus beginnen kann. Jedoch wird man feststellen, dass eine derartige Einrückung von Kupplungseinrichtung 54 während Motor 20 Drehmoment an das Getriebe 40 liefert, eine wahrnehmbare Änderung an dem Drehmoment erzeugen kann, das an der Ausgangswelle 56 und dem zugehörigen Endantrieb bereitgestellt wird oder die Fahrbarkeit nachteilig beeinflusst.
Steuermodule können den Betrieb der Maschine 10, des Motors 20, des Motors 62, des Getriebes 40 und der Kupplungseinrichtung 54 steuern. Steuerverfahren können durch die Steuermodule angewandt werden, welche den Betrieb der unterschiedlichen Einrichtungen synchronisieren, um die Fahrbarkeit des Gesamtantriebsstrangs aufrechtzuerhalten. Steuermodul, Modul, Steuereinrichtung, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren von einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis / elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit / zentralen Verarbeitungseinheiten, (bevorzugt ein Mikroprozessor / Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablageeinrichtung (Nurlese, programmierbar Nurlese, Direktzugriff, Festplatte usw.), der / die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme oder -routinen ausführt / ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/ kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung / Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Ausdrücke bedeuten irgendwelche von einem Controller ausführbare Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuermodul weist einen Satz Steuerroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen vorzusehen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und sind betreibbar, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktuatoren zu steuern. Routinen können auf der Basis von Ereignissen oder in regelmäßigen Intervallen, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden Maschinen- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden.
Die Fahrbarkeit kann nachteilig beeinflusst werden, indem eine EDC abrupt mit einem Motor in Eingriff gebracht wird, der bereits Drehmoment an ein Getriebe liefert. Der Motor zieht auf der Basis eines Motordrehmomentbefehls einen Leistungsbetrag von einer zugehörigen Energiespeichereinrichtung auf der Basis des Drehmoments, das der Motor erwartungsgemäß an das Getriebe liefert, ab. Das Einrücken der EDC während der Motor fortfährt, den gleichen Leistungsbetrag zu ziehen, führt zu der gleichen Drehmomentabgabe von dem Motor, die zwischen dem Getriebe und der Maschine aufgeteilt wird. Ein gewünschtes Maschinenaktivierungsdrehzahlprofil kann für einen besonderen fliegenden Maschinenstart ermittelt werden, so dass der erwartete Betrieb der Maschine durch den Maschinenstart hindurch ermittelt werden kann. Das Steuern eines Antriebsstrangs durch einen fliegenden Maschinenstart hindurch umfasst, dass ein Motordrehmoment ermittelt wird, das erforderlich ist, um ein Soll-Drehmoment an dem Getriebe bereitzustellen, ein Motordrehmoment ermittelt wird, das von der EDC erforderlich sein wird, welches das notwendige Andreh-Drehmoment an der Maschine bereitstellt, um den fliegenden Maschinenstart auszuführen, und der Motor gesteuert wird, indem das Motordrehmoment, das von der EDC erforderlich sein wird, welches das notwendige Drehmoment an der Maschine bereitstellt, und das Motordrehmoment, das erforderlich ist, um das Soll-Drehmoment an dem Getriebe bereitzustellen, summiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein fliegender Maschinenstart das Aufbringen von Drehmoment auf eine Maschine durch eine EDC umfassen, was eine Regelung der EDC zum Beispiel auf der Basis eines Vergleichs einer Ist-Maschinendrehzahl mit einem Maschinendrehzahlprofil für den fliegenden Maschinenstart, um eine Steuerbarkeit der Kupplung sicherzustellen, und eine Steuerung der EDC einschließt, und zwar mit einer P-I-Kurvenanpassung auf der Basis eines Solenoidstroms und einer Kupplungsdruckrückführung im stationären Zustand. Ein Testen, Schätzen oder Modellieren des EDC-Kupplungsdrucks durch einen fliegenden Maschinenstart hindurch kann verwendet werden, um ein erforderliches Motordrehmoment, das notwendig ist, um Maschinenlast auf die EDC zu kompensieren, oder ein Motorkompensationsdrehmoment zu ermitteln, während die Maschine umlaufen gelassen wird. In einer Ausführungsform kann Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine zum Beispiel durch den fliegenden Maschinenstart hindurch umlaufen zu lassen, wie es durch Testen, Schätzen oder Modellieren ermittelt wird, verwendet werden, um ein Kompensationsdrehmoment zu ermitteln oder abzuschätzen, das erforderlich ist, um das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Maschine umlaufen zu lassen, zuzuführen. Das Ermitteln des Kompensationsdrehmoments kann umfassen, dass ein Kupplungsdruck-Drehmomentmodell verwendet wird, um ein Reaktionsdrehmoment in der EDC zu schätzen. Darüber hinaus kann ein Druck-Drehmoment-Kompensationsmodell verwendet werden, um Nichtlinearität, Zeitverzögerung und Temperatureffekte, die in einer Hydraulikdruckmessung vorhanden sind, zu kompensieren. In einer Ausführungsform kann ein gesteuertes EDC-Drehmoment auf der Basis einer Optimalwertberechnung von Maschinenträgheitsmoment, Reibung und Kompressionsdrehmoment gesteuert werden. Maschinenträgheitsmoment kann auf der Basis eines kalibrierten Maschinenbeschleunigungsprofils berechnet werden. In einer Ausführungsform kann ferner Vortriebsdrehmoment unter Verwendung eines modulierten Drucks an einer Getriebeausgangskupplung gesteuert oder geglättet werden. Schlupfenlassen der Getriebeausgangskupplung trennt den unterstromigen Endantrieb von Schwingungen, die aufgrund einer nicht perfekt kompensierten Störung während des fliegenden Maschinenstartereignisses auftreten, was Schlupf zulässt, wenn Drehmoment, das auf die Getriebeausgangskupplung aufgebracht wird, über einen ausgewählten Wert hinausgeht.
2 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Steuermodul zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts. Das Steuermodul 100 für einen fliegenden Maschinenstart umfasst einen Summationsblock 110, der ein Motordrehmoment, das erforderlich ist, um den Endantrieb voranzutreiben, oder ein Vortriebsdrehmoment (T_{m_propel}) 138 und erforderliches Motordrehmoment, das notwendig ist, um Maschinenlast auf die EDC durch einen fliegenden Maschinenstart zu kompensieren, oder ein Motorkompensationsdrehmoment (T_{m_comp}) 136 summiert und einen Motordrehmomentbefehl (T_{m_cmd}) 146 an einen Motorumrichter 120 ausgibt, der einen zugehörigen Motor steuert. Ein Steuermodul 100 für einen fliegenden Maschinenstart kann zusätzlich ein Steuermodul 240 für eine aktive Endantriebsdämpfung umfassen, das ein Signal 144 auf der Basis eines Reduzierens von Drehmomentschwankung in dem Ausgangsdrehmoment an Summationsmodul 110 liefert. Das Steuermodul 100 kann eine Eingabe von dem Maschinensteuermodul hinsichtlich einer erforderlichen Maschinendrehmomenterzeugung empfangen, oder das Steuermodul 100 kann die erforderliche Maschinendrehmomenterzeugung direkt berechnen.
Das veranschaulichte Steuermodul 100 für einen fliegenden Maschinenstart ermittelt eine Anzahl von Termen in Unterstützung von T_{m_comp} 136. Ein Maschinendrehzahlprofilierungsmodul 140 ermittelt ein Maschinendrehzahlprofil für den fliegenden Maschinenstart, das eine Soll-Maschinenbeschleunigung 108 (N_{edot_ref}) und eine Soll-Maschinendrehzahl 112 (N_{e_ref}) umfasst, auf der Basis einer Ist-Maschinendrehzahl 106 und einer gegenwärtigen Ausgangsdrehzahl des Getriebeausgangs oder einer gegenwärtigen Ausgangsdrehzahl 104. N_{edot_ref} 108 und N_{e_ref} 112 werden in einem EDC-Drehmomentsteuermodul 150 verwendet, um einen EDC-Drehmomentsteuerungsterm 116 oder einen Kupplungssteuerungsterm zu ermitteln. N_{e_ref} 112, die Ist-Maschinendrehzahl 106 und das Ist-Maschinendrehmoment 114 werden in einem EDC-Schlupfregelungsmodul 160 verwendet, um einen EDC-Drehmomentregelungsterm 118 oder Kupplungsregelungsterm zu ermitteln. Der EDC-Drehmomentsteuerungsterm 116 und der EDC-Drehmomentregelungsterm 118 werden in Summationsmodul 220 summiert, wobei ein EDC-Drehmomentbefehl 122 gebildet wird. Der EDC-Drehmomentbefehl 122 wird auf der Basis von Drehmoment- und Druckeigenschaften der EDC in dem Modul 170 umgewandelt, um den EDC-Druckbefehl 124 zu ermitteln. Der EDC-Druckbefehl 124 wird mit einem Ist-EDC-Druck 128 in dem Druckregulierungsmodul 180 mit geschlossenem Regelkreis verglichen. Der Ist-EDC-Druck 128 kann ein Messwert sein, wie er von einem Druckwandler gemessen wird, oder der Ist-EDC-Druck 128 kann ein Schätzwert sein. Das Druckregulierungsmodul 180 mit geschlossenem Regelkreis verwendet eine Differenz, um die EDC 54 zu steuern. Die EDC 54 kann als eine separate Einrichtung in dem Antriebsstrang vorliegen. In einer Ausführungsform kann die EDC 54 ein Teil des Getriebes sein und/oder mit diesem gesteuert werden. Der Ist-EDC-Druck 128 wird von dem Kupplungsdruck-Drehmomentmodell 200 verwendet, um ein Reaktionsdrehmoment 132 in der EDC 54 zu schätzen. Darüber hinaus verwendet das Druck-Drehmoment-Kompensationsmodell 205 den Ist-EDC-Druck 128, um einen Drehmomentkompensationswert 134 für Nichtlinearität, Zeitverzögerung und Temperatureffekte zu ermitteln. Reaktionsdrehmoment 132 und der Drehmomentkompensationswert 134 werden in Summationsmodul 215 summiert, um eine EDC-Drehmomentschätzung 148 zu bilden. Das Kupplungsdrehmomentkompensationsmodul 210 verwendet die EDC-Drehmomentschätzung 148, um T_{m_comp} 136 zu ermitteln. Das Vortriebsdrehmomentsteuermodul 130 überwacht die gegenwärtige Ausgangsdrehzahl 104 und die Ausgangsdrehmomentanforderung 102, um den Maschinendrehmomentbefehl 142 und T_{m_propel} 138 zu ermitteln. Das Summationsmodul 110 summiert T_{m_comp} 136, T_{m_propel} 138 und Signal 144, um T_{m_cmd} 146 zum Steuern des Motors oder der Motoren des Fahrzeugs zu ermitteln. Das Steuermodul 100 für einen fliegenden Maschinenstart liefert eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuermoduls, um die offenbarten Verfahren auszuführen, jedoch ist festzustellen, dass eine Zahl unterschiedlicher Ausführungsformen von Steuermodulen benutzt werden kann, und dass die Offenbarung nicht auf die hierin offenbarte beispielhafte Ausführungsform beschränkt sein soll.
Hydraulikdruck zu der EDC oder anderen Kupplungen kann eine Funktion des Steuerns einer Haupthydraulikpumpe, die häufig der Eingangsdrehzahl des Getriebes zugeordnet ist, und einer Hilfspumpe sein. Die Steuerung der Haupt- und Hilfspumpen und des Hydraulikdrucks, der an das System abgegeben wird, das die Kupplungen steuert, kann umfassen, dass Austragsdrücke von der einen oder der anderen Pumpe überwacht werden und der Druck an dem System entsprechend reguliert wird. Kupplungen umfassen Kupplungsfüllereignisse, wobei in der Technik bekannte Steuerverfahren benutzt werden, um eine nicht gefüllte Kupplung auf einen Punkt, an dem sie bereit ist, Druck auf die zugehörigen Kupplungsbeläge aufzubringen, oder den Berührpunkt der Kupplung, zu bringen. Ein derartiger Punkt kann als der Punkt einsetzenden Drehmoments in der Kupplung bezeichnet werden.
3 veranschaulicht vier Stufen, in die ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern einer EDC unterteilt werden kann. In einem oberen Abschnitt der Figur veranschaulicht eine horizontale Achse einen Zeitraum in Sekunden, und eine vertikale Achse veranschaulicht eine Drehzahl in Umdrehungen pro Minute. Es sind eine Motordrehzahl 290, eine Maschinendrehzahl 291 und eine EDC-Drehzahldifferenz 292, die einen Drehzahlunterschied oder Schlupf zwischen den Platten der Kupplung oder den Unterschied zwischen der Maschinendrehzahl 291 und einer Getriebeeingangsdrehzahl darstellt, veranschaulicht. In einem unteren Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmoment in Newtonmeter. Es sind ein Maschinendrehmomentbefehl 293, ein Drehmoment, das durch die EDC übertragen wird, oder Kupplungsdrehmoment 294, und ein Motordrehmomentbefehl 295 veranschaulicht. Stufe A 250 ist eine Maschinenandrehstufe, bei der der Maschinendrehmomentbefehl 293 Null ist und die EDC eingerückt ist, um die Maschine hochzudrehen. Der Motordrehmomentbefehl 295 wird erhöht, um das Kupplungsdrehmoment 294 auf der Basis einer EDC-Kupplungsdrehmomentschätzung zu kompensieren. In Stufe B 260 hat die Maschine gezündet und Maschinendrehmomentbefehle 293 werden verwendet, um die Maschinendrehzahl 291 nahe zur Synchronisation in einem Steuerungsmodus zu bringen. Gemeinsam mit der Steuerung des Maschinendrehmoments steht die EDC unter einer Schlupfregelung, um eine Soll-EDC-Drehzahldifferenz 292 zwischen der Maschinendrehzahl 291 und der Motordrehzahl 290 und der zugehörigen Getriebeeingangsdrehzahl zu erreichen. In Stufe C 270 ist die Maschinendrehzahl 291 nahe bei der Getriebeeingangsdrehzahl, und die EDC-Drehzahldifferenz 292, die EDC-Schlupf darstellt, wird auf das minimale Soll-Niveau durch Kupplungsschlupfsteuerung bei minimalem befohlenen Maschinendrehmoment verringert. Dies dient dazu, Maschinendrehmomenttorsionsstörungen an dem Endantrieb zu minimieren, wenn die EDC sperrt. In Stufe D 280 ist die EDC gesperrt und das Maschinendrehmoment 293 wird erhöht, wenn das Motordrehmoment 295 verringert wird, wodurch die Maschinenstartabfolge abgeschlossen wird.
3 veranschaulicht graphisch eine Ausführungsform eines fliegenden Maschinenstarts einschließlich zugehöriger Drehzahlen und Drehmomente. Wie es in dem oberen Abschnitt von 3 veranschaulicht ist, kann die Motordrehzahl 290 durch den fliegenden Maschinenstart unbeeinflusst bleiben. Eine Maschinendrehzahl 291 beginnt anfänglich bei Null und geht durch Stufen A 250 (Starten der Maschine), B 260 (Erhöhen der Maschinendrehzahl) und C 270 (Synchronisation) über, um in Stufe D 280 eine Betrieb mit gleicher Drehzahl zu erreichen. Ein Motordrehmoment beträgt anfänglich 100 Nm, ein Wert der in diesem Beispiel erforderlich ist, dass er an dem Getriebe bereitgestellt wird, um den Endantrieb voranzutreiben (z.B. auf der Basis einer Ausgangsdrehmomentanforderung). In Stufe A 250 wird Kupplungsdrehmoment 294 erhöht, um ein zum Starten des Drehens der Maschine erforderliches Drehmoment zu liefern. Das Motordrehmoment 295 wird während der Zunahme im Kupplungsdrehmoment 294 erhöht, so dass Drehmoment der EDC zugeführt werden kann, ohne die 100 Nm zu unterbrechen, die an das Getriebe geliefert werden müssen, um den Endantrieb anzutreiben. Durch Stufe B 260 hindurch befindet sich die Maschine in einem Betriebsmodus. Die EDC kann teilweise oder vollständig ausgerückt werden, wobei das an die Maschine gelieferte Motordrehmoment verringert oder beseitigt wird. Durch Stufe B 260 hindurch erhöht die Maschine die Drehzahl auf der Basis von durch die Maschine zugeführtem Drehmoment. In Stufe C 270 wird die EDC wieder eingerückt, Maschinendrehmoment 293 wird auf oder nahe bei Null abfallen gelassen, und Motordrehmoment 295 wird wieder erhöht, so dass der Motor die verbleibende Zunahme der Maschinendrehzahl 291 steuern kann, die erforderlich ist, um die Maschinendrehzahl 291 mit der Motordrehzahl 290 zu synchronisieren. Ein Fachmann wird feststellen, dass der Motor zu einer feineren Steuerung mit einer kürzeren Verzögerungszeit als die Maschine in der Lage ist, und dass die Motorsteuerung durch die Stufe C 270 hindurch einen glatteren Übergang bereitstellt. Schließlich können in Stufe D 280 Maschinendrehmoment und Motordrehmoment gemäß einem Sollbetrieb im stationären Zustand beide Einrichtungen auf der Basis eines gesamten Sollbetriebs des Antriebsstrangs ermittelt werden.
Während des gesamten Prozesses des fliegenden Maschinenstarts unter Nutzung einer Rutschkupplung wird die EDC-Drehmomentkapazität derart angewiesen, dass sie das Trägheitsmoment überwindet, das dem Soll-Maschinenbeschleunigungsprofil zugeordnet ist, sowie das Gasverdichtungsdrehmoment während der Maschinenandrehstufe, und das Motordrehmoment muss auf die EDC-Last kompensiert werden, während das befohlene Vortriebsdrehmoment für das Fahrzeug bereitgestellt wird. In Stufe A, vor dem Sperren der EDC, können das Kupplungsdrehmoment T_edc, das Motordrehmoment T_{m_cmd} und das Maschinendrehmoment T_{e_cmd} wie folgt ermittelt werden: $T_{edc_ol} = T_{gas} + I_{inertia} * α_{eng .profile}$
wobei T_{edc_ol} der Steuerungsabschnitt des Kupplungsdrehmoments ist,
T_gas das Gasverdichtungsdrehmoment ist,
I_inertia das Trägheitsmoment für die Maschine ist,
α_eng _profile eine Winkelbeschleunigung ist, die für die Maschine erforderlich ist.
Gleichung 1 kann zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen. Ein Regelungsabschnitt des Kupplungsdrehmoments T_{edc_cl} kann wie folgt ausgedrückt werden: $T_{edc_cl} = T_{PID}$
wobei T_PID ein Proportional-Integral-Differential-Reglerausgang auf der Basis von N_{edot_ref} 108, N_{e_ref} 112 und der Ist-Maschinendrehzahl 106 ist.
Sobald T_{edc_ol} und T_{edc_cl} ermittelt sind, kann T_edc wie folgt ermittelt werden. $T_{edc} = T_{edc_ol} + T_{edc_cl}$
Wie es in Verbindung mit 2 offenbart ist, kann T_{m_cmd} wie folgt ermittelt werden. $T_{m_cmd} = T_{m_propel} + T_{m_comp}$
In einer Ausführungsform kann T_{m_comp} als ein überwachtes Drehmoment ausgedrückt werden, das durch die EDC übertragen wird, T_{edc_actual}. Während Stufe A beginnt die Maschine bei einer Maschinendrehzahl von Null und ist nicht betriebsbereit. An einem Punkt bei oder nahe bei dem Übergang von Stufe A zu Stufe B erreicht die Maschine eine Drehzahl, bei der die Maschine betriebsbereit werden kann, eine Ladung verbrennen kann und ein Maschinendrehmoment liefern kann. Während Stufe B kann die EDC teilweise oder vollständig ausgerückt werden, um zu vermeiden, dass Maschinendrehmoment das Gesamtdrehmoment, das auf den Endantrieb übertragen wird, beeinflusst, wenn die EDC sperrt. Das Maschinendrehmoment wird befohlen, wie es in Gleichung 5 gezeigt ist, so dass das Maschinendrehmoment kleiner oder gleich dem Drehmoment ist, das notwendig ist, damit die Maschinendrehzahl dem befohlenen Maschinenprofil folgt. Dies wird durchgeführt, um zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl über das Soll-Drehzahlprofil hinausschießt. Ähnlich wie Gleichung 1 kann Gleichung 5 zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen. $T_{e_cmd} \leq T_{gas} + I_{inertia} * α_{eng .profile}$
Der Effekt unterschiedlicher Maschinenstartpositionen kann benutzt werden, um T_edc und T_{m_cmd} bei Einleitung von Stufe A zu steuern. Der Kupplungsdrehmoment-Controller muss die Kupplungsdrehmoment-Kapazität auf ein Niveau erhöhen, das ausreicht, um das Widerstandsdrehmoment aufgrund von Luft, die in dem Zylinder eingefangen ist, der den ersten Verdichtungshub vornimmt, Widerstand entgegenzubringen. Der Betrag dieses Drehmoments hängt von der anfänglichen Maschinenstartposition ab, da die komprimierte Luftmenge davon abhängen wird, wie nahe dieser Zylinder bei OT ist, wenn das Maschinenandrehereignis gestartet wird. Dies verkompliziert daher die Ermittlung der minimalen Kupplungskapazität. Eine beispielhafte Kalibrierung kann eine Maschine auf mehrere Kurbelwellenanfangspositionen untersuchen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können kalibrierte Daten von zwei Maschinenumdrehungen bei 45 Grad Kurbelwinkelintervallen benutzt werden, um Effekte der Maschinenstartposition abzuschätzen. Andere Intervalle oder andere Verfahren zum Ermitteln der Effekte der Maschinenstartposition können benutzt werden. Unterschiede der Kupplungsdrehmomentkapazität und der Maschinendrehzahl können verwendet werden, um den Maschinenbetrieb aufgrund einer variablen Maschinenstartposition vorherzusagen. Die Endantriebsstörung kann ungefähr gleich sein, wenn ausreichend Motordrehmomentreserve vorhanden ist, um die Kupplungslast zu kompensieren, während das Fahrzeug vorangetrieben wird, und kann durch die Änderung der Motordrehzahl in der oberen Graphik gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ ist ein Verfahren offenbart, um einige oder alle Ventile der Maschine während der Andrehstufe oder während Stufe A oder eines Teils von Stufe A in eine offene Position zu verstellen, um das Drehmoment zu reduzieren, das erforderlich ist, um die Maschine zu drehen.
Während Stufe B kann die Maschinendrehzahl in einer Steuerung durch T_{e_cmd} gesteuert werden. Eine Schlupfsteuerung, die die EDC-Drehzahldifferenz steuert, kann durch eine Regelung (PI) der Kupplung bewerkstelligt werden. T_edc kann dennoch als eine Summe aus T_{edc_ol} und T_{edc_cl} ermittelt werden. In einer Ausführungsform kann T_{edc_ol} auf einen niedrigen Grenzwert T_{edc_low} in einem beispielhaften Bereich von 20 bis 50 Nm begrenzt werden. T_{e_cmd} kann dann gleich dem Folgenden festgelegt werden. $T_{e_cmd} = I_{inertia} * α_{eng .profile} - T_{edc_low}$
Das Drehzahlprofil für die Maschine kann eine Zieldrehzahl nahe bei T_{e_synch} umfassen. T_{m_cmd} kann ausgedrückt werden als $T_{m_cmd} = T_{m_propel} + T_{m_comp}$
Während Stufe B kann die Maschine in Betrieb genommen werden oder kann in einem nicht betriebsbereiten Zustand gehalten werden, aufgrund dessen, ob N_{e_synch} ein hoher Wert ist, der eine schnelle Beschleunigung der Maschine erfordert, die durch den Betrieb der Maschine unterstützt werden kann, und einem Wunsch, ein Überschießen der Maschinendrehzahl zu verhindern, das aus einem Betrieb der Maschine resultieren kann.
Während Stufe C kann T_{e_cmd} auf irgendeinen niedrigen Pegel oder Null verringert werden, da das Drehmoment von dem Motor verwendet wird, um die Maschine zu einem synchronen Betrieb mit dem Motor zu bringen. Die EDC-Drehzahldifferenz kann in einer Regelung (z.B. PID-Regelung) durch T_edc gesteuert werden. $T_{edc} = T_{edc_ol} + T_{edc_cl}$
$T_{edc_ol} = I_{inertia} * α_{eng .profile} - T_{e_cmd}$
$T_{edc_cl} = T_{PID}$
$T_{m_cmd} = T_{m_propel} + T_{m_comp}$
Ähnlich wie Gleichung 1 kann Gleichung 9 zusätzlich einen Reibungsdrehmomentterm umfassen. Ein Betrieb, wie er in der Stufe C offenbart ist, kann ein Überschießen über die Maschinendrehzahl hinaus verhindern, das aus einem vorübergehenden Betrieb der Maschine resultieren kann.
Während Stufe D ist die Maschinendrehzahl mit der Motordrehzahl und der Eingangsdrehzahl synchronisiert worden, und die EDC-Drehzahldifferenz beträgt im Wesentlichen Null. Die EDC kann dann vollständig eingerückt werden. T_{e_cmd} kann auf ein Soll-Niveau auf der Basis des Soll-Betriebs des Antriebsstrangs erhöht werden, z.B. auf der Basis einer Ausgangsdrehmomentanforderung T_{O_REQ}. T_{m_cmd} kann auf ein Soll-Niveau auf der Basis eines Soll-Betriebs des Antriebsstrangs und verfügbarem Drehmoment von der Maschine moduliert werden.
4 veranschaulicht grafisch einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, einschließlich zugehörige Drehzahlen und Drehmomente, inklusive die Maschinendrehzahl, die über das Soll-Maschinenaktivierungsdrehzahlprofil hinausschießt. In einem oberen Abschnitt der Figur veranschaulicht eine horizontale Achse einen Zeitraum in Sekunden, und eine vertikale Achse veranschaulicht eine Drehzahl in Umdrehungen pro Minute. Es sind eine Eingangsdrehzahl 302 und eine Maschinendrehzahl 304 veranschaulicht. In einem zentralen Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht die Kupplungseinrückung. Eine Getriebekupplung kann zwischen dem Motor und einer Getriebeeingangswelle oder innerhalb des Getriebes benutzt werden, um Drehmomentimpulse, die durch das Getriebe auf die Getriebeausgangswelle übertragen werden, zu dämpfen oder zu begrenzen. Gemäß einem beispielhaften Verfahren kann eine Drehmomentkapazität der Getriebekupplung verringert werden, so dass Drehmomentimpulse höher als die Drehmomentkapazität bewirken, dass die Getriebekupplung schlupft, wodurch der Impuls von dem Drehmoment, das durch das Getriebe übertragen wird, gedämpft wird, oder ein Effekt des fliegenden Maschinenstarts auf das Ausgangsdrehmoment gedämpft wird. Es sind die Getriebekupplung 306 und die EDC 308 veranschaulicht, die eine Drehmomentkapazität darstellen, die in jeder der Kupplungen geschaffen wird. In einem unteren Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmoment. Es sind Ausgangsdrehmoment 310, Motordrehmoment 312 und Maschinendrehmoment 314 veranschaulicht. Die Eingangsdrehzahl 302 beschleunigt mit einer konstanten Rate von Null ab. Getriebekupplung 306 ist anfänglich auf einen eingerückten Zustand festgelegt und wird in diesem Zustand gehalten. Für dieses Beispiel wird Ausgangsdrehmoment 310 auf einen Wert festgelegt und gehalten. In dem Zeitraum, der beginnt, wenn die Eingangsdrehzahl 302 anfängt, zu beschleunigen, wird Motordrehmoment 312 auf einen Wert festgelegt, um Ausgangsdrehmoment 310 zu erzeugen. Für einen Zeitraum nachdem der Eingang 302 anfängt, zu beschleunigen, bleibt die Maschinendrehzahl 304 bei Null und die EDC 308 bleibt in einem ausgerückten Zustand. Zum Zeitpunkt 320 wird Stufe A eines fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 308 wechselt zu einem Schlupfzustand, wobei Motordrehmoment 312 benutzt werden kann, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während die Maschinendrehzahl 304 und die Eingangsdrehzahl 302 unterschiedliche Werte bleiben. Zu Zeitpunkt 320 fängt die Maschinendrehzahl 304 an, zu beschleunigen, und Motordrehmoment 312 nimmt zu, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während das Ausgangsdrehmoment 310 aufrechterhalten wird. Zu Zeitpunkt 330 erreicht die Maschinendrehzahl 304 eine Maschinenzünddrehzahl 316, und Stufe B des fliegenden Maschinenstarts kann eingeleitet werden. Zu Zeitpunkt 330 kann die Maschine gezündet und in Betrieb genommen werden, wobei ein Maschinendrehmoment bereitgestellt wird und die Maschinendrehzahl 304 auf der Basis eines Maschinendrehzahlprofils beschleunigt wird, das ausgewählt ist, um N_{e_synch} zu erreichen. EDC 308 kann auf ein minimales Niveau verringert werden, und Motordrehmoment 312 kehrt zu einem Niveau zurück, das das Ausgangsdrehmoment 310 aufrechterhält, ohne irgendein Drehmoment an die Maschine zu liefern. EDC 308 oder der Klemmdruck können während Stufe B auf einen minimalen Nicht-Null-Wert verringert werden, um eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine und dem Motor zu verringern oder zu beseitigen, während die Maschine unter ihrer eigenen Leistung beschleunigt, während die Kupplung in einem nicht gespülten Zustand verbleibt, so dass eine Steuerung des Hydraulikdrucks zu der Kupplung die Kupplung im Anschluss an Stufe B schnell in einen teilweise oder vollständig eingerückten Zustand zurückführen kann. 4 veranschaulicht die Maschinendrehzahl 304, die über das Profil der Eingangsdrehzahl 302 hinausschießt. Ferner ist Stufe C in dieser Ausführungsform des fliegenden Maschinenstarts weggelassen, und die Maschine wird benutzt, um die Maschinendrehzahl 304 gemäß N_{e_synch} einzustellen. Zu Zeitpunkt 340 wird Stufe D des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet, N_{e_synch} wird erreicht, und die EDC 308 kann vollständig eingerückt werden.
5 veranschaulicht graphisch die Steuerung des Kupplungsdrucks auf der Basis eines Kupplungsdruckbefehls. Eine Ausführungsform eines Druckregulierungsmoduls 180 mit geschlossenem Regelkreis benutzt einen EDC-Druckbefehl 124, einen Ist-EDC-Druck 128 und einen Druckdifferenzwert 126, um den Kupplungsdruck 366 zu steuern. Der dargestellte Drucksensor 362 kann durch eine Druckschätzung ersetzt sein. Das dargestellte Verfahren ist ein beispielhaftes Verfahren, um eine Drucksteuerung zu bewerkstelligen, jedoch ist eine Zahl von Verfahren in der Technik bekannt. In einer Ausführungsform verwendet ein Magnetventil mit variabler Stellkraft (VFS) stromgesteuerte Ventile, um eine Drucksteuerung zu bewerkstelligen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Tastverhältnis-PWM-Befehl die Spannung statt dem Strom variieren, um eine Drucksteuerung zu bewerkstelligen. Ein Druckcontrollermodul mit offenem Regelkreis 350 überwacht den EDC-Druckbefehl 124 und ermittelt einen Drucksteuerungs-Magnetventilstrom. Summationsmodul 230 vergleicht den EDC-Druckbefehl mit dem Ist-EDC-Druck 128, um einen Druckdifferenzwert 126 zu bilden. Das Druckcontrollermodul mit offenem Regelkreis 350 kann z.B. eine PI-Kurve benutzen, um den Drucksteuerungs-Magnetventilstrom zu ermitteln. Das Druckcontrollermodul mit geschlossenem Regelkreis 356 überwacht einen Druckdifferenzwert 126 und ermittelt einen Druckregelungs-Magnetventilstrom. Der Drucksteuerungs-Magnetventilstrom und der Druckregelungs-Magnetventilstrom werden durch Summationsmodul 354 summiert, um einen Drucksteuer-Magnetventilstrombefehl zu bilden. Der Strom-Controller 358 überwacht den Drucksteuer-Magnetventilstrombefehl und gibt einen Drucksteuer-Magnetventilstrom aus. Ein Pl-Kurvenadaptionsmodul 352 überwacht den Drucksteuer-Magnetventilstrombefehl und den Ist-EDC-Druck 128 und ermittelt eine PI-Kurvenadaption zur Verwendung durch das Druckcontrollermodul mit offenem Regelkreis 350. Ein Drucksteuermagnetventil 360 wird durch den Drucksteuer-Magnetventilstrom betätigt und erzeugt einen Kupplungsdruck 366. Der Kupplungsdruck 366 wird durch Drucksensor 362 überwacht, der die Rückkopplungsterme ausgibt, die von den Modulen 356 und 352 benutzt werden. 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren, um eine Drucksteuerung zu bewerkstelligen, jedoch ist eine Zahl von Verfahren in der Technik bekannt, und die Offenbarung soll nicht auf die hierin angeführten beispielhaften Ausführungsformen begrenzt sein.
Hierin offenbarte Verfahren ziehen Nutzen aus einer genauen Steuerung der Kupplungsdrehmomente durch Steuerung von Kupplungsdrücken. Wie es in Verbindung mit 5 offenbart ist, können eine Regelung und eine Steuerung verwendet werden, um die Genauigkeit der Kupplungssteuerung zu verbessern. 6 veranschaulicht eine beispielhafte EDC-Druck-zu-Drehmoment-Optimalwertkompensation, um eine auftretende Differenz zwischen dem vorhergesagten Kupplungsdrehmoment und dem Ist-Kupplungsdrehmoment bei niedrigeren Kupplungsdrücken aufgrund von Nichtlinearität in der Kupplungsdruck-zu-Drehmoment-Beziehung zu berücksichtigen. Eine horizontale Achse veranschaulicht einen an die EDC abgegebenen Kupplungsdruck in kPa. Eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmomentkapazität der EDC in Newtonmeter. Der Grundliniengraph 386 ist die Umwandlung des ursprünglichen Kupplungsdrucks in Kupplungsdrehmoment auf der Basis linearen Verhaltens in der Kupplung. Die kompensierten Graphen 387, 388, 389 und 390 zeigen eine Umwandlung von Kupplungsdruck in Kupplungsdrehmoment mit enthaltenem Optimalwertkompensationstermen. Gemäß einer Ausführungsform wurde Graph 390 als eine optimale EDC-Druck-zu-Drehmoment-Optimalwertkompensationsauswahl ausgewählt. Gemäß einer Ausführungsform können Optimalwertkompensationsterme in einem Druck-Drehmoment-Kompensationsmodell 205 benutzt werden, um nichtlineares Verhalten in der Kupplung zu berücksichtigen.
Offenbarte Verfahren umfassen ein Füllen einer EDC gemäß einem Maschinendrehzahlprofil. Jedoch erfordert das Einrücken einer zuvor ausgerückten Kupplung nicht nur das Komprimieren der Elemente der Kupplung, sondern erfordert auch das Füllen des zu der Kupplung gehörenden Kolbens. Es ist ein Verfahren bekannt, um einen Prozess zum Einrücken einer Kupplung zu beginnen, indem ein kalibrierter Füllimpuls bei einem hohen Druck benutzt wird, um die Kupplungseinrückung zu beginnen und jegliche Zeitverzögerung zu reduzieren, die zu dem Füllen des Kolbens gehört. Die Benutzung eines Füllimpulses ermöglicht ein Verfahren, das auf minimaler Drehmomentsteuerung der Kupplung beruht. Um die Bandbreitenanforderungen der hydraulischen Betätigung zu begrenzen, kann ein Schrittbefehl für den anfänglichen Kupplungsdrehmomentbefehl nach der Kupplungsfüllung ausgegeben werden. Unter Verwendung dieses Verfahrens kann die Kupplung ein relativ konstantes Drehmoment übertragen, was eine Diskrepanz zwischen dem befohlenen Kupplungsdrehmoment und dem geschätzten Kupplungsdrehmoment verringert, was für eine bessere Kompensation des EDC-Drehmoments durch den Motor sorgt. Während die EDC schlupft, werden keinerlei Schwankungen des Maschinendrehmoments durch die Kupplung auf den Endantrieb übertragen und beeinflussen nur die Beschleunigung der Maschine. Gemäß einer Ausführungsform kann die hydraulisch betätigte Kupplung mit niedriger Bandbreite als der Grobaktuator verwendet werden, wobei z.B. eine Drehmomentkapazität benutzt wird, um einen konstanten Drehmomentübertragungswert zu steuern, und der Motor mit viel höherer Bandbreite kann anschließend als der Feinaktuator in einer Grob-Fein-Steuerungskonfiguration verwendet werden.
Der Motor kann gesteuert werden, um Drehmoment auf der Basis des Lieferns eines Ausgangsdrehmoments an den Endantrieb und Drehmoment, um einen fliegenden Maschinenstart zu unterstützen, wie es offenbart ist, gesteuert werden. Jedoch kann das Steuersystem nicht perfekte Ermittlungen und Steuerungsverzögerungszeiten umfassen, was zu gewissen Schwankungen an dem Motordrehmoment führt, die auf den Endantrieb übertragen werden. Diese Schwankungen an dem Motordrehmoment können weiter unter Verwendung modulierten Drucks an einer Getriebeausgangskupplung verringert werden. 7 veranschaulichten einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst. Die Ausgestaltung 400 umfasst Maschine 10, Motor 20, Energiespeichereinrichtung 30, Getriebeeinrichtung 40 und Kupplungseinrichtung 54. Darüber hinaus ist eine Getriebeeingangskupplung 60 veranschaulicht. Wenn die Getriebeeingangskupplung 60 vollständig eingerückt ist, kann Drehmoment, das von oder durch den Motor 20 übertragen wird, durch die Getriebeeingangskupplung 60 bis zu einer Drehmomentkapazität für die Kupplung übertragen werden. Wenn jedoch die Getriebeeingangskupplung 60 bei irgendeinem reduzierten Druck betrieben wird, was zu einer niedrigeren Drehmomentkapazität für die Kupplung führt, dann wird die Kupplung bei irgendeinem Drehmoment, das höher als die niedrigere Drehmomentkapazität ist, zu rutschen beginnen. Infolgedessen wird Drehmoment, das von dem Motor 20 durch die Getriebeeingangskupplung 60 höher als die niedrigere Drehmomentkapazität übertragen wird, nicht auf das Getriebe 40 oder den Endantrieb 56 übertragen. Die Getriebeeingangskupplung 60 ist als eine von dem Getriebe 40 getrennte Einrichtung dargestellt. In einer anderen Ausführungsform kann die Getriebeeingangskupplung 60 ein Teil des Getriebes 40 sein oder kann eine äquivalente Kupplungseinrichtung innerhalb des Getriebes 40 sein.
7 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Antriebsstrangs, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst. Jedoch sind andere Ausgestaltungen von Getrieben, die eine Getriebeausgangskupplung umfassen, bekannt. 8 veranschaulicht einen beispielhaften Antriebsstrang, der eine Getriebeausgangskupplung umfasst, die innerhalb eines Getriebes benutzt wird. Die Ausgestaltung 450 umfasst Welle 452, die mit einer Kurbelwelle einer Maschine verbunden ist, EDC 454, Getriebe 458 und Ausgangswelle 480. Getriebe 458 umfasst Getriebeeingangswelle 453, Motor 456, Planetenradsatz 460 und Kupplung 470, die mit Masse 472 verbunden ist. Der Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad 468, das mit der Getriebeeingangswelle 453 und Motor 456 verbunden ist, Planetenrad 464, das mit Ausgangswelle 480 verbunden ist, und Hohlrad 462, das mit Kupplung 470 verbunden ist. Motor 456 kann dem Sonnenrad 456 und der Eingangswelle 453 direkt Drehmoment zuführen. Drehmoment, das auf die Eingangswelle 453 aufgebracht wird, kann auf die Welle 452 und die verbundene Maschine durch EDC 454 übertragen werden. Drehmoment, das auf Sonnenrad 468 aufgebracht wird, wirkt auf Planetenrad 464. Abhängig von dem Zustand der Kupplung 470 kann Drehmoment, das auf Planetenrad 464 wirkt, auf Ausgangswelle 480 als Ausgangsdrehmoment übertragen werden, oder kann durch den Umlauf von Hohlrad 462 dissipiert werden. Wenn die Kupplung 470 vollständig eingerückt ist, dann wird Drehmoment auf der Basis der Drehmomentkapazität der Kupplung auf die Ausgangswelle übertragen. Wenn jedoch der Druck an der Kupplung 470 vermindert ist, kann die entsprechende niedrigere Drehmomentkapazität der Kupplung 470 benutzt werden, um eine Drehmomentübertragung auf die Ausgangswelle 480 auf die gleiche Weise zu begrenzen, wie die Getriebeeingangskupplung 60 in Ausgestaltung 400 benutzt wird. Durch Modulieren des Drucks an der Kupplung 470 werden Spitzen im Drehmoment oberhalb der Drehmomentkapazität der Kupplung durch das Rutschen der Kupplung herausgefiltert. Auf diese Weise kann der Modulationsdruck an einer Getriebeausgangskupplung die Fahrbarkeit verbessern.
9 veranschaulicht grafisch einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart einschließlich eines Modulationsdrucks an einer Getriebeausgangskupplung. In einem oberen Abschnitt der Figur veranschaulicht eine horizontale Achse einen Zeitraum in Sekunden, und eine vertikale Achse veranschaulicht eine Wellendrehzahl in Umdrehungen pro Minute. Es sind eine Eingangsdrehzahl 502 und eine Maschinendrehzahl 504 veranschaulicht. In einem zentralen Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht die Kupplungseinrückung. Es sind die Getriebeausgangskupplung 506 und die EDC 508 veranschaulicht. In einem unteren Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmoment. Es sind Ausgangsdrehmoment 510, Motordrehmoment 512 und Maschinendrehmoment 514 veranschaulicht. Die Eingangsdrehzahl 502 beschleunigt mit einer konstanten Rate von Null ab. Die Getriebeausgangskupplung 506 ist anfänglich auf einen voll eingerückten Zustand festgelegt und wird anfänglich in diesem Zustand gehalten. Ausgangsdrehmoment 510 ist auf einen Wert festgelegt und wird gehalten. In einem Zeitraum, der beginnt, wenn die Eingangsdrehzahl 502 anfängt, zu beschleunigen, wird Motordrehmoment 512 auf einen Wert festgelegt, um Ausgangsdrehmoment 510 zu erzeugen. Zusätzlich wird die Drehmomentkapazität Getriebeausgangskupplung 506 auf irgendeinen Wert bei oder über dem Gegenwirkungsdrehmoment verringert, der für das gegenwärtige Ausgangsdrehmoment erforderlich ist, bis die EDC-Kupplung schließlich vollständig eingerückt ist. Es ist ein beispielhafter erforderlicher Gegenwirkungsdrehmomentwert 518 veranschaulicht. Durch Verringern des Drucks an der Getriebeausgangskupplung 506 kann die Drehmomentübertragung auf die Ausgangswelle begrenzt werden, wobei der Ausgang vor Drehmomentschwankung während des fliegenden Maschinenstarts geschützt wird. Für einen Zeitraum nachdem der Eingang 502 anfängt, zu beschleunigen, bleibt die Maschinendrehzahl 504 bei Null und die EDC 508 bleibt in einem ausgerückten Zustand. Zum Zeitpunkt 520 wird Stufe A eines fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 508 wechselt zu einem Schlupfzustand, wobei Motordrehmoment 512 benutzt werden kann, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während die Maschinendrehzahl 504 und die Eingangsdrehzahl 502 unterschiedliche Werte bleiben. Zu Zeitpunkt 520 fängt die Maschinendrehzahl 504 an, zu beschleunigen, und Motordrehmoment 512 nimmt zu, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während das Ausgangsdrehmoment 510 aufrechterhalten wird. Zu Zeitpunkt 530 erreicht die Maschinendrehzahl 504 eine Maschinenzünddrehzahl 516, und Stufe B des fliegenden Maschinenstarts kann eingeleitet werden. Zu Zeitpunkt 530 kann die Maschine gezündet und in Betrieb genommen werden, wobei ein Maschinendrehmoment geliefert wird und die Maschinendrehzahl 504 auf der Basis eines Maschinendrehzahlprofils beschleunigt wird, das ausgewählt ist, um N_{e_synch} zu erreichen. EDC 508 kann auf ein minimales Niveau verringert werden, und Motordrehmoment 512 kehrt zu einem Niveau zurück, das das Ausgangsdrehmoment 510 aufrechterhält, ohne irgendein Drehmoment an die Maschine zu liefern. Zum Zeitpunkt 535 wird Stufe C des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 508 wird erhöht, und Motordrehmoment in einer negativen Richtung wird verwendet, um die Maschinendrehzahl 504 auf der Basis von N_{e_synch} einzustellen. Zu Zeitpunkt 540 wird Stufe D des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet, N_{e_synch} wird erreicht, und die EDC 508 kann vollständig eingerückt werden.
10 veranschaulicht grafisch einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, der ein Verbrennungsunterstützungsverfahren einschließt, wobei eine niedrigere Maschinenzünddrehzahl benutzt wird, gemäß der vorliegenden Offenbarung. In einem oberen Abschnitt der Figur veranschaulicht eine horizontale Achse einen Zeitraum in Sekunden, und eine vertikale Achse veranschaulicht eine Wellendrehzahl in Umdrehungen pro Minute. Es sind eine Eingangsdrehzahl 602 und eine Maschinendrehzahl 604 veranschaulicht. In einem zentralen Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht die Kupplungseinrückung. Es sind die Getriebeausgangskupplung 606 und die EDC 608 veranschaulicht. In einem unteren Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmoment. Es sind Ausgangsdrehmoment 610, Motordrehmoment 612 und Maschinendrehmoment 614 veranschaulicht. Die Eingangsdrehzahl 602 beschleunigt mit einer konstanten Rate von Null ab. Die Getriebeausgangskupplung 606 wird anfänglich auf einen voll eingerückten Zustand festgelegt und in diesem Zustand gehalten. Ausgangsdrehmoment 610 wird auf einen Wert festgelegt und gehalten. In einem Zeitraum, der beginnt, wenn die Eingangsdrehzahl 602 anfängt, zu beschleunigen, wird Motordrehmoment 612 auf einen Wert festgelegt, um Ausgangsdrehmoment 610 zu erzeugen. Für einen Zeitraum nachdem der Eingang 602 anfängt, zu beschleunigen, bleibt die Maschinendrehzahl 604 bei Null und die EDC 608 bleibt in einem ausgerückten Zustand. Zum Zeitpunkt 620 wird Stufe A eines fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 608 wechselt zu einem Schlupfzustand, wobei Motordrehmoment 612 benutzt werden kann, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während die Maschinendrehzahl 604 und die Eingangsdrehzahl 602 unterschiedliche Werte bleiben. Zu Zeitpunkt 620 fängt die Maschinendrehzahl 604 an, zu beschleunigen, und Motordrehmoment 612 nimmt zu, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während das Ausgangsdrehmoment 610 aufrechterhalten wird. Es ist eine normale Maschinenzünddrehzahl 616 dargestellt, bei der eine Maschine normalerweise gestartet werden kann, wie es in dem Verfahren von 9 dargestellt ist. Wie es jedoch in der Technik bekannt ist, kann eine Maschine durch einen Bereich von Drehzahlen hindurch gezündet werden. Eine minimale Maschinenzünddrehzahl 617 kann für eine Maschine ermittelt werden, die mit Drehmoment von einem Motor beliefert wird, bei dem die Maschine gestartet werden kann. Durch Benutzen der minimalen Maschinenzünddrehzahl 617 kann Drehmoment von der Maschine zu einem früheren Punkt in dem fliegenden Maschinenstart geliefert werden, wodurch eine aggressivere Beschleunigung der Maschine gestattet wird. Zu Zeitpunkt 630 in 10 erreicht die Maschinendrehzahl 604 eine minimale Maschinenzünddrehzahl 617, und Stufe B des fliegenden Maschinenstarts kann eingeleitet werden. Zu Zeitpunkt 630 kann die Maschine gezündet und in Betrieb genommen werden, wobei ein Maschinendrehmoment geliefert wird und die Maschinendrehzahl 604 auf der Basis eines Maschinendrehzahlprofils beschleunigt wird, das ausgewählt ist, um N_{e_synch} zu erreichen. EDC 608 kann auf ein minimales Niveau verringert werden, und Motordrehmoment 612 kehrt zu einem Niveau zurück, das das Ausgangsdrehmoment 610 aufrechterhält, ohne irgendein Drehmoment an die Maschine zu liefern. Zum Zeitpunkt 635 wird Stufe C des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 608 wird erhöht, und Motordrehmoment in einer negativen Richtung wird verwendet, um die Maschinendrehzahl 604 auf der Basis von N_{e_synch} einzustellen. Zu Zeitpunkt 640 wird Stufe D des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet, N_{e_synch} wird erreicht, und die EDC 608 kann vollständig eingerückt werden. Durch Zünden der Maschine bei der niedrigeren Zünddrehzahl, einer Drehzahl unter der normalen Maschinenzünddrehzahl, kann Drehmoment von der Maschine früher in dem Verfahren verwendet werden und der Betrag an Motordrehmoment, der benutzt werden muss, kann verringert werden. In der Technik bekannte Verfahren können benutzt werden, um sowohl eine normale Maschinenzünddrehzahl als auch eine niedrigere Maschinenzünddrehzahl für eine besondere Maschinen- und Antriebsstrangausgestaltung zu ermitteln.
11 veranschaulicht graphisch einen beispielhaften fliegenden Maschinenstart, der die Benutzung von Drehmoment von der Maschine umfasst, um eine Synchronisationsdrehzahl zu erreichen, und Motor 62 benutzt, um Motor 20 mit dem fliegenden Maschinenstart zu unterstützen. In einem oberen Abschnitt der Figur veranschaulicht eine horizontale Achse einen Zeitraum in Sekunden, und eine vertikale Achse veranschaulicht eine Wellendrehzahl in Umdrehungen pro Minute. Es sind eine Eingangsdrehzahl 702 und eine Maschinendrehzahl 704 veranschaulicht. In einem zentralen Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht die Kupplungseinrückung. Es sind die Getriebeausgangskupplung 706 und die EDC 708 veranschaulicht. In einem unteren Abschnitt der Figur entspricht eine horizontale Achse dem gleichen Zeitraum, wie er in dem oberen Abschnitt veranschaulicht ist, und eine vertikale Achse veranschaulicht Drehmoment. Es sind Ausgangsdrehmoment 710, Drehmoment 712 für Motor 20, Drehmoment 718 für Motor 62 und Maschinendrehmoment 714 veranschaulicht. Die Eingangsdrehzahl 702 beschleunigt mit einer konstanten Rate von Null ab. Die Getriebeausgangskupplung 706 wird anfänglich auf einen voll eingerückten Zustand festgelegt und in diesem Zustand gehalten. Ausgangsdrehmoment 710 wird auf einen Wert festgelegt und gehalten. In einem Zeitraum, der beginnt, wenn die Eingangsdrehzahl 702 anfängt, zu beschleunigen, wird Motordrehmoment 712 auf einen Wert festgelegt, um Ausgangsdrehmoment 710 zu erzeugen. Für einen Zeitraum nachdem der Eingang 702 anfängt, zu beschleunigen, bleibt die Maschinendrehzahl 704 bei Null und die EDC 708 bleibt in einem ausgerückten Zustand. Zum Zeitpunkt 720 wird Stufe A eines fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. EDC 708 wechselt zu einem Schlupfzustand, wobei Motordrehmoment 712 benutzt werden kann, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während die Maschinendrehzahl 704 und die Eingangsdrehzahl 702 unterschiedliche Werte bleiben. Zu Zeitpunkt 720 fängt die Maschinendrehzahl 704 an, zu beschleunigen, und Motordrehmomente 712 und 718 nehmen zu, um Drehmoment an die Maschine zu liefern, während das Ausgangsdrehmoment 710 aufrechterhalten wird. Drehmoment 718 wird gesteuert, um zusätzliches Drehmoment von dem Motor 62 zu liefern, wobei beim Beschleunigen der Maschine geholfen wird. Drehmoment 718 kann auf der Basis des kalibrierten Verhaltens des Antriebsstrangs oder anderer Eingänge gesteuert werden. Zu Zeitpunkt 730 erreicht die Maschinendrehzahl 704 eine Maschinenzünddrehzahl 716, und Stufe B des fliegenden Maschinenstarts kann eingeleitet werden. Zu Zeitpunkt 730 kann die Maschine gezündet und in Betrieb genommen werden, wobei ein Maschinendrehmoment geliefert wird und die Maschinendrehzahl 704 auf der Basis eines Maschinendrehzahlprofils beschleunigt wird, das ausgewählt ist, um N_{e_synch} zu erreichen. EDC 708 kann auf ein minimales Niveau verringert werden, Motordrehmoment 718 kann auf Null verringert werden und Motordrehmoment 712 kehrt zu einem Niveau zurück, das das Ausgangsdrehmoment 710 aufrechterhält, ohne irgendein Drehmoment an die Maschine zu liefern. In 9 wird zu Zeitpunkt 535 Stufe C des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet. In 11 ist ein Verfahren veranschaulicht, bei dem Stufe C von dem fliegenden Maschinenstart weggelassen ist und stattdessen Maschinendrehmoment 714 benutzt wird, um N_{e_synch} über eine ausgedehnte Stufe B zu erreichen. Sobald N_{e_synch} zum Zeitpunkt 740 erreicht ist, wird Stufe D des fliegenden Maschinenstarts eingeleitet, und die EDC 708 kann vollständig eingerückt werden.

12 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts. Tabelle 1 ist als ein Schlüssel vorgesehen, wobei die mit Zahlen markierten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt ausgeführt sind. Tabelle 1

BLOCK	BLOCKINHALTE
802	Start
804	Überwachen Befehl einen fliegenden Maschinenstart zu betreiben
806	Überwache oder Ermittle N_{e_synch}
808	Betreibe Stufe A
810	Betreibe Stufe B
812	Betreibe Stufe C
814	Betreibe Stufe D
816	Ende

Prozess 800 beginnt bei Block 802. Bei Block 804 wird ein Befehl, einen fliegenden Maschinenstart zu betreiben, überwacht. Bei Block 806 wird N_{e_synch} überwacht oder ermittelt, zum Beispiel auf der Basis eines Eingangsdrehzahlprofils. In Blocken 808 bis 814 wird ein fliegender Maschinenstart jeweils in Stufen A bis D ausgeführt. Bei Block 816 endet der Prozess. Es sind Abwandlungen an Prozess 800 möglich, wobei zum Beispiel Block 806 durch einen fliegenden Maschinenstart hindurch iterativ ausgeführt wird, so dass N_{e_synch} auf der Basis der Ist-Beschleunigung der Maschine und der Ist-Beschleunigung oder Ist-Drehzahl der Eingangswelle und des Motors aktualisiert wird. Es wird eine Zahl von beispielhaften Prozessen zum Ausführen eines fliegenden Maschinenstarts in Betracht gezogen, und die Offenbarung ist nicht auf die besonderen hierin angegebenen beispielhaften Ausführungsformen begrenzt.

Claims

Verfahren zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang (5), der einen Elektromotor (20), der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle (52) bereitstellt, eine Brennkraftmaschine (10) und eine Maschinentrennkupplung (54) umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (10) und dem Motor (20) vorsieht, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Soll-Eingangsdrehzahl überwacht wird; eine Synchronisationsdrehzahl auf der Basis der Soll-Eingangsdrehzahl ermittelt wird; eine Ausgangsdrehmomentanforderung überwacht wird; ein Vortriebsdrehmoment an der Getriebeeingangswelle (52) auf der Basis der Ausgangsdrehmomentanforderung ermittelt wird; ein Kompensationsdrehmoment, das an der Maschinentrennkupplung (54) für den fliegenden Maschinenstart bereitgestellt werden soll, auf der Basis eines Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils ermittelt wird, das auf der Basis der Synchronisationsdrehzahl ermittelt wird; der Motor (20) gesteuert wird, um ein Motordrehmoment auf der Basis einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment und dem Kompensationsdrehmoment bereitzustellen; wobei das Ermitteln des Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils umfasst, dass: während einer ersten Stufe das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) aus einem gestoppten Zustand auf eine Maschinenzünddrehzahl beschleunigt; während einer zweiten Stufe die Maschine Drehmoment zum Beschleunigen der Maschine (10) liefert; während einer dritte Stufe im Anschluss an die zweite Stufe nur das Kompensationsdrehmoment die Maschine (10) auf die Synchronisationsdrehzahl steuert, wobei während der dritten Stufe das Maschinendrehmoment wieder auf Null abnimmt; und während einer vierte Stufe die Maschinentrennkupplung gesperrt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Kompensationsdrehmoments umfasst, dass ein Kupplungssteuerungsterm und ein Kupplungsregelungsterm ermittelt werden; und wobei das Ermitteln des Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils ferner umfasst, dass während der zweiten Stufe ein Maschinendrehmomentbefehl derart begrenzt wird, dass er kleiner als der Kupplungssteuerungsterm ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Maschinenaktivierungsdrehzahlprofils ferner umfasst, dass während zweiten Stufe eine Drehmomentkapazität der Maschinentrennkupplung auf einen minimalen Wert ungleich Null verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motors (20) auf einer Summe aus dem Vortriebsdrehmoment, dem Kompensationsdrehmoment und einem aktiven Endantriebsdämpfungs-Steuerungsdrehmoment beruht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des Kompensationsdrehmoments umfasst, dass: ein zum Drehen der Maschine (10) erforderliches Drehmoment ermittelt wird; und das Kompensationsdrehmoment auf der Basis des zum Drehen der Maschine (10) erforderlichen Drehmoments ermittelt wird.
System zum Steuern eines fliegenden Maschinenstarts in einem Antriebsstrang, der einen Elektromotor (20), der ein Vortriebsdrehmoment an einer Getriebeeingangswelle (52) eines Getriebes (40) bereitstellt, eine Brennkraftmaschine (10) und eine Maschinentrennkupplung (54) umfasst, die selektiv eine Drehmomentübertragung zwischen der Maschine (10) und dem Motor (20) vorsieht, wobei das System umfasst: den Motor (20); und ein Steuermodul, das zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 eingerichtet ist.