DE102005031428A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis eines Verbrennungsmotorstarts für Hybrid-Fahrzeuge - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis eines Verbrennungsmotorstarts für Hybrid-Fahrzeuge Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Fahrzeugs mit einem primären Antriebskrafterzeugungssystem (14) und einem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem (20), welche über eine Lastschaltgetriebeanordnung (16) zum Bereitstellen einer Traktionskraft für das Fahrzeug angekuppelt sind. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Bestimmen der Beschleunigung einer Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung (16), wenn das primäre Antriebskrafterzeugungssystem (14) deaktiviert ist, und Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14), basierend zumindest auf der Beschleunigung der Lastschaltgetriebeanordnung (16).

Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Nachweis eines Verbrennungsmotorstarts für Hybrid-Fahrzeuge und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts, bei der bzw. bei dem der Übergang vom Elektromotor-Antrieb zum Verbrennungsmotor-Antrieb angezeigt wird.
  • Hybrid-Elektrofahrzeuge verwenden zur Bereitstellung der zum Antrieb eines Fahrzeugs erforderlichen Antriebskraft (d.h. zum Bereitstellen der Antriebskraft für die Räder des Fahrzeugs) eine Kombination eines Verbrennungsmotors (ICE = "Internal combustion engine") mit einem Elektromotor, welcher aus einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird, um im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug (d.h. einem Fahrzeug, welches lediglich einen Verbrennungsmotor aufweist) eine größere Kraftstoffersparnis zu erreichen. In einem Hybridfahrzeug kann der Kraftstoffverbrauch verringert werden, indem der Verbrennungsmotor vor allem dann heruntergefahren (d.h. abgeschaltet) wird, wenn der Verbrennungsmotor ineffizient arbeitet, und indem dann der Elektromotor verwendet wird, um die gesamte zum Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Antriebskraft bereitzustellen.
  • Wenn allerdings der Benutzer (d.h. der Fahrer des Fahrzeugs) mehr Antriebskraft wünscht als der Elektromotor liefern kann oder wenn die Batterie entladen wird, ist ein rasches und sanftes Starten des Verbrennungsmotors wünschenswert, welches für den Fahrer im Wesentlichen transparent bzw. nicht wahrnehmbar ist. Dies bedeutet, dass der Übergang vom Nur-Elektromotor-Antrieb zum ICE-Antrieb (oder kombiniertem Elektromotor- und ICE-Antrieb) nahtlos erfolgen sollte.
  • Es sind Vorrichtungen und Verfahren zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts in Hybrid-Fahrzeugen vorgeschlagen worden. Gemäß US 62 74 943 wird beispielsweise die Zeit gemessen, die vergangen ist, nachdem der an den Generator-Motor gelieferte Strom-Sollwert kleiner als ein Referenzwert ist, und es wird bestimmt, ob die ermittelte Verbrennungsmotordrehzahl größer oder gleich einer auf eine vollständige Verbrennung hinweisenden Drehzahl ist, nachdem die gemessene Zeit einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Dann wird ermittelt, ob die erfasste Verbrennungsmotordrehzahl größer oder gleich der auf eine vollständige Verbrennung hinweisenden Drehzahl ist, und falls dies der Fall ist, wird gefolgert, dass der Verbrennungsmotor definitiv gestartet hat. Allerdings können solche herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren einen harten, rauen und ineffizienten Übergang von einem ausschließlich elektrischen Antrieb des Fahrzeugs zu anderen Betriebszuständen (z.B. einem Antrieb ausschließlich über den Verbrennungsmotor oder über eine Kombination von ICE und Elektromotor) aufweisen.
  • Während des Starts des Verbrennungsmotors sollte der Elektromotor zusätzlich zum Antrieb des Fahrzeugs Drehmoment liefern, um den ICE auf die Anlassdrehzahl zu bringen. Wenn der Verbrennungsmotor anfängt, Drehmoment zu liefern, sollte das Drehmoment des Elektromotors proportional dazu reduziert werden, um eine sanften Drehmomentübertragung auf die Räder zu schaffen. Wenn das Drehmoment des Elektromotors und das Drehmoment des Verbrennungsmotors fehlangepasst sind, können bei den herkömmlichen Ansätzen Wirkungsgrad, Sanftheit und/oder Übergangszeit negativ beeinflusst werden.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben eines Hybrid-Fahrzeugs bereitzustellen, welches bzw. welche es ermöglichen, genau festzustellen, wann der Verbrennungsmotor tatsächlich gestartet hat und Drehmoment bereitstellt, damit der Übergang vom rein elektri schen Antrieb des Fahrzeugs zu anderen Antriebsmodi (z.B. Nur-ICE oder einer Kombination von ICE und Elektromotor) effizient und sanft synchronisiert werden kann.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Feststellung des Startens eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Die Vorrichtung und das Verfahren zur Feststellung des Startens eines Verbrennungsmotors schaffen einen im Wesentlichen nahtlosen Übergang vom Elektromotorantrieb zum Verbrennungsmotorantrieb (ICE-Antrieb) oder zum kombinierten Antrieb mit Elektromotor und Verbrennungsmotor. Der Übergang vom ausschließlich elektrischen Antrieb des Fahrzeugs, wie er gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird, kann für den Fahrer im Wesentlichen transparent bzw. nicht wahrnehmbar sein und ist im Allgemeinen in einer Vielzahl von unterschiedlichen Betriebszuständen des Fahrzeugs robust. Ein rascher und sanfter Start des Verbrennungsmotors, wie er durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, kann effizienter und sanfter sein als der Start des Verbrennungsmotors unter Verwendung herkömmlicher Ansätze.
  • Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Fahrzeugs offenbart. Das Fahrzeug weist ein primäres Antriebskrafterzeugungssystem und ein sekundäres Antriebskrafterzeugungssystem auf, welche über eine Lastschaltgetriebeanordnung zum Bereitstellen einer Traktionskraft für das Fahrzeug angekuppelt sind. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen der Beschleunigung einer Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung, wenn das primäre Antriebskrafterzeugungssystem deaktiviert ist, und Folgern einer Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems basierend zumindest zum Teil auf der Beschleunigung der Lastschaltgetriebeanordnung.
  • Ferner wird ein Antriebsstrang-System zum Betreiben eines Hybrid-Fahrzeugs offenbart. Das System umfasst ein primäres Antriebskrafterzeugungssystem, ein sekundäres Antriebskrafterzeugungssystem und einen Controller. Das primäre Antriebskrafterzeugungssystem und das sekundäre Antriebskrafterzeugungssystem sind über eine Lastschaltgetriebeanordnung zum Bereitstellen einer Trakti onskraft für das Fahrzeug angekuppelt. Der Controller ist konfiguriert, um die Beschleunigung der Lastschaltgetriebeanordnung zu bestimmen, wenn das primäre Antriebskrafterzeugungssystem deaktiviert ist, und eine Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems basierend zumindest zum Teil auf der Beschleunigung der Lastschaltgetriebeanordnung zu folgern.
  • Ferner wird außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Fahrzeugs mit einem primären Antriebskrafterzeugungssystem und einem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem, welche über eine Lastschaltgetriebeanordnung zum Bereitstellen einer Traktionskraft für das Fahrzeug angekuppelt sind, offenbart. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Drehzahl des sekundären Antriebskrafterzeugungssystems und einer Drehzahl des primären Antriebskrafterzeugungssystems sowie ein Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems basierend zumindest zum Teil auf dem Absolutbetrag der Differenz zwischen der Drehzahl des primären Antriebskrafterzeugungssystems und der Drehzahl des sekundären Antriebskrafterzeugungssystems.
    •
  • Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Abbildungen, welche beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm eines Hybrid-Elektro-Kraftübertragungssystems;
  • 2(a-c) Diagramme eines Hybrid-Elektro-Kraftübertragungssystems und eines Controllers, in denen die vorliegende Erfindung implementiert werden kann;
  • 3(a-c) Diagramme zur Erläuterung alternativer Verfahren zur Feststellung des Startens eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 4(a-d) Betriebsablaufdiagramme eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In 1a ist eine allgemeine Architektur für ein Hybrid-Fahrzeugsystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das System 10 weist eine primäre Energiequelle 12, wie z.B. auf der Basis von Benzin, Diesel, Wasserstoff oder eines anderen Kraftstoffs, auf, welche an ein primäres Antriebskrafterzeugungssystem 14, wie z.B. einen Verbrennungsmotor (ICE), angeschlossen ist. Das primäre Antriebskrafterzeugungssystem 14 erzeugt ein primäres Antriebsdrehmoment (d.h. mechanische Antriebskraft), welche über eine Lastschaltgetriebeanordnung 16 an einen Antriebsstrang 28 zum Übertragen von Zugkraft an die Antriebsräder übertragen wird.
  • Die Lastschaltgetriebeanordnung 16 kann als ein herkömmliches Handschalt-, Automatik- oder kontinuierlich variables Fahrzeuggetriebe oder als ein ähnlicher Übersetzungsmechanismus zum Übertragen der von dem Antriebskrafterzeugungssystem 14 erzeugten mechanischen Antriebskraft implementiert sein.
  • Das System 10 weist ferner eine sekundäre Energiequelle 18, wie z.B. eine Batterie, einen Kondensator, einen Ultrakondensator, eine Akkumulatorzelle, einen hydraulischen Akkumulator, ein Schwungrad oder eine andere Energiespeichervorrichtung, welche zur Erfüllung der Designkriterien der spezifischen Anwendung geeignet und an eine elektrische Maschine angeschlossen ist, um elektrische Energie an die Elektromaschine im Fahrbetrieb zu liefern, und ein sekundäres Antriebskrafterzeugungssystem 20 auf, wie z.B. eine oder mehrere elektrische Maschinen oder andere geeignete Drehmomenterzeugungsvorrichtungen (z.B. eine Elektromaschine, welche in einem Betriebsmodus wie ein Motor und in einem anderen Betriebsmodus wie ein Generator für elektrische Energie arbeitet (d.h. eine Lichtmaschine), und welche in noch einem weiteren Betriebsmodus als Starter arbeitet (d.h. ein S/A Motor), um das Antriebsdrehmoment zu liefern oder um das von dem primären Antriebskrafterzeugungssystem 14 gelieferte Drehmoment zu ergänzen. Das System 10 kann ferner eine Hilfsenergiequelle 24 aufweisen, welche an ein Hilfs-Antriebskrafterzeugungssystem 26 gekoppelt ist, wie z.B. ein Brennstoffzellensystem oder eine Hilfs-Energieversorgungseinheit (APU = "auxiliary power unit"), um noch weiteres Antriebsdrehmoment zu liefern.
  • Die Lastschaltgetriebeanordnung 16 überträgt das Abtriebsmoment im Allgemeinen sowohl von dem ICE als auch von dem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem 20 an den Antriebsstrang 28 des Fahrzeugs. Die Lastschaltgetriebeanordnung 16 kann als wandlerloses Automatikgetriebe implementiert und mit dem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem 20 aufgebaut und angeordnet sein, welches vorzugsweise als ein integrierter Hochspannungs-Elektromotor/Generator implementiert ist. Ein Kupplungsmechanismus ist im Allgemeinen in Verbindung mit der Lastschaltgetriebeanordnung 16 implementiert, um den ICE an- und abzukoppeln. Vorzugsweise können die Lastschaltgetriebeanordnung 16 und das sekundäre Antriebskrafterzeugungssystem 20 in einer einzigen modularen Hybrid-Getriebeeinheit 22 untergebracht sein. Das Hybrid-Fahrzeugsystem 10 kann als sog. serielle, parallele oder seriell-parallele Hybrid-Konfiguration implementiert sein, wie im Stand der Technik bekannt.
  • Ein Controller 30 (z.B. ein Antriebsstrang-Controller, ein Fahrzeugsystem-Controller, ein Antriebsstrang-Steuermodul etc.) steht im Allgemeinen mit einer oder mehreren Komponenten des Hybrid-Fahrzeugsystems 10 (z.B. dem primären Antriebskrafterzeugungssystem 14, dem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem 20 und der modularen Hybrid-Getriebeeinheit 22) in Verbindung, um den Betrieb des Hybrid-Fahrzeugsystems 10 zu steuern. Der Controller 30 kann vorzugsweise in Verbindung mit wenigstens einem der Komponenten primäres Antriebskrafterzeugungssystem 14, sekundäres Antriebskrafterzeugungssystem 20, modulare Hybrid-Getriebeeinheit 22 etc. implementiert sein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt allgemein eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts für Hybrid-Fahrzeuge bereit. Die verbesserte Vorrichtung und das verbesserte Verfahren zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen in Verbindung mit wenigstens einem Speicher, (z.B. einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), EPROM, EEPROM, Flash-Speicher etc.) und einem Prozessor in dem Controller 30 implementiert. In einem Beispiel können die verbesserte Vorrichtung und das verbesserte Verfahren zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts in Verbindung mit einem Getriebe für das Hybrid-Fahrzeugsystem 10 implementiert sein, wie in 1 gezeigt.
  • Gemäß 2 kann gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein elektrisches wandlerloses Getriebesystem (z.B. die Lastschaltgetriebeanordnung 16) einbezogen werden, welches so betrieben werden kann, dass der Verbrennungsmotor an den Elektromotor angekoppelt und von diesem abgekoppelt werden kann. Ein derartiges Hybrid-Antriebsstrangsystem ist beispielsweise in der US 61 76 808 A (nachfolgend als "'808-Patent" bezeichnet) beschrieben, welches hiermit in seiner Gesamtheit durch Inbezugnahme in die vorliegende Offenbarung aufgenommen werden soll. Die Elektromaschine 20, welche in Verbindung mit dem Hybrid-Antriebsstrangsystem 16 des '808-Patents implementiert ist, wird auf der Eingangsseite des Getriebes angeordnet.
  • Wenn ein Verbrennungsmotorstart erforderlich ist (d.h. über ein entsprechendes Steuersignal angeordnet wurde, angefordert wurde etc.) beginnt im Allgemeinen ein Controller für den Antriebsstrang 22 damit, (i) das Rutschen einer Eingangskupplung, (ii) das Drehmoment der Elektromaschine und (iii) den Eingriffszustand der Verbrennungsmotorkupplung zu steuern. Wenn eine Drehung des Verbrennungsmotors 14 erfasst wurde, wird im Allgemeinen Kraftstoff an den Verbrennungsmotor geliefert und die Nachweisstrategie (d.h. Verfahren, Schritte, Blöcke, Routine, Algorithmus, Prozedur etc.) für einen Verbrennungsmotorstart kann eingeleitet werden. Der Antriebsstrang 22 vervollständigt im Allgemeinen den Eingriff der Verbrennungsmotorkupplung, während er weiterhin die Eingangskupplung und die Elektromaschine 20 steuert.
  • Die Verbrennungsmotorstart-Nachweisroutine gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Allgemeinen in Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Antriebsstrang-Controller, welcher einen Speicher aufweist, implementiert. Der Antriebsstrang-Controller empfängt eine Anzahl von Signalen (welche unter Bezugnahme auf
  • 3a bis 3c detailliert beschrieben werden), um zu erfassen (d.h. nachzuweisen), wann der Verbrennungsmotorstart stattgefunden hat, und der Controller kann ein entsprechendes Signal erzeugen, um anzuzeigen, dass der Verbrennungsmotorstart stattgefunden hat. Der Verbrennungsmotorstart-Nachweisprozess der vorliegenden Erfindung kann in Hardware (z.B. einem Logikschaltkreis), Software, Firmware sowie einer beliebigen geeigneten Kombination hiervon implementiert werden, um die Design-Kriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Wenn der Verbrennungsmotorstart nachgewiesen wurde (z.B. mittels der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung), steuert der Controller im Allgemeinen die Überbrückung der Eingangskupplung und gibt im Wesentlichen übergangslos die Steuerung der Elektromaschine 20 frei. Das Drehmoment des Verbrennungsmotors 14 und das Drehmoment der Elektromaschine 20 stimmen als solche im Allgemeinen überein, so dass im Vergleich zu bekannten Lösungen Wirkungsgrad und/oder Sanftheit des Überganges zwischen den Antriebskraftquellen und/oder Schaltzeiten verbessert werden.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren zum Nachweis des Verbrennungsmotorstarts gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden im Allgemeinen ein Signal von dem Getriebeeingangsdrehzahl-Sensor (d.h. die Eingangsdrehzahl) als ein erstes Steuersignal. Die Beschleunigung am Getriebeeingang wird unter Verwendung der Getriebeeingangsdrehzahl bestimmt (z.B. berechnet, abgeleitet, gemessen etc.) und als ein Triggersignal (z.B. ein zweites Steuersignal) verwendet. Wenn der Verbrennungsmotor vom Zustand des Motordrehmoment-Verbrauchers (d.h. Absorbers) zum Zustand des Drehmomenterzeugers (d.h. Generators) übergeht (d.h. durch Übergänge, Schaltvorgänge etc.), tritt im Allgemeinen ein rapides Ansteigen der Getriebeeingangsbeschleunigung auf. Der Übergang des Verbrennungsmotors vom Zustand des Motordrehmoment-Verbrauchers zum Zustand des Drehmomenterzeugers tritt im Allgemeinen im Zustand eines tatsächlich erfolgenden Verbrennungsmotorstarts auf.
  • Die Getriebeeingangsbeschleunigung kann unter Anwendung einer oder mehrerer alternativer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung berechnet werden. In einem Ausführungsbeispiel kann die Getriebeeingangsbeschleunigung unter Verwendung einer einfachen (z.B. ungefilterten, unverstärkten etc.) Ableitung des Getriebeeingangsdrehzahlsignals (d.h. von dem Lastschaltgetriebe 16) berechnet werden. Unter einigen Fahrzeugbetriebsbedingungen (z.B. wenn das Übergangsdrehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist), kann die einfache Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl direkt als das Triggersignal verwendet werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel (z.B. unter anderen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, bei denen beispielsweise der Verbrennungsmotordrehmoment-Übergang schwierig wahrzunehmen bzw. zu unterscheiden ist) kann eine gefilterte Version der Getriebeeingangsbeschleunigung als Triggersignal verwendet werden. Das alternative Verfahren kann einen prädiktiven Kalmanfilter-Algorithmus verwenden, um die Eingangsdrehzahlbeschleunigung zu bestimmen. Das Eingangsdrehzahlbeschleunigungssignal kann auch gefiltert werden. Die schnelle Beschleunigung (d.h. das Getriebeeingangsbeschleunigungssignal) kann mit der gefilterten Version (d.h. der Version gemäß dem prädiktiven Kalmanfilter-Algorithmus) verglichen werden, um zu bestimmen, wann der Verbrennungsmotor gestartet hat. Alternative Strategien (d.h. Verfahren, Routinen, Prozesse, Algorithmen, Schritte etc.) zum Feststellen eines Verbrennungsmotorstarts gemäß der vorliegenden Erfindung können wie folgt beschrieben werden.
  • In 3a ist ein Blockdiagram gezeigt, in welchem ein Steuerverfahren 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das Verfahren 100 beinhaltet im Allgemeinen das Bestimmen einer gefilterten Beschleunigung der Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung 16, wenn das primäre Antriebskrafterzeugungssystem 14 deaktiviert ist, und das Folgern einer Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems 14 basierend zumindest zum Teil auf der Beschleunigung der Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung 16. In einem Beispiel liefert das Verfahren 100 eine Bestimmung der Änderung in der Getriebeeingangsdrehzahl-Beschleunigung unter Verwendung einer einfachen Ableitung der Getriebeeingangsdrehzahl zur Feststellung, wann ein Verbrennungsmotor gestartet hat.
  • Der Antriebsstrang-Controller, welcher die Strategie der vorliegenden Erfindung implementiert, kann Eingangssignale an entsprechenden Eingängen empfangen. Ein erstes Signal (z.B. Ni_raw) kann ein Getriebeeingangsdrehzahl-Signal sein, ein zweites Signal (z.B. Ne_raw) kann ein Verbrennungsmotordrehzahl-Signal sein, ein drittes Signal (z.B. CAN_Torq_in) kann ein Getriebeeingangsdrehmoment-Signal sein, ein viertes Signal (z. B. TP_raw) kann ein Signal für die aktuelle Drosselklappenstellung sein, und ein fünftes Signal (z.B. Clutch_Engaged) kann ein Signal sein, welches anzeigt, wenn die Verbrennungsmotorkupplung eingerückt ist (d.h. ein Verbrennungsmotorkupplungseinrück-Signal).
  • Der Antriebsstrang-Controller, welcher die Strategie der vorliegenden Erfindung implementiert (z.B. der Controller 30), kann ein digitales Ausgangssignal (z.B. Triggersignal, Detect_start) ausgeben, wenn die Bedingung eines Verbrennungsmotorstarts eingetreten ist. Die Routine 100 kann bestimmen (z.B. berechnen, logisch entscheiden, vergleichen etc.), ob ein Signal in Antwort auf wenigstens einen Parameter (d.h. Faktor, Wert etc.) bezüglich der Kalibrierung (d.h. kalibrierbar, vorbestimmt, voreingestellt und dergleichen), z.B. Cal_x, festgesetzt wird, wobei x ein Referenzbuchstabe ist, der einem bestimmten Parameter entspricht.
  • Es gibt im Allgemeinen vier Pfade (oder Routen), welche das Verbrennungsmotorstart-Triggersignal erzeugen (d.h. das Signal Detect_start festsetzen, ausgeben, senden, übertragen etc., welches anzeigt, dass die Bedingung eines Verbrennungsmotorstarts eingetreten ist). Die ersten beiden dieser unten beschriebenen Pfade sind die allgemein bevorzugten Austrittsmodi entsprechend den Fahrzeugbetriebsbedingungen für die Starterfassungsstrategie 100. Die letzten beiden Pfade werden im Allgemeinen in Falle ungewöhnlicher (d.h. atypischer, anormaler, selten auftretender etc.) Umstände (d.h. Bedingungen, Modi etc.) des Fahrzeugbetriebs implementiert.
  • Der erste Pfad wird im Allgemeinen implementiert, um nachzuweisen, wann Starts mit leichter Gaspedalbetätigung ausgelöst werden, wo nur eine geringfügige Änderung in der Eingangsbeschleunigung auftritt, wie beispielsweise dann, wenn der Verbrennungsmotor aufgrund einer geringen Last gestartet wird. Der erste Pfad der Strategie 100 umfasst im Allgemeinen einen Block (z.B. Schaltkreis, Apparat, Vorrichtung, Gatter, Schritt, Operator etc.) 102, einen Block 104, einen Block 106, einen Block 108, einen Block 110, einen Block 120, einen Block 122, einen Block 124 und einen Block 126.
  • Der Block 102 kann als ein Filter (z.B. ein 8 Hz-Tiefpassfilter zweiter Ordnung) implementiert werden. Der Block 104 kann konfiguriert werden, um eine einfache Ableitungsoperation durchzuführen. Der Block 106 kann als ein Filter (z.B. ein 3 Hz-Tiefpassfilter zweiter Ordnung) implementiert werden. Der Block 108 kann als ein Komparator oder ein Zeitsteuerungs- bzw. Timerschaltkreis implementiert werden. Der Block 110 kann als ein logisches Gatter (z.B. ein UND-Gatter) implementiert werden. Die Blöcke 120 und 122 können als Komparatoren implementiert werden. Der Block 124 kann als ein logisches Gatter (z.B. ein ODER-Gatter) implementiert werden. Der Block 126 kann ein Signal darstellen (z.B. das Triggersignal Detect_start).
  • Das Signal Ni_raw wird im Allgemeinen über den Block 102 gefiltert, um Rauschen zu minimieren (z.B. einen Fremdsignalgehalt, welcher größer als eine vorbestimmte Frequenz wie z.B. 8 Hz ist), um ein Signal (z.B. Ni_filt) zu erzeugen. Eine einfache Ableitung des Signals Ni_filt kann über den Block 104 berechnet werden, um ein Signal (z.B. Dot_Ni) zu erhalten. Das Signal Dot_Ni wird im Allgemeinen durch den Tiefpassfilter 106 geleitet, um ein Signal (z.B. Ni_rate) zu erzeugen.
  • Der Block 108 kann bestimmen, ob das Signal Ni_rate einen minimalen positiven Beschleunigungswert (z.B. Cal_6) für eine vorbestimmte minimale Zeitdauer (z.B. Cal_7) aufrechterhalten hat (d.h. größer als dieser ist), um den Verbrennungsmotorstart zu triggern (d.h. das Signal Dectect_start als einen digitalen Wert "Wahr" auszugeben, indem ein digitales "Wahr" (d.h. ein Triggersignal) an einen ersten Eingang des UND-Gatters 110 gesendet wird. In einem Beispiel kann der Parameter Cal_6 400 RPM/s (RPM = Umdrehungen je Minute) betragen, und der Parameter Cal_7 kann 60 ms betragen. Die Parameter Cal_6 und Cal_7 können jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Um falsche Triggerungen auf dem ersten Pfad der Strategie 100 einzuschränken oder zu eliminieren, werden im Allgemeinen zwei Eignungsbedingungen vorgesehen und ausgewertet. Die erste Eignungsbedingung kann darin bestehen, zu bestimmen, dass der Verbrennungsmotor auf einer Stufe nahe dem Leerlauf läuft, um sicherzustellen, dass der Anfangsübergang von dem ersten Kompressionszyklus des Verbrennungsmotors gemildert wird. Um die erste Eignungsbedingung zu implementieren, wird das Signal Ne_raw im Allgemeinen mit einem vorbestimmten Verbrennungsmotordrehzahl-Parameterwert (z. B. Cal_5) unter Verwendung des Komparators 120 verglichen, und falls das Signal Ne_raw größer als der Parameter Cal_5 ist, wird im Allgemeinen ein digitales "Wahr" (d.h. ein Triggersignal) von dem Komparator 120 an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 110 gesendet. In einem Beispiel kann der Parameter Cal_5 800 Umdrehungen je Minute (RPM) betragen. Der Parameter Cal_5 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Die zweite Eignungsbedingung kann implementiert werden, um falsche Triggerungen zu eliminieren, die der erste Pfad der Strategie 100 während Startbedingungen mit hohem Drehmoment erzeugen kann. Um die zweite Eignungsbedingung zu implementieren, wird das Signal CAN_Torq_in im Allgemeinen mit einem vorbestimmten Drehmoment-Parameterwert (z.B. Cal_4) unter Verwendung des Komparators 122 verglichen, und falls das Signal CAN_Torq_in kleiner als der Parameter Cal_4 ist, wird im Allgemeinen ein digitales "Wahr" (d.h. ein Triggersignal) von dem Komparator 122 an einen dritten Eingang des UND-Gatters 110 gesendet.
  • In einem Beispiel kann der Parameter Cal_4 ein 45 ft·Ib (d.h. 61 N·m) sein. Der Parameter Cal_4 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen. Wenn die Blöcke 108, 120 und 122 alle einen digitalen Wahr-Wert erzeugen (d.h. im Wesentlichen gleichzeitig ein Triggersignal) und an das UND-Gatter 110 senden, sendet das UND-Gatter 110 im Allgemeinen ein digitales "Wahr" (d.h. ein Triggersignal) an einen ersten Eingang des ODER-Gatters 124, und das ODER-Gatter 124 sendet im Allgemeinen das Signal Detect_start als ein digitales "Wahr"-Signal über den Block 126.
  • Der zweite Pfad für den Verbrennungsmotorstart-Nachweis gemäß dem Verfahren 100 kann implementiert werden, um Starts bei höherem Drehmoment nachzuweisen, wo die Änderung in der Eingangsbeschleunigung markant (d.h. um eine vorbestimmtes Maß größer) im Vergleich zum Basisrauschpegel ist und die Rechtzeitigkeit des Startnachweises für den Benutzer des Fahrzeugs große Priorität hat (z.B. wenn der Fahrer für eine Rauhigkeit des Antriebsstranges empfindlich ist). Der zweite Pfad für den Verbrennungsmotorstart-Nachweis gemäß dem Verfahren 100 umfasst im Allgemeinen den Block 102, den Block 104, den Block 124, den Block 126, einen Block 130, einen Block 132 und ein Logik-Gatter 134. Die Blöcke 130 und 132 können als Komparatoren implementiert werden. Der Block 134 kann als ein Logik-Gatter (z.B. ein UND-Gatter) implementiert werden.
  • Die ungefilterte Getriebeeingangsbeschleunigung Dot_Ni (d.h. das von dem Block 104 erzeugte Signal) kann mittels des Komparators 130 mit einem vorbestimmten Parameterschwellenwert (z.B. Cal_1) verglichen werden. Wenn das Signal Dot_Ni größer als Cal_1 ist, sendet der Komparator 130 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen ersten Eingang des Gatters 134. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameterschwellenwert Cal_1 einen Wert von 2000 RPM/s (RPM = Umdrehungen je Minute) haben, und der Parameterschwellenwert Cal_6 kann einen Wert von 400 RPM/s haben. Die Parameter Cal_1 und Cal_6 können jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Die Bereitstellung des Signals Detect_start über den zweiten Pfad des Verfahrens 100 kann dazu geeignet sein, ungerechtfertigte Bereitstellungen des Signals Detect_start zu reduzieren oder zu eliminieren. Das Signal TP_raw kann mit einem vorbestimmten Parameterschwellenwert (z.B. Cal_2) verglichen werden. Das Signal TP_raw kann an den Komparator 132 gesendet werden.
  • Wenn das Signal TP_raw größer als Cal_2 ist, sendet der Komparator 132 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 134. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameterschwellenwert Cal_2 einen Wert von 2000 RPM/s (RPM = Umdrehungen pro Minute) haben, und der Parameterschwellenwert Cal_6 kann einen Wert von 80 Zähleinheiten ("counts") haben (wobei ein Wert von Zähleinheiten einer bestimmten Drosselklappenstellung entspricht). Der Parameter Cal_2 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Wenn die Blöcke 130 und 132 beide ein digitales "Wahr"-Signal an das UND-Gatter 134 liefern, liefert im Allgemeinen das UND-Gatter 134 ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen zweiten Eingang des ODER-Gatters 124, und das ODER-Gatter 124 liefert im Allgemeinen das Signal Detect_start über den Block 126.
  • Der dritte Pfad des Verfahrens 100 kann verwendet werden, wenn der Verbrennungsmotor, welcher gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird, zu einem frühen Zeitpunkt während der Eingriffstellung der Kupplung startet. Der Verbrennungsmotor erzeugt im Allgemeinen Drehmoment, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl größer ist als die Eingangsdrehzahl des Getriebes. Der dritte Pfad des Verfahrens 100 der vorliegenden Erfindung umfasst einen Block 140, einen Block 142, einen Block 144, einen Block 146, das Gatter 124 und den Block 126.
  • Der Block 140 kann als ein Filter (z.B. als ein 8 Hz-Tiefpassfilter zweiter Ordnung) implementiert werden. Der Block 142 kann als ein arithmetischer Prozessor implementiert werden, welcher zur Durchführung einer Subtraktion (d.h. Ermitteln einer Differenz) konfiguriert ist. Der Block 144 kann als ein Filter (z.B. ein 4.4 Hz-Tiefpassfilter zweiter Ordnung) implementiert werden. Der Block 146 kann als ein Komparator implementiert werden.
  • Das Signal Ne_raw wird im Allgemeinen über den Block 140 gefiltert, um Rauschen (z.B. ein Fremdsignal, welcher größer als eine vorbestimmte Frequenz wie z.B. 8 Hz ist) zu minimieren, um ein Signal (z.B. Ne_filt) zu erzeugen. Ein Differenzsignal zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal Ni_filt (d.h. ein Signal, welches dem Rutschen der Verbrennungsmotorkupplung entspricht), kann von dem Block 142 erzeugt und über den Block 144 gefiltert werden, um ein Signal (z.B. Slip_WC) zu erzeugen.
  • Das Signal Slip_WC kann an den Komparator 146 geliefert und mit einem vorbestimmten Parameter (z.B. Cal_3) verglichen werden. Wenn das Signal Slip_WC größer als der Parameter Cal_3 ist, sendet der Komparator 146 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen dritten Eingang des ODER-Gatters 124, und das ODER-Gatter 124 erzeugt im Allgemeinen das Signal Detect_start über den Block 126. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameterschwellenwert Cal_3 einen Wert von 100 Umdrehungen pro Minute (RPM) haben. Der Parameter Cal_3 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Der vierte Pfad des Verfahrens 100 kann einen Gesamt-Timer 150 (z.B. einen Block 150) aufweisen, welcher gestartet wird, wenn das Einrücken der Kupplung abgeschlossen ist (d.h. wenn das Signal Clutch_Engaged ausgegeben wird). Der vierte Pfad des Verfahrens 100 umfasst im Allgemeinen den Timer 150, das Gatter 124 und den Block 126. Der Timer 150 wird im Allgemeinen implementiert, um sicherzustellen, dass das Verfahren 100 nicht in einer Schleife ins Stocken gerät, wenn die anderen Pfade aufgrund einer Fehlfunktion oder aus einem anderen Grunde verfehlt werden.
  • Das Signal Clutch_Engaged kann an einen Eingang des Timers 150 gesendet werden. Wenn eine Zeitdauer (z.B. Cal_8) verstrichen ist, sendet der Timer 150 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen vierten Eingang des ODER-Gatters 124, und das ODER-Gatter 124 erzeugt im Allgemeinen das Signal Detect_start über den Block 126. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameterschwellenwert Cal_8 einen Wert von 300 ms haben. Der Parameter Cal_8 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert (d.h. Dauer oder Zeitintervall) implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Wenn irgendeiner der Blöcke 110, 134, 146 und 150 ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an das ODER-Gatter 124 aussenden, liefert das ODER-Gatter 124 im Allgemeinen das Signal Detect_Start über den Block 126 als ein digitales "Wahr" (d.h. eine Anzeige, dass der Verbrennungsmotor gestartet hat, wird erzeugt).
  • Gemäß 3b ist ein Diagramm einer anderen Strategie (d.h. einer Strategie 100') der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Strategie 100' verwendet im Allgemeinen einen Kalman-Filter, um die Getriebeeingangsdrehzahl-Beschleunigung basierend auf einer gemessenen Eingangsdrehzahl zu bestimmen. Die Kalmangefilterte Version der Getriebeeingangsdrehzahl-Beschleunigung wird im Allgemeinen mit einer Tiefpass-gefilterten Version der Getriebeeingangsdrehzahl-Beschleunigung verglichen. Eine positive Abweichung der jeweiligen Getriebeeingangsdrehzahl-Beschleunigungssignale zeigt im Allgemeinen an, dass ein plötzlicher Anstieg in der Eingangsbeschleunigung aufgetreten ist. Der plötzliche Anstieg in der Eingangsbeschleunigung kann als ein Anzeichen dafür interpretiert werden, dass der Verbrennungsmotor gestartet hat, um Drehmoment zu liefern. Um mögliche ungerechtfertigte Triggerungen zu minimieren, kann die Filterkonstante des Tiefpassfilters so variiert werden, dass sie bei einem erwarteten Verbrennungsmotorstart eine größere Empfindlichkeit ergibt als unter anderen Betriebsbedingungen.
  • Es gibt im Allgemeinen drei Pfade (oder Routen), welche gemäß dem Verfahren 100' das Verbrennungsmotorstart-Triggersignal Detect_start erzeugen (d.h. bereitstellen, ausgeben, übertragen etc.), welches anzeigt, dass ein Verbrennungsmotorstart eingetreten ist.
  • Der erste Pfad umfasst im Allgemeinen einen Block 160, einen Block 162, einen Block 164, einen Block 166, einen Block 168, einen Block 124N und den Block 126. Der Block 160 wird im Allgemeinen als Kalman-Filter (z.B. als ein einfacher Kalman-Filter dritter Ordnung) implementiert, welcher konfiguriert ist, um das Getriebeeingangsdrehzahlsignal Ni_raw zu filtern. Der Block 162 ist im Allgemeinen als Steuersignalgenerator implementiert. Der Block 164 ist im Allgemeinen als ein Tiefpassfilter erster Ordnung mit variabler Filterkonstante implementiert. Der Block 166 ist im Allgemeinen als ein Kombinator implementiert. Der Block 168 ist im Allgemeinen als ein Komparator implementiert. Der Block 124N ist im Allgemeinen als ein logisches ODER-Gatter mit drei Eingängen implementiert.
  • Es gibt im Allgemeinen zwei Eingangssignale für den ersten Pfad der Strategie 100' (d.h. den Pfad, welcher normalerweise den Verbrennungsmotorstart nachweist), nämlich die Getriebeeingangsdrehzahl Ni_raw und die Verbrennungsmotordrehzahl Ne_raw. Das Signal Ni_raw wird durch den Kalman-Filter 160 geleitet, um ein Signal (z.B. Kni_rate) zu erzeugen. Das Signal Kni_rate kann eine Vorhersage der Getriebeeingangsbeschleunigung liefern. Ein Beispiel eines Kalman-Filter-Algorithmus, welcher über den Kalman-Filter 160 implementiert werden kann, ist beispielsweise in dem Beitrag von Hebbale und Ghoneim "A Speed and Acceleration Estimation Algorithm for Powertrain Control", American Control Conference, 1991, Seiten 415-420, zu finden, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Inbezugnahme aufgenommen werden soll.
  • Das Signal Kni_rate kann durch den Filter 164 gefiltert werden, um ein Signal (z.B. Filt_kni_rate) zu berechnen. Die Filterkonstante für den Filter 164 mit variabler Filterkonstante kann so variiert werden, dass zu Beginn der Strategie 100' im Wesentlichen keine Filterung durchgeführt wird. Im Allgemeinen ist nicht zu erwarten, dass der Verbrennungsmotor zu Beginn der Strategie 100' startet. Es kann in dem gemäß der Strategie 100' gesteuerten System Übergänge aufgrund der Anwendung der Verbrennungsmotorkupplung geben, und diese Übergänge könnten zu Unrecht den Verbrennungsmotorstart triggern (d.h. ein ungerechtfertigtes Erzeugen des Signals Detect_start hervorrufen).
  • Beim weiteren Ablauf des Verfahrens 100' kann der Block 162 ein Signal (z.B. FC) erzeugen, welches im Allgemeinen einer Filterkonstante entspricht und an den Filter 164 gesendet wird. Die Filterkonstante des Filters 164 kann über das Signal FC gesteuert werden. Der Block 162 senkt (d.h. regelt nach unten) im Allgemeinen exponentiell den Wert des Signals FC auf einen minimalen Wert, so dass der Filter 164 den höchsten Empfindlichkeitsgrad hat, wenn ein Start des Verbrennungsmotors erwartet wird (d.h. vom Beginn des Verfahrens 100').
  • Das Signal Kni_rate wird im Allgemeinen von dem Signal Filt_kni_rate unter Verwendung des Kombinators 166 subtrahiert (d.h. das Signal Kni_rate und der Kehrwert des Signals Filt_kni_rate werden kombiniert, um ein Differenzsignal, z.B. Delta_kni, zu erhalten (d.h. zu erzeugen, zu produzieren, zu berechnen, zu bestimmen etc.).
  • Das Signal Delta_kni kann an den Komparator 168 gesendet werden und mit einem vorbestimmten Parameter (z.B. Cal_9) verglichen werden. Wenn das Signal Delta_kni größer als der Parameter Cal_9 ist, liefert der Komparator 168 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen ersten Eingang des ODER-Gatters 124N, und das ODER-Gatter 124N kann im Allgemeinen das Trigger-Signal Detect_start über den Block 126 erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameterschwellenwert Cal_9 einen Wert von 50 Umdrehungen je Minute (RPM) haben. Der Parameter Cal_9 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Die anderen beiden Pfade des Verfahrens 100' werden bei ungewöhnlichen Betriebsbedingungen implementiert und sind im Wesentlichen die gleichen wie der dritte und der vierte Pfad in der Strategie 100. Wenn irgendeiner der Blöcke 146, 150 und 168 ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an das ODER-Gatter 124N aussendet, liefert das ODER-Gatter 124N im Allgemeinen das Signal Detect_Start über den Block 126 als ein digitales "Wahr" (d.h. eine Anzeige, dass der Verbrennungsmotor gestartet hat, wird erzeugt).
  • Gemäß 3c ist noch ein weiteres Beispiel einer Verbrennungsmotorstartnachweis-Strategie (d.h. einer Strategie 100'') gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Steuerverfahren gemäß der Strategie 100'' beinhaltet im Allgemeinen das Bestimmen der Drehzahl des sekundären Antriebskrafterzeugungssystems 20 und einer gefilterten Version der Drehzahl des primären Antriebskrafterzeugungssystems und das Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems zumindest teilweise auf Basis des Absolutwerts der Differenz zwischen dem gefilterten Verbrennungsmotordrehzahlsignal und der Drehzahl des sekundären Antriebskrafterzeugungssystems.
  • Wenn das Verfahren 100'' implementiert wird, wird der S/A-Motor (d.h. die elektrische Maschine) im Allgemeinen in einen unidirektionalen Drehzahlsteuerungs-Betriebsmodus während der Startsequenz gebracht anstelle einer Drehmomentsteuerung, wie sie bei den zuvor beschriebenen Verfahren (d.h. den Verfahren 100 und 100') erfolgte. Wenn die Motordrehzahl den Sollwert überschreitet, wird im Allgemeinen kein Versuch unternommen, die Drehzahl beizubehalten. Die Drehzahl des S/A-Motors 20 kann absichtlich leicht unterhalb der Steuerungsdrehzahl bei Verbrennungsmotorleerlauf eingestellt werden, um eine Tendenz des Drehzahlcontrollers des S/A-Motors 20 und des Drehzahlcontrollers des Verbrennungsmotors zu reduzieren oder zu eliminieren, sich gegenseitig bei der Steuerung übertreffen zu wollen (d.h. inkompatible Drehzahlsteuerungssignale auszugeben).
  • Bevor der Verbrennungsmotor 14 damit beginnt, Drehmoment zu liefern, stellt der Verbrennungsmotor im Allgemeinen eine Nutzlast an dem S/A 20 dar. Der S/A kann gezwungen werden, Zugkraft (d.h. Drehmoment) auszuüben, um eine Soll-Drehzahl aufrechtzuerhalten. Wenn der Verbrennungsmotor 14 damit beginnt, Drehmoment zu liefern, ist das Nutzdrehmoment positiv, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors wächst im Allgemeinen an, ohne dass Drehmoment von dem S/A 20 aufgenommen wird. Der S/A bzw. die 20 befindet sich in undirektionaler Steuerung (d.h. nur positive Drehmomente werden von der elektrischen Maschine 20 genutzt, um die gewünschte Eingangsdrehzahl aufrechtzuerhalten), und versucht im allgemeinen nicht, dem Verbrennungsmotor 14 entgegenzuwirken. Die Motordrehzahl kann ohne Störung durch den Verbrennungsmotor anwachsen. Der Verbrennungsmotorstart kann nachgewiesen werden, indem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens 100'' wie folgt ermittelt wird, wann der S/A 20 keine Zugkraft mehr ausübt, um die Drehzahl aufrechtzuerhalten (wie in 4d zahlenmäßig dargestellt).
    • 1.) Triggerung durch Zündschlüssel-Start oder Loslassen der Bremse (brake-off) setzt Start-Sequenz in Gang.
    • 2.) Der S/A 20 dreht mit unidirektionaler Drehzahlsteuerung mit einem kalibrierbaren RPM-Wert (RPM = Umdrehungen pro Minute) (z.B. Cal_10) unterhalb der gewünschten Leerlaufdrehzahl.
    • 3.) Die Trennkupplung ist eingerückt und die Drehzahl des Verbrennungsmotors ist mit der S/A-Drehzahl synchronisiert.
    • 4.) Der Verbrennungsmotor 14 wird mit Kraftstoff versorgt und die Zündung beginnt.
  • 3c zeigt allgemein die Startnachweis-Logik (d.h. Routine 100'') gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Strategie 100'' gibt im Allgemeinen das Start-Nachweis-Signal als "Wahr" aus (d.h. das Trigger-Signal Detect_Start wird ausgegeben), wenn
    • 1.) Der Absolutbetrag von gefilterter Verbrennungsmotordrehzahl minus Drehzahl des S/A 20 ist kleiner als ein kalibrierbarer Wert (z.B. Cal_12).
    • 2.) Der Getriebe-Controller erkennt, dass die Trennkupplung vollständig eingerückt ist.
    • 3.) Das Drehmoment des Starters/Wechselstromgenerators 20 ist kleiner als ein kalibrierbarer Wert (z.B. Cal_12).
  • Sämtliche dieser drei Kriterien sind im Allgemeinen für eine vorbestimmte Zeit erfüllt bzw. "wahr" (z.B. für eine Zeitdauer oder ein Intervall, z.B. Cal_13), bevor die Strategie 100'' einen Verbrennungsmotorstart nachweist und das Signal Detect_start ausgibt.
  • Der Antriebsstrang-Controller, welcher die Strategie 100'' der vorliegenden Erfindung implementiert, kann Eingangssignale an entsprechenden Eingängen empfangen. Ein erstes Signal kann das gefilterte Verbrennungsmotordrehzahlsignal Ne_filt sein, ein zweites Signal (z.B. SA_speed) kann ein unidirektionales S/A-Drehzahlsignal sein, ein drittes Signal kann das Signal Clutch_Engaged sein, welches anzeigt, wann die Verbrennungsmotorkupplung eingerückt ist, und ein viertes Signal (z.B. TQ_SA_Act_filt) kann ein Signal sein, welches einer gefilterten Version des S/A-Drehmoments entspricht.
  • Das Verfahren 100'' umfasst im Allgemeinen einen Block 180, einen Block 182, einen Block 184, einen Block 186, einen Block 190, einen Block 192, einen Block 194, einen Block 196 und den Block 126. Der Block 180 kann als ein arithmetischer Prozessor implementiert sein, welcher zur Durchführung einer Subtraktion (d.h. Bestimmung einer Differenz) und eines Vergleichs konfiguriert ist. Der Block 182 kann als ein arithmetischer Prozessor implementiert sein, welcher zur Bestimmung eines Absolutbetrags konfiguriert ist. Die Blöcke 184 und 192 können als Komparatoren implementiert sein. Der Block 186 kann als ein logisches Gatter (z.B. ein UND-Gatter) implementiert sein. Der Block 190 kann als ein arithmetischer Prozessor implementiert sein, welcher zur Durchführung einer Rundungs operation konfiguriert ist (z.B. einer Operation, welche zur Reduzierung oder Eliminierung metastabiler Zustände aus dem Signal Clutch_Engaged konfiguriert ist). Der Block 194 kann als ein Entscheidungsblock implementiert sein. Der Block 196 kann als ein Zeitverzögerungsblock implementiert sein.
  • Ein Differenzsignal zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed (d.h. ein dem Rutschen der Verbrennungsmotorkupplung entsprechendes Signal) kann erzeugt werden und mit dem vorbestimmten kalibrierbaren Drehzahlparameter Cal_10 mittels des Blocks 180 verglichen werden. Wenn die Differenz zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed kleiner als Cal_10 ist, liefert der Block 180 im Allgemeinen die Differenz zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed an einen Eingang des Blocks 182. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameter Cal_10 mit einem Wert von 25 Umdrehungen pro Minute (RPM) implementiert werden. Der Parameter Cal_10 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Der Block 182 kann den Absolutbetrag der Differenz zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed erzeugen und den Absolutbetrag der Differenz zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed an einen Eingang des Komparators 184 liefern. Wenn der Absolutbetrag der Differenz zwischen dem Signal Ne_filt und dem Signal SA_speed kleiner als der vorbestimmte, kalibrierbare Drehzahlparameter Cal_11 ist, liefert der Block 184 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen ersten Eingang des UND-Gatters 186. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameter Cal_11 mit einem Wert von 10 Umdrehungen pro Minute (RPM) implementiert werden. Der Parameter Cal_11 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Der Block 190 kann einen Eingang aufweisen, welcher das Signal Clutch_Engaged empfangen kann, und liefert eine gerundete Version des Signals Clutch_Engaged (z.B. eine Version des Signals Clutch_Engaged, bei welcher we niger metastabile Zustände auftreten) an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 186 als ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal).
  • Der Komparator 192 kann einen Eingang aufweisen, welcher ein Signal TQ_SA_Act_filt empfangen kann. Der Komparator 192 kann das Signal TQ_SA_Act_filt mit dem vorbestimmten, kalibrierbaren Drehmomentparameter Cal_12 vergleichen. Wenn der Wert des Signals TQ_SA_Act_filt kleiner als Cal_12 ist, liefert der Block 192 im Allgemeinen ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. ein Trigger-Signal) an einen dritten Eingang des UND-Gatters 186. In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameter Cal_12 mit einem Wert von 7.5 ft·Ib (d.h. etwa 10 N·m) implementiert werden. Der Parameter Cal_12 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.
  • Wenn die Blöcke 184, 190 und 192 alle ein digitales "Wahr"-Signal (d.h. im Wesentlichen gleichzeitig ein Trigger-Signal) erzeugen und an das UND-Gatter 186 liefern, liefert das UND-Gatter 186 im Allgemeinen ein Signal (z.B. SPD_STRT) an den Entscheidungsblock 194. Wenn das Signal SPD_STRT für ein Zeitintervall (d.h. eine Dauer) bereitgestellt wurde, welche größer als der vorbestimme, kalibrierbare Zeitparameter (z.B. Cal_13) ist (d.h. der JA-Zweig des Entscheidungsblocks 194), gibt der Block 126 im Allgemeinen das Trigger-Signal Detect_Start als einen digitalen "Wahr"-Wert aus.
  • In einem Ausführungsbeispiel kann der Parameter Cal_13 mit einem Wert von 30 ms implementiert werden. Der Parameter Cal_13 kann jedoch mit einem beliebigen geeigneten ausgewählten Wert implementiert werden, um die Designkriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen. Die vorbestimmte Zeitdauer Cal_8 ist im Allgemeinen größer als die vorbestimmte Zeitdauer Cal_13.
  • Wenn, unter erneuter Bezugnahme auf den Entscheidungsblock 194, das Signal SPD_STRT für ein Zeitintervall (d.h. eine Dauer) bereitgestellt wurde, welche gleich oder kleiner als der vorbestimmte kalibrierbare Zeitparameter Cal_13 ist (d.h. der NEIN-Zweig des Entscheidungsblocks 194), verzögert der Block 196 im Allgemeinen die Operation 100'' (d.h. wartet unter Verwendung eines – nicht gezeigten – Timers, welcher eingestellt oder aktiviert wird, wenn der Prozess 100'' in Gang gesetzt wird) für die Dauer gemäß dem vorbestimmten kalibrierbaren Zeitparameter Cal_13 und kehrt zurück zu dem Entscheidungsblock 194.
  • Gemäß 4a ist eine Auftragung 200 gemäß dem ersten Pfad in der Strategie 100 bei geringer Pedal- bzw. Gasanforderung dargestellt. Das Verbrennungsmotorstart-Identifizierungssignal (z.B. das Signal Detect_Start) wird zu Beginn des Algorithmus 100 auf Null gesetzt (d.h. "Aus", deaktiviert, ein digitaler "Falsch"-Wert, ein Niedrig- oder Null-Zustand). Wenn die gefilterte Eingangsdrehzahl-Beschleunigung (z.B. das Signal Ni_rate) den Schwellenwert Cal_6 kreuzt, wird im Allgemeinen der Timer des Blocks 108 gestartet. Wenn der Timer des Blocks 108 abläuft (d.h. Delta-Zeit = Cal_7), wird im Allgemeinen das Verbrennungsmotorstart-Identifizierungssignal auf Eins gesetzt (d.h. "Ein", aktiviert, ein digitales "Wahr", ein Hoch- oder Eins-Zustand). Das Halbwellen-Drehmoment und die Verbrennungsmotor-Drehzahl zeigen im Allgemeinen einen sanften bzw. glatten Übergang.
  • Gemäß 4b ist eine Auftragung 200' gemäß dem zweiten Pfad in der Strategie 100 unter Verwendung des Beschleunigungssignals bei schnellem Antrieb (z.B. des Signals Dot_ni) gezeigt. Wenn die Pedalstellung von 80 Zähleinheiten ("Counts") auf 150 Zähleinheiten erhöht wird, wächst der Leistungsbedarf aufgrund eines erforderlichen Verbrennungsmotorstarts an. Die aktuelle Drosselklappenstellung steigt über den Minimalgrenzwert (z.B. den oben beschriebenen Schwellenwert Cal_2) an. Wenn die aktuelle Drosselklappenstellung den Minimalgrenzwert Cal_2 übersteigt, wächst das Signal Dot_ni rasch an, wenn der Verbrennungsmotor zündet, und das Detect_Start-Identifizierungssignal wird im Allgemeinen auf Eins gesetzt.
  • Gemäß 4c ist eine Auftragung 200'' gemäß dem ersten Pfad in der Strategie 100'' (d.h. dem Pfad des Kalmanfilter-basierenden Triggerprozesses) gezeigt. Wenn der Verbrennungsmotor 14 startet, gibt es einen plötzlichen Anstieg in der Getriebeeingangsbeschleunigung. Der Anstieg in der Getriebeeingangsbeschleu nigung bewirkt, dass das Signal Delta_kni auf einen positiven Wert übergeht. Wenn das Signal Delta_kni den kalibrierbaren Schwellenwert Cal_9 erreicht, wird das Detect_Start-Identifizierungssignal auf Eins gesetzt. Der in der Auftragung 200'' dargestellte Fall betrifft einen Verbrennungsmotorstart mit geringer Pedalbetätigung, wobei jedoch das Verfahren 100'' unabhängig von der Drosselung arbeitet.
  • Gemäß 4d ist eine Auftragung 200''' gezeigt, welche die Startnachweis-Sequenz gemäß der Strategie 100'' darstellt. Insgesamt ist die Kalman-Filterbasierte Technik gemäß dem Verfahren 100' im Allgemeinen etwas schneller als die anderen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei jedoch der Unterschied gering ist.
  • Sämtliche Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung liefern im Allgemeinen einen sanften, nahtlosen, zuverlässigen und nahezu nicht wahrnehmbaren Übergang vom rein elektromotorischen Antrieb zum Verbrennungsmotor-Antrieb (oder kombinierten Antrieb mit Elektromotor und Verbrennungsmotor). Die Verbrennungsmotorstart-Nachweisstrategien der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen unter einer Vielzahl von Fahrzeugbetriebsbedingungen robust.
  • Die diversen digitalen Signale (z.B. Signale, die von den Blöcken 108, 120, 124, 126, 134, 146, 150, 168 und dergleichen ausgegeben werden) können als "Ein" (d.h. aktiviert), als ein digitaler "Wahr"-Wert, HOCH oder Eins-Zustand ausgegeben werden, und als "Aus" (d.h. deaktiviert) als ein digitales "Falsch", NIEDRIG oder ein Null-Zustand ausgegeben werden. Die "Ein"- oder "Aus"-Zustände der Signale können jedoch als ein beliebiger Zustand, Pegel, Wert, Polarität oder Bedingung ausgegeben werden, um die Design-Kriterien einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs mit einem primären Antriebskrafterzeugungssystem (14) und einem sekundären Antriebskrafterzeugungssystem (20), welche über eine Lastschaltgetriebeanordnung (16) zum Bereitstellen von Traktionskraft für das Fahrzeug angekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bestimmen der Beschleunigung einer Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung (16), wenn das primäre Antriebskrafterzeugungssystem (14) deaktiviert ist, und Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14) basierend zumindest zum Teil auf der Beschleunigung der Lastschaltgetriebeanordnung (16).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Antriebskrafterzeugungssystem (14) einen Verbrennungsmotor aufweist, und das sekundäre Antriebskrafterzeugungssystem (20) eine elektrische Maschine aufweist, welche in einem Betriebsmodus als ein Motor arbeitet und in einem anderen Betriebsmodus als ein Generator arbeitet; das Betreiben des Hybrid-Fahrzeuges einen Verbrennungsmotorstart-Nachweis umfasst, und die Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14) einen Verbrennungsmotorstart umfasst; das Bestimmen der Beschleunigung einer Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung (16) ein Bestimmen einer Getriebeeingangsdrehzahl, Filtern der Getriebeeingangsdrehzahl, Bestimmen einer Ableitung der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und Filtern der Ableitung der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl umfasst, und das Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14) folgende Schritte umfasst: Bestimmen einer Verbrennungsmotordrehzahl und einer Getriebeeingangsdrehzahl; Erzeugen eines ersten Trigger-Signals, wenn die gefilterte Ableitung der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl für eine vorbestimmte Zeitdauer größer ist als eine erste vorbestimmte Drehzahl; Erzeugen eines zweiten Trigger-Signals, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl größer ist als eine zweite vorbestimmte Drehzahl; Erzeugen eines dritten Trigger-Signals, wenn das Getriebeeingangsdrehmoment größer ist als ein vorbestimmtes Drehmomentniveau; und Ausgeben eines Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn das erste Trigger-Signal, das zweite Trigger-Signal und das dritte Trigger-Signal im Wesentlichen gleichzeitig erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines ersten Tiefpass-Filters zweiter Ordnung gefiltert wird, und die Ableitung der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines zweiten Tiefpass-Filters zweiter Ordnung gefiltert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer aktuellen Drosselklappenstellung; Erzeugen eines vierten Trigger-Signals, wenn die Ableitung der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl größer als eine vierte vorbestimmte Drehzahl ist, Erzeugen eines fünften Trigger-Signals, wenn die aktuelle Drosselklappenstellung eine vorbestimmte Drosselklappenstellung überschreitet; und Ausgeben des Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn das vierte Trigger-Signal und das fünfte Trigger-Signal im Wesentlichen gleichzeitig erzeugt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Filtern der Verbrennungsmotordrehzahl; Bestimmen einer Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl; Filtern der Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl; und Ausgeben des Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn die gefilterte Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl größer als eine vierte vorbestimmte Drehzahl ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmotordrehzahl unter Verwendung eines dritten Tiefpassfilters zweiter Ordnung gefiltert wird und die Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines Tiefpassfilters erster Ordnung gefiltert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Verbrennungsmotorkupplung eingerückt ist; und Ausgeben des Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn die Verbrennungsmotorkupplung für eine Zeitdauer eingerückt ist, die größer als eine zweite vorbestimmte Zeitdauer ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das primäre Antriebskrafterzeugungssystem (14) einen Verbrennungsmotor aufweist und das sekundäre Antriebskrafterzeugungssystem (20) eine elektrische Maschine aufweist, welche in einem Betriebsmodus als ein Motor arbeitet und in einem anderen Betriebsmodus als ein Generator arbeitet; das Betreiben des Hybrid-Fahrzeuges einen Verbrennungsmotorstart-Nachweis umfasst, und die Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14) einen Verbrennungsmotorstart umfasst; das Bestimmen einer gefilterten Beschleunigung einer Eingangsdrehzahl für die Lastschaltgetriebeanordnung (16) folgende Schritte umfasst: Bestimmen einer Getriebeeingangsdrehzahl; Filtern der Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines Kalman-Tiefpassfilters, Filtern der Kalman-gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines ersten Tiefpassfilters erster Ordnung; und das Folgern der Aktivierung des primären Antriebskrafterzeugungssystems (14) folgende Schritte umfasst: Bestimmen einer Differenz zwischen der Kalman-gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter erster Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl; und Ausgeben eines Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn die Differenz zwischen der Kalman-gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter erster Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl größer als eine erste vorbestimmte Drehzahl ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt aufweist: Exponentielles Einstellen einer Filterkonstanten des Tiefpassfilters erster Ordnung in Antwort auf eine seit dem Beginn des Verfahrens verstrichene Zeit.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Kalman-gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter erster Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines Kombinators bestimmt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer Verbrennungsmotordrehzahl; Filtern der Verbrennungsmotordrehzahl; Filtern der Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines ersten Tiefpassfilters zweiter Ordnung; Bestimmen einer Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter zweiter Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl; Filtern der Differenz zwischen der gefilterten Verbrennungsmotordrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter zweiter Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl; und Ausgeben eines Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn die gefilterte Differenz zwischen der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter zweiter Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl größer als eine zweite vorbestimmte Drehzahl ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsmotordrehzahl unter Verwendung eines zweiten Tiefpassfilters zweiter Ordnung gefiltert wird und die Differenz zwischen der gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl und der mit dem Tiefpassfilter zweiter Ordnung gefilterten Getriebeeingangsdrehzahl unter Verwendung eines zweiten Tiefpassfilters erster Ordnung gefiltert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Verbrennungsmotorkupplung eingerückt ist; und Ausgeben des Verbrennungsmotorstart-Signals, wenn die Verbrennungsmotorkupplung für eine Zeitdauer eingerückt ist, die größer als eine zweite vorbestimmte Zeitdauer ist.
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