DE102013106313A1 - Verfahren und System zum Vermeiden von ungewollten Kraftmaschinen-Ein-/Ausschaltvorgängen für Hybridfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein System und Verfahren zum Steuern eines Hybrid-Elektrofahrzeug-Antriebsstrangs mit einer Kraftmaschine, die eine Leistungsquelle definiert, und einem Fahrmotor und einer elektrischen Speichervorrichtung, die eine weitere Leistungsquelle definieren, umfassen das Verhindern eines Stoppens und eines Startens der Kraftmaschine auf der Basis eines ungewollten Fahrpedallöseereignisses bzw. eines ungewollten Fahrpedaltrittereignisses. Die gesamte Leistungsanforderung und die verfügbare elektrische Leistung werden bestimmt. Die gesamte Leistungsanforderung wird gefiltert. Es wird verhindert, dass die Kraftmaschine hochgefahren oder heruntergefahren wird, auf der Basis einer Differenz zwischen der gesamten Leistungsanforderung und der gefilterten Leistungsanforderung, die einen Schwellenwert überschreitet. Wenn jedoch die Differenz den Schwellenwert überschreitet und wenn die verfügbare elektrische Leistung die gesamte Leistungsanforderung überschreitet, dann wird erlaubt, dass die Kraftmaschine hochfährt oder herunterfährt.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug und ein Steuersystem zum Steuern des Hybridfahrzeugs.
• HINTERGRUND
• In einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) können eine Brennkraftmaschine und/oder ein elektrischer Fahrmotor Leistung zu den Rädern des Fahrzeugs liefern. Ein Verfahren zum Steuern der Leistungszufuhr zu den Rädern besteht darin, die Kraftmaschine während Zeiten, in denen die Kraftmaschine nicht erforderlich ist, um das Fahrzeug anzutreiben, in Reaktion auf eine Leistungsanforderung von einem Fahrer abzuschalten oder ”herunterzufahren”. Wenn die Fahrerleistungsanforderung zunimmt, so dass der Elektromotor nicht genügend Leistung liefern kann, um die Anforderung zu erfüllen, kann die Kraftmaschine aktiviert oder ”hochgefahren” werden, um die Leistungsanforderung zu erfüllen.
• Ein unbeabsichtigtes Hochfahren/Herunterfahren der Kraftmaschine kann stattfinden, wenn die Leistungsanforderung durch den Fahrer erhöht wird und dann schnell verringert wird. Dies kann beispielsweise in einer Situation geschehen, in der der Fahrer das Fahrpedal abrupt loslässt und kurz danach das Pedal abrupt herabtritt, oder umgekehrt. In diesen Situationen kann die Kraftmaschine unnötig hochfahren oder herunterfahren. Es besteht derzeit ein Bedarf an einem System, das ein unbeabsichtigtes Hochfahren und Herunterfahren der Kraftmaschine vermeidet.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Leistungsverteilungssteuersystem für ein Fahrzeug geschaffen. Eine Kraftmaschine ist mit einem Generator antriebstechnisch verbunden. Ein Fahrmotor ist mit dem Generator elektrisch verbunden. Eine Steuereinheit oder ein Computer ist dazu konfiguriert, eine Leistungsanforderung und eine gefilterte Leistungsanforderung zu berechnen. Der Computer ist auch dazu konfiguriert, auf der Basis zumindest einer Differenz zwischen der Leistungsanforderung und der gefilterten Leistungsanforderung zu verhindern, dass die Kraftmaschine zwischen dem aktivierten Zustand und dem deaktivierten Zustand übergeht.
• In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein System oder ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs mit einer Kraftmaschine und einem Fahrmotor, die mit einem Triebstrang gekoppelt sind, das Verhindern eines Stoppens und eines Startens der Kraftmaschine auf der Basis eines ungewollten Fahrpedallöseereignisses bzw. eines ungewollten Fahrpedaltrittereignisses. Das System oder Verfahren kann das Verhindern des Stoppens und Startens der Kraftmaschine auf der Basis dessen, dass eine Differenz zwischen der Leistungsanforderung und einer gefilterten Leistungsanforderung einen Schwellenwert überschreitet, umfassen. Das Fahrpedaltrittereignis kann durch eine Änderungsrate einer Leistungsanforderung, die sich während einer festgelegten Zeitdauer von positiv zu negativ ändert, definiert sein. Das Fahrpedallöseereignis kann auf der verfügbaren elektrischen Leistung in einer elektrischen Speichervorrichtung, die mit dem Fahrmotor gekoppelt ist, basieren.
• In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs mit einer Kraftmaschine und einem Fahrmotor, die mit einem Triebstrang gekoppelt sind, das Starten der Kraftmaschine und das Halten der Kraftmaschine am aktiven Ausgeben eines Drehmoments auf der Basis einer Änderungsrate einer Leistungsanforderung, die sich innerhalb einer festgelegten Zeitdauer von positiv zu negativ und anschließend von negativ zu positiv ändert. Das Verfahren kann das Halten der Kraftmaschine auf der Basis dessen, dass eine Differenz zwischen der Leistungsanforderung und einer gefilterten Leistungsanforderung einen Schwellenwert überschreitet, umfassen. Das Verfahren kann auch das Halten der Kraftmaschine auf der Basis der verfügbaren elektrischen Leistung in einer elektrischen Speichervorrichtung, die mit dem Fahrmotor gekoppelt ist, umfassen.
• Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung schaffen einen oder mehrere zugehörige Vorteile. Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verringern beispielsweise ungewollte Kraftmaschinen-Ein-/Ausschaltvorgänge und können die Kraftstoffsparsamkeit oder Fahrzeugeffizienz verbessern, während das Fahrverhalten eines Hybridfahrzeugs ohne Beeinträchtigen der Leistung verbessert wird. Verschiedene Ausführungsformen schaffen auch eine schnelle Reaktion auf beabsichtigte Kraftmaschinen-Ein-/Ausschaltvorgänge, erleichtern die Kalibrierung und können innerhalb der Kraftmaschinensteuereinheit implementiert werden, falls erwünscht.
• Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine schematische Darstellung eines leistungsverzweigten Hybrid-Elektrofahrzeugs, dem ermöglicht ist, eine Hochfahr/Herunterfahr-Strategie gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu nutzen;
• 2A–2D sind graphische Darstellungen einer gesamten Leistungsanforderung im Vergleich zu einer gefilterten Leistungsanforderung über die Zeit zum Vermeiden eines unbeabsichtigten Hochfahrens/Herunterfahrens einer Kraftmaschine gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
• 3A–3B sind graphische Darstellungen einer gesamten Leistungsanforderung und einer gefilterten Leistungsanforderung, die das Zurücksetzen der gefilterten Leistungsanforderung bei einem neuen Fahrpedaltritt-/Fahrpedallöseereignis darstellen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
• 4A–4B sind Ablaufpläne, die ein System zum Vermeiden von unbeabsichtigtem Hochfahren/Herunterfahren einer Kraftmaschine während eines Fahrpedaltritt-/Fahrpedallöseereignisses gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen; und
• 5A–5B sind Ablaufpläne, die ein System zum Kraftmaschinen-Hochfahren/Herunterfahren auf der Basis eines absichtlichen Fahrpedaltretens/Fahrpedallösens gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier offenbart. Selbstverständlich sind die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von speziellen Komponenten zu zeigen. Spezifische Struktur- und Funktionsdetails, die hier offenbart sind, sollen daher nicht als Begrenzung, sondern lediglich als repräsentative Basis zum Lehren eines Fachmanns auf dem Gebiet, die vorliegende Erfindung verschiedenartig einzusetzen, interpretiert werden. Wie der Fachmann auf dem Gebiet versteht, können verschiedene Merkmale der mit Bezug auf irgendeine der Figuren dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen mit Merkmalen, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen schaffen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung konsistent sind, können jedoch für spezielle Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein. Die repräsentativen Ausführungsformen, die in den Darstellungen verwendet werden, beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme oder Verfahren zum Detektieren von unbeabsichtigtem Fahrpedaltreten und Fahrpedallösen, um ein jeweiliges Kraftmaschinenhochfahren und -herunterfahren zu verhindern. Die Lehren der vorliegenden Offenbarung können jedoch auch in anderen Anwendungen verwendet werden. Der Fachmann auf dem Gebiet kann ähnliche Anwendungen oder Implementierungen mit anderen Fahrzeugkonfigurationen oder -technologien erkennen.
• Mit Bezug auf 1 umfasst ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) einen leistungsverzweigten Antriebsstrang 10. Eine Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC) und ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 12 steuern eine elektrische Traktionsbatterie 14. Selbstverständlich kann die Steuereinheit 12 eine Steuereinheit sein oder kann ein System von Steuereinheiten in einem Steuerbereichsnetz (CAN) mit einem Computer sein, der dazu ausgelegt ist zu ermöglichen, dass mehrere Steuereinheiten über das ganze Fahrzeug miteinander kommunizieren. Die Batterie 14 weist eine elektrische Zweiweg-Verbindung auf, durch die sie elektrische Energie empfängt und speichert und auch die Energie zu einem elektrischen Fahrmotor 16 zuführt. Die Steuereinheit 12 steuert auch den Betrieb einer Brennkraftmaschine (ICE) 18. Sowohl der Motor 16 als auch die Kraftmaschine 18 sind in der Lage, ein Getriebe 20 anzutreiben, das schließlich ein Drehmoment zu den Rädern des Fahrzeugs liefert.
• Obwohl das HEV von 1 ein leistungsverzweigter Hybrid ist, wird in Erwägung gezogen, dass die vorliegende Offenbarung auch für einen Hybrid vom parallelen Typ, in dem eine Kraftmaschine, ein Motor und ein Getriebe durch Kupplungen in Reihe verbunden sind, die steuern, welche der Kraftmaschine und/oder des Motors das Getriebe antreibt, gelten kann. Die vorliegende Offenbarung kann für ein beliebiges Hybridfahrzeug gelten, das eine Kraftmaschine und einen Motor enthält, und der leistungsverzweigte Antriebsstrang 10 ist als eine Möglichkeit dargestellt.
• Die Kraftmaschine 18 liefert Leistung zu einer Drehmomenteingangswelle 22, die mit einem Planetenradsatz 24 durch eine Freilaufkupplung 25 verbunden ist. Der Planetenradsatz 24 umfasst ein Hohlrad 26, ein Sonnenrad 28 und eine Planetenträgeranordnung 30. Die Eingangswelle 22 ist mit der Trägeranordnung 30 antriebstechnisch verbunden, um den Planetenradsatz 24 anzutreiben. Das Sonnenrad 28 ist mit einem Generator 32 antriebstechnisch verbunden. Der Generator 32 kann mit dem Sonnenrad 28 in Eingriff gebracht werden, so dass der Generator 32 entweder sich mit dem Sonnenrad 28 drehen kann oder sich nicht mit ihm drehen kann. Wenn die Freilaufkupplung 25 die Kraftmaschine 18 mit dem Planetenradsatz 24 koppelt, erzeugt der Generator 32 Energie als Reaktionselement auf den Betrieb des Planetenradsatzes 24. Elektrische Energie, die vom Generator 32 erzeugt wird, wird durch elektrische Verbindungen 36 zur Batterie 14 übertragen. Die Batterie 14 empfängt und speichert auch elektrische Energie durch regeneratives Bremsen in bekannter Weise. Die Batterie 14 liefert die gespeicherte elektrische Energie für den Betrieb zum Motor 16. Der Teil der Leistung, der von der Kraftmaschine 18 zum Generator 32 geliefert wird, kann auch direkt zum Motor 16 übertragen werden. Die Batterie 14, der Motor 16 und der Generator 32 sind jeweils in einem elektrischen Zweiweg-Flusspfad durch die elektrischen Verbindungen 36 miteinander verbunden.
• Das Fahrzeug kann durch die Kraftmaschine 18 allein, durch die Batterie 14 und den Motor 16 allein oder durch eine Kombination der Kraftmaschine 18 mit der Batterie 14 und dem Motor 16 angetrieben werden. In einem ersten Betriebsmodus wird die Kraftmaschine 18 aktiviert, um ein Drehmoment durch den Planetenradsatz 24 zu liefern. Das Hohlrad 26 verteilt das Drehmoment zu Übersetzungszahnrädern 38 mit verzahnenden Zahnradelementen 40, 42, 44 und 46. Die Zahnräder 42, 44 und 46 sind an einer Vorgelegewelle angebracht und das Zahnrad 46 verteilt das Drehmoment zum Zahnrad 48. Das Zahnrad 48 verteilt dann das Drehmoment zu einer Drehmomentausgangswelle 50. Im ersten Betriebsmodus kann der Motor 16 auch aktiviert werden, um die Kraftmaschine 18 zu unterstützen. Wenn der Motor 16 zur Unterstützung aktiv ist, verteilt das Zahnrad 52 ein Drehmoment zum Zahnrad 44 und zur Vorgelegewelle. In einem zweiten Betriebsmodus oder EV-Modus ist die Kraftmaschine 18 deaktiviert oder wird anderweitig an einer Verteilung des Drehmoments zur Drehmomentausgangswelle 50 gehindert. Im zweiten Betriebsmodus treibt die Batterie 14 den Motor 16 an, um das Drehmoment durch die Übersetzungszahnräder 38 und zur Drehmomentausgangswelle 50 zu verteilen. Die Drehmomentausgangswelle 50 ist mit einem Differential- und Achsmechanismus 56 verbunden, der das Drehmoment zu Antriebsrädern 58 verteilt. Die Steuereinheit 12 steuert die Batterie 14, die Kraftmaschine 18, den Motor 16 und den Generator 32, um das Drehmoment zu den Rädern 58 entweder im ersten Betriebsmodus oder im zweiten Betriebsmodus zu verteilen.
• Wie vorher beschrieben, gibt es zwei Leistungsquellen für den Triebstrang. Die erste Leistungsquelle ist die Kraftmaschine 18, die ein Drehmoment zum Planetenradsatz 24 liefert. Die andere Leistungsquelle beinhaltet nur das elektrische Antriebssystem, das den Motor 16, den Generator 32 und die Batterie 14 umfasst, wobei die Batterie 14 als Energiespeichermedium für den Generator 32 und den Motor 16 wirkt. Der Generator 32 kann durch den Planetenradsatz 24 angetrieben werden und kann alternativ als Motor wirken und Leistung zum Planetenradsatz 24 liefern.
• Während das Fahrzeug im EV-Modus betrieben wird, kann die Kraftmaschine 18 aufgrund einer Erhöhung der gesamten Leistungsanforderung hochgefahren und gestartet werden, um ausreichend Leistung bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. In einem leistungsverzweigten Hybrid, wie z. B. dem Fahrzeug von 1, wird eine kleine Menge an Drehmoment vom Planetenradsatz 24 zum Starten der Drehung der Kraftmaschine gesendet. Kraftstoff wird verbrannt, wenn die Kraftmaschine 18 auf eine ausreichende Drehzahl gebracht wird, so dass die Kraftmaschine 18 arbeiten kann, um ein Drehmoment durch das Getriebe 20 zu liefern, um die Räder 58 anzutreiben. Wenn Leistung von der Kraftmaschine 18 nicht mehr erforderlich ist, da genügend Leistung vom Motor 16 bereitgestellt werden kann, wird die Kraftmaschine 18 heruntergefahren. Das Kraftmaschinenherunterfahren kann beispielsweise durch Ausrücken der Freilaufkupplung 25, so dass die Kraftmaschine 18 vom Planetenradsatz 24 ausgerückt wird, und/oder durch Verhindern, dass Kraftstoff in die Kraftmaschine 18 eintritt, stattfinden.
• Das Kraftmaschinen-Hochfahren/Herunterfahren (EPUD) kann in vielen verschiedenen Weisen durchgeführt werden. In einem Hybrid vom parallelen Typ, in dem eine Kraftmaschine, ein Motor und ein Getriebe durch Kupplungen in Reihe verbunden sind, kann beispielsweise eine Kupplung die Kraftmaschine aufgrund einer Verringerung der gesamten Leistungsanforderung vom Motor lösen, um die Kraftmaschine herunterzufahren. Um ein Kraftmaschinenhochfahren aufgrund einer Erhöhung der gesamten Leistungsanforderung durchzuführen, bringt die Kupplung die Kraftmaschine wieder mit dem Motor in Eingriff. Viele andere Weisen zum Durchführen des EPUD in HEVs sind auf dem Fachgebiet bekannt, und 1 stellt lediglich die Struktur eines solchen HEV dar.
• Die gesamte Leistungsanforderung des HEV ist ein Faktor in einem Steuersystem, das die EPUD-Strategie implementiert, um zu entscheiden, wann die Kraftmaschine hochgefahren und heruntergefahren werden soll. Die gesamte Leistungsanforderung basiert auf vielen Faktoren, die die Fahrpedalposition, die Bremspedalposition, die Zusatzlast und die Batterieleistungsanforderung umfassen können. Da das reale Fahren häufige Pedalschwankungen beinhaltet, kann die resultierende gesamte Leistungsanforderung in Abhängigkeit von der Gleichmäßigkeit der Pedalbewegung des Fahrers rauschbehaftet sein. Ein Fahrpedaltrittereignis kann darauf hinweisen, dass zusätzliche Leistung oder Fahrzeugbeschleunigung angefordert wird. Ein Fahrpedallöseereignis kann darauf hinweisen, dass weniger Leistung oder Fahrzeugbeschleunigung angefordert wird. Ein Fahrpedallöseereignis kann beispielsweise durch Bremsen des Fahrzeugs, Abheben vom Fahrpedal oder Kombinationen davon angezeigt werden. Ein Fahrersinneswandel kann auch auftreten, der sich auf abruptes Lösen (Fahrpedallösen) des Fahrpedals, gefolgt kurz danach von abruptem Herabtreten (Fahrpedaltreten) des Pedals oder umgekehrt bezieht. Diese schnellen Schwankungen können grob als ”ungewollte oder unbeabsichtigte Fahrpedaltrittvorgänge” und ”ungewollte oder unbeabsichtigte Fahrpedallösevorgänge” bezeichnet werden. Selbstverständlich kann sich der Begriff ”ungewolltes” Fahrpedaltreten und Fahrpedallösen auch auf Ereignisse beziehen, die der Fahrer absichtlich durchführt (z. B. absichtlich das Fahrpedal herabtritt), aber der Fahrer einen Sinneswandel in einem relativ kleinen Zeitrahmen hat, was daher verursacht, dass das ganze Ereignis als ”ungewollt” charakterisiert wird. Häufige Schwingungen der Leistungsanforderungen und unbeabsichtigte Fahrpedaltrittvorgänge/Fahrpedallösevorgänge können unnötige EPUD-Handlungen auslösen.
• Mit Bezug auf 2A–2B sind graphische Darstellungen vorgesehen, um Fahrpedaltrittszenarios und ein System zum Detektieren von ungewollten Fahrpedaltritten zu erläutern. Wie im Einzelnen beschrieben wird, stellt 2A ein beabsichtigtes Fahrpedaltreten dar, während 2B ein ungewolltes Fahrpedaltreten darstellt. Die gesamte Leistungsanforderung (P_tot) stellt Änderungen der Leistungsanforderung aufgrund von beliebigen der vorher beschriebenen Faktoren dar, einschließlich der Fahrpedalposition. Die Leistungsanforderung wird dann gefiltert. Ein Beispiel eines Filters umfasst Tiefpassfiltern durch ein Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR). Das Filtern kann auch durch Folgendes dargestellt werden:

  

  wobei P_{tot_fl} die gefilterte gesamte Leistungsanforderung ist, t die Zeit ist und k eine einstellbare Filterkonstante zwischen 0 und 1 ist, die als Funktion der Änderungsrate von P_tot einstellbar ist. Die Filterkonstante k kann auf der Basis einer Kalibrierungsnachschlagetabelle als Funktion der Änderungsrate der Leistungsanforderung

  

  einstellbar sein. Wenn beispielsweise die Änderungsrate von P_tot aufgrund einer Fahrpedalanforderung stark zunimmt, kann die Filterkonstante k abnehmen.
• Die gefilterte gesamte Leistungsanforderung (P_{tot_fl}) kann in vielen Weisen berechnet werden, um eine geglättete und zeitlich verzögerte Ausgabe im Vergleich zur ungefilterten gesamten Leistungsanforderung (P_tot) zu erzeugen. Eine Differenz (ΔP) wird dann berechnet, die die Differenz zwischen P_{tot_fl} und P_tot darstellt (ΔP = |P_tot – P_{tot_fl}|). ΔP gibt effektiv an, wie schnell der Fahrpedaltrittübergang ist. In 2A ändert sich beispielsweise P_tot langsam und gleichmäßig und daher bleibt ΔP auch klein. Im Gegensatz dazu ändert sich in 2B P_tot schnell während eines Fahrpedaltretens, was zu einem relativ großen ΔP-Wert führt.
• Durch Berechnen von ΔP bestimmt eine Steuereinheit wie z. B. VSC/PCM 12, ob das Fahrpedaltreten absichtlich oder unabsichtlich war oder nicht, und verhindert schließlich ein Kraftmaschinenhochfahren, wenn das Fahrpedaltreten als unabsichtlich bestimmt wurde. Wenn ΔP nach einer minimalen Menge an Zeit (T_min) geringer ist als ein bestimmter Schwellenwert, kann das Fahrpedaltreten als absichtliches Fahrpedaltreten gekennzeichnet werden. Wenn dagegen ΔP nach T_min größer ist als der Schwellenwert, kann das Fahrpedaltreten als unabsichtliches Fahrpedaltreten gekennzeichnet werden. Mehr Detail der Bestimmung, ob ein Fahrpedaltreten beabsichtigt ist oder nicht, wird mit Bezug auf 4A–B offenbart.
• Mit Bezug auf 2C–2D sind ähnliche graphische Darstellungen vorgesehen, um typische Fahrpedallöseszenarios und ein System zum Detektieren von ungewollten Fahrpedallösevorgängen zu erläutern. Wie im Fall bei den Fahrpedaltritten, stellen 2C und 2D ein beabsichtigtes Fahrpedallösen bzw. ein ungewolltes Fahrpedallösen dar. Wenn P_tot stark abnimmt, beispielsweise während eines schnellen Loslassens des Fahrpedals, nimmt ΔP zu. Wenn ΔP nach einer minimalen Zeit größer ist als ein Schwellenwert, kann das Fahrpedallösen als ungewolltes Fahrpedallösen gekennzeichnet werden und VSC/PCM 12 kann verhindern, dass die Kraftmaschine 18 herunterfährt.
• Mit Bezug auf 3A–3B sind ein Fahrpedaltreten bzw. ein Fahrpedallösen dargestellt, um das Zurücksetzen der gefilterten Leistungsanforderung hervorzuheben. Wie gezeigt, wird P_{tot_fl} bei jedem Fahrpedaltritt- oder Fahrpedallöseereignis zurückgesetzt. Wenn die Kraftmaschine 18 beispielsweise ausgeschaltet ist und ein starkes Fahrpedaltreten einer gesamten Leistungsanforderung besteht, setzt die gefilterte gesamte Leistungsanforderung bei einem anschließenden Fahrpedaltrittereignis zurück. Mit anderen Worten, das Filtern beginnt und setzt am Beginn jedes Fahrpedaltrittereignisses während eines Hochfahrmodus zurück und startet und setzt ebenso am Beginn jedes Fahrpedallöseereignisses während eines Herunterfahrmodus zurück. Dies setzt im Wesentlichen die Berechnung von ΔP bei jedem Fahrpedaltritt- und Fahrpedallöseereignis zurück. Dadurch wird einer Steuereinheit ermöglicht, jedes Fahrpedaltritt- und Fahrpedallöseereignis individuell zu analysieren, um festzustellen, ob jedes Fahrpedaltritt- und Fahrpedallöseereignis absichtlich oder unabsichtlich ist.
• Zwei separate Signale können vorgesehen sein, um die gesamte Leistungsanforderung zu filtern. Ein Signal kann beispielsweise für Fahrpedaltrittereignisse zweckgebunden sein, während ein separates Signal für Fahrpedallöseereignisse zweckgebunden ist. Die zwei separaten Signale ermöglichen mehr Freiheit zum separaten Kalibrieren der Fahrpedaltritt- und Fahrpedallösedetektion.
• Mit Bezug auf 4A ist ein Algorithmus vorgesehen, der von einer Steuereinheit verwendet wird, um zu entscheiden, ob ein Fahrpedaltrittereignis absichtlich oder unabsichtlich ist oder nicht. Bei 100 wird die Änderungsrate der gesamten Leistungsanforderung (P_tot) bestimmt. Wenn die Änderungsrate von P_tot positiv ist, wird ein Fahrpedaltrittszenario angegeben und der Algorithmus geht weiter. Wenn die Änderungsrate von P_tot nicht positiv ist, dann kennzeichnet entweder der Algorithmus kein absichtliches Fahrpedaltreten bei 102 oder der Algorithmus gibt ein Fahrpedallösen an, in welchem Fall ein Fahrpedallösealgorithmus arbeitet, wie in 4B dargestellt.
• Mit Rückbezug auf 4A startet bei 104 ein Zähler und die Zeit wird über den ganzen Algorithmus gemessen. Bei 106 wird das Rohsignal der gesamten Leistungsanforderung P_tot durch vorher erörterte Verfahren gefiltert, was eine gefilterte Gesamtleistung P_{tot_fl} ergibt. Das Filtern kann bei jedem festgestellten neuen Fahrpedaltrittereignis zurücksetzen, beispielsweise, wenn sich

  

  von einem negativen Wert auf einen positiven Wert ändert, was auf ein neues Fahrpedaltreten hinweist. Die Differenz zwischen P_tot und P_{tot_fl} wird bei 108 bestimmt, was ΔP ergibt. Ein Schwellenwert wird bei 110 bestimmt. Ähnlich zur Filterkonstante k kann ein Schwellenwert ein einstellbarer Wert sein, der aus einer Nachschlagetabelle als Funktion der Änderungsrate von P_tot bestimmt wird. Wenn beispielsweise P_tot aufgrund einer starken Änderung der Fahrpedalposition schnell eine Spitze erreicht, kann der Schwellenwert auch zunehmen.
• Sobald der Schwellenwert bestimmt ist, wird ΔP bei 112 mit dem Schwellenwert verglichen. Wenn ΔP geringer ist als der Schwellenwert, geht der Algorithmus zu 114 weiter. Wenn ΔP alternativ nicht geringer ist als der Schwellenwert, dann wird das Fahrpedaltreten bei 102 als ungewolltes Fahrpedaltreten gekennzeichnet (Flag_{Intended_tip_in} = 0) oder bei 102 einfach nicht als beabsichtigtes Fahrpedaltreten gekennzeichnet.
• Bei 114 wird ein minimaler Zeitschwellenwert (T_min) aus einer Nachschlagetabelle als Funktion der Änderungsrate von P_tot bestimmt. Wenn die Änderungsrate von P_tot beispielsweise zunimmt, nimmt T_min ab. Eine minimale Warteperiode ist erforderlich beim Bestimmen, ob ein Fahrpedaltreten absichtlich ist oder nicht, da das Filtern bei 106 und folglich das ΔP bei 108 bei jedem Fahrpedaltrittereignis zurücksetzen. Daher gibt während der anfänglichen Warteperiode T_min ein kleines ΔP nicht notwendigerweise ein gleichmäßiges und langsames Fahrpedaltreten an. Bei 116 wird die gemessene Zeit mit dem minimalen Zeitschwellenwert T_min verglichen, um eine minimale Wartezeit sicherzustellen. Als optionaler Endschritt bei 118 wird die Änderungsrate von P_tot mit einer Kalibrierungskonstante verglichen. Wenn ein schnelles vollständiges Pedaltreten besteht, so dass die Änderungsrate von P_tot über der Kalibrierungskonstante liegt, wird angenommen, dass der Fahrer tatsächlich das Fahrpedaltreten beabsichtigt, und das System kennzeichnet das Fahrpedaltreten bei 120 als beabsichtigt.
• Mit Bezug auf 4B ist ein ähnlicher Algorithmus in Bezug auf ein Fahrpedallöseereignis dargestellt. Bei 130 wird ein Fahrpedallöseereignis dadurch angegeben, dass die Änderungsrate von P_tot negativ ist. Wenn die Änderungsrate von P_tot nicht negativ ist, dann kennzeichnet entweder der Algorithmus bei 132 kein beabsichtigtes Fahrpedallösen oder der Algorithmus gibt ein Fahrpedaltreten an, in welchem Fall der Fahrpedaltrittalgorithmus arbeitet, wie in 4A dargestellt. Wenn der Algorithmus von 4B weit genug vor sich geht, wird bei 134 ein beabsichtigtes Fahrpedallösen gekennzeichnet. Die restlichen Schritte von 4B sind ähnlich zu den mit Bezug auf ein Fahrpedaltrittereignis in 4A implementierten.
• Durch Kennzeichnen von Fahrpedaltritt- und Fahrpedallöseereignissen als entweder beabsichtigt oder ungewollt kann das System EPUD verhindern, wenn die Änderungen unabsichtlich sind. Das Verhindern, dass die Kraftmaschine hochfährt und herunterfährt, wird mit Bezug auf 5A–B offenbart.
• Mit Bezug auf 2–4 kann der Vergleich von ΔP mit einem Schwellenwert beim Bestimmen, ob ein Fahrpedaltreten oder Fahrpedallösen als beabsichtigt markiert wird und zu einem Kraftmaschinen-Hochfahren/Herunterfahren führen kann oder nicht, verwendet werden. Wenn das Fahrpedaltreten von 2A als Beispiel herangezogen wird, bleibt ΔP über einem Schwellenwert, bis P_tot bei einem Fahrpedallösen wieder stark die Richtung ändert. ΔP bleibt während der ganzen Fahrpedaltrittperiode über dem Schwellenwert, was darauf hinweist, dass das Fahrpedaltreten tatsächlich ungewollt ist, da sich die Leistungsanforderung nicht abflacht und P_tot und P_{tot_fl} sich während des Fahrpedaltretens nicht vereinigen. Erst beim Fahrpedallöseereignis fällt ΔP unter den Schwellenwert, in welchem Fall das Fahrpedaltreten niemals als beabsichtigt gekennzeichnet wurde und der Fahrpedallösealgorithmus von 4B implementiert wird. In einer anderen Ausführungsform wird ΔP über die ganze Zeit gemessen und muss über dem Schwellenwert für eine minimale Menge an Zeit bleiben, damit das System das Fahrpedaltreten oder Fahrpedallösen als beabsichtigt bezeichnet.
• Zusammenfassend starten das Fahrpedaltrittsystem und der Fahrpedaltrittalgorithmus nur dann, wenn die Änderungsrate der Leistungsanforderung P_tot positiv ist, was ein Fahrpedaltrittereignis impliziert. Danach startet ein Zähler, gefolgt vom Filtern des Rohsignals P_tot und der Berechnung von ΔP. Ein Fahrpedaltrittereignis wird als ”beabsichtigt” betrachtet (d. h. Flag_{Intended_Tip_in} = 1), wenn alle der folgenden Bedingungen erfüllt sind:
• 1. dP_tot/dt > 0,
• 2. Nach einer Kalibrierungsperiode Tmin konvergieren P_{tot_fl} und P_tot ausreichend nahe (d. h. ΔP < Schwellenwert), und
• 3.
  
  wobei CAL eine Kalibrierungskonstante ist.
• Dasselbe gilt für ein Fahrpedallöseereignis, außer dass bei einem Fahrpedallöseereignis gilt dP_tot/dt < 0.
• Mit Bezug auf 5A–B ist ein System dargestellt, das EPUD auf der Basis der gekennzeichneten beabsichtigten Fahrpedaltritt- und Fahrpedallösevorgänge verhindert. Wenn auf der Basis des vorher beschriebenen Systems festgestellt wurde, dass ein Fahrpedaltreten oder Fahrpedallösen unabsichtlich ist, deaktiviert oder verhindert das in 5A–B gezeigte EPUD-Verhinderungssystem ungewollte Kraftmaschinen-Start/Stopp-Anforderungen oder -Ereignisse. Dieses EPUD-Verhinderungssystem kann mit beliebigen bereits existierenden EPUD-Strategien in Fahrzeugsteuersystemen zusammengefügt oder ergänzt werden.
• 5A stellt das System in Bezug auf Fahrpedaltrittereignisse dar. Wenn die gesamte Leistungsanforderung auf einen bestimmten Pegel zunimmt, kann die Kraftmaschine in einem Hochfahrmodus bei 200 hochgefahren werden müssen. Bei 202 wird festgestellt, ob ein gekennzeichnetes beabsichtigtes Fahrpedaltreten bei 120 (4A) bestand. Wenn das Fahrpedaltreten als absichtlich festgestellt wurde, dann wird dem Steuersystem erlaubt, eine Anforderung zum Hochfahren der Kraftmaschine bei 204 zu senden. Mit anderen Worten, das Flag_{Intended_Tip_in} ist eine zusätzliche Bedingung, die WAHR sein muss, um das Fahrpedaltreten als wirklich absichtlich zu qualifizieren. Die Kraftmaschine aktiviert und ergänzt dann die Motorleistung, um die Leistungsanforderung zu erfüllen.
• Wenn jedoch das Fahrpedaltreten als unabsichtlich festgestellt wurde (d. h. Flag_{Intended_Tip_in} ist FALSCH), dann ermöglicht das Steuersystem kein Hochfahren der Kraftmaschine, wenn nicht ungenügend elektrische Leistung vom Motor und von der Batterie verfügbar ist. Bei 206 wird die gesamte Leistungsanforderung berechnet. Dies ist ähnlich zum vorher bestimmten P_tot. Bei 208 berechnet die Steuereinheit die verfügbare Leistung im elektrischen Modus. Diese Menge spiegelt wider, wie viel Leistung im Motor und/oder der Batterie verfügbar ist, um das Fahrzeug im EV-Modus für eine bestimmte gewünschte Zeitdauer zu fahren. Bei 210 wird ein Vergleich zwischen der gesamten Leistungsanforderung und der verfügbaren Leistung im EV-Modus durchgeführt. Im Fall eines unabsichtlichen Fahrpedaltretens wird die Kraftmaschine nur dann hochgefahren, wenn die gesamte Leistungsanforderung die verfügbare Leistung im EV-Modus überschreitet. Mit anderen Worten, die Kraftmaschine wird nicht aktiviert, wenn die Leistungsanforderung durch die verfügbare EV-Leistung erfüllt werden kann. Wenn die verfügbare Leistung im EV-Modus die gesamte Leistungsanforderung überschreitet, dann wird bei 212 die Kraftmaschinenhochfahranforderung unterdrückt und die Kraftmaschine wird nicht hochgefahren.
• Mit Bezug auf 5B ist ein ähnliches System in Bezug auf das Kraftmaschinenherunterfahren vorgesehen. Wenn die gesamte Leistungsanforderung auf einen bestimmten Pegel abnimmt, kann die Kraftmaschine in einem Herunterfahrmodus bei 214 heruntergefahren werden müssen. Bei 216 wird festgestellt, ob ein beabsichtigtes Fahrpedallösen bei 134 gekennzeichnet wurde (4B). Wenn das Fahrpedallösen tatsächlich beabsichtigt war, ermöglicht das Steuersystem, dass die Steuereinheit eine Kraftmaschinenherunterfahranforderung bei 218 sendet. Wenn das Fahrpedallösen nicht beabsichtigt war, sendet das Steuersystem kein Kraftmaschinenherunterfahrsignal bei 220 und die Kraftmaschine wechselt nicht von EIN auf AUS. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass die Kraftmaschine am Herunterfahren gehindert wird, wenn die gesamte Leistungsanforderung die verfügbare Leistung im EV-Modus überschreitet, ähnlich zum Steuersystem im Hochfahrmodus.
• Wie vorstehend erläutert und beschrieben, können Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung verschiedene Vorteile in Bezug auf die Verhinderung einer unnötigen EPUD-Anforderung durch eine Fahrzeugsteuereinheit schaffen. Durch Detektieren eines unabsichtlichen Fahrpedaltretens/Fahrpedallösens oder eines Sinneswandels durch den Fahrer wird die Häufigkeit von EPUD verringert. Dies verringert schließlich den Kraftstoffverbrauch und schafft mehr Zufriedenheit mit dem Fahrverhalten des Fahrzeugs.
• Obwohl die beste Art im Einzelnen beschrieben wurde, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als Vorteile schaffend oder gegenüber anderen Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt beschrieben worden sein können, können, wie der Fachmann auf dem Gebiet weiß, eine oder mehrere Eigenschaften beeinträchtigt werden, um gewünschte Systemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebensdauerkosten, Vermarkungsfähigkeit, Aussehen, Aufmachung, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, leichte Montage usw. Die hier beschriebenen Ausführungsformen, die als weniger erwünscht als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften beschrieben sind, liegen nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für spezielle Anwendungen erwünscht sein.
• Bezugszeichenliste
• Fig. 5A

200

Hochfahrmodus

202

Flag_{Intended_Tip_in} ==1?

204

Anforderung zum Hochfahren der Kraftmaschine senden

206

Gesamte Leistungsanforderung berechnen

208

Verfügbare Leistung im EV-Modus berechnen

210

Überschreitet gesamte Leistungsanforderung die verfügbare Leistung im EV-Modus?

212

Keine Anforderung zum Hochfahren der Kraftmaschine senden

Fig. 5B

214

Herunterfahrmodus

216

Flag_{Intended_Tip_out} ==1?

218

Anforderung zum Herunterfahren der Kraftmaschine senden

220

Keine Anforderung zum Herunterfahren der Kraftmaschine senden

Claims (4)

1. Fahrzeug, welches umfasst: eine Kraftmaschine zum Liefern eines Drehmoments zu Rädern; einen Traktionsmotor, der mit einem Triebstrang gekoppelt ist und in der Lage ist, ein Drehmoment zu den Rädern zu liefern; und eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist zu verhindern, dass die Kraftmaschine startet und stoppt, auf der Basis zumindest einer Änderungsrate einer Leistungsanforderung über die Zeit.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner dazu konfiguriert ist, auf der Basis dessen, dass eine Differenz zwischen der Leistungsanforderung und einer gefilterten Leistungsanforderung einen Schwellenwert überschreitet zu verhindern, dass die Kraftmaschine startet und stoppt.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner dazu konfiguriert ist, auf der Basis der verfügbaren elektrischen Leistung in einer elektrischen Speichervorrichtung, die mit dem Traktionsmotor gekoppelt ist, zu verhindern, dass die Kraftmaschine startet und stoppt.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit ferner dazu konfiguriert ist, auf der Basis dessen, dass die verfügbare elektrische Leistung die Leistungsanforderung überschreitet, zu gestatten, dass die Kraftmaschine startet und stoppt.

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