DE102012012170A1 - Method for controlling drive train of hybrid vehicle, involves determining whether hybrid vehicle is on highway or not, where strategy is used for controlling motor operation, when it is determined that vehicle is on highway - Google Patents

Method for controlling drive train of hybrid vehicle, involves determining whether hybrid vehicle is on highway or not, where strategy is used for controlling motor operation, when it is determined that vehicle is on highway Download PDF

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Abstract

The method involves determining whether the hybrid vehicle is on a highway or not. A strategy is used for controlling the motor operation of the electric machine (2), when it is determined that the vehicle is on a highway. Another strategy is used when it is determined that the vehicle is not on the highway. The former strategy is a blocking of the motor operation of the electric machine. The strategies include a specification of the performance of the electric machine based on a set of measurement variables detected from the vehicle. An independent claim is included for a computer program product with program code unit for executing the drive train controlling method.

Description

Ein Hybridfahrzeug umfasst herkömmlicherweise einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine, die, koordiniert durch eine gemeinsame Steuervorrichtung, mit einer die Räder des Hybridfahrzeugs antreibenden Welle zusammenwirken. Dabei können der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine jeweils zu verschiedenen Zeiten oder auch gleichzeitig Drehmoment auf die Welle übertragen. In der Regel unterstützt die Steuereinheit auch einen Generatorbetrieb der elektrischen Maschine, in welchem die elektrische Maschine Drehmoment von der Welle oder vom Verbrennungsmotor aufnimmt, um sie in elektrische Energie zum Laden einer Batterie umzusetzen.A hybrid vehicle conventionally comprises an internal combustion engine and an electric machine, which, coordinated by a common control device, cooperate with a shaft driving the wheels of the hybrid vehicle. In this case, the internal combustion engine and the electric machine can each transmit torque to the shaft at different times or simultaneously. In general, the control unit also supports generator operation of the electric machine in which the electric machine receives torque from the shaft or the internal combustion engine to convert it into electrical energy for charging a battery.

Es gibt diverse Strategien, nach denen die Steuereinheit Verbrennungsmotor und elektrische Maschine betreiben kann. Eine bekannte, einfache Strategie ist, die elektrische Maschine solange allein zum Antreiben des Fahrzeugs zu nutzen, bis eine die Maschine speisende Batterie weitgehend erschöpft ist und dann auf den Betrieb des Verbrennungsmotors umzuschalten. In diesem Fall hat der Verbrennungsmotor im Wesentlichen nur eine Reservefunktion zur Erweiterung des Aktionsradius des Hybridfahrzeugs über die mit einer Batterieladung fahrbare Entfernung hinaus. Wenn die Batterie erschöpft ist und elektrische Maschine und Batterie lediglich das Fahrzeuggewicht erhöhenden Ballast bilden, muss der Verbrennungsmotor in einem solchen Hybridfahrzeug einen höheren Kraftstoffverbrauch aufweisen, als wenn er in einem konventionellen Nichthybridfahrzeug eingebaut wäre, das den Ballast nicht mitführt.There are various strategies according to which the control unit can operate the internal combustion engine and the electric machine. A known, simple strategy is to use the electric machine alone for driving the vehicle until a battery supplying the machine is largely exhausted and then switching over to the operation of the internal combustion engine. In this case, the internal combustion engine has substantially only a reserve function for extending the operating radius of the hybrid vehicle beyond the distance to be traveled with a battery charge. When the battery is depleted and the electric machine and battery merely provide the vehicle weight-increasing ballast, the internal combustion engine in such a hybrid vehicle must have a higher fuel consumption than if it were installed in a conventional non-hybrid vehicle that does not carry the ballast.

Da andererseits der Verbrennungsmotor beim elektrischen Fahren nur Ballast darstellt, wird man, um eine möglichst große Reichweite des elektrischen Antriebs zu erzielen, einen Verbrennungsmotor von möglichst geringem Gewicht und dementsprechend geringer Leistung einbauen, so dass die Fahreigenschaften im Verbrennungsbetrieb im Vergleich zu einem herkömmlichen rein verbrennungsbetriebenen Fahrzeug mit ausreichender Motorleistung unbefriedigend sein können.On the other hand, since the internal combustion engine is only ballast during electric driving, in order to achieve the greatest possible range of the electric drive, install an internal combustion engine of the lowest possible weight and correspondingly low power, so that the driving characteristics in combustion operation compared to a conventional purely combustion-powered Vehicle with sufficient engine power can be unsatisfactory.

Eine zweite bekannte Strategie ist, den Verbrennungsmotor jeweils nach Möglichkeit in einem verbrauchsgünstigen Drehzahlbereich zu betreiben und, wenn die vom Fahrer, z. B. für ein Beschleunigungsmanöver, geforderte Leistung von dem Verbrennungsmotor in diesem verbrauchsgünstigen Drehzahlbereich nicht bereitgestellt werden kann, die elektrische Maschine unterstützend hinzuzuschalten. Bei einem solchen Hybridfahrzeug können sowohl der Verbrennungsmotor als auch die elektrische Maschine eine relativ geringe Masse und Leistung aufweisen, da beide einander unterstützen können, wenn die geforderte Leistung höher ist als die Spitzenleistung des Verbrennungsmotors bzw. der elektrischen Maschine allein, und es können hohe Beschleunigungswerte bei im Vergleich zu einem rein verbrennungsbetriebenen Fahrzeug relativ geringem Kraftstoffverbrauch erzielen, doch da die Antriebsenergie weiterhin im Wesentlichen vom Verbrennungsmotor geliefert wird, ist das Kraftstoffeinsparpotential letztlich begrenzt.A second known strategy is to operate the internal combustion engine whenever possible in a low-consumption speed range and, if the driver, z. B. for an acceleration maneuver, required power from the engine in this low-consumption speed range can not be provided to turn on the electric machine supportive. In such a hybrid vehicle, both the internal combustion engine and the electric machine may have a relatively small mass and power since both can assist each other when the required power is higher than the peak power of the internal combustion engine or the electric machine alone, and high acceleration values can be provided When compared to a purely combustion-powered vehicle to achieve relatively low fuel consumption, but since the drive energy is still supplied mainly by the internal combustion engine, the fuel saving potential is ultimately limited.

Aus PCT/US2007/063251 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeug-Antriebstrangs bekannt geworden, bei dem Daten eines Fahrzeugnavigationssystems herangezogen werden, um eine optimal kraftstoffsparende Route festzulegen und den Einsatz des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine basierend auf dieser Route zu planen. Indem der Einsatz so geplant wird, dass die Batterie erschöpft oder nahezu erschöpft ist, wenn das Fahrzeug sein Ziel erreicht, kann einerseits der Verbrauch an fossilem Kraftstoff minimiert werden, andererseits können aber während der Fahrt die elektrische Maschine und der Verbrennungsmotor einander gegenseitig unterstützen, so dass auch befriedigende Beschleunigungswerte erreicht werden können.Out PCT / US2007 / 063251 For example, a method and apparatus for controlling a hybrid vehicle powertrain using data from a vehicle navigation system to determine an optimally fuel-efficient route and plan deployment of the internal combustion engine and the electric machine based on this route have become known. By scheduling the mission so that the battery is depleted or nearly exhausted when the vehicle reaches its destination, on the one hand, the consumption of fossil fuel can be minimized, but on the other hand, the electric machine and the internal combustion engine can mutually support one another during travel that also satisfactory acceleration values can be achieved.

Voraussetzung für die Anwendbarkeit dieses herkömmlichen Verfahrens ist jedoch, dass der Fahrer der Steuereinheit tatsächlich das Fahrziel bekannt gibt. Bei Routinefahrten, etwa zwischen Wohnung und Arbeitsplatz oder zum Einkaufen, kennt der Fahrer den Fahrtweg im Allgemeinen so gut, dass er kein Navigationssystem benötigt und daher auch keine Veranlassung hat, das Fahrziel einzugeben. Gerade diese Fahrten machen aufgrund ihrer Häufigkeit aber einen großen Teil der Fahrleistung der meisten Kraftfahrzeuge aus.However, a prerequisite for the applicability of this conventional method is that the driver of the control unit actually announces the destination. In routine trips, such as between home and work or shopping, the driver knows the ride generally so well that he needs no navigation system and therefore has no reason to enter the destination. But these trips make due to their frequency but a large part of the mileage of most motor vehicles.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren bereitzustellen, das einen kraftstoffsparenden Betrieb eines Hybridfahrzeugs auch ohne Kenntnis des Fahrziels erlaubt.The object of the invention is to provide a method which allows a fuel-efficient operation of a hybrid vehicle without knowledge of the destination.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Steuern des Antriebstrangs eines Hybridfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine umfasst, mit den Schritten:

  • a) Entscheiden, ob das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, und
  • b) Verwenden einer ersten Strategie zum Steuern des Motorbetriebs der elektrischen Maschine, wenn entschieden ist, dass das Fahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet, und einer zweiten Strategie, wenn entschieden ist, dass das Fahrzeug sich nicht auf einer Fernverkehrsstraße befindet.
The object is achieved according to the invention by a method for controlling the drive train of a hybrid vehicle, which comprises an internal combustion engine and an electrical machine, with the following steps:
  • a) decide whether the hybrid vehicle is on a trunk road or not, and
  • b) using a first strategy to control engine operation of the electric machine when it is decided that the vehicle is on a trunk road and a second strategy when it is decided that the vehicle is not on a trunk road.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass die meisten Fahrten, sofern sie überhaupt über eine Fernverkehrsstraße führen, vorher und hinterher Stadtverkehr-Abschnitte umfassen. Letztere sind mit häufigen energiezehrenden Beschleunigungs- und Bremsvorgängen an Ampeln und Kreuzungen verbunden, wohingegen Fernverkehrsstraßen in der Regel einen kontinuierlichen Verkehrsfluss bei gleichbleibender Geschwindigkeit erlauben. Indem dieser Unterschied mittels je nach Straßentyp unterschiedlicher Strategien zum Steuern des Motorbetriebs der elektrischen Maschine berücksichtigt wird, können Verbrauchseinsparungen erreicht werden, und insbesondere kann durch zurückhaltenden Motorbetrieb der elektrischen Maschine auf Fernverkehrsstraßen sichergestellt werden, dass, wenn das Fahrzeug von der Fernverkehrsstraße in den Stadtverkehr zurückkehrt, noch genügend elektrische Energie in einer Fahrzeugbatterie gespeichert ist, um die elektrische Maschine im Stadtverkehr als Motor nutzen zu können.The invention is based on the idea that most rides, if they are ever over leading a trunk road, before and after include city traffic sections. The latter are associated with frequent energy-consuming acceleration and deceleration at traffic lights and intersections, whereas long-distance traffic usually allows a continuous flow of traffic at a constant speed. By taking into account this difference by means of different strategies for controlling the engine operation of the electric machine depending on the road type, consumption savings can be achieved, and in particular, by restrained engine operation of the electric machine on trunk roads can be ensured that when the vehicle returns from the highway to the city traffic , is still stored in a vehicle battery enough electrical energy to use the electric machine in city traffic as an engine.

Im einfachsten Fall kann die erste Strategie eine Sperrung des Motorbetriebs der elektrischen Maschine sein, d. h. wenn entschieden wird, dass das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet, wird es allein vom Verbrennungsmotor angetrieben.In the simplest case, the first strategy may be a blockage of the engine operation of the electric machine, i. H. When it is decided that the hybrid vehicle is on a trunk road, it is driven by the internal combustion engine alone.

Ein flexiblerer Ansatz ist, dass die Strategien jeweils eine Festlegung der Leistung der elektrischen Maschine anhand eines Satzes von am Fahrzeug erfassten Messgrößen beinhalten, wobei die für eine gegebene Kombination von Werten der Messgrößen nach der ersten Strategie festgelegte Leistung nicht größer ist als die für dieselbe Kombination nach der zweiten Strategie festgelegte Leistung.A more flexible approach is that the strategies each include determining the performance of the electric machine based on a set of metrics captured on the vehicle, wherein the power set for a given combination of values of the metrics after the first strategy is not greater than that for the same combination performance defined in the second strategy.

Um beim Fahren im Fernverkehr die Batterie tatsächlich wirksam zu schonen, sollte für eine Teilmenge der möglichen Kombinationen von Werten der Messgrößen die nach der ersten Strategie festgelegte Leistung kleiner als die nach der zweiten Strategie festgelegte Leistung sein, insbesondere kann die nach der ersten Strategie festgelegte Leistung null sein.In order to effectively conserve the battery when driving in long-distance traffic, for a subset of the possible combinations of values of the measures, the power determined according to the first strategy should be less than the power determined under the second strategy, in particular the power determined according to the first strategy be zero.

Als eine der Messgrößen kommt – neben dem Ausmaß der Betätigung eines Fahr- bzw. Bremspedals – insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Betracht. Wenn diese Geschwindigkeit über einem Grenzwert liegt, ist vorzugsweise die gemäß der ersten Strategie festgelegte Leistung null. So kann bei zügigem Fahren auf einer Fernverkehrsstraße die elektrische Maschine ausgeschaltet bleiben, wohingegen, wenn, z. B. aufgrund eines Staus, die Geschwindigkeit den Grenzwert unterschreitet, auch auf der Fernverkehrsstraße eine ausschließliche oder unterstützende Nutzung der elektrischen Maschine zum Antreiben des Fahrzeugs möglich ist.In particular, the speed of the vehicle is considered as one of the measured variables, in addition to the extent of the actuation of a driving or brake pedal. If this speed is above a threshold, preferably the power set according to the first strategy is zero. So when driving fast on a trunk road, the electric machine remain off, whereas, if, for. B. due to a traffic jam, the speed is below the limit, even on the highway an exclusive or supportive use of the electric machine for driving the vehicle is possible.

Der Grenzwert, oberhalb dessen die Leistung der elektrischen Maschine null sein soll, kann durch den Fahrer des Fahrzeugs passend zu seinem individuellen Fahrstil festlegbar sein.The limit above which the power of the electric machine should be zero may be determinable by the driver of the vehicle to suit his individual driving style.

Für Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit, die unter dem Grenzwert liegen, kann die gemäß der ersten Strategie festgelegte Leistung gleich der gemäß der zweiten Strategie festgelegten Leistung sein.For values of vehicle speed that are below the threshold, the power determined according to the first strategy may be equal to the power determined according to the second strategy.

Die Entscheidung, ob das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, kann basierend auf der Ermittlung der geografischen Position des Fahrzeugs getroffen werden. Eine solche Positionsbestimmung kann von einem an sich bekannten Fahrzeugnavigationssystem basierend auf Satelliten-Funksignalen durchgeführt werden.The decision as to whether or not the hybrid vehicle is on a trunk road can be made based on the determination of the geographical position of the vehicle. Such a position determination can be carried out by a known vehicle navigation system based on satellite radio signals.

Eine alternative Möglichkeit ist, die Entscheidung, ob sich das Hybridfahrzeug auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, basierend auf der Erfassung von Bildern der Umgebung des Fahrzeugs zu treffen. Eine Kamera, die solche Umgebungsbilder erzeugt, ist Teil vieler an sich bekannter Fahrerassistenzsysteme und kann daher ohne zusätzliche Kosten im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden.An alternative possibility is to make the decision as to whether or not the hybrid vehicle is on a trunk road based on the detection of images of the surroundings of the vehicle. A camera that generates such environmental images is part of many known driver assistance systems and can therefore be used at no additional cost in the context of the method according to the invention.

Die Auswertung der Bilder kann auf unterschiedlichen Kriterien basieren, z. B. auf der Entscheidung, ob die in den Bildern sichtbare, von dem Fahrzeug befahrene Straße mehrere Fahrspuren mit gleicher Fahrtrichtung umfasst und ob die Umgebung der Straße im Wesentlichen frei von Gebäuden ist. Ein sichereres Unterscheidungskriterium ist die Frage, ob unter den in den Bildern enthaltenen Verkehrsschildern welche sind, die für eine Fernverkehrsstraße wie etwa eine Autobahn oder Kraftfahrstraße spezifisch sind.The evaluation of the images can be based on different criteria, eg. B. on the decision whether the visible in the images, the road used by the vehicle includes several lanes with the same direction of travel and whether the environment of the road is substantially free of buildings. A safer distinguishing criterion is the question of whether among the traffic signs contained in the images are those specific to a trunk road such as a highway or motor road.

Erfindungsgegenstand ist ferner ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die einen Computer befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.Subject of the invention is further a computer program product with program code means which enable a computer to carry out the method described above.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 ein Blockdiagramm eines Hybridfahrzeugs; und 1 a block diagram of a hybrid vehicle; and

2 ein Flussdiagramm eines von der Steuereinheit des Fahrzeugs ausgeführten Arbeitsverfahrens. 2 a flowchart of a executed by the control unit of the vehicle working method.

Das in 1 schematisch dargestellte Hybridfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 1 wie etwa einen Diesel- oder Ottomotor sowie eine elektrische Maschine 2, die über eine gemeinsame Welle 3 Räder 4 des Fahrzeugs antreiben. Ein Getriebe zur Drehmomentwandlung und eine Kupplung zur Unterbrechung des Drehmomentflusses können in fachüblicher Weise an der Welle 3, insbesondere zwischen der elektrischen Maschine 2 und den Rädern 4, vorgesehen sein. Eine Batterie, die die elektrische Maschine 2 mit Energie versorgt und die an einem stationären Netzanschluss oder durch Generatorbetrieb der Maschine 2 aufladbar ist, ist mit 12 bezeichnet.This in 1 schematically illustrated hybrid vehicle includes an internal combustion engine 1 such as a diesel or gasoline engine and an electric machine 2 that have a common wave 3 bikes 4 of the vehicle. A transmission for torque conversion and a clutch for interrupting the flow of torque can in a usual way on the shaft 3 , in particular between the electric machine 2 and the wheels 4 , be provided. A battery, which is the electric machine 2 powered and connected to a stationary power supply or by generator operation of the machine 2 is chargeable with is 12 designated.

Die Leistung der elektrischen Maschine 2 und des Verbrennungsmotors 1 wird von einer Steuereinheit 5, vorzugsweise einem Mikroprozessor oder einem Mikrocontroller, in Abhängigkeit von der Betätigung eines Fahrpedals 6 und eines Bremspedals 7 sowie von von einem Navigationssystem 8 gelieferten Hilfsinformationen gesteuert.The performance of the electric machine 2 and the internal combustion engine 1 is from a control unit 5 , Preferably a microprocessor or a microcontroller, depending on the operation of an accelerator pedal 6 and a brake pedal 7 as well as from a navigation system 8th controlled auxiliary information controlled.

Das Navigationssystem 8 umfasst in an sich üblicher Weise eine Funkschnittstelle 9 zum Empfangen von Positionssignalen, insbesondere von GPS-Satelliten, eine geografische Datenbank 11 sowie eine Prozessoreinheit 10, die anhand der von der Funkschnittstelle 9 empfangenen Satellitensignale eine geografische Position des Fahrzeugs errechnet und anhand dieser Position Daten aus der geografischen Datenbank 11 zum Verlauf und Typ von Straßen in der Nähe der ermittelten Fahrzeugposition abfragt. Es gehört zum herkömmlichen Funktionsumfang eines Navigationssystems 8, anhand der berechneten Position diejenige Straße zu ermitteln, auf der sich das Fahrzeug befindet, um basierend hierauf eine Karte der Umgebung des Fahrzeugs dem Fahrer auf einem Anzeigeschirm anzuzeigen, wobei der Typ der betreffenden Straße wie etwa Landstraße, Bundesstraße, Kraftfahrstraße oder Autobahn, aus der Art ihrer Darstellung auf der Karte ersichtlich ist. Eine Besonderheit des Navigationssystems 8 ist, dass es die Information über den Typ der vom Fahrzeug befahrenen Straße an die Steuereinheit 5 weitergibt.The navigation system 8th comprises in a conventional manner a radio interface 9 for receiving position signals, in particular GPS satellites, a geographic database 11 and a processor unit 10 using the radio interface 9 received satellite signals a geographical position of the vehicle calculated and from this position data from the geographic database 11 to the course and type of roads in the vicinity of the determined vehicle position queries. It belongs to the conventional functional scope of a navigation system 8th to determine, based on the calculated position, the road on which the vehicle is located, to display a map of the surroundings of the vehicle to the driver on a display screen based on the type of road concerned, such as highway, highway, motor road or highway the nature of their representation is evident on the map. A special feature of the navigation system 8th It is that information about the type of the road driven by the vehicle to the control unit 5 passes.

2 zeigt ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens der Steuereinheit 5. In einem Konfigurierungsschritt S1, vorzugsweise im Rahmen einer vom Fahrer vor der Fahrt aufrufbaren Personalisierungsprozedur, fragt die Steuereinheit 5 eine Geschwindigkeit vmax ab, deren Funktion im Laufe der weiteren Beschreibung des Verfahrens noch deutlich wird. Die Geschwindigkeit vmax sollte höher sein als die maximale im Stadtverkehr zulässige Geschwindigkeit von je nach Land 50 oder 60 km/h. Zweckmäßigerweise können dem Fahrer ein Paar diskrete Werte für vmax, z. B. 80, 100 und 130 km/h zur Auswahl angeboten werden. 2 shows a flowchart of a working method of the control unit 5 , In a configuration step S1, preferably in the context of a personalization procedure that can be called up by the driver before driving, the control unit asks 5 a speed v max from whose function is still clear in the course of the further description of the method. The speed v max should be higher than the maximum speed allowed in city traffic of 50 or 60 km / h depending on the country. Conveniently, the driver may be given a pair of discrete values for v max , e.g. B. 80, 100 and 130 km / h are offered for selection.

In Schritt S2 fragt die Steuereinheit 5 den Typ der Straße, auf dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet, von der Prozessoreinheit 10 ab. Wenn die Abfrage ergibt, dass sich das Fahrzeug innerorts oder auf einer einfachen Landstraße befindet, wird zu Schritt S4 verzweigt, in welchem die Steuereinheit 5 in den Betrieb des Verbrennungsmotors 1 und der elektrischen Maschine 2 in Abhängigkeit von einer Betätigung des Fahrpedals 6 oder des Bremspedals 7 durch den Fahrer nach einer an Stadtverkehr und mäßige Fahrgeschwindigkeiten angepassten Strategie steuert. Diese Strategie kann z. B. in an sich bekannter Weise darin bestehen, den Ladezustand DER Batterie 12 abzufragen und, wenn der Ladezustand einen vorgegebenen Prozentsatz überschreitet, die über das Fahrpedal 6 angeforderte Leistung von der elektrischen Maschine 2, bei Unterschreitung des Grenzwerts vom Verbrennungsmotor 1 erzeugen zu lassen. Eine zweite mögliche Strategie ist, eine vom Fahrer angeforderte Leistung anhand der Stellung des Fahrpedals 6 zu bestimmen, dabei optional einen gleitenden Mittelwert der angeforderten Leistung zu bilden, einen verbrauchsgünstigen Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 1 einzustellen, an welchem dieser ungefähr die angeforderte Leistung liefert und eine Differenz zwischen der angeforderten und der vom Verbrennungsmotor 1 gelieferten Leistung von der elektrischen Maschine 2 beitragen zu lassen. Der Beitrag der elektrischen Maschine 2 kann dabei positiv oder negativ sein, d. h. je nachdem, ob die momentan angeforderte Leistung höher oder niedriger als die am Verbrennungsmotor 1 eingestellte ist, kann die elektrische Maschine 2 als Motor oder Generator betrieben werden.In step S2, the control unit asks 5 the type of road on which the vehicle is currently located, from the processor unit 10 from. If the query indicates that the vehicle is in-city or on a simple country road, it branches to step S4, in which the control unit 5 in the operation of the internal combustion engine 1 and the electric machine 2 depending on an operation of the accelerator pedal 6 or the brake pedal 7 controlled by the driver according to a strategy adapted to city traffic and moderate driving speeds. This strategy can, for. B. in a conventional manner, the state of charge of the battery 12 interrogate and, if the state of charge exceeds a predetermined percentage, via the accelerator pedal 6 requested power from the electric machine 2 , below the limit value of the internal combustion engine 1 to let produce. A second possible strategy is a driver requested performance based on the position of the accelerator pedal 6 to determine, optionally to form a moving average of the requested power, a low-consumption operating point of the internal combustion engine 1 at which it provides approximately the requested power and a difference between the requested and that of the internal combustion engine 1 delivered power from the electric machine 2 to contribute. The contribution of the electric machine 2 can be positive or negative, ie, depending on whether the currently requested power higher or lower than that of the internal combustion engine 1 is set, the electric machine can 2 be operated as a motor or generator.

Wenn in Schritt S3 entschieden wird, dass das Fahrzeug sich auf einer Autobahn, einer Kraftfahrstraße oder dergleichen befindet, verzweigt das Verfahren zu Schritt S5, wo die aktuelle Geschwindigkeit v des Fahrzeugs mit dem Grenzwert vmax verglichen wird. Wenn der Grenzwert vmax nicht erreicht ist, was in der Regel bei dichtem, zähflüssigem Verkehr der Fall ist, verzweigt das Verfahren zum bereits beschriebenen Schritt S4, d. h. bei Langsamfahrt erfolgt die Aufteilung der angeforderten Antriebsleistung nach derselben Strategie wie im Ortsverkehr. Ist jedoch der Grenzwert überschritten, dann bedeutet dies, dass das Fahrzeug freie Fahrt hat und voraussichtlich mit hoher Geschwindigkeit, aber bei geringer Beschleunigung fahren kann, und dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine lange, bei rein elektrischem Betrieb die Reichweite der Batterie 12 überschreitende Strecke zurückzulegen ist. Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, die Batterie 12 zu schonen. Es wäre zwar grundsätzlich möglich, während des Fahrens auf Autobahn oder Kraftfahrstraße die elektrische Maschine 2 als Generator zu betreiben, um für anschließenden Stadtverkehr wieder eine gut geladene Batterie zur Verfügung zu haben, doch ist dies im Allgemeinen aufgrund der mit der Energieumwandlung verbundenen Verluste und der hohen Kosten des Treibstoffs weniger wirtschaftlich als die Batterie 12 nur vor Fahrtantritt am Lichtnetz aufzuladen und die elektrische Maschine 2 allenfalls bei Betätigung des Bremspedals 7 als Generator zu betreiben. Daher besteht die Strategie des Schritt S6 darin, die vom Fahrer über das Fahrpedal geforderte Antriebsleistung ausschließlich vom Verbrennungsmotor 1 bereitstellen zu lassen und die elektrische Maschine 2 außer Betrieb zu lassen oder sie allenfalls bei Betätigung des Bremspedals 7 als Generator einzusetzen.If it is decided in step S3 that the vehicle is on a highway, a motor road, or the like, the process branches to step S5, where the current speed v of the vehicle is compared with the limit value v max . If the limit value v max is not reached, which is usually the case in dense, viscous traffic, the method branches to the already described step S 4, ie when driving slowly, the distribution of the requested drive power takes place according to the same strategy as in local traffic. However, if the limit is exceeded, this means that the vehicle has free travel and is expected to travel at high speed but at low acceleration, and that there is a high probability that a long, in purely electrical operation, the range of the battery 12 crossing the distance. In these circumstances, it is desirable to use the battery 12 to protect. It would be possible in principle, while driving on highway or motor road, the electric machine 2 operating as a generator to provide a well-charged battery for subsequent city traffic, but this is generally less due to the energy conversion losses and the high cost of the fuel economical than the battery 12 only charge before starting to drive on the light network and the electric machine 2 if necessary, on actuation of the brake pedal 7 to operate as a generator. Therefore, the strategy of step S6 is to provide the drive power required by the driver via the accelerator pedal only from the engine 1 to be provided and the electric machine 2 to let go of operation or at best when pressing the brake pedal 7 to use as a generator.

Von den Schritten S4, S6 kehrt das Verfahren in regelmäßigen Zeitabständen zurück zu Schritt S2, um zu überprüfen, auf welchem Straßentyp sich das Fahrzeug befindet und die Strategie zur Steuerung von Verbrennungsmotor 1 und elektrischer Maschine 2 bei Bedarf anzupassen.From steps S4, S6, the process returns at regular intervals to step S2 to check on which road type the vehicle is and the strategy for controlling the internal combustion engine 1 and electric machine 2 to adapt if necessary.

Einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist bei dem Fahrzeug der 1 die Funkschnittstelle 9 ersetzt durch eine Kamera, die am Fahrzeug montiert ist, um den vor dem Fahrzeug liegenden Verkehrsraum zu überwachen, und die Prozessoreinheit 10 ist programmiert, um die von der Kamera gelieferten Bilder auszuwerten. Es sind unterschiedliche Ansätze denkbar, um aus den Bildern der Kamera auf den Typ der befahrenen Straße zu schließen. So kann die Prozessoreinheit 10 beispielsweise programmiert sein, um, wenn die von der Kamera erfasste Straße mehrere in eine gleiche Richtung verlaufende Fahrspuren umfasst und/oder die Fahrspuren eine vorgegebene Mindestbreite überschreiten, und wenn der Straßenrand im Wesentlichen frei von Gebäuden ist, in Schritt S3 des Verfahrens von 2 zu folgern, dass die befahrene Straße eine Autobahn oder Kraftfahrtstraße ist.According to a second embodiment of the invention, in the vehicle of the 1 the radio interface 9 replaced by a camera mounted on the vehicle to monitor the traffic ahead of the vehicle, and the processor unit 10 is programmed to evaluate the images supplied by the camera. Different approaches are conceivable to use the images of the camera on the type of the busy road. So the processor unit 10 For example, if the road detected by the camera includes a plurality of lanes running in the same direction and / or the lanes exceed a predetermined minimum width, and if the roadside is substantially free of buildings, in step S3 of the method of FIG 2 to conclude that the busy road is a highway or motor road.

Ein anderer Ansatz ist, in den Bildern der Kamera erfasste Verkehrsschilder zu analysieren. Verfahren zur Erkennung und Analyse von Verkehrszeichen werden bereits in Fahrerassistenzsystemen eingesetzt, um zu verfolgen, welche Verkehrszeichen auf einem von einem Fahrzeug aktuell befahrenen Streckenabschnitt Gültigkeit haben und diese Verkehrszeichen dem Fahrer auf einem Anzeigeschirm darzustellen und/oder ein Warnsignal auszugeben, wenn der Fahrer im Begriff ist, einem dieser Verkehrszeichen zuwiderzuhandeln. Die in einem solchen Fahrerassistenzsystem notwendigerweise vorhandene Kamera, Bildauswerteroutinen und Rechenleistung können im Rahmen dieser Erfindung mit geringem Aufwand nutzbar gemacht werden, um zu entscheiden, ob sich unter den für den soeben befahrenen Streckabschnitt relevanten Verkehrsschildern welche befinden, die für eine Autobahn oder Kraftfahrtstraße spezifisch sind, wie z. B. die Zeichen 330–333 der StVO, und, falls ja, zum Schritt S5 zu verzweigen. Im einfachsten Fall kann auf deutschen Straßen z. B. das Vorhandensein großflächiger blauer Wegweiser- und Entfernungsanzeigetafeln wie etwa der Schilder 448, 449, 453 der StVO als Kriterium genutzt werden, dass das Fahrzeug sich auf einer Autobahn befindet, während gelbe Wegweiser wie etwa die Schilder 435–439 der StVO auf eine Bundesstraße oder auf Stadtverkehr hindeuten.Another approach is to analyze traffic signs captured in camera images. Methods for recognizing and analyzing traffic signs are already used in driver assistance systems in order to keep track of which traffic signs are valid on a section of road currently being traveled by a vehicle and to display these traffic signs to the driver on a display screen and / or to issue a warning signal when the driver is about to do so is to contravene one of these traffic signs. The necessarily existing in such a driver assistance system camera, Bildauswerteroutinen and computing power can be harnessed in the context of this invention with little effort to decide whether among the relevant for the just-used stretch section road signs which are specific to a highway or motor road , such as B. the characters 330-333 of the StVO, and, if so, branch to step S5. In the simplest case, on German roads z. For example, the presence of large area blue signpost and range scoreboards, such as plates 448, 449, 453 of the StVO, can be used as a criterion that the vehicle is on a freeway, while yellow signposts such as the StVO signs 435-439 point to a highway or point to city traffic.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22
elektrische Maschineelectric machine
33
Wellewave
44
Räderbikes
55
Steuereinheitcontrol unit
66
Fahrpedalaccelerator
77
Bremspedalbrake pedal
88th
Navigationssystemnavigation system
99
FunkschnittstelleRadio interface
1010
Prozessoreinheitprocessor unit
1111
geografische Datenbankgeographic database
1212
Batteriebattery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2007/063251 [0005] US 2007/063251 [0005]

Claims (11)

Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs, der einen Verbrennungsmotor (1) und eine elektrische Maschine (2) umfasst, mit den Schritten: a) Entscheiden (S3), ob das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, und b) Verwenden einer ersten Strategie (S5, 54, 56) zum Steuern des Motorbetriebs der elektrischen Maschine (2), wenn entschieden ist, dass das Fahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet, und einer zweiten Strategie (S4), wenn entschieden ist, dass das Fahrzeug sich nicht auf einer Fernverkehrsstraße befindet.Method for controlling the drivetrain of a hybrid vehicle, comprising an internal combustion engine ( 1 ) and an electric machine ( 2 ), comprising the steps of: a) deciding (S3) whether or not the hybrid vehicle is on a trunk road, and b) using a first strategy (S5, 54, 56) for controlling the engine operation of the electric machine ( 2 ) when it is decided that the vehicle is on a trunk road and a second strategy (S4) when it is decided that the vehicle is not on a trunk road. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strategie (S6) eine Sperrung des Motorbetriebs der elektrischen Maschine (2) ist.A method according to claim 1, characterized in that the first strategy (S6) is a blocking of the engine operation of the electric machine ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strategien (S4; S5, S4, 56) jeweils eine Festlegung der Leistung der elektrischen Maschine anhand eines Satzes von am Fahrzeug erfassten Messgrößen beinhalten, und die für eine gegebene Kombination von Werten der Messgrößen nach der ersten Strategie (S5, 54, 56) festgelegte Leistung nicht größer ist als die für dieselbe Kombination nach der zweiten Strategie (S4) festgelegte Leistung.A method according to claim 1, characterized in that the strategies (S4, S5, S4, 56) each include a determination of the power of the electric machine based on a set of measured values detected on the vehicle, and for a given combination of values of the measured quantities after the first strategy (S5, 54, 56) is not greater than the power set for the same combination after the second strategy (S4). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Teilmenge der möglichen Kombinationen von Werten der Messgrößen die nach der ersten Strategie (S5, S4, S6) festgelegte Leistung kleiner als die nach der zweiten Strategie (S4) festgelegte Leistung und insbesondere Null ist.Method according to Claim 3, characterized in that, for a subset of the possible combinations of values of the measured quantities, the power determined according to the first strategy (S5, S4, S6) is less than the power determined according to the second strategy (S4) and in particular zero. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Messgrößen die Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs ist, und dass, wenn die Geschwindigkeit (v) über einem Grenzwert (vmax) liegt (S5), die gemäß der ersten Strategie festgelegte Leistung Null ist (S6).A method according to claim 3, characterized in that one of the measured quantities is the speed (v) of the vehicle, and that when the speed (v) is above a limit value (v max ) (S5), the power set according to the first strategy is zero is (S6). Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Schritt (S1) des Festlegens des Grenzwerts (vmax) durch den Fahrer des Fahrzeugs.A method according to claim 5, characterized by a step (S1) of setting the limit value (v max ) by the driver of the vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidung (S3), ob das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, basierend auf einer Ermittlung der geographischen Position des Fahrzeugs getroffen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the decision (S3) whether or not the hybrid vehicle is on a trunk road is made based on a determination of the geographical position of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der geographischen Position basierend auf Satelliten-Funksignalen erfolgt.A method according to claim 7, characterized in that the determination of the geographical position is based on satellite radio signals. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidung (S3), ob das Hybridfahrzeug sich auf einer Fernverkehrsstraße befindet oder nicht, basierend auf der Erfassung von Bildern der Umgebung des Fahrzeugs getroffen wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the decision (S3), whether or not the hybrid vehicle is on a trunk road, is made based on the detection of images of the surroundings of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidung basierend auf in den Bildern enthaltenen Verkehrsschildern der befahrenen Straße getroffen wird.A method according to claim 9, characterized in that the decision is made based on road signs contained in the images of the busy road. Computerprogramm-Produkt mit Programmcode-Mitteln, die einen Computer befähigen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.A computer program product having program code means for enabling a computer to carry out the method of any one of the preceding claims.
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