DE102015100045A1

DE102015100045A1 - Steuerung eines Motors und einer Elektromaschine eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015100045A1
Application number: DE102015100045.8A
Authority: DE
Inventors: Douglas Raymond Martin; Kenneth James Miller
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2015-07-16
Also published as: CN104773157A; CN104773157B; US20150197233A1; US9168914B2

Abstract

Es wird ein Fahrzeug, mit einem Motor, einer Elektromaschine einer Antriebsbatterie, die dafür ausgelegt ist, der Elektromaschine Energie bzw. Leistung zuzuführen; und wenigstens einer Kontrollvorrichtung, offenbart. Die wenigstens eine Kontrollvorrichtung enthält ein Programm, um einen Vergleicher auf eine angeforderte Motorleistung wirken zu lassen. Der Vergleicher besitzt eine Vergleicherwirkung als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer tatsächlichen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers, so dass die Wirkung des Vergleichers zunimmt, wenn der Unterschied abnimmt, damit die Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsabgabe des Motors verringert wird, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Steuerung eines Motors und einer Elektromaschine in einem Hybridelektrofahrzeug.
HINTERGRUND
Fahrzeuge sind im Allgemeinen mit Fahrzeuggaspedalen versehen. Bei der Betätigung des Fahrzeuggaspedals in einem Fahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet ist, ermöglicht ein Drosselklappenventil des Motors eine größere Einlassluftströmung. Im Ergebnis der vergrößerten Luftströmung wird die Kraftstoffzufuhr vergrößert und die Verbrennungsgeschwindigkeit des Motors vergrößert, was zu einer vergrößerten Motordrehzahl führt. In Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, die an einen Elektromotor oder einen Generator gekoppelt ist, kann die Betätigung des Fahrzeuggaspedals einem Ausgangsdrehmoment des Gesamtsystems entsprechen. Große Betätigungen des Fahrzeuggaspedals führen zu großen Änderungen des Ausgangsdrehmoments des Gesamtsystems, die möglicherweise zu großen Änderungen der Motorleistung führen. Geringe bis mittlere Betätigungen des Fahrzeuggaspedals führen zu kleinen bis mittleren Änderungen des Ausgangsdrehmoments des Gesamtsystems, die möglicherweise zu geringen bis mittleren Änderungen der Motordrehzahl führen. Diese Änderungen der Motorleistung können die Kraftstoffersparnis des Motors aufgrund des Betreibens des Motors an einem ineffizienten Arbeitspunktnegativ beeinflussen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Antriebsstrang-Steuerungssystem enthält einen Kontrollvorrichtung, die einen Vergleicher auf eine angeforderte Zunahme der Motorleistung anwendet, wobei sich die Vergleicherwirkung als Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen so auswirkt, dass die Vergleicherwirkung zunimmt, wenn eine Unterschied zwischen der Leistungsanforderung und einer vom Vergleicher bearbeiteten Leistungsanforderung abnimmt, wobei die Änderungshäufigkeit der Motorleistung abnimmt, um den Leistungsanforderungen zu entsprechen. Die Kontrollvorrichtung bewirkt ferner den Betrieb einer Elektromaschine in Abhängigkeit auf einem Unterschied zwischen der angeforderten Zunahme der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung.
Ein Fahrzeug enthält einen Motor, eine Elektromaschine, eine Antriebsbatterie, die dafür bestimmt ist, der Elektromaschine Leistung zuzuführen, und wenigstens eine Kontrollvorrichtung. Die wenigstens eine Kontrollvorrichtung wendet einen Vergleicher auf eine angeforderte Motorenleistung an, wobei der Vergleicher eine Wirkung als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer tatsächlichen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers besitzt. Die Vergleicherwirkung nimmt zu, wenn der Unterschied abnimmt, um die Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsausgabe der zu verringern entsprechend der tatsächlichen Anforderung des Fahrers
Ein Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs beinhaltet das Anwenden eines Vergleichers in Bezug auf die Anforderung einer Motorleistung um eine vom Vergleicher bearbeitete Motorleistung zu erzeugen, mit einer Vergleicherwirkung als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer tatsächlichen und einer vom Vergleicher-bearbeiteten Anforderung des Fahrers so dass die Vergleicherwirkung zunimmt, wenn der Unterschied abnimmt. Das Verfahren enthält ferner das Betreiben eines Motors, um der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung der Motorleistung zu entsprechen. Das Verfahren enthält noch weiter das Betreiben einer Elektromaschine als Reaktion auf ein Defizit zwischen der Anforderung der Motorleistung und der Anforderung der vom Vergleicher-bearbeiteten Motorleistung
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische graphische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs.
2A bis 2C sind zeitliche graphische Darstellungen, die die Systemreaktion auf eine Fahrzeuggaspedaleingabe zeigen.
3 ist eine graphische Darstellung, die eine gleichmäßige Motorreaktion auf eine Fahrzeuggaspedaleingabe darstellt.
4A und 4B sind zeitliche graphische Darstellungen, die die Systemreaktion auf eine Fahrzeuggaspedaleingabe zeigen.
5A bis 5C sind zeitliche graphische Darstellungen, die die Systemreaktion auf eine nervöse Fahrzeuggaspedaleingabe zeigen.
6 ist ein Ablaufplan eines Algorithmus für die Steuerung des Motors und der Elektromaschine.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist versteht sich jedoch, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und andersartige Ausführungsformen haben können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert sein, um die Einzelheiten spezieller Komponenten zu zeigen. Deshalb sind die hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionalen Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, für einen Durchschnittsfachmann, die Ausführungsformen verschiedenartig einzusetzen. Wie für Durchschnittsfachleute selbstverständlich sein kann, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen der veranschaulichten Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für spezielle Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
1 veranschaulicht eine schematische graphische Darstellung eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10, das repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten besitzt. Das HEV 10 enthält einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 enthält eine Motor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (MHT) bezeichnet werden kann. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben werden kann, enthält das Getriebe 16 eine Elektromaschine, wie z. B. einen Elektromotor/Generator 18, eine zugeordnete Antriebsbatterie 20 und ein Automatikgetriebe oder ein Schaltgetriebe 22. Andere Anordnungen sind selbstverständlich ebenso miteinbezogen.
Der Motor 14 und die Elektromaschine 18 sind beides Antriebsquellen für das HEV 10. Der Motor 14 repräsentiert im Allgemeinen eine Leistungsquelle, die einen Verbrennungsmotor, wie z. B. mit Benzin, Diesel oder Erdgas angetriebene Brenn, oder eine Brennstoffzelle enthalten können Der Motor 14 erzeugt Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das der Elektromaschine 18 zugeführt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Motor 14 und der Elektromaschine 18 wenigstens teilweise eingerückt ist. Die Elektromaschine 18 kann durch irgendeinen von mehreren Typen elektrischer Maschinen implementiert sein. Die Elektromaschine 18 kann z. B. ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Eine (nicht gezeigte) Leistungselektronik kann die durch die Batterie 20 bereitgestellte Gleichstromleistung (DC-Leistung) für die Anforderungen der Elektromaschine 18 konditionieren. Die Leistungselektronik kann z. B. für die Elektromaschine 18 einen Dreiphasen-Wechselstrom (AC) bereitstellen.
Mit einer wenigstens teilweise eingerückten Ausrückkupplung 24 ist ein Leistungsfluß vom Motor 14 zu der Elektromaschine 18 oder von der Elektromaschine 18 zum Motor 14 möglich. Die Ausrückkupplung 24 kann z. B. eingerückt sein und die Elektromaschine 18 kann als ein Generator arbeiten, um die durch eine Kurbelwelle und eine Welle der elektrischen Maschine bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzusetzen, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Die Ausrückkupplung 26 kann außerdem ausgerückt sein, um die Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu trennen, so dass die Elektromaschine 18 als die einzige Antriebsquelle für das HEV 10 wirken kann. Die Welle 30 verläuft durch die Elektromaschine 18. Die Elektromaschine 18 ist kontinuierlich antreibbar mit der Welle 30 verbunden, wohingegen der Motor 14 nur mit der Welle 30 antreibbar verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist.
Die Elektromaschine 18 ist durch eine Ausrückkupplung 26 und eine Getriebeeingangswelle 28 mit dem Schaltgetriebe 22 verbunden. Das Schaltgetriebe 22 kann (nicht gezeigte) Zahnradsätze enthalten, die durch den selektiven Eingriff von Reibungselementen, wie z. B. (nicht gezeigte) Kupplungen und Bremsen, in verschiedenen Gangübersetzungen angeordnet werden, um gewünschte vielfältigen separaten oder -schrittweisen Antriebsübersetzungen herzustellen. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeaungangswelle 30 und der Getriebeeingangswelle 28 zu steuern. Das Schaltgetriebe 22 wird durch einen zugeordneten Controller, wie z. B. eine Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32, in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungs-Betriebsbedingungen automatisch von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen geschaltet. Das Schaltgetriebe 22 stellt dann das Ausgangsdrehmoment des Antriebsstrangs an der Ausgangswelle 30 bereit.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform in 1 gezeigt ist, ist die Ausgangswelle 30 mit einem Differential 34 verbunden. Das Differential 34 treibt jeweils über Achsen 38, die mit dem Differential 34 verbunden sind, ein Paar von Rädern 36 an. Das Differential überträgt ein etwa gleiches Drehmoment zu jedem Rad 36, während es leichte Drehzahlunterschiede ermöglicht, wie z. B. bei Kurvenfahrt. Es können verschiedene Typen von Differentialen oder ähnliche Vorrichtungen verwendet werden, um das Drehmoment vom Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu übertragen. Bei einigen Anwendungen kann z. B. die Drehmomentübertragung in Abhängigkeit von dem speziellen Betriebsmodus oder der speziellen Betriebsbedingung variieren.
Der Antriebsstrang 12 enthält ferner eine zugeordnete Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32. Während die Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32 als eine einzige Kontrollvorrichtung veranschaulicht ist, kann sie ein Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Kontrollvorrichtungen aus dem ganzen Fahrzeug 10 gesteuert sein. Es soll deshalb klargestellt werden, dass die Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32 und ein oder mehrere andere Kontrollvorrichtungen gemeinsam als ein ”Controller” bezeichnet werden können, der verschiedene Aktuatoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren anspricht, um Funktionen zu steuern, wie z. B. das Starten/Stoppen des Motors 14, das Betreiben der Elektromaschine 18, um ein Raddrehmoment bereitzustellen oder die Batterie 20 zu laden, die Auswahl oder das Koordinierung von Getriebe-Schaltvorgängen usw.
Der Kontrollvorrichtung 32 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU) enthalten, der bzw. die mit verschiedenen Typen computerlesbarer Speichervorrichtungen oder -medien in Verbindung steht. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können z. B. flüchtige und nichtflüchtigen Speicher in einem Festwertspeicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) und einem Haltspeicher (KAM) enthalten. Der KAM ist ein beständiger oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariable zu speichern, während die CPU abgeschaltet ist. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung irgendeiner von einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen, wie z. B. PROMs (programmierbarer Festwertspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder irgendwelcher anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinations-Speichervorrichtungen, implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen repräsentieren, die durch den Controller beim Steuern der oder des Fahrzeugs verwendet werden.
Der Controller steht mit verschiedenen Motoren-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (E/A-Schnittstelle) in Verbindung, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder die Konditionierung, Verarbeitung und/oder Umsetzung von Signalen, den Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um spezielle Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform nach 1 allgemein veranschaulicht ist, kann die Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32 Signale zu und/oder von des Motors 14, zu und/oder von den Ausrückkupplungen 24 und 26, zu und/oder von der Elektromaschine 18, zu und/oder von dem Schaltgetriebe 24 und zu und/oder von der (nicht gezeigten) Leistungselektronik übertragen. Durchschnittsfachleute sind in der Lage verschiedene Funktionen oder Komponenten zu erkennen, die durch die Kontrollvorrichtung 32 innerhalb einer jeden der oben beschriebenen Untersysteme gesteuert sein können, obwohl diese nicht explizit dargestellt sind
Repräsentative Beispiele der Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung der Steuerlogik betätigt werden können, die durch den Controller ausgeführt wird, beinhalten die Steuerung des Zeitpunktes, der Menge und der Dauer der Kraftstoffeinspritzung, der Drosselklappenventilstellung, der Zündzeitpunktsteuerung für die Zündkerzen (für Motoren mit Funkenzündung), die Steuerung für die Öffnungs- u. Schließzeiten der Einlass-/Auslassventile, der Komponenten der Zubehörantriebe (FEAD), wie z. B. eines Drehstromgenerators, eines Klimaanlagenkompressors, der Batterieladung, des Bremsens mit Energierückgewinnung, des Betriebes der Elektromaschine, der Kupplungsdrücke für die Kupplungen 24 und 26 und des Schaltgetriebes 24 und dergleichen. Die Sensoren, die eine Eingabe durch die E/A-Schnittstelle übertragen, können verwendet werden, um z. B. den Turbolader-Ladedruck, die Kurbelwellenposition (PIP), die Motorendrehzahl (RPM), die Raddrehzahlen (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Einlasskrümmerdruck (MAP), die Fahrpedalposition (PPS), die Zündschalterposition (IGN), die Drosselklappenventilposition (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Abgassauerstoff (EGO) oder die Konzentration oder das Vorhandensein anderer Abgaskomponenten, die Einlassluftströmung (MAF), den Getriebegang, das Übersetzungsverhältnis oder den Getriebemodus, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Getriebeturbinendrehzahl (TS) und den Verzögerungs- oder Schaltmodus (MDE) anzugeben.
Die Steuerlogik oder -funktionen, die durch die Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32 ausgeführt werden, können durch Ablaufpläne oder ähnliche graphische Darstellungen in einer oder mehreren Figuren dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, implementiert sein können. Als solche können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel zueinander ausgeführt werden oder in einigen Fällen unter Weggelassen. Ein Durchschnittsfachmann kann erkennen, dass ein oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können, obwohl dies nicht immer explizit dargestellt ist. Die Reihenfolge der Verarbeitung ist in gleicher Weise nicht notwendigerweise erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen. Stattdessen ist sie wegen der Einfachheit der Veranschaulichung und Beschreibung so gewählt worden.
Die Steuerlogik kann vorzugsweise in einer Software implementiert sein, die von einem mikroprozessorbasierten Fahrzeug, einer Motors und/oder einem Antriebsstrang-Controller, wie z. B. der Fahrzeugsystem-Kontrollvorrichtung 32, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einem oder mehreren, Controllern implementiert sein. Wenn die Steuerlogik in Software implementiert ist, kann sie in einer bzw. einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten besitzen, die Code oder Anweisungen repräsentieren, der bzw. die durch einen Computer ausgeführt wird bzw. werden, um das Fahrzeug oder seine Untersysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere von einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen enthalten, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicher verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugeordnete Eichinformationen, Betriebsvariable und dergleichen zu halten.
Ein Fahrzeuggaspedal 40 kann die Anforderung eines Drehmoments, einer Leistung oder eines Fahrbefehls erzeugen, um das Fahrzeug anzutreiben. Im Allgemeinen erzeugt das Niederdrücken und das Freigeben des Fahrzeuggaspedals 40 ein Fahrzeuggaspedalpositionssignal, das durch die Kontrollvorrichtung 32 als eine Anforderung/ein Bedarf an vergrößerter bzw. verringerter Leistung interpretiert werden kann. Der Kontrollvorrichtung 32 kann programmiert sein, um die effizienten Arbeitspunkte des Motors bei einer gegebenen Motordrehzahl und/oder einem vorgegebenen Leistungs-/Lastniveau des Motors zu bestimmen oder zu berechnen. Die effizienten Arbeitspunkte des Motors können die stationären Arbeitspunkte der sein, bei denen der bremsspezifische Kraftstoffverbrauch (BSFC) bei einer vorgegebenen Motordrehzahl und/oder einem gegebenen Leistungsniveau des Motors minimiert ist. Die Kontrollvorrichtung 32 in einem Hybridelektrofahrzeug kann das Drehmoment oder die Leistung des Motors 14 oder der Elektromaschine 18 oder einer Kombination aus beiden bestimmen, um dem Differential 34 Leistung, für den Antrieb der Räder 36 zur Verfügung zu stellen ... Durch das Einstellen der Leistungsbilanz zwischen dem Motor 14 und der Elektromaschine 18 kann die Kontrollvorrichtung 32 die Gesamtkraftstoffersparnis durch das Verringern der Belastung oder der Leistungsanforderung an den Motor 14 durch den Einsatz der Elektromaschine 18 verbessern.
Die Anforderungen des Fahrers in der Praxis können für den Motor 14 aufgrund kleiner oder mittlerer Übergangsvorgänge der Fahrzeuggaspedalpositionen zu ineffizienten Arbeitspunkten mit einer suboptimalen Kraftstoffersparnis führen. Diese Übergangsvorgänge der Fahrzeuggaspedalposition durch den Fahrer können beabsichtigte oder unbeabsichtigte Änderungen der Pedalposition sein, die als ”nervöses Pedal” oder ”verrauschtes Pedal” bezeichnet werden. Die gegenwärtige Programmierung der Kontrollvorrichtung 32 kann den Motor während dieser Übergangsvorgänge der Pedalpositionen in einen Zustand größerer aber weniger effizienter Leistungsabgabe führen, mit dem Ergebnis einer zeitlich vermehrten unwirtschaftlichen Arbeitsweise des Motors. Dies ist auf die gegenwärtige Programmierung zurückzuführen, die den Übergangsvorgängen der Pedalposition Folge leistet, um der Erwartung des Fahrers an die Systemreaktion mit dem Motor 14 zu entsprechen. Andere Verfahren leisten den Übergangsvorgängen der Pedalposition unmittelbarer Folge, begrenzen dafür aber das Raddrehmoment, was ein unattraktives Gefühl für den Fahrer erzeugt.
Eine Weise, die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs zu verbessern besteht darin, beim Auftreten von kleinen oder mittleren Übergängen der Pedalposition einen Vergleicher für ruhigen Motorenlauf zwecks Kraftstoffersparnis einzusetzen. Die Kontrollvorrichtung 32 kann die Arbeitspunkte des Motors als sehr unterschiedlich bewerten und die Elektromaschine 18 einsetzen, auf die kleinen bis mittleren Übergangsvorgänge zu reagieren. Durch diese sehr unterschiedliche Bearbeitung des Vergleichers ist es dem Motor 14 möglich, die Verweildauer an effizienten Arbeitspunkten zu verlängern, und den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Diese Bearbeitung des Vergleichers kann als eine Art der adaptiven Filterung angesehen werden, in der große Änderungen der Anforderung des Fahrers minimal oder überhaupt nicht zu bearbeiten sind, während geringe bis mittlere Änderungen der Anforderung des Fahrers als sehr unterschiedlich vom Vergleicher bearbeitet bzw. gefiltert werden können. Die vom Vergleicher bearbeitete Anforderung des Fahrers kann in ihrer Wirkung zu sehr unterschiedlich stark gefilterten Arbeitspunkten des Motors führen und Erlauben, die Energieabgabe der Batterie an die die Elektromaschine 18 zu erhöhen, um der Anforderung des Fahrers zu entsprechen.
Vor dem Anwenden des Vergleichers auf die Arbeitspunkte des Motors sind bestimmte grundlegende Voraussetzungen erforderlich. Der Motor 14 soll in Betrieb sein und die Kontrollvorrichtung sollte einen Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers unterhalb eines Schwellwertes berechnet oder bestimmt haben. Der Schwellwert kann einen geringen oder mittleren Übergangsvorgang der Anforderung des Fahrers angeben. Ein geringer bis mittlerer Übergangsvorgang der Anforderung des Fahrers kann eine Änderung der Fahrzeuggaspedalposition im Bereich von 0–15% sein. Ein nervöses oder verrauschtes Pedal kann z. B. durch eine ungefähre 5%-Änderung der Fahrzeuggaspedalposition angegeben werden. Ein mittlerer Übergangsvorgang kann durch eine ungefähre 10%-Änderung der Fahrzeugaspedalposition angegeben werden.
Diese Änderungen der Fahrzeuggaspedalposition können durch die Kontrollvorrichtung als Leistungsanforderungen übersetzt oder interpretiert werden. Diese Leistungsanforderungen können eine Anforderung der Gesamtleistungsabgabe des Antriebsstrangs umfassen, die zwischen den Leistungsanforderungen für des Motors und den Leistungsanforderungen für die Elektromaschine aufgeteilt werden kann. Die Kontrollvorrichtung kann entscheiden, wie die tatsächliche Ausgangsleistung des Antriebsstrangs zwischen dem Motor und der Elektromaschine aufgeteilt wird.
2A bis 2C stellen eine Folge entsprechender graphischer Darstellungen einer Fahrzeuggaspedaleingabe, der Anforderung einer Motorleistung bzw. des Ergänzens mit Batterieleistung in Abhängigkeit von der Zeit dar. Jede graphische Darstellung bezieht sich auf denselben Zeitverlauf und zeigt die gleichmäßige Reaktion des Antriebssystems auf einen mittleren Übergangsvorgang der Fahrzeuggaspedaleingabe.
2A ist eine graphische Darstellung eines mittleren Übergangsvorgangs der Fahrzeuggaspedaleingabe über der Zeit. Die tatsächliche Anforderung/Pedaleingabe des Fahrers ist als die Kurve 50 dargestellt. Die tatsächliche Anforderung 50 des Fahrers wird während eines ersten Zeitraums 54 durch einen Fahrer vergrößert und bleibt in dem aktuellen Beispiel während eines zweiten Zeitraums 56 konstant. Der Controller empfängt die tatsächliche Anforderung 50 des Fahrers und stellt eine vom Vergleicher langsam bearbeitete Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers bereit, die als die Kurve 52 dargestellt ist. Die vom Vergleicher langsam bearbeitete Version 52 der tatsächlichen Anforderung 50 des Fahrers kann ein gleitender (sich verändernder) Durchschnittswert der tatsächlichen Anforderung 50 des Fahrers sein, der einer Zeitkonstante unterworfen ist. Die vom Vergleicher langsam bearbeitete Version 52 kann schließlich die tatsächliche Anforderung 50 des Fahrers erreichen. Der Vergleicher glättet jedoch die Anforderung des Fahrers, um den Anstieg der tatsächlichen Anforderung 50 des Fahrers zu verringern oder zu eliminieren. Wie vorher dargelegt worden ist, kann diese Anforderung des Fahrers als eine Leistungsanforderung durch den Controller betrachtet werden.
Der Controller kann den Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung 50 des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten bzw. gefilterten Version 52 in mehreren Abtastzeiträumen 58, 60, 62 und 64 analysieren oder berechnen. Der Controller kann programmiert sein, um den Unterschied an mehr als vier Abtastpunkten oder an weniger als vier Abtastpunkten zu analysieren. Die vier Abtastzeiträume sind als ein Beispiel des allgemeinen Betriebs des Controllers und ein Beispiel dessen, wie das System die Unterschiede in der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version bearbeitet, bereitgestellt. Während des Abtastzeitraums 58 ist z. B. der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version Δ₁ 66. Während des Abtastzeitraums 60 ist der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version Δ₂ 68. Während des Abtastzeitraums 62 ist der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version Δ₃ 70. Schließlich ist während des Abtastzeitraums 64 der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version Δ₄ 72. Der Controller verwendet dann diese Unterschiede beim Einstellen eines auf die Leistungsanforderung des Motors wirkenden Vergleichers.
Wie einem Durchschnittsfachmann wohlbekannt ist, ist die Motorleistung eine Funktion des Motordrehmoments und der Motordrehzahl. Deshalb kann der Controller programmiert sein, um mit einem Vergleicher auf das angeforderte Motordrehmoment und/oder die angeforderte Motordrehzahl einzuwirken, was den gleichen Effekt hat wie das Einwirken des Vergleichers auf eine angeforderte Motorleistung.
In bestimmten Situationen sollte eine zusätzliche grundlegende Voraussetzung erfüllt sein: der Motor sollte einen stationären Arbeitspunkt erreicht haben. Das soll sicherstellen, dass ein im Elektromodus arbeitendes Hybridelektrofahrzeug den Neustart des Motors nicht verhindert oder verlangsamt, falls der Vergleicher wirkt Dieses grundlegende Merkmal wird jedoch nicht benötigt, wenn der Controller den Vergleicher auf die angeforderten Zunahmen der Motorleistung entsprechend einem Unterschied zwischen den Leistungsanforderungen und der vom Vergleicher bearbeiteten Leistungsanforderungen wirken lässt.
2B ist eine entsprechende graphische Darstellung der Wirkung des Vergleichers auf die Anforderung der Motorleistung über der Zeit. Wenn kein Vergleicher wirkt, kann die Anforderung der Motorleistung der Kurve 80 folgen, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen. Falls der Vergleicher in Betrieb ist wird die Änderungsgeschwindigkeit der Anforderung des Motors unter Verwendung der Unterschiede zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers verringert, wobei sie der Kurve 82 folgen kann, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen. Der Vergleicher für die Anforderung der Motorleistung kann ein Tiefpassfilter sein, das dafür ausgelegt ist, die Vergleicherwirkung zu verringern (schwach zu filtern bis überhaupt nicht zu filtern), wenn der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zunimmt. Das Tiefpassfilter ist ferner dafür ausgelegt, die Vergleicherwirkung in Abhängigkeit von kleineren Unterschieden zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version auf die tatsächliche Anforderung des Fahrers zu verstärken (stärker zu filtern). Das Filter kann ferner dafür ausgelegt sein, die Vergleicherwirkung zu verstärken, wenn die Unterschiede zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers im Abnehmen begriffen sind.
Der Vergleicher kann eine kontinuierliche Filterwirkung proportional zu der Anforderung des Fahrers besitzen. Der Vergleicher für die Motorleistung kann außerdem als ein zweiseitig arbeitender Vergleicher betrachtet werden, der eine erste Vergleicherwirkung für eine erste Größe der Anforderung des Fahrers, wie z. B. eine verstärktes Niederdrücken des Fahrzeuggaspedals (einen Pedaldruck), bereitstellt und das eine zweite Vergleicherwirkung für eine zweite Größe der Anforderung des Fahrers, wie z. B. eine Rücknahme des Pedaldruckes (eine Pedalfreigabe), bereitstellt. Obwohl ein Tiefpassfilter und ein zweiseitig arbeitender Vergleicher beschrieben sind, versteht es sich, dass alternative Vergleicher-Filtertopologien geeignet sein können, um die Anforderung der Motorleistung zu verändern sowohl wegen des Verbesserns der Kraftstoffersparnis als auch für andere Zwecke. Andere derartige Vergleicher-Filtertypen können außerdem mit variablen Zeitkonstanten und Vergleicher-Filterwirkungen ausgestattet sein.
In diesem Beispiel gilt Δ₁ > Δ₂ > Δ₃ > Δ₄. Deshalb nimmt die Vergleicherwirkung zu, wenn die Unterschiede zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers abnehmen. Die Liniensegmente der Kurve 82 der Anforderung der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung sind als diskrete Liniensegmente 84, 86, 88, 90 dargestellt und können den Zeiträumen, die den Abtastpunkten 58, 60, 62, 64 nach 2A zugeordnet sind, entsprechen. Aufgrund der vergrößerten Filterwirkung in Reaktion auf die Unterschiede zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers ist der Anstieg des Liniensegments 84 als solcher steiler als der Anstieg des Liniensegments 86, der wiederum steiler ist als der Anstieg des Liniensegments 88, der steiler als der Anstieg des Liniensegments 90 ist.
Der abnehmende Anstieg der Liniensegmente gibt die zunehmende Vergleicherwirkung des Vergleichers an, was in Reaktion auf die Unterschiede zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Kopie der tatsächlichen Anforderung des Fahrers geschieht. Die Wirkung des Vergleichers kann einer variablen Zeitkonstanten unterworfen sein. Die Zeitkonstante des Vergleichers kann als Reaktion auf einen Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version der tatsächlichen Anforderung des Fahrers, die einen Schwellwert übersteigt, verringert werden. Falls z. B. der Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Version 15% übersteigt, kann die Zeitkonstante verringert werden. Die Zeitkonstante kann außerdem als Reaktion auf eine Zurücknahme des Fahrzeuggaspedals (eine Freigabe des Fahrpedals) oder von Bremsvorgängen (Wirkung der Bremsen) verringert werden. Umgekehrt kann die Zeitkonstante in Reaktion auf einen Unterschied zwischen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher langsam bearbeiteten Kopie der tatsächlichen Anforderung des Fahrers, sofern die unter einen Schwellwert fällt, vergrößert werden.
Der Controller ist ferner programmiert, um einen Unterschied zwischen der Kurve 80 der Anforderung der Motorleistung und der Kurve 82 der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung der Motorleistung zu berechnen/bestimmen. Dieser Unterschied gibt ein Defizit zwischen der Leistungsausgabe des Motors an, aufgrund der Vergleicherwirkung, die die Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsausgabe des Motors verringert. Deshalb ist es Aufgabe der Kontrollvorrichtung den Einsatz von ergänzender Antriebsbatterieleistung für die elektrische Maschine zu koordinieren oder zu bestimmen, um das Defizit auszugleichen Dies erlaubt es der, in wirtschaftlichen Arbeitszuständen zu bleiben, wenn die Motorleistung gleichmäßig zu einem weiteren wirtschaftlichen Arbeitspunkt erhöht wird.
2C ist eine graphische Darstellung der Wirkung des Vergleichers auf das Ergänzen mit Batterieleistung über der Zeit. Die Kurve 92 repräsentiert das Ergänzen mit Batterieleistung in Reaktion auf das Defizit zwischen der Anforderung von Motorleistung und der Anforderung der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung Während des ersten Abtastzeitraums 58 kann die Batterieleistung nicht verfügbar sein oder bestimmt werden, um die Ergänzungsleistung der Batterie bereitzustellen, sofern die Kurven der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung der Motorleistung während des ersten Abtastzeitraums 58 zueinander parallel sind, wie in 2B dargestellt ist.
Die Batterieleistung kann koordiniert verfügbar sein oder angefordert werden, um die Ergänzung mit Batterieleistung für die Elektromaschine als Reaktion auf den größten Unterschied zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung von Motorleistung während des zweiten Abtastzeitraums 60 bereitzustellen. Das Ergänzen mit Batterieleistung kann eine zusätzliche Leistung sein, die der Elektromaschine über die gegenwärtig/bestimmte bzw. koordinierte Batterieleistung, die der Elektromaschine zugeführt wird, hinaus zugeführt wird. Die koordinierbare Ergänzung mit Batterieleistung für die Elektromaschine kann als Reaktion auf den Unterschied zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung von Motorleistung während des dritten Abtastzeitraums 62 beginnen abzunehmen. Die koordinierbare Ergänzung mit Batterieleistung für die Elektromaschine kann als Reaktion auf den Unterschied zwischen der der Anforderung der Motorleistung und der Anforderung der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung, die während des vierten Abtastzeitraums 64 weiter abnimmt, weiter verringert werden. Die Ergänzung mit Batterieleistung wird außerdem verringert, wenn die Leistungsabgabe des Motors vergrößert wird, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen.
3 stellt eine graphische Darstellung des Verhaltens der Motordrehzahl und des Motordrehmoments dar, wenn die Anforderung der Motorleistung vom Vergleicher bearbeitet wird. Der Einsatz der Batterie, zwecks Bereitstellung ergänzender Batterieleistung ermöglicht es, dass die Leistungsabgabe des Motors langsam oder gleichmäßig entlang der Kurve 100 von einem ersten stationären Arbeitspunkt 102 zu einem zweiten stationären Arbeitspunkt 104 vergrößert wird. Der Vergleicher kann benutzt werden, wenn der Motor innerhalb des Fensters 108 der gleichmäßigen Motorsteuerung arbeitet. Diese stationären Arbeitspunkte 102, 104 können durch den Controller in Abhängigkeit von verschiedenen Leistungsparametern des Motors, einschließlich der Motordrehzahl, der Motorlast und des Kraftstoffverbrauchs, geeicht werden, um den Motor während des Übergangs von dem stationären Arbeitspunkt 102 zu dem stationären Arbeitspunkt 104 in einem wirtschaftlichen Arbeitszustand dauerhaft zu betreiben.
Wenn die Leistungsausgabe der vergrößert wird, kann der Controller versuchen, einen effizienten Arbeitszustand entlang der Kurve 100 aufrechtzuerhalten, indem er die Motordrehzahl oder die Motorlast langsam vergrößert, um einen optimalen Kraftstoffverbrauch bei der gegebenen Motordrehzahl oder der gegebenen Motorlast zu erreichen. Wenn die Anforderung der Motorleistung nicht vom Vergleicher bearbeitet wird, können sich die Arbeitszustände des Motors entlang der Kurve 106 bewegen, um die Ausgangsleistung des Motors bereitzustellen. Die Wirkung des Vergleichers ermöglicht es, dass der Motor gleichmäßig arbeitet, und dass der Einsatz von Batterieleistung optimiert wird, um die Kraftstoffersparnis während kleiner bis mittlerer Gaspedalbewegungen zu verbessern.
Die 4A und 4B stellen eine Folge entsprechender zeitlicher graphischer Darstellungen einer Fahrzeuggaspedaleingabe und einer Anforderung von Motorleistung dar 4A repräsentiert eine Fahrzeuggaspedaleingabe Während eines ersten Zeitraums 110 bleibt die tatsächliche Anforderung des Fahrers entlang dem Liniensegment 114 konstant. Während des Zeitraums 112 findet entlang dem Liniensegment 116 einer Freigabe des Fahrzeuggaspedals statt, die die tatsächliche Anforderung des Fahrers verringert. Die tatsächliche Anforderung des Fahrers wird während des Zeitraums 114 entlang dem Liniensegment 120 auf einem verringerten Niveau konstant gehalten.
4B ist eine entsprechende graphische Darstellung der Wirkung des Vergleichers auf die Anforderung von Motorleistung über der Zeit. Die Anforderung der Motorleistung folgt mit einer beinahe direkten Korrelation der tatsächlichen Anforderung des Fahrers und kann proportional auf die Freigabe des Fahrzeuggaspedals reagieren. Während des ersten Zeitraums 110 bleibt die Anforderung der Motorleistung mit der tatsächlichen Anforderung des Fahrers entlang dem Liniensegment 122 konstant. Während des Zeitraums 112 verringert sich die Anforderung von Motorleistung entlang dem Liniensegment 124, was der Freigabe des Fahrzeuggaspedals entspricht. Die Anforderung von Motorleistung wird während des Zeitraums 114 entlang dem Liniensegment 126 konstant gehalten.
Die 5A bis 5C stellen eine Folge entsprechender zeitlicher graphischer Darstellungen der Fahrzeugaspedaleingabe, der Anforderung von Motorleistung und der Ergänzung mit Batterieleistung dar. Die Darstellungen stimmen jeweils zeitlich überein und demonstrieren eine gleichmäßige Reaktion des Antriebssystems auf eine geringe Änderung der Fahrzeuggaspedaleingabe. 5A ist eine graphische Darstellung der tatsächlichen Anforderung des Fahrers über der Zeit. Die Kurve 130 repräsentiert eine Fahrereingabe, die eine geringe Änderung oder eine Störung der tatsächlichen Anforderung des Fahrers als Ergebnis einer verrauschten oder nervösen Fahrzeuggaspedalbewegung zeigt. Die Kurve 132 repräsentiert die vom Vergleicher bearbeitete Fahrereingabe. Während des Zeitraums 134 bleibt die tatsächliche Anforderung des Fahrers konstant. Während des Zeitraums 136 findet eine nervöse oder verrauschte Bewegung des Pedals statt. Schließlich bleibt während des Zeitraums 138 die tatsächliche Anforderung des Fahrers konstant.
5B ist eine entsprechende graphische Darstellung der Wirkung des Vergleichers auf die Anforderung der Motorleistung über der Zeit. Die Kurve 140 repräsentiert die tatsächliche Anforderung der Motorleistung, die der tatsächlichen Anforderung des Fahrers ohne die Wirkung des Vergleichers entspricht. Die Kurve 142 repräsentiert die vom Vergleicher bearbeitete Anforderung von Motorleistung. Aufgrund der Störungen der tatsächlichen Anforderung des Fahrers, die eine geringe Pedalbewegung während des Zeitraums 136 aufzeigen, vergleicht der Controller die Anforderung von Motorleistung intensiv – wobei er die geringe Pedalbewegung nicht bearbeitet oder minimiert. Die vom Vergleicher bearbeitete Anforderung von Motorleistung verhindert, dass sich der Arbeitszustand der ändert, indem geringe Pedalbewegungen abgeflacht oder geglättet werden.
5C stellt eine graphische Darstellung eines Zeitabschnitts während des Ergänzens mit Batterieleistung dar. Die Kurve 144 repräsentiert das Ergänzen mit Batterieleistung als Reaktion auf eine geringe Pedalbewegung. Während des ersten Zeitraums 134 befiehlt oder koordiniert der Controller das Ergänzen mit Batterieleistung nicht. Während des zweiten Zeitraums 136 wird das Ergänzen mit Batterieleistung bestimmt, um auf die geringen Pedalbewegungen als Ergebnis einer verrauschten Pedalbewegung zu reagieren. Während des Zeitraums 138 wird das Ergänzen mit Batterieleistung als Reaktion auf das Beenden der geringen Pedalbewegung verringert oder beendet.
Es wird ein Algorithmus bereitgestellt, um die Kraftstoffersparnis des Motors durch das gleichmäßige Überführen des Motors von einem ersten stationären Arbeitszustand in einem zweiten stationären Arbeitszustand durch verstärktes vom Vergleicher bearbeitetes Wirken auf die angeforderte Motorleistung zu verbessern. 6 stellt ein Verfahren 200 dar, das eine Ausführungsform der Logik zur gleichmäßigen Motorsteuerung des Controllers repräsentiert, um den Algorithmus zu implementieren. Die Logik zur gleichmäßigen Motorsteuerung kann zur Eingabe sowohl eine Anforderung des Fahrers über das Fahrzeuggaspedal 202 als auch die Betriebsparameter verwenden, die den Motorwirkungsgrad 204 betreffen
Das Verfahren 200 kann das Anwenden eines Vergleichers auf die empfangene Anforderung des Fahrers enthalten 206. Der Vergleicher kann eine vom Vergleicher langsam bearbeitete Version der Anforderung des Fahrers erzeugen, die ein gleitender Durchschnitt der empfangenen Anforderung des Fahrers sein kann, die einer Zeitkonstante unterworfen ist. Die Logik zur gleichmäßigen Motorsteuerung kann einen Unterschied zwischen der empfangenen Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers berechnen 208. Basierend auf diesem Unterschied kann durch den Controller ein Vergleicher für ruhigen Motorenlauf wirken
Vor dem Anwenden eines Vergleichers für ruhigen Motorenlauf sollten bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Der Motorzustand 210 sollte z. B. ausgewertet werden. Wenn der Motor nicht eingeschaltet oder nicht betriebsbereit ist, kann die Logik auf eine weitere Anforderung des Fahrers warten und der Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf kann nicht wirken 216. Sollte die eingeschaltet oder betriebsbereit sein, wird der Unterschied zwischen der Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers mit einem Schwellwert verglichen 212. Falls der Unterschied unterhalb eines Schwellwertes liegt, wird eine Vergleicherwirkung berechnet 214. Die Vergleicherwirkung wird basierend auf der Größe des Unterschieds zwischen der Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers berechnet. Der Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf kann eine verstärkte Vergleicherwirkung auf einen kleineren Unterschied und eine schwache Vergleicherwirkung auf einen größeren Unterschied erzeugen, sofern der Unterschied unterhalb eines Schwellwertes liegt Sollte der Unterschied zwischen der Anforderung des Fahrers und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers oberhalb eines Schwellwertes liegen, kann der Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf nicht wirken 216.
Das Verfahren kann eine weitere grundlegende Voraussetzung bedingen, bei der ausgewertet wird, ob der Motor an einem stationären Arbeitspunkt arbeitet 218. Dieser stationäre Arbeitszustand kann ein Arbeitspunkt des Motors sein, bei der der Motorwirkungsgrad bei einer vorgegebenen Motor-drehzahl und einer vorgegebenen Motorlast optimiert ist, oder kann angeben, dass sich der Motor nicht in einem Übergangszustand befindet. Ein Übergangszustand des Motors kann schnelle Wechsel der Drehzahl oder der Belastung des Motors bedeuten Falls sich der Motor nicht an einem stationären Arbeitspunkt befindet, kann der Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf nicht wirken 216. Sollte sich der Motor an einem stationären Arbeitspunkt arbeiten, kann der Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf für eine Anforderung von Motorleistung einsetzbar sein 220.
Im Schritt 220 kann der auf die Anforderung der Motorleistung wirkende Vergleicher für einen ruhigen Motorenlauf versuchen, die Kurve der Anforderung der Motorleistung zu glätten oder abzuflachen. Das Glätten oder das Abflachen der Kurve der Anforderung der Motorleistung führt zu einer Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsabgabe des Motors. Diese Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit kann die Häufigkeit verringern, mit der die Motordrehzahl oder das Motordrehmoment vergrößert werden, um der Anforderung der Motorleistung zu entsprechen. Das Verringern der Änderungsgeschwindigkeit kann die Kraftstoffersparnis des Motors unterstützend verbessern. Der Motor kann dann so betrieben werden, dass er der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung der Motorleistung entspricht 222. Dieser Betrieb des Motors kann die Leistungsausgabe des Motors gemäßigt vergrößern, bis der Motor die Anforderung der Motorleistung bewältigt hat, oder einem zweiten stationären Arbeitszustand, der der Anforderung einer Motorleistung entspricht, erreicht.
Das Verfahren 200 wertet ferner den Unterschied zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher-bearbeiteten Anforderung der Motorleistung aus 224. Sollte es einen Unterschied zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung geben, kann bestimmt oder koordiniert werden, dass Batterieleistung für die Elektromaschine ergänzend bereitgestellt wird, um dem Unterschied zu auszugleichen 226. Der Unterschied kann so sein, dass mehr Motorleistung angefordert ist, als die vom Vergleicher bearbeitete Anforderung von Motorleistung bereitstellen kann. Falls es keinen Unterschied zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung von Motorleistung gibt, soll Batterieleistung nicht ergänzend zuschaltbar oder verfügbar sein 230.
Um Batterieleistung entsprechend des Unterschiedes ergänzend zuzuschalten, soll Batterieleistung an die Elektromaschine abgegeben werden, die gemäß der Logik des Vergleichers für einen ruhigen Motorenlauf betrieben wird 228. Anschließend kann das Ergänzen mit Batterieleistung als Reaktion auf die zunehmende Leistungsabgabe der verringert werden, weil die vom Vergleicher bearbeitete Anforderung der Motorleistung der unbearbeiteten Motorleistung entspricht Dies kann ein näherungsweise inverses Verhalten zwischen dem Ergänzen mit Batterieleistung und der Leistungsabgabe des Motors während des Betriebs des Vergleichers für einen ruhigen Motorenlauf erzeugen.
Die hier beschriebenen Steueralgorithmen können die Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs auf mehrere Arten verbessern. Die verbesserte Kraftstoffersparnis kann sich durch eine Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsabgabe des Motors ergeben. Die verbesserte Kraftstoffersparnis kann sich außerdem aus einer beschleunigten Reaktion auf Änderungen der Fahrzeuggaspedalposition bei Pedalfreigabe ergeben. Außerdem kann der Fahrer immer noch die Fahrzeugbeschleunigung spüren, ohne dass der Motor während kleiner und mittlerer Übergangsvorgänge der Anforderung des Fahrers auf eine uneffiziente Weise betrieben werden muss.
Die vorliegende Offenbarung stellt typische Steuerungsstrategien und/oder eine repräsentative Steuerungslogik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, implementiert sein können. Als solche können verschiedene hier veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel oder in einigen Fällen unter Weggelassen Ein Durchschnittsfachmann kann erkennen, dass eine oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Verarbeitungsstrategie wiederholbarsein können, obwohl dies nicht immer explizit veranschaulicht ist. Ähnlich ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern ist sie für die Einfachheit der Veranschaulichung und Beschreibung gewählt worden.
Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software implementiert sein, die durch einen mikroprozessorbasierten Fahrzeug-, Motor- und/oder Antriebsstrang-Controller ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einem oder mehreren Controllern implementiert sein. Wenn die Steuerlogik in Software implementiert ist, kann sie in einer bzw. einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten besitzen, die Code oder Anweisungen repräsentieren, der bzw. die durch einen Computer ausgeführt wird bzw. werden, um das Fahrzeug oder seine Untersysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere von einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen enthalten, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugeordnete Eichinformationen, Betriebsvariable und dergleichen zu halten. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als ganzes oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardware-Komponenten, wie z. B. anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gatteranordnungen (FPGAs), Zustandsmaschinen, Controllern und anderen Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten, verkörpert sein.
Obwohl zuvor beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist damit nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen sämtliche möglichen Formen erfassen. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe, Wörter der Beschreibung anstatt einer Einschränkung, wobei es selbstverständlich ist, das verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der Offenbarung abzuschwächen. Außerdem können die Merkmale der verschiedenen implementierenden Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Antriebsstrang-Steuerungssystem, beinhaltend: eine Kontrollvorrichtung, mit einem Programm, für einen Vergleicher, wenn eine Zunahme der Motorleistung angefordert wird, wobei die Wirkung des Vergleichers als Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen entsteht, so dass die Wirkung des Vergleichers in der Bearbeitung zunimmt, wenn sich ein Unterschied zwischen den Leistungsanforderungen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Leistungsanforderung vermindert, was zu einer Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit der Motorleistung führt, um den Leistungsanforderungen zu entsprechen, und eine Elektromaschine zu betreiben, abhängig von einem Unterschied zwischen der angeforderten Zunahme der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten angeforderten Motorleistung.
B. Antriebsstrang-Steuerungssystem nach A, wobei die Kontrollvorrichtung ferner so programmiert ist, um ein Motor-Steuerfenster bereitzustellen, in dem die Wirkung des Vergleichers die abhängig von einem Bereich der Motordrehzahl und des Motordrehmoments und/oder einer Änderung der Leistungsanforderungen, die kleiner als ein Schwellwert ist, auf eine angeforderte Zunahme der Motorleistung angewendet werden kann.
C. Antriebsstrang-Steuersystem nach A, wobei die Vergleicherwirkung eine Funktion einer Zeitkonstante des Vergleichers ist und wobei die Zeitkonstante des Vergleichers als Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen verändert wird, so dass eine Vergleicherkonstante zunimmt, wenn die Änderungen der Leistungsanforderungen abnehmen.
D. Antriebsstrang-Steuersystem nach A, wobei die Vergleicherwirkung eine Funktion einer Zeitkonstanten des Vergleichers ist und wobei die Zeitkonstante des Vergleichers in Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen verändert wird, so dass eine Zeitkonstante des Vergleichers abnimmt, wenn die Änderungen der Leistungsanforderungen zunehmen.
E. Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Motor; eine Elektromaschine; eine Antriebsbatterie, die dafür ausgelegt ist, der Elektromaschine Leistung zuzuführen; und wenigstens einer Kontrollvorrichtung, mit einem Programm, um die Bearbeitung eines Vergleichers für eine angeforderte Motorleistung durchzuführen, wobei der Vergleicher eine Wirkung als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer tatsächlichen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers entstehen lässt, so dass die Vergleicherwirkung in der Bearbeitung zunimmt, wenn der Unterschied abnimmt, um die Änderungsgeschwindigkeit der Leistungsabgabe des Motors zu verringern, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen.
F. Fahrzeug nach E, wobei wenigstens eine Kontrollvorrichtung ferner so programmiert ist, damit die Elektromaschine Leistung abhängig von einem Unterschied zwischen der angeforderten Motorleistung und der Leistungsabgabe des Motors abgibt, um der tatsächlichen Anforderung des Fahrers zu entsprechen.
G. Fahrzeug nach E, wobei die Vergleicher bearbeitete Anforderung des Fahrers ein geglätteter Durchschnittswert der tatsächlichen Anforderung des Fahrers ist.
H. Fahrzeug nach E, wobei der Vergleicher ein zweiseitiger Vergleicher ist, mit einer ersten Vergleicherwirkung als Reaktion auf Zunahmen der Leistungsanforderungen und einer zweiten Vergleicherwirkung als Reaktion auf Abnahmen der Leistungsanforderungen.
I. Fahrzeug nach E, wobei die Vergleicherwirkung in der Bearbeitung als Reaktion auf den Unterschied verringert wird, sofern ein Schwellwert überschritten wird.
J. Fahrzeug nach E, wobei der Vergleicher auf die angeforderte Motorleistung angewendet wird, wenn der Motor einen ersten stationären Arbeitszustand erreicht hat und der Unterschied unterhalb eines Schwellwertes ist.
K. Fahrzeug nach J, wobei der Vergleicher auf die angeforderte Motorleistung wirkt, wenn die Leistungsabgabe des Motors während eines Übergangs von einem ersten stationären Arbeitszustand zu einem zweiten stationären Arbeitszustand vergrößert wird, so dass der tatsächlichen Anforderung des Fahrers entsprochen wird.
L. Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anwenden eines Vergleichers auf eine Leistungsanforderung eines Motors, mit dem Erzeugen einer vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung, wodurch eine Vergleicherwirkung als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer tatsächlichen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung des Fahrers entsteht, so dass die Vergleicherwirkung in ihrer Bearbeitung zunimmt, wenn der Unterschied abnimmt; Betreiben eines Motors, mit dem Entsprechen der vom Vergleicher bearbeiteten Anforderung einer Motorleistung und dem Betreiben einer Elektromaschine als Reaktion auf ein Defizit zwischen der Anforderung einer Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten Motorleistung.
M. Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs nach L, wobei, die Elektromaschine Batterieleistung empfängt, um im Betrieb dem Defizit zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten angeforderten Motorleistung zu entsprechen.
N. Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs nach L, das ferner Empfangen eines Signals umfasst, das angibt, dass der Motor in einem ersten stationären Arbeitszustand arbeitet.
O. Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs nach M, wobei als Reaktion auf die sich verringernde Differenz zwischen der Anforderung der Motorleistung und der vom Vergleicher- bearbeiteten Motorleistung die Leistungsabgabe des Motors vergrößert und die Abgabe der Batterieleistung verringert wird.
P. Verfahren zum Steuern eines Hybridelektrofahrzeugs nach O, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Empfangen eines Signals, das angibt, dass der Motor in einem zweiten stationären Arbeitszustand arbeitet; und Erwarten einer Änderung der Anforderung des Fahrers.

202	EMPFANGEN DER ANFORDERUNGEN DES FAHRERS
204	EMPFANGEN DER PARAMETER DES MOTORWIRKUNGSGRADS
206	WIRKEN DES VERGLEICHERS AUF DIE ANFORDERUNG DES FAHRERS
208	BERECHNEN DES UNTERSCHIEDES ZWISCHEN DER ANFORDERUNG DES FAHRERS UND DER VOM VERGLEICHER BEARBEITETEN ANFORDERUNG DES FAHRERS
210	IST DIE EINGESCHALTET?
212	IST DER UNTERSCHIED UNTERHALB EINES SCHWELLWERTES?
214	BERECHNUNG DER WIRKUNG DES VERGLEICHERS FÜR EINEN RUHIGEN MOTORENLAUF
216	VERGLEICHER FÜR EINEN RUHIGEN MOTORENLAUF SOLL NICHT WIRKEN
218	BEFINDET SICH DER MOTOR IN EINEM STATIONÄREN ARBEITSZUSTAND?
220	VERGLEICHER FÜR EINEN RUHIGEN MOTORENLAUF SOLL AUF DIE ANFORDERUNG VON MOTORLEISTUNG WIRKEN
222	BETRIEB DES MOTORS SOLL DER VOM VERGLEICHER-BEARBEITETEN ANFORDERUNG DER MOTORLEISTUNG ENTSPRECHEN
224	GIBT ES EINEN UNTERSCHIED ZWISCHEN DER ANFORDERUNG DER MOTORLEISTUNG UND DER VOM VERGLEICHER-BEARBEITETEN ANFORDERUNG DER MOTORLEISTUNG?
226	BEFIEHLBATTERIELEISTUNGDEN UNTERSCHIED AUSZUGLEICHEN
228	NIMM DIE ELEKTROMASCHINE IN BETRIEB
230	BEFIEHL KEINE BATTERIELEISTUNG

Claims

Antriebsstrang-Steuerungssystem, beinhaltend: eine Kontrollvorrichtung, mit einem Programm für einen Vergleicher, wenn eine Zunahme der Motorleistung angefordert wird, wobei die Wirkung des Vergleichers als Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen entsteht, so dass die Wirkung des Vergleichers in der Bearbeitung zunimmt, wenn sich ein Unterschied zwischen den Leistungsanforderungen und einer vom Vergleicher bearbeiteten Leistungsanforderung vermindert, was zu einer Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit der Motorleistung führt, um den Leistungsanforderungen zu entsprechen, und eine Elektromaschine zu betreiben, abhängig von einem Unterschied zwischen der angeforderten Zunahme der Motorleistung und der vom Vergleicher bearbeiteten angeforderten Motorleistung.
Antriebsstrang-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kontrollvorrichtung ferner so programmiert ist, um ein Motor-Steuerfenster bereitzustellen, in dem die Wirkung des Vergleichers abhängig von einem Bereich der Motordrehzahl und des Motordrehmoments und/oder einer Änderung der Leistungsanforderungen, die kleiner als ein Schwellwert ist, auf eine angeforderte Zunahme der Motorleistung angewendet werden kann.
Antriebsstrang-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Vergleicherwirkung eine Funktion einer Zeitkonstante des Vergleichers ist und wobei die Zeitkonstante des Vergleichers als Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen verändert wird, so dass eine Vergleicherkonstante zunimmt, wenn die Änderungen der Leistungsanforderungen abnehmen.
Antriebsstrang-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Vergleicherwirkung eine Funktion einer Zeitkonstanten des Vergleichers ist und wobei die Zeitkonstante des Vergleichers in Reaktion auf die Änderungen der Leistungsanforderungen verändert wird, so dass eine Zeitkonstante des Vergleichers abnimmt, wenn die Änderungen der Leistungsanforderungen zunehmen.