DE102004041637B4 - Verfahren zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (10), wobei das Hybrid-Elektrofahrzeug (10) ein Bremssystem, eine erste Energiequelle (16), die ein Verbrennungsmotor (16) ist, eine zweite Energiequelle (18), einen mit der ersten und der zweiten Energiequelle (16, 18) verbundenen Elektromotor (20) und eine Kraftübertragungseinheit (26) hat, die mit dem Elektromotor (20) verbunden ist und ein Fahrzeugrad antreiben kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:es wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert ermittelt;es wird ein Betriebszustand des Bremssystems ermittelt; undes wird die erste Energiequelle (16) aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts und des Betriebszustands des Bremssystems aktiviert, dadurch gekennzeichnet, dassdie erste Energiequelle (16) alternativ eine Brennstoffzelle sein kann,bei dem Schritt des Ermittelns eines Betriebszustands des Bremssystems ferner festgestellt wird, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert;festgestellt wird, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert größer ist als der erste Schwellenwert und kleiner als der zweite Schwellenwert;die erste Energiequelle (16) aktiviert wird, wenn zusätzliche Energie gebraucht wird oder wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse gelöst ist; unddie erste Energiequelle (16) deaktiviert wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse angelegt ist, oder wenn keine zusätzliche Energie gebraucht wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Steuerung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs und insbesondere ein Verfahren zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs.
  • Es sind Hybrid-Elektrofahrzeuge bekannt, die einen Motor abschalten und Batterieenergie nutzen, um das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten (z.B. weniger als 8 km/h oder aus dem völligen Stillstand heraus) anzutreiben. Bei diesen Fahrzeugen geht es vor allem darum, den Motor bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht arbeiten zu lassen, um Kraftstoff zu sparen. Solche Fahrzeuge haben jedoch unter Umständen nicht genügend elektrische Energie oder Motordrehmoment, um gleichzeitig das Fahrzeug anzutreiben und den Motor zu starten. Infolgedessen kann es zu einem verzögerten Motorstart, einer trägen Beschleunigung des Fahrzeugs und einem raschen Verbrauch der Batterieladung kommen. Die Verwendung von Batterien mit höherer Kapazität zur Lösung dieser Probleme ist nicht wünschenswert, da diese Batterien mehr Kosten, mehr Größe und/oder mehr Gewicht haben.
  • Konkret betrifft DE 199 47 922 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, bei dem eine Elektromaschine im Motorbetrieb und/oder im Generatorbetrieb betrieben wird, wobei im Generatorbetrieb kinetische Fahrzeugenergie von der Elektromaschine in elektrische Leistung umgewandelt und in einer Energiespeichereinheit gespeichert wird, wobei in einem Zyklus zuerst überprüft wird, ob eine Antriebsanforderung oder eine Bremsanforderung für das Fahrzeug vorliegt, bei erfolgter Antriebsanforderung überprüft wird, ob eine Entnahme von Energie aus der Energiespeichereinheit unter Berücksichtigung von Schwellwerten zulässig ist, bei zulässiger Entnahme dort Energie entnommen und zum Antrieb des Fahrzeugs bereitgestellt wird, bei nicht zulässiger Entnahme Energie nur vom Hauptantrieb zur Verfügung gestellt wird, aber, wenn keine Antriebsanforderung erfolgt ist, überprüft wird, ob eine Bremsanforderung vorliegt, bei vorliegender Bremsanforderung überprüft wird, ob eine Zufuhr von Energie in die Energiespeichereinheit unter Berücksichtigung von Schwellwerten zulässig ist, bei zulässiger Zufuhr dort Energie zugeführt und so kinetische Energie des Fahrzeugs in der Energiespeichereinheit gespeichert wird, bei nicht zulässiger Zufuhr Energie in eine Energieabführeinheit abgegeben wird und anschließend der Zyklus wiederholt wird.
  • Eine Motorsteuerung gemäß DE 44 22 636 A1 ermöglicht zunächst die Leistungsabgabe durch den Verbrennungsmotor, wenn ein zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionaler Betriebsparameter in einer ersten Betriebsart einen definierten Mindestwert erreicht, und ermöglicht in einer zweiten Betriebsart die Leistungsabgabe durch den Motor, wenn der kurzfristige Gesamtleistungsbedarf über einem Schwellenwert liegt. Die Leistungsabgabe durch den Motor kann für ein gegebenes Zeitintervall verzögert werden, wenn die Gesamtleistung über einem Schwellwert der Dauerleistung und unter einem Schwellwert der Kurzzeitleistung liegt.
  • In US 2003 / 0 006 076 A1 und DE 101 49 905 A1 wird Methode und System eines Parallel-Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEF) offengelegt, beinhaltend einen Verbrennungsmotor, einen elektrischen Motor/Generator und einen Regler. Die Erfindung beinhaltet eine Strategie zur Vermeidung unvorhersehbarer oder unerwünschter Starts des Verbrennungsmotors durch Vorwegnahme der Notwendigkeit für den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, dabei „Fehlstarts“ des Verbrennungsmotors oder Zulassen von lästigen Leistungslücken vermeidend, die auftreten, wenn der Verbrennungsmotor nicht kurz vor dem eigentlichen Bedarf angelassen wird. Die Erfindung nimmt die Notwendigkeit des Anlassens des Verbrennungsmotors durch Überwachung von Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahreranforderung und deren Änderung vorweg. Die Erfindung ermöglicht konstante Leistung und arbeitet in einer Weise, die den Kunden befriedigt, weil eine im Wesentlichen konstante Antriebskraft beibehalten wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Das Hybrid-Elektrofahrzeug hat ein Bremssystem, eine erste Energiequelle, die ein Verbrennungsmotor oder ein Brennstoffzellensystem sein kann, und eine zweite Energiequelle, die eine Energiespeichervorrichtung wie zum Beispiel eine Batterie oder ein Kondensator sein kann. Die erste und die zweite Energiequelle sind mit einem oder mehreren Elektromotoren verbunden. Der Motor ist mit einer Kraftübertragungseinheit verbunden, die ein Fahrzeugrad antreiben kann. Bei dem Verfahren werden ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert und ein Betriebszustand des Bremssystems ermittelt. Die erste Energiequelle wird aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts und des Betriebszustands des Bremssystems aktiviert.
  • Das Verfahren kann einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert vergleichen. Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert, dann stellt das Verfahren fest, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist. Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert größer ist als der erste Schwellenwert und kleiner als der zweite Schwellenwert, dann stellt das Verfahren fest, ob zusätzliche Energie gebraucht wird. Die erste Energiequelle kann aktiviert werden, wenn zusätzliche Energie gebraucht wird oder wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse gelöst ist. Die erste Energiequelle kann deaktiviert werden, wenn keine zusätzliche Energie gebraucht wird oder wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Bremse angelegt ist.
  • Der Schritt des Feststellens, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, kann auf einer von einem Gaspedalstellungssensor erfassten Änderung in der Stellung eines Gaspedals beruhen. Der Schritt des Feststellens, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, kann außerdem die Berechnung eines Ziel-Drehmomentwerts und eines Ziel-Energiewerts umfassen. Der Ziel-Drehmomentwert kann mit einem vorbestimmten Drehmomentwert verglichen werden, und der Ziel-Energiewert kann mit einem vorbestimmten Energiewert verglichen werden. Zusätzliche Energie wird gebraucht, wenn der Ziel-Drehmomentwert den vorbestimmten Drehmomentwert übersteigt oder wenn der Ziel-Energiewert den vorbestimmten Energiewert übersteigt.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens eines Motors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Das Hybrid-Elektrofahrzeug weist einen mit einem Motor und einer Spannungsquelle verbundenen Anlasser/Generator auf. Eine Kupplung ist zwischen dem Motor und dem Anlasser/Generator angeordnet. Ein Getriebe ist mit dem Anlasser/Generator verbunden und kann ein Fahrzeugrad antreiben. Bei dem Verfahren wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert verglichen, und es wird festgestellt, ob ein dritter Schwellenwert überschritten wurde. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert, dann stellt das Verfahren fest, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist. Der Motor wird gestartet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Bremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der zweite Schwellenwert, oder wenn der dritte Schwellenwert überschritten wurde. Der Motor wird gestoppt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Bremse angelegt ist, oder wenn der dritte Schwellenwert nicht überschritten wurde. Der dritte Schwellenwert kann einen Drehmomentgrenzwert des Anlassers/Generators oder einen Energiegrenzwert der Batterie anzeigen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens eines Motors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren vergleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert, dann stellt das Verfahren fest, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der erste Schwellenwert und kleiner als der zweite Schwellenwert, dann stellt das Verfahren fest, ob ein dritter Schwellenwert, der einen Drehmomentnennwert des Anlassers/Generators angibt, oder ein vierter Schwellenwert, der einen Energienennwert der Spannungsquelle angibt, überschritten wurde. Der Motor wird gestartet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Bremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der zweite Schwellenwert, oder wenn der dritte oder der vierte Schwellenwert überschritten wurden. Der Motor wird gestoppt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Bremse angelegt ist, oder wenn der dritte oder der vierte Schwellenwert nicht überschritten werden.
  • Der Schritt des Startens des Motors kann das Einrücken der Kupplung umfassen. Der Schritt des Stoppens des Motors kann das Ausrücken der Kupplung umfassen. Der erste Schwellenwert kann kleiner sein als der zweite Schwellenwert. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch einen an der Ausgangswelle des Getriebes befindlichen Geschwindigkeitssensor gemessen werden. Der Schritt des Feststellens, ob die Fahrzeugbremse gelöst ist, kann auf der von einem Bremspedalstellungssensor erfassten Änderung in der Stellung eines Bremspedals beruhen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden angesichts der beigefügten Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich.
    • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Hybrid-Elektrofahrzeugs.
    • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle des Hybrid-Elektrofahrzeugs.
  • Anhand von 1 ist eine schematische Ansicht eines Hybrid-Elektrofahrzeugs 10 dargestellt. Das Hybrid-Elektrofahrzeug 10 kann verschiedene Konfigurationen des Antriebsstrangs haben, einschließlich eines seriellen Antriebs, eines parallelen Antriebs oder eines geteilten Hybridantriebs, wie es dem Fachmann bekannt ist. Eine parallele Antriebskonfiguration ist in 1 dargestellt.
  • Das Hybrid-Elektrofahrzeug 10 hat einen ersten Radsatz 12 und einen zweiten Radsatz 14. Der zweite Radsatz 14 kann durch den Antriebsstrang angetrieben werden. Alternativ kann das Hybrid-Elektrofahrzeug 10 mit einem Vierrad-Antriebssystem konfiguriert sein, wo sowohl der erste Radsatz 12 als auch der zweite Radsatz 14 angetrieben werden. Zum Beispiel kann ein elektrisches Vierrad-Antriebssystem verwendet werden, das einen Elektromotor hat, der den zweiten Radsatz 14 antreiben kann.
  • Das Hybrid-Elektrofahrzeug 10 weist eine primäre Energiequelle 16 und eine sekundäre Energiequelle 18 auf. Die primäre Energiequelle 16 kann jede geeignete Energieerzeugungsvorrichtung wie zum Beispiel ein Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle sein. Die sekundäre Energiequelle 18 kann jede geeignete Energiespeichervorrichtung wie zum Beispiel ein Kondensator, eine Monozellenbatterie oder ein Batteriesatz mit einer Vielzahl von Batterien sein, die elektrisch miteinander verbunden sind. Außerdem kann eine Batterie von jeder geeigneten Art sein, wie zum Beispiel eine Nickel-Metallhydrid- (Ni-MH), Nickel-Eisen- (Ni-Fe), Nickel-Cadmium- (Ni-Cd), Blei-Säure-, Zink-Brom-Batterie (Zn-Br) oder eine Batterie auf Lithiumbasis. Der Kondensator kann ein Ultrakondensator, Superkondensator, elektrochemischer Kondensator oder elektronischer Zweischichtkondensator sein, wie es dem Fachmann bekannt ist.
  • Die primären und sekundären Energiequellen 16, 18 können Fahrzeugantriebsräder antreiben. Insbesondere ist die primäre Energiequelle 16 über eine erste Kupplung 22 mit einem Motor bzw. Anlasser/Generator 20 verbunden. Dank der ersten Kupplung 22 kann entweder die primäre Energiequelle 16 oder der Anlasser/Generator 20 zum Antrieb des Hybrid-Elektrofahrzeugs 10 verwendet werden. Wenn die erste Kupplung 22 eingerückt ist, kann die primäre Energiequelle 16 zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden. Wenn die erste Kupplung 22 ausgerückt ist, kann die sekundäre Energiequelle 18 verwendet werden, um den Anlasser/Generator 20 zu aktivieren und das Fahrzeug anzutreiben.
  • Die sekundäre Energiequelle 18 ist mit dem Anlasser/Generator 20 über einen Wechselrichter 24 verbunden. Der Wechselrichter 24 wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, wenn Energie aus der sekundären Energiequelle 18 fließt, und wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, wenn Energie zu der sekundären Energiequelle 18 fließt.
  • Der Anlasser/Generator 20 ist mit einer geeigneten Kraftübertragungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Getriebe 26 über eine zweite Kupplung 28 verbunden. Das Getriebe 26 kann von jeder geeigneten Art sein, einschließlich einem Mehrzahnradgetriebe oder einem elektronischen wandlerlosen Getriebe, wie es dem Fachmann bekannt ist. Dank der zweiten Kupplung 28 kann das Getriebe von dem Anlasser/Generator 20 getrennt sein. Das Getriebe 26 ist mit einem Differential 30 verbunden, das mit zwei Achsen 32 verbunden ist, die jeweils mit einem Rad des zweiten Radsatzes 14 verbunden sind.
  • Das Hybrid-Elektrofahrzeug 10 kann auch mit Energierückgewinnungsvorrichtungen wie zum Beispiel einem Bremssystem mit Energierückgewinnung konfiguriert sein, das kinetische Energie aufnimmt, wenn die Bremsen angelegt werden, und die zurückgewonnene Energie zu der sekundären Energiequelle 18 zurückführt.
  • Ein Fahrzeugsystem-Steuermodul 34 wird verwendet, um verschiedene Aspekte des Hybrid-Elektrofahrzeugs 10 zu überwachen und zu steuern. Zum Beispiel ist das Steuermodul 34 mit der primären Energiequelle 16 und dem Getriebe 26 verbunden, um deren Funktionsweise und Leistung zu überwachen und zu steuern.
  • Das Steuermodul 34 verarbeitet außerdem Eingangssignale von verschiedenen Komponenten. Diese Komponenten können einen Motordrehzahlsensor 36 umfassen, der die Rotationsgeschwindigkeit des Anlassers/Generators 20 erfasst. Ein Gaspedalstellungssensor 38 kann verwendet werden, um festzustellen, wann der Fahrer das Fahrzeug zu beschleunigen wünscht. Ebenso kann ein Eingangssignal von einem Bremspedalsensor 40 verwendet werden, um festzustellen, wann der Fahrer das Fahrzeug abzubremsen wünscht. Der Bremspedalsensor 40 kann erfassen, wann das Bremspedal angelegt ist, oder kann die Geschwindigkeit erfassen, mit der das Bremspedal betätigt wird. Das Steuermodul 34 kann außerdem mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 42 verbunden sein. Der Geschwindigkeitssensor 42 kann sich an der Ausgangswelle des Getriebes 26, an einem Rad, oder an jedem anderen geeigneten Ort befinden.
  • Anhand von 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle des Hybrid-Elektrofahrzeugs 10 dargestellt. In diesem Flussdiagramm bezeichnen die Begriffe „Motor Ein“ und „Motor Aus“ die Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Energiequelle. Es können jedoch auch andere Energiequellen als ein Motor verwendet werden, wie bereits erläutert. Das Verfahren kann als Schleife implementiert sein, in der die Verfahrensschritte wiederholt werden.
  • Bei 100 beginnt das Flussdiagramm, indem die tatsächliche oder gemessene Geschwindigkeit des Hybrid-Elektrofahrzeugs 10 mit einem niedrigen Schwellenwert verglichen wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann von dem Geschwindigkeitssensor 42 erfasst werden. Der niedrige Schwellenwert gibt die Geschwindigkeit an, unter der es unter Umständen nicht wünschenswert ist, den Motor zu starten, um Kraftstoff sparen zu helfen. Der niedrige Schwellenwert kann jeder vorbestimmte Wert sein, wie zum Beispiel 8 km/h. Der niedrige Schwellenwert kann auf den Kennwerten für die Fahrzeugleistung basieren, wie sie aus einer Fahrzeugerprobung, zum Beispiel aus einem Fahrzeugprüfstandsversuch, hervorgehen. AIternativ kann der niedrige Schwellenwert auf der Fahrzeugleistung unter verschiedenen Fahrbedingungen beruhen. Zum Beispiel können je nach einem vom Fahrer gewählten Fahrmodus verschiedene Schwellenwerte verwendet werden. Diese Modi können einen Kraftstoffsparmodus, einen Leistungsmodus, einen Straßenmodus oder einen Geländemodus umfassen oder können für unterschiedliche Witterungs- oder Straßenbedingungen ausgelegt sein.
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der niedrige Schwellenwert, fährt das Verfahren mit Block 102 fort. In Block 102 stellt das Verfahren fest, ob die Bremse gelöst wurde. Das Lösen der Bremse kann festgestellt werden durch Erfassen der Änderung in der Stellung des Bremspedals mit dem Bremspedalsensor 40. Wenn die Bremse gelöst wurde, fährt das Verfahren in Block 104 fort, wo der Motor eingeschaltet wird. Insbesondere wird die erste Kupplung 22 eingerückt, damit der Anlasser/Generator 20 und/oder die Fahrzeugträgheit den Motor starten können. Wenn die erste Kupplung bereits eingerückt war, wird sie eingerückt gehalten, damit der Motor weiterlaufen kann. Wenn die Bremse nicht gelöst wurde, fährt das Verfahren mit Block 106 fort, wo der Motor abgeschaltet wird. Insbesondere wird die erste Kupplung 22 ausgerückt, um den Motor von dem Anlasser/Generator 20 zu trennen.
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der niedrige Schwellenwert, dann fährt das Verfahren mit Block 108 fort. Im Block 108 wird die Geschwindigkeit des Hybrid-Elektrofahrzeugs mit einem hohen Schwellenwert verglichen. Der hohe Schwellenwert kann jeder vorbestimmte Wert sein, der von dem niedrigen Schwellenwert verschieden ist. Der hohe Schwellenwert gibt die Geschwindigkeit an, über der ein Motorbetrieb wünschenswert ist. Ein hoher Schwellenwert von 88 km/h verhindert zum Beispiel, dass der Motor bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten abgeschaltet wird. Der hohe Schwellenwert kann auf den Kennwerten für die Fahrzeugleistung basieren, wie sie aus einer Fahrzeugerprobung, beispielsweise aus einem Leistungsprüfstandsversuch, hervorgehen. Alternativ kann der hohe Schwellenwert auf der Fahrzeugleistung unter verschiedenen Fahrbedingungen basieren, wie bereits erläutert.
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der hohe Schwellenwert, dann fährt das Verfahren mit Block 104 fort, wo der Motor eingeschaltet wird, wie bereits beschrieben. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der hohe Schwellenwert (und größer als der niedrige Schwellenwert), dann fährt das Verfahren mit Block 110 fort.
  • Im Block 110 stellt das Verfahren fest, ob vom Fahrer zusätzliche Energie verlangt wird. Darüber hinaus stellt Block 110 fest, ob ein zusätzlicher Energiebedarf das Starten des Motors rechtfertigt. Ein zusätzlicher Energiebedarf kann von dem Gaspedalstellungssensor 38 erfasst werden. Wenn das Steuermodul ein Signal von dem Gaspedalstellungssensor empfängt, das einen zusätzlichen Energiebedarf anzeigt, dann stellt es fest, ob der Motor eingeschaltet werden soll.
  • Die Entscheidung, den Motor zu starten, kann unter Verwendung von Daten in einer oder mehreren Nachschlagetabellen getroffen werden, die in den Speicher des Steuermoduls einprogrammiert sind. Die Nachschlagetabelle kann Ausgangsdrehmomentwerte enthalten, die zu verschiedenen Gaspedalstellungen und Getriebeübersetzungsverhältnissen gehören.
  • Daten in den Nachschlagetabellen können auf folgende Weise verwendet werden. Zunächst kann das Steuermodul von dem Getriebe ein Signal erhalten, welches das aktuelle Getriebeübersetzungsverhältnis angibt. Anhand dieses Signals wird die entsprechende Nachschlagetabelle ausgewählt, die zu dem aktuellen Übersetzungsverhältnis gehört. Als Nächstes kann das Steuermodul unter Verwendung des Gaspedalstellungssignals und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Ziel-Ausgangsdrehmomentwert in der Nachschlagetabelle verweisen. Als Nächstes kann der Ziel-Drehmomentwert mit einem Drehzahlwert von dem Motordrehzahlsensor 36 multipliziert werden, um einen Ziel-Energiewert zu erhalten. Als Nächstes werden der Ziel-Drehmomentwert und der Ziel-Energiewert mit vorbestimmten Schwellenwerten verglichen. Insbesondere wird der Ziel-Drehmomentwert mit einem Drehmomentschwellenwert verglichen, und der Ziel-Energiewert wird mit einem Energieschwellenwert verglichen. Der Ziel-Schwellenwert kann auf den Einschränkungen des Anlassers/Generators beruhen. Der Energieschwellenwert kann auf Energiemanagementfaktoren wie zum Beispiel den Leistungseinschränkungen der sekundären Energiequelle beruhen. Wenn zum Beispiel die sekundäre Energiequelle eine Spannungsquelle wie zum Beispiel eine Batterie ist, kann der Energieschwellenwert auf den Fähigkeiten der Batterie für einen maximalen Energieverbrauch basieren. Schließlich wird eine Entscheidung getroffen, ob der Motor abzuschalten ist. Wenn der Ziel-Drehmomentwert größer ist als der Drehmomentschwellenwert oder wenn der Ziel-Energiewert größer ist als der Energieschwellenwert, dann wird der Motor in Block 104 eingeschaltet. Wenn der Ziel-Drehmomentwert und der Ziel-Energiewert kleiner sind als ihre zugehörigen Schwellenwerte, wird der Motor in Block 106 abgeschaltet.
  • Ein Beispiel dafür, wie das Verfahren arbeiten kann, ist nachfolgend zusammengefasst. Wenn der Motor eingeschaltet ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der hohe Schwellenwert, dann wird der Motor weiterlaufen. Wenn der Fahrer das Fahrpedal loslässt, wird das Fahrzeug abbremsen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter den hohen Schwellenwert fällt, wird der Motor abgeschaltet. Der Motor wird wieder starten, wenn das Fahrpedal betätigt wird und der Ziel-Drehmomentwert den Drehmomentschwellenwert übersteigt oder wenn der Ziel-Energiewert den Energieschwellenwert übersteigt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter den niedrigen Schwellenwert fällt und die Bremse angelegt ist, dann wird der Motor abgeschaltet. Der Motor wird starten, wenn der Fahrer das Bremspedal loslässt.
  • Diese Strategie reduziert die Wahrscheinlichkeit eines „Drehmomentdefizits“, wo es nicht genügend Drehmoment gibt, um das Fahrzeug zu beschleunigen und/oder den Motor zu starten. Insbesondere wird der Motor dazu verwendet, das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten anzutreiben. Ein Elektroantrieb wird in erster Linie dann verwendet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der niedrige Schwellenwert. Bei Geschwindigkeiten über dem niedrigen Schwellenwert steht genügend Drehmoment von dem Anlasser/Generator und aufgrund der Fahrzeugträgheit zur Verfügung, um den Motor ruckfrei zu starten, ohne dass es zu einem Drehmomentdefizit kommt.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Steuern der Aktivierung einer Energiequelle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (10), wobei das Hybrid-Elektrofahrzeug (10) ein Bremssystem, eine erste Energiequelle (16), die ein Verbrennungsmotor (16) ist, eine zweite Energiequelle (18), einen mit der ersten und der zweiten Energiequelle (16, 18) verbundenen Elektromotor (20) und eine Kraftübertragungseinheit (26) hat, die mit dem Elektromotor (20) verbunden ist und ein Fahrzeugrad antreiben kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: es wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert ermittelt; es wird ein Betriebszustand des Bremssystems ermittelt; und es wird die erste Energiequelle (16) aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts und des Betriebszustands des Bremssystems aktiviert, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiequelle (16) alternativ eine Brennstoffzelle sein kann, bei dem Schritt des Ermittelns eines Betriebszustands des Bremssystems ferner festgestellt wird, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert; festgestellt wird, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert größer ist als der erste Schwellenwert und kleiner als der zweite Schwellenwert; die erste Energiequelle (16) aktiviert wird, wenn zusätzliche Energie gebraucht wird oder wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse gelöst ist; und die erste Energiequelle (16) deaktiviert wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse angelegt ist, oder wenn keine zusätzliche Energie gebraucht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Energiequelle (18) eine Batterie ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Energiequelle (18) ein Kondensator ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Feststellens, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, auf einer von einem Gaspedalstellungssensor (38) erfassten Änderung in der Stellung eines Gaspedals beruht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei dem Schritt des Feststellens, ob zusätzliche Energie gebraucht wird, ein Ziel-Drehmomentwert und ein Ziel-Energiewert ermittelt werden, der Ziel-Drehmomentwert mit einem vorbestimmten Drehmomentwert verglichen wird und der Ziel-Energiewert mit einem vorbestimmten Energiewert verglichen wird, wobei zusätzliche Energie gebraucht wird, wenn entweder der Ziel-Drehmomentwert den vorbestimmten Drehmomentwert übersteigt oder der Ziel-Energiewert den vorbestimmten Energiewert übersteigt.
  6. Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens eines Motors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (10), wobei das Hybrid-Elektrofahrzeug (10) einen Verbrennungsmotor (16), eine Spannungsquelle, einen mit dem Verbrennungsmotor (16) und der Spannungsquelle verbundenen Anlasser/Generator (20), eine zwischen dem Verbrennungsmotor (16) und dem Anlasser/Generator (20) angeordnete Kupplung (22) und ein Getriebe (26) hat, das mit dem Anlasser/Generator (20) verbunden ist und ein Fahrzeugrad antreiben kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: eine Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit einem ersten Schwellenwert verglichen; die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit einem zweiten Schwellenwert verglichen; es wird festgestellt, ob ein dritter Schwellenwert überschritten wurde, wobei der dritte Schwellenwert einen Drehmomentgrenzwert des Anlassers/Generators (20) angibt; es wird festgestellt, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert; der Verbrennungsmotor (16) wird gestartet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der zweite Schwellenwert, oder wenn der dritte Schwellenwert überschritten wurde; und der Verbrennungsmotor (16) wird gestoppt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse angelegt ist oder wenn der dritte Schwellenwert nicht überschritten wurde.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der dritte Schwellenwert einen Energiegrenzwert der Spannungsquelle angibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Schwellenwert kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem an der Ausgangswelle des Getriebes (26) befindlichen Geschwindigkeitssensor (42) gemessen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Feststellung, ob die Fahrzeugbremse gelöst ist, auf einer von einem Bremspedalstellungssensor (40) erfassten Änderung in der Stellung eines Bremspedals beruht.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Feststellung, ob der dritte Schwellenwert überschritten wurde, auf einer von einem Gaspedalstellungssensor (38) erfassten Änderung in der Stellung eines Gaspedals beruht.
  12. Verfahren zum Steuern des Startens und Stoppens eines Verbrennungsmotors (16) eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (10), wobei das Hybrid-Elektrofahrzeug (10) einen Verbrennungsmotor (16) und eine Spannungsquelle hat, die mit einem Anlasser/Generator (20) verbunden sind, ein Getriebe (26), das mit dem Anlasser/Generator (20) verbunden ist und ein Fahrzeugrad antreiben kann, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: eine Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit einem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert verglichen; es wird festgestellt, ob eine Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert; es wird festgestellt, ob ein dritter Schwellenwert, der einen Drehmomentwert des Anlassers/Generators (20) angibt, oder ein vierter Schwellenwert, der einen Energiewert der Spannungsquelle angibt, überschritten wurde; der Verbrennungsmotor (16) wird gestartet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse gelöst ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der zweite Schwellenwert, oder wenn der dritte oder der vierte Schwellenwert überschritten wurden; und der Verbrennungsmotor (16) wird gestoppt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als der erste Schwellenwert und die Fahrzeugbremse angelegt ist oder wenn der dritte oder der vierte Schwellenwert nicht überschritten wurden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Startens des Verbrennungsmotors (16) das Einrücken der Kupplung (22) umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Stoppens des Verbrennungsmotors (16) das Ausrücken der Kupplung (22) umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Feststellens, ob die Fahrzeugbremse gelöst ist, auf einer von einem Bremspedalstellungssensor (40) erfassten Änderung in der Stellung eines Bremspedals beruht.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste Schwellenwert kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
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