DE102015111104A1

DE102015111104A1 - Vorübergehendes starten oder stoppen einer kraftmaschine mit schaltwippen

Info

Publication number: DE102015111104A1
Application number: DE102015111104.7A
Authority: DE
Inventors: Brian Thomas Soo; Bernard D. Nefcy; Craig Edward Esler; David Paul Tourner; Charles VITULLO
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-01-28
Also published as: CN105313875A; US20160023652A1; CN105313875B; US9475487B2

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine, eine Fahrerschnittstelle mit einer ersten vom Fahrer betätigten Wähleinrichtung sowie eine Steuerung. Die Steuerung betreibt die Kraftmaschine gezielt gemäß einem ersten Modus und einem zweiten Modus. Im ersten Modus läuft die Kraftmaschine kontinuierlich. Im zweiten Modus wird die Kraftmaschine in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen ausgeschaltet und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen eingeschaltet. Die Steuerung steuert die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der ersten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem ersten Modus, und sie steuert die Kraftmaschine in Reaktion auf ein vorhergesehenes Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses im Anschluss an die Aktivierung der ersten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem zweiten Modus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Steuern einer Brennkraftmaschine in einem Hybridfahrzeug.
HINTERGRUND
Hybrid-Elektrofahrzeuge, HEV, umfassen sowohl Kraftmaschinen als auch Fahrmotoren. Ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in einem HEV besteht darin, die Kraftmaschine in Zeiten auszuschalten, in denen die Kraftmaschine nicht effizient arbeitet und nicht anderweitig zum Antreiben des Fahrzeugs benötigt wird. In diesen Situationen wird der Elektromotor in einem elektrischen Antriebsmodus verwendet, um die gesamte Leistung, die zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist, bereitzustellen. Das HEV ist mit einer Steuerlogik versehen, die dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsbedingungen ein- oder auszuschalten.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Brennkraftmaschine, eine Fahrerschnittstelle mit einer ersten vom Fahrer betätigten Wähleinrichtung und eine Steuerung. Die Steuerung ist dazu ausgelegt, die Kraftmaschine gezielt gemäß einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu betreiben. Im ersten Modus läuft die Kraftmaschine kontinuierlich. Im zweiten Modus wird die Kraftmaschine in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen ausgeschaltet und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen eingeschaltet. Die Steuerung ist des Weiteren dazu ausgelegt, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der ersten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem ersten Modus zu steuern, und die Kraftmaschine in Reaktion auf ein vorhergesehenes Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses im Anschluss an die Aktivierung der ersten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem zweiten Modus zu steuern.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Fahrerschnittstelle außerdem eine zweite vom Fahrer betätigte Wähleinrichtung, und die Steuerung ist des Weiteren dazu ausgelegt, die Kraftmaschine gezielt gemäß einem dritten Modus zu steuern. Im dritten Modus ist die Kraftmaschine durchgehend ausgeschaltet. Die Steuerung steuert die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der zweiten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem dritten Modus, und die Steuerung steuert die Kraftmaschine in Reaktion auf ein vorhergesehenes erstes Fahrzeugbeschleunigungsereignis im Anschluss an die Aktivierung der zweiten Wähleinrichtung durch den Fahrer gemäß dem ersten Modus. Die Fahrerschnittstelle kann ein Fahrzeuglenkrad sein, und die erste durch den Fahrer betätigte Wähleinrichtung kann eine Schaltwippe sein. In einigen Ausführungsformen wird das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses in Reaktion auf eine negative Änderung der Fahrzeugbeschleunigung vorhergesehen, wobei die Fahrzeugbeschleunigung relativ zu einer Vorwärtsrichtung definiert ist. Die negative Änderung der Fahrzeugbeschleunigung kann eine Zeitspanne dauern, die ein vorbestimmtes Zeitintervall überschreitet. Das vorhergesehene Ende des ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses kann auf einer Änderung der Stellung des Fahrpedals oder des Bremspedals basieren. Einige Ausführungsformen umfassen darüber hinaus eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass die Kraftmaschine gemäß dem zweiten Modus betrieben wird, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, die Anzeige zu aktivieren, während sie die Kraftmaschine gemäß dem zweiten Modus steuert. Einige Ausführungsformen umfassen eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass eine Steuerung gemäß dem zweiten Modus nicht verfügbar ist, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf einen dritten Satz von Betriebsbedingungen die Anzeige zu aktivieren und ein Betreiben der Kraftmaschine gemäß dem zweiten Modus zu unterbinden.
Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Kraftmaschine umfasst, die mit automatischen Stopp- und Startfunktionen ausgestattet ist, umfasst ein Starten der Kraftmaschine in Reaktion auf eine erste Fahrereingabe sowie darauf, dass die Kraftmaschine ausgeschaltet ist und die automatische Startfunktion verfügbar ist. Das Verfahren umfasst außerdem ein Unterbinden der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf die erste Fahrereingabe. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Beenden der Unterbindung der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf ein erstes Verringern der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die Fahrereingabe.
Einige Ausführungsformen umfassen weiterhin ein Beenden der Unterbindung der automatischen Stoppfunktion in Reaktion darauf, dass im Anschluss an die Fahrereingabe eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Einige Ausführungsformen umfassen darüber hinaus, dass, in Reaktion auf die erste Fahrereingabe, die Kraftmaschine ausgeschaltet und die automatische Startfunktion nicht verfügbar ist, wobei dem Fahrer ein Alarm angezeigt wird, der darauf hinweist, dass die Kraftmaschine nicht gestartet werden kann. Das erste Verringern der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die erste Fahrereingabe kann einem Loslassen eines Fahrpedals oder einer Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer entsprechen. Eine Ausführungsform umfasst ein automatisches Stoppen der Kraftmaschine in Reaktion auf eine zweite Fahrereingabe sowie darauf, dass die Kraftmaschine eingeschaltet und die automatische Stoppfunktion verfügbar ist. Eine derartige Ausführungsform umfasst des Weiteren ein Unterbinden der automatischen Startfunktion in Reaktion auf die zweite Fahrereingabe, und ein Beenden der Unterbindung der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf ein erstes Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe. Eine derartige Ausführungsform kann auch umfassen, dass in Reaktion auf die zweite Fahrereingabe die Kraftmaschine eingeschaltet ist und die automatische Stoppfunktion nicht verfügbar ist, wobei dem Fahrer ein Alarm angezeigt wird, der darauf hinweist, dass die Kraftmaschine nicht gestoppt werden kann. Das erste Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe kann einem Loslassen eines Bremspedals oder einer Betätigung eines Fahrpedals durch den Fahrer entsprechen.
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kraftmaschine und eine Steuerung. Die Kraftmaschine ist dazu ausgelegt, in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen automatisch zu stoppen und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen automatisch zu starten. Die Steuerung ist dazu ausgelegt, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine erste Fahrereingabe, darauf, dass die Kraftmaschine eingeschaltet ist und darauf, dass eine Betriebsbedingung nicht erfüllt ist, automatisch zu stoppen und die Kraftmaschine bis zu einem ersten Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die erste Fahrereingabe in einem gestoppten Zustand zu halten. Die Betriebsbedingung entspricht einer Kraftmaschinenlaufanforderung.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung weiterhin dazu ausgelegt, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine zweite Fahrereingabe sowie darauf, das die Kraftmaschine ausgeschaltet ist, automatisch zu starten und die Kraftmaschine bis zu einem ersten Verringern der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe in einer Laufbedingung zu halten. Das erste Verringern der Beschleunigung kann einem Loslassen eines Fahrpedals durch den Fahrer oder einer Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer entsprechen, und das erste Erhöhen der Beschleunigung kann einem Loslassen eines Bremspedals durch den Fahrer oder einer Betätigung eines Fahrpedals durch den Fahrer entsprechen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug zusätzlich eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass die Kraftmaschine nicht gestoppt werden kann. In einer derartigen Ausführungsform ist die Steuerung weiterhin dazu ausgelegt, die Anzeige in Reaktion auf die erste Fahrereingabe sowie darauf, dass die Betriebsbedingung erfüllt ist, zu aktivieren.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung bieten eine Reihe von Vorteilen. Beispielsweise bietet die vorliegende Offenbarung ein System und ein Verfahren, wodurch ein Fahrer sicherstellen kann, dass die Brennkraftmaschine eingeschaltet ist, um den Antriebsrädern eines Fahrzeugs bei Bedarf Drehmoment bereitzustellen. Darüber hinaus ermöglichen Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung einem Fahrer, die Kraftmaschine in Fahrsituationen auszuschalten, in denen es wünschenswert ist, in Abweichung von der normalen Kraftmaschinensteuerungslogik die Kraftmaschine auszuschalten. Darüber hinaus sind Systeme gemäß der vorliegenden Offenbarung dazu ausgelegt, in Reaktion auf das Ende des Beschleunigungs- oder Verlangsamungsereignisses automatisch in einen nominalen Hybrid-Steuerungsmodus zurückzukehren.
Die obigen und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs mit Schaltwippen zur Start/Stopp-Steuerung der Kraftmaschine; und
2 stellt ein Verfahren zum Steuern einer Kraftmaschine in einem Hybrid-Elektrofahrzeug mit Schaltwippen zur Start/Stopp-Steuerung dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die spezifischen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die Ausführungsformen auf verschiedene Weise anzuwenden sind. Für einen durchschnittlichen Fachmann liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen dargestellter Merkmale ergeben repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.
Hybridfahrzeuge sind mit einer nominalen Steuerlogik versehen, die das Fahrzeug gezielt gemäß den verschiedenen Betriebsmodi steuert. Eine Steuerung kann das Fahrzeug gemäß einem Hybridmodus steuern, bei dem in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen sowohl eine Kraftmaschine als auch ein Motor Drehmoment für die Fahrzeugräder bereitstellen. Die Steuerung kann das Fahrzeug gemäß einem elektrischen Modus steuern, bei dem in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen die Kraftmaschine ausgeschaltet ist und nur ein Motor Drehmoment bereitstellt. Die Betriebsbedingungen können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, einen Ladezustand einer Traktionsbatterie, eine Drehmomentanforderung durch den Fahrer, die durch ein Fahrpedal übertragen wird, und Leistung, die von verschiedenem Zubehör und dem HLK-System des Fahrzeugs gezogen wird.
In einigen Fahrsituationen kann ein Fahrer einen Wunsch nach einer laufenden Kraftmaschine vorhersehen, obwohl die nominale Steuerlogik eine Steuerung gemäß dem elektrischen Modus diktiert. Beispielsweise wird die Kraftmaschine, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, im Allgemeinen gestoppt, und der Motor hat eine Drehzahl von Null. Wenn der Fahrer leicht auf das Fahrpedal tippt oder dieses betätigt, wird das Fahrzeug typischerweise aus dem Stand heraus angetrieben, wobei nur der Motor zur Bereitstellung von Drehmoment verwendet wird, d. h. dass die Steuerung das Fahrzeug gemäß dem elektrischen Modus steuert. Da das Drehmoment vom Motor schnell auf die Fahrzeugräder übertragen wird, gibt es nur eine minimale Verzögerung zwischen der Drehmomentanforderung durch den Fahrer und der Drehmomentübertragung auf die Räder. Wenn sich das Fahrzeug allerdings im Stillstand befindet und der Fahrer das Pedal stark niederdrückt, kann die Drehmomentanforderung durch den Fahrer einen Drehmomentbetrag überschreiten, den der Motor bereitzustellen in der Lage ist, sodass ein Starten der Kraftmaschine nötig wird. Die Kraftmaschinenstartzeit kann eine Verzögerung zwischen der
Drehmomentanforderung durch den Fahrer und der Übertragung von Kraftmaschinendrehmoment auf die Fahrzeugräder einbringen. Als ein weiteres Beispiel kann das Fahrzeug in einem elektrischen Modus gefahren werden, und der Fahrer wünscht, die Kraftmaschine so voreinzustellen, dass sie bei einem bekannten zukünftigen Ereignis, das Leistung erfordert, eingeschaltet ist. In ähnlicher Weise kann der Fahrer einen Wunsch zum Stoppen der Kraftmaschine vorhersehen, obwohl die nominale Steuerlogik eine Steuerung gemäß dem Hybridmodus diktiert.
Jetzt Bezug nehmend auf 1 wird eine schematische Darstellung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV – Hybrid Electric Vehicle) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. 1 stellt repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten dar. Die physische Positionierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 umfasst einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 umfasst eine Kraftmaschine 14, die ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (MHT – Modular Hybrid Transmission) bezeichnet werden kann. Wie später noch ausführlich beschrieben wird, umfasst das Getriebe 16 eine elektrische Maschine, wie einen elektrischen Motor/Generator (M/G) 18, eine dazugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Mehrstufen-Automatikgetriebe oder Getriebe 24.
Die Kraftmaschine 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Die Kraftmaschine 14 repräsentiert im Allgemeinen eine Leistungsquelle, die eine Brennkraftmaschine umfassen kann, wie eine mit Benzin, Diesel oder Erdgas angetriebene Kraftmaschine oder eine Brennstoffzelle. Die Kraftmaschine 14 erzeugt eine Kraftmaschinenleistung und ein zugehöriges Kraftmaschinendrehmoment, die dem M/G 18 bereitgestellt werden, wenn eine Trennkupplung 26 zwischen der Kraftmaschine 14 und dem M/G 18 zumindest teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann durch einen beliebigen von mehreren Typen von elektrischen Maschinen umgesetzt werden. Beispielsweise kann der M/G 18 ein dauermagneterregter Synchronmotor sein. Die Leistungselektronik 56 passt die Gleichstromleistung (DC – Direct Current), die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, an die Anforderungen vom M/G 18 an, wie nachfolgend beschrieben wird. Beispielsweise kann die Leistungselektronik einen Dreiphasen-Wechselstrom (AC – Alternating Current) für den M/G 18 bereitstellen.
Wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist, ist ein Leistungsfluss von der Kraftmaschine 14 zum M/G 18 oder vom M/G 18 zur Kraftmaschine 14 möglich. Beispielsweise kann die Trennkupplung 26 eingerückt sein und der M/G 18 kann als ein Generator arbeiten, um Rotationsenergie, die durch die Kurbelwelle 28 und die M/G-Welle 30 bereitgestellt wird, in elektrische Energie, die in der Batterie 20 gespeichert wird, umzuwandeln. Die Trennkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um die Kraftmaschine 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 so zu trennen, dass der M/G 18 als einzige Antriebsquelle für das HEV 10 fungiert. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist mit der Welle 30 kontinuierlich antriebsverbunden, wobei die Kraftmaschine 14 nur mit der Welle 30 antriebsverbunden ist, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist. Wenn die Trennkupplung 26 eingerückt ist, besteht ein festes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Kraftmaschine 14 und der Drehzahl des M/G 18.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit der Kraftmaschine 14 verbunden, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 umfasst ein Treibrad, das an der M/G-Welle 30 befestigt ist, und ein Turbinenrad, das an der Getriebeeingangswelle 32 befestigt ist. Auf diese Weise sieht der Drehmomentwandler 22 eine hydraulische Kupplung zwischen Welle 30 und Getriebeeingangswelle 32 vor. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Treibrad auf das Turbinenrad, wenn sich das Treibrad schneller als das Turbinenrad dreht. Die Größe des Turbinenraddrehmoments und des Treibraddrehmoments hängt allgemein von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis von Treibraddrehzahl zu Turbinenraddrehzahl ausreichend hoch ist, ist das Turbinenraddrehmoment ein Vielfaches des Treibraddrehmoments. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann ebenfalls vorgesehen werden, die, wenn sie eingerückt ist, das Treibrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers 22 durch Reibung oder mechanisch koppelt und so eine effizientere Leistungsübertragung erlaubt. Die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 kann als eine Startkupplung betrieben werden, um einen gleichmäßigen Fahrzeugstart zu ermöglichen. Alternativ oder in Kombination kann eine Startkupplung ähnlich der Trennkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Getriebe 24 für Anwendungen vorgesehen werden, die keinen Drehmomentwandler 22 und keine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 umfassen. In einigen Anwendungen wird die Trennkupplung 26 allgemein als eine vorgelagerte Kupplung bezeichnet, und die Startkupplung 34 (die eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung sein kann) wird allgemein als eine nachgelagerte Kupplung bezeichnet.
Das Getriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) umfassen, die gezielt durch gezieltes Einrücken von Reibungselementen wie Kupplungen oder Bremsen (nicht gezeigt) in verschiedenen Übersetzungsverhältnissen angeordnet werden, um die gewünschten mehrfach diskreten oder gestuften Antriebsverhältnisse zu etablieren. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente des Zahnradsatzes verbindet oder trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeausgangswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Getriebe 24 wird automatisch von einem Verhältnis auf ein anderes geschaltet, basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugehörige Steuerung, wie die Antriebsstrangsteuereinheit (PCU – Powertrain Control Unit) 50. Das Getriebe 24 stellt dann das Antriebsstrangausgangsdrehmoment für die Ausgangswelle 36 bereit. Das Getriebe 24 ist so zu verstehen, dass es ein auswählbares festes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl des M/G 18 und der Drehzahl der Fahrzeugfahrräder 42 bereitstellt.
Es versteht sich, dass das hydraulisch gesteuerte Getriebe 24, das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, lediglich ein Beispiel eines Getriebes oder einer Getriebeanordnung ist; jedes Getriebe mit mehreren Verhältnissen, das Eingangsdrehmoment(e) von einer Kraftmaschine und/oder einem Motor akzeptiert und dann ein Drehmoment an eine Ausgangswelle mit den unterschiedlichen Verhältnissen bereitstellt, ist für eine Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Beispielsweise kann das Getriebe 24 durch ein automatisches mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT – Automated Mechanical / Manual Transmission) umgesetzt werden, das einen oder mehrere Servomotoren umfasst, um die Schaltgabeln entlang einer Schaltstange zu übersetzen/zu drehen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis auszuwählen. Wie für den Durchschnittsfachmann im Allgemeinen ersichtlich, kann ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform von 1 gezeigt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differenzial 40 verbunden. Das Differenzial 40 treibt ein Paar von Rädern 42 über entsprechende Achsen 44 an, die mit dem Differenzial 40 verbunden sind. Das Differenzial überträgt ein ungefähr gleiches Drehmoment auf jedes Rad 42, lässt dabei aber geringfügige Drehzahldifferenzen zu, beispielsweise, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Typen von Differenzialen oder ähnlichen Einrichtungen können verwendet werden, um Drehmoment vom Antriebsstrang auf eines oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise in Abhängigkeit von dem speziellen Betriebsmodus oder dem Zustand variieren.
Der Antriebsstrang 12 umfasst des Weiteren eine zugehörige Antriebsstrangsteuereinheit (PCU) 50. Obwohl sie als eine Steuerung dargestellt ist, kann die PCU 50 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie einer Fahrzeugsystemsteuerung (VSC – Vehicle System Controller). Daher versteht es sich, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 50 und eine oder mehrere Steuerungen zusammen als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktuatoren in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen zu steuern, wie das Starten/Stoppen der Kraftmaschine 14, das Betreiben des M/G 18 zum Bereitstellen eines Raddrehmoments oder zum Laden einer Batterie 20, das Auswählen oder Planen von Getriebeschaltvorgängen usw. Die Steuerung 50 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Prozessoreinheit (CPU – Central Processing Unit) in Verbindung mit verschiedenen Typen von computerlesbaren Speichereinrichtungen oder -medien umfassen. Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher einschließen, zum Beispiel Nur-Lese-Speicher (ROM – Read-Only Memory), Direktzugriffsspeicher (RAM – Random-Access Memory) und Erhaltungsspeicher (KAM – Keep-Alive Memory). KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können unter Verwendung eines von mehreren bekannten Speichergeräten wie z.B. PROMs (programmierbare Nur-Lese-Speicher – Programmable Read-Only Memory), EPROMs (elektrisch programmierbarer PROM – Electrically PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM – Electrically Erasable Prom), Flash-Speicher oder jedes andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichergerät umgesetzt werden, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinheit zur Steuerung der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuerung kommuniziert mit verschiedenen Kraftmaschinen-/Fahrzeugsensoren und -aktuatoren über eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (E/A), die als eine einzige integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, die verschiedene Rohdaten- oder Signalaufbereitungen, -verarbeitungen und/oder -umwandlungen, Kurzschlusssicherung und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können eine oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale aufzubereiten und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie in der repräsentativen Ausführungsform von 1 allgemein dargestellt, kann die PCU 50 Signale zu und/oder von der Kraftmaschine 14, der Trennkupplung 26, dem M/G 18, der Startkupplung 34, dem Getriebe 24 und der Leistungselektronik 56 kommunizieren. Auch wenn dies nicht explizit dargestellt ist, wird der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten erkennen, die in jedem der oben ausgewiesenen Subsysteme von der PCU 50 gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt durch eine Steuerlogik betätigt werden können, die von der Steuerung ausgeführt wird, schließen den Zeitpunkt, die Rate und Dauer der Kraftstoffeinspritzung, die Drosselklappenstellung, den Zündzeitpunkt (bei Ottomotoren), den Zeitpunkt und die Dauer der Einlass-/Auslassventilsteuerung, Front-Aggregateantrieb(FEAD – Front-End Accessory Drive)-Komponenten wie z. B. eine Lichtmaschine, einen Klimakompressor, das Laden der Batterie, Rekuperationsbremsen, den Betrieb des M/G, Kupplungsdrücke für die Trennkupplung 26, die Startkupplung 34 und das Getriebe 24 und dergleichen ein. Sensoren, die durch die E/A-Schnittstelle Eingänge übertragen, können verwendet werden, um beispielsweise den Turbolader-Ladedruck, die Kurbelwellenstellung (PIP), die Kraftmaschinen-Drehzahl (RPM), die Raddrehzahlen (WS1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Ansaugrohrdruck (MAP), die Fahrpedalposition (PPS), die Zündschalterstellung (IGN), die Drosselklappenstellung (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Abgassauerstoff (EGO) oder die Konzentration oder die Anwesenheit anderer Abgasbestandteile, den Ansaugluftstrom (MAF), den Getriebegang, das Übersetzungsverhältnis oder den Betriebsmodus des Getriebes, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Getriebeturbinendrehzahl (TS), den Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 (TCC) und den Verlangsamungs- oder Schaltmodus (MDE) anzugeben.
Die Steuerlogik oder Funktionen, die von der PCU 50 ausgeführt werden, können durch Ablaufpläne oder vergleichbare Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die mit einer oder mehreren Verarbeitungsstrategien wie z. B. ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen umgesetzt werden können. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Auch wenn dies nicht immer explizit dargestellt wird, kann der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine/r oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen abhängig von der jeweils verwendeten Bearbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können. In ähnlicher Weise muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Die Steuerlogik kann primär in Software umgesetzt sein, die von einer Fahrzeug-, Kraftmaschinen- und/oder Antriebsstrangsteuerung mit Mikroprozessor ausgeführt wird, wie z. B. die PCU 50. Natürlich kann die Steuerlogik abhängig von der jeweiligen Anmeldung in einer oder mehreren Steuerungen in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware umgesetzt sein. Wenn sie in Software implementiert ist, kann die Steuerlogik in einem oder mehreren computerlesbaren Speichergeräten oder -medien bereitgestellt werden, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Subsysteme zu steuern.
Die computerlesbaren Speichergeräte oder -medien können eines oder mehrere aus einer Anzahl bekannter physischer Geräte einschließen, die elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu speichern.
Ein Fahrpedal 52 wird von dem Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein angefordertes Drehmoment, eine angeforderte Leistung oder eine Fahranweisung zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen kann das Durchtreten und Loslassen des Fahrpedals 52 ein Fahrpedalpositionssignal erzeugen, das von der Steuerung 50 als eine Anforderung zum Erhöhen der Leistung bzw. zum Verringern der Leistung interpretiert werden kann. Basierend auf mindestens einem Eingang vom Pedal weist die Steuerung 50 ein Drehmoment von der Kraftmaschine 14 und/oder dem M/G 18 an. Die Steuerung 50 steuert außerdem die zeitliche Abfolge der Gangschaltvorgänge innerhalb des Getriebes 24 sowie das Einrücken oder Ausrücken der Trennkupplung 26 und der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34. Wie die Trennkupplung 26 kann auch die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 über einen Bereich zwischen der eingerückten und der ausgerückten Stellung moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zu dem variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Treibrad und dem Turbinenrad erzeugt wird. Alternativ kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 34 ohne die Verwendung eines modulierten Betriebsmodus in Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung als verriegelt oder offen betrieben werden.
Zum Antreiben des Fahrzeugs mit der Kraftmaschine 14 ist die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt, um zumindest einen Teil des Kraftmaschinendrehmoments über die Trennkupplung 26 zum M/G 18 und dann vom M/G 18 über den Drehmomentwandler 22 und das Getriebe 24 zu übertragen. Der M/G 18 kann die Kraftmaschine 14 durch Bereitstellen von zusätzlicher Leistung zum Drehen der Welle 30 unterstützen. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“ oder als „elektrischer Unterstützungsmodus“ bezeichnet werden.
Zum Antreiben des Fahrzeugs mit dem M/G 18 als alleiniger Leistungsquelle bleibt der Leistungsfluss derselbe, mit der Ausnahme, dass die Trennkupplung 26 die Kraftmaschine 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Eine Verbrennung in der Kraftmaschine 14 kann während dieser Zeit abgeschaltet oder anderweitig ausgeschaltet werden, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt die gespeicherte elektrische Energie über die Verkabelung 54 zur Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Wechselrichter umfassen kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt die Gleichspannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung zur Nutzung durch den M/G 18 um. Die PCU 50 weist die Leistungselektronik 56 an, Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die an den M/G 18 geliefert wird, um der Welle 30 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „rein elektrischer“ Betriebsmodus bezeichnet werden.
In einem beliebigen Betriebsmodus kann der M/G 18 als ein Motor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als ein Generator fungieren und kinetische Energie vom Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert wird. Der M/G 18 kann als Generator fungieren, während beispielsweise die Kraftmaschine 14 Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 bereitstellt.
Ein Bremspedal 53 wird von dem Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um eine Bremsanforderung oder ein negatives Drehmoment zum Verlangsamen des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen kann das Durchtreten und Loslassen des Bremspedals 53 ein Bremspedalpositionssignal erzeugen, das von der Steuerung 50 als eine Anforderung zum stärkeren Bremsen bzw. zum schwächeren Bremsen interpretiert werden kann. Basierend auf dem letzten Eingang vom Pedal weist die Steuerung 50 ein Bremsmoment von den Fahrzeugbremsen an (nicht dargestellt). Die Fahrzeugbremsen umfassen im Allgemeinen Reibungsbremsen. Der M/G 18 kann zusätzlich als ein Generator fungieren, um Rekuperationsbremsen bereitzustellen, bei dem die Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 42 durch das Getriebe 24 zurück übertragen und zum Speichern in der Batterie 20 in elektrische Energie umgewandelt wird.
Das Fahrzeug 10 umfasst eine Schaltwippe 56 zum Stoppen der Kraftmaschine und eine Schaltwippe 58 zum Starten der Kraftmaschine. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltwippen 56 und 58 an einem Fahrzeuglenkrad angeordnet. In anderen Ausführungsformen können die Schaltwippen 56 und 58 physische oder virtuelle Tasten auf einer Armaturentafel oder andere geeignete Eingänge sein. Die Schaltwippen 56 und 58 stehen in Verbindung mit der Steuerung 50. Die Steuerung 50 ist dazu ausgelegt, die Kraftmaschine 14 in Reaktion auf eine Aktivierung der Schaltwippe 56 zum Stoppen der Kraftmaschine durch den Fahrer zu stoppen und die Kraftmaschine 14 in Reaktion auf eine Aktivierung der Schaltwippe 58 zum Starten der Kraftmaschine durch den Fahrer zu starten, wie später noch ausführlich diskutiert wird.
Das Fahrzeug 10 umfasst weiterhin ein Anzeigefeld 60, das mehrere Anzeigelemente 60' umfasst. In einer Ausführungsform ist das Anzeigefeld 60 eine multifunktionale digitale Anzeige, und die Anzeigeelemente 60' sind Symbole, die gezielt auf der Anzeige 60 gezeigt werden. In einer anderen Ausführungsform sind die Anzeigeelemente 60' Warnleuchten, die gezielt in einer Armaturenanzeige des Fahrzeugs beleuchtet werden.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema lediglich beispielhaft ist und nicht einschränkend sein soll. Es kommen andere Auslegungen in Betracht, die das gezielte Zuschalten sowohl einer Kraftmaschine als auch eines Motors zum Übertragen durch das Getriebe nutzen. Beispielsweise kann der M/G 18 gegenüber der Kurbelwelle 28 versetzt werden, ein zusätzlicher Motor kann zum Starten der Kraftmaschine 14 vorgesehen werden und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebe 24 angeordnet werden. Andere Auslegungen kommen in Betracht, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Jetzt Bezug nehmend auf 2 ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs in Form eines Flussdiagramms dargestellt. Das Verfahren beginnt so, dass die Kraftmaschine gemäß der nominalen Hybridlogik gesteuert wird, wie bei Block 62 dargestellt. In diesem Modus kann die Kraftmaschine in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen ausgeschaltet und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen eingeschaltet werden. Dann erfolgt eine Bestimmung, ob eine Schaltwippe zum Stoppen der Kraftmaschine aktiviert wurde, wie bei Vorgang 64 dargestellt. Ein Fahrer kann die Schaltwippe zum Stoppen der Kraftmaschine beispielsweise in Voraussicht eines Verlangsamungsereignisses des Fahrzeugs aktivieren. Wenn nicht, erfolgt eine Bestimmung, ob eine Schaltwippe zum Starten der Kraftmaschine aktiviert wurde, wie bei Vorgang 66 dargestellt. Ein Fahrer kann die Schaltwippe zum Starten der Kraftmaschine beispielsweise in Voraussicht eines Beschleunigungsereignisses des Fahrzeugs aktivieren. Wenn nicht, kehrt der Algorithmus zu Block 62 zurück, und die Kraftmaschine wird gemäß der nominalen Hybridlogik gesteuert. Somit wird das Fahrzeug gemäß dem nominalen Hybridbetrieb gesteuert, sofern nicht eine der Schaltwippen aktiviert wird.
Wenn zurückkehrend zu Vorgang 64 eine Bestimmung erfolgt, dass die Schaltwippe zum Stoppen der Kraftmaschine aktiviert wurde, erfolgt dann eine Bestimmung, ob die Kraftmaschinenstoppfunktion verfügbar ist, wie bei Vorgang 68 dargestellt. Unter bestimmten Fahrbedingungen ist es möglicherweise erforderlich, dass die Kraftmaschine kontinuierlich läuft, und daher kann die Kraftmaschinenstoppfunktion möglicherweise nicht verwendet werden. Wenn beispielsweise ein Ladezustand einer Batterie unter einer Schwelle liegt, muss möglicherweise die Kraftmaschine laufen und die Batterie aufladen. Wenn in einem weiteren Beispiel ein Fahrzeugzubehör oder eine HLK-Last zu hoch ist, muss möglicherweise die Kraftmaschine laufen. Wenn bei Vorgang 68 eine Bestimmung erfolgt, dass die Kraftmaschinenstoppfunktion nicht verfügbar ist, wird dem Fahrer ein Alarm signalisiert, der darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenstoppfunktion nicht verfügbar ist, wie bei Block 70 dargestellt. Die Steuerung kehrt dann zu Block 62 zurück, und die Kraftmaschine wird gemäß der nominalen Hybridlogik gesteuert.
Wenn bei Vorgang 68 eine Bestimmung erfolgt, dass die Kraftmaschinenstoppfunktion verfügbar ist, wird die Kraftmaschine gestoppt, und die Kraftmaschinenstartfunktion wird unterbunden, wie bei Block 72 dargestellt. Dann wird ein Verzögerungstimer gesetzt, wie bei Block 74 dargestellt. Die Verzögerung ist ein kalibrierbarer Wert, der, beispielsweise, zwischen 0,5 Sekunden und 1 Sekunde liegen kann. Dann erfolgt eine Bestimmung, ob ein Fahrzeugverlangsamungsereignis geendet hat, wie bei Vorgang 76 dargestellt. Das Ende des Verlangsamungsereignisses kann in Reaktion auf ein Loslassen eines Bremspedals durch den Fahrer, eine Betätigung eines Fahrpedals durch den Fahrer oder basierend auf anderen geeigneten Eingängen abgeleitet werden. Allgemein gesprochen, zeigt das Ende des Verlangsamungsereignisses an, dass der Fahrer das Fahrsegment abgeschlossen hat, für den gewünscht war, dass die Kraftmaschine gestoppt gehalten wird. Wenn das Verlangsamungsereignis nicht vorbei ist, wird der Timer bei Block 74 zurückgesetzt. Wenn das Verlangsamungsereignis vorbei ist, erfolgt eine Bestimmung, ob der Timer abgelaufen ist, wie bei Vorgang 78 dargestellt. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Vorgang 76 zurück. Auf diese Weise wirkt der Timer als eine Verzögerung zum Überwachen der Fahrzeugbeschleunigung über eine kalibrierte Zeitspanne und zum Sicherstellen, dass das Verlangsamungsereignis geendet hat. Verfrühte Fahrzeugstarts aufgrund von transienten Beschleunigungsänderungen können so verhindert werden. Wenn der Timer abgelaufen ist, wird die Kraftmaschine gemäß der nominalen Steuerlogik gesteuert, wie bei Block 80 dargestellt. Die Unterbindung der Kraftmaschinenstartfunktion wird somit aufgehoben.
Wenn zurückkehrend zu Vorgang 66 eine Bestimmung erfolgt, dass die Schaltwippe zum Starten der Kraftmaschine aktiviert wurde, erfolgt dann eine Bestimmung, ob die Kraftmaschinenstartfunktion verfügbar ist, wie bei Vorgang 82 dargestellt. Unter bestimmten Fahrbedingungen ist es möglicherweise erforderlich, dass die Kraftmaschine ausgeschaltet bleibt, und daher kann die Kraftmaschinenstartfunktion möglicherweise nicht verwendet werden. Wenn sich das Fahrzeug beispielsweise in einer vordefinierten Zone für ausschließlich elektrischen Betrieb befindet, muss das Fahrzeug möglicherweise den Betrieb mit ausgeschalteter Kraftmaschine fortsetzen. Wenn bei Vorgang 82 eine Bestimmung erfolgt, dass die Kraftmaschinenstartfunktion nicht verfügbar ist, wird dem Fahrer ein Alarm signalisiert, der darauf hinweist, dass die Kraftmaschinenstartfunktion nicht verfügbar ist, wie bei Block 84 dargestellt. Die Steuerung kehrt dann zu Block 62 zurück, und die Kraftmaschine wird gemäß der nominalen Hybridlogik gesteuert.
Wenn bei Vorgang 82 eine Bestimmung erfolgt, dass die Kraftmaschinenstartfunktion verfügbar ist, wird die Kraftmaschine gestartet, und die Kraftmaschinenstoppfunktion wird unterbunden, wie bei Block 86 dargestellt. Dann wird ein Verzögerungstimer gesetzt, wie bei Block 88 dargestellt. Die Verzögerung ist ein kalibrierbarer Wert, der, beispielsweise, zwischen 0,5 Sekunden und 1 Sekunde liegen kann. Dann erfolgt eine Bestimmung, ob ein Fahrzeugbeschleunigungsereignis geendet hat, wie bei Vorgang 90 dargestellt. Das Ende des Beschleunigungsereignisses kann in Reaktion auf ein Loslassen eines Fahrpedals durch den Fahrer, eine Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer oder basierend auf anderen geeigneten Eingängen abgeleitet werden. Allgemein gesprochen, zeigt das Ende des Beschleunigungsereignisses an, dass der Fahrer das Fahrsegment abgeschlossen hat, für den gewünscht war, dass die Kraftmaschine weiter läuft. Wenn das Beschleunigungsereignis nicht vorbei ist, wird der Timer bei Block 88 zurückgesetzt. Wenn das Verlangsamungsereignis vorbei ist, erfolgt eine Bestimmung, ob der Timer abgelaufen ist, wie bei Vorgang 92 dargestellt. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zu Vorgang 90 zurück. Auf diese Weise wirkt der Timer als eine Verzögerung zum Überwachen der Fahrzeugbeschleunigung über eine kalibrierte Zeitspanne und zum Sicherstellen, dass das Beschleunigungsereignis geendet hat. Verfrühte Fahrzeugstopps aufgrund von transienten Beschleunigungsänderungen können so verhindert werden. Wenn der Timer abgelaufen ist, wird die Kraftmaschine gemäß der nominalen Steuerlogik gesteuert, wie bei Block 80 dargestellt. Die Unterbindung der Kraftmaschinenstoppfunktion wird somit aufgehoben.
Wie zu sehen ist, können Ausführungsformen des oben beschriebenen Verfahrens auch in Verbindung mit anderen Auslegungen eines Hybridantriebsstrangs verwendet werden. Ausführungsformen können auch in Stopp-Start-Fahrzeugen verwendet werden, die mit einer Kraftmaschine ausgestattet sind, die dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf verschiedene Betriebsbedingungen automatisch zu stoppen und automatisch zu starten, die aber nicht mit einem Fahrmotor ausgestattet sind.
Wie aus den verschiedenen Ausführungsformen hervorgeht, bietet die vorliegende Offenbarung ein System und ein Verfahren, wodurch ein Fahrer sicherstellen kann, dass die Brennkraftmaschine eingeschaltet ist, um den Fahrrädern eines Fahrzeugs bei Bedarf Drehmoment bereitzustellen. Darüber hinaus ermöglichen Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung einem Fahrer, die Kraftmaschine in Fahrsituationen auszuschalten, in denen es wünschenswert ist, in Abweichung von der normalen Kraftmaschinensteuerungslogik die Kraftmaschine auszuschalten. Darüber hinaus enden Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung automatisch am Ende eines Beschleunigungs- oder Verlangsamungsereignisses, sodass ein Fahrzeugfahrer die nominale Hybridsteuerlogik nicht manuell reaktivieren muss.
Obwohl vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Worte eher Worte zur Beschreibung als zur Begrenzung und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Es wird ferner beschrieben:

A. Fahrzeug, umfassend: eine Brennkraftmaschine; eine Fahrerschnittstelle mit einer vom Fahrer aktivierten ersten Wähleinrichtung; und eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der Wähleinrichtung in einem ersten Modus zu betreiben und die Kraftmaschine in Reaktion auf das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses im Anschluss an die Aktivierung in einem zweiten Modus zu betreiben, wobei die Kraftmaschine im ersten Modus kontinuierlich läuft und wobei die Kraftmaschine im zweiten Modus in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen ausgeschaltet ist und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen eingeschaltet ist.
B. Fahrzeug nach A, wobei die Fahrerschnittstelle des Weiteren eine vom Fahrer aktivierte zweite Wähleinrichtung umfasst, wobei die Steuerung weiterhin dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der zweiten Wähleinrichtung in einem dritten Modus zu betreiben und die Kraftmaschine in Reaktion auf ein vorhergesehenes erstes Fahrzeugbeschleunigungsereignis im Anschluss an die Aktivierung im zweiten Modus zu betreiben, wobei die Kraftmaschine im dritten Modus durchgehend ausgeschaltet ist.
C. Fahrzeug nach A, wobei die Fahrerschnittstelle ein Fahrzeuglenkrad ist und die erste durch den Fahrer aktivierte Wähleinrichtung eine Schaltwippe ist.
D. Fahrzeug nach A, wobei das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses auf einer negativen Änderung der Fahrzeugbeschleunigung in einer Vorwärtsrichtung basiert.
E. Fahrzeug nach D, wobei die negative Änderung eine Zeitspanne dauert, die ein vordefiniertes Zeitintervall überschreitet.
F. Fahrzeug nach A, wobei das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses auf einer Änderung der Stellung eines Fahrpedals oder eines Bremspedals basiert.
G. Fahrzeug nach A, weiterhin umfassend eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass die Kraftmaschine im ersten Modus betrieben wird, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, die Anzeige zu aktivieren, während sie die Kraftmaschine im ersten Modus steuert.
H. Fahrzeug nach A, weiterhin umfassend eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass der zweite Modus nicht verfügbar ist, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf einen dritten Satz von Betriebsbedingungen die Anzeige zu aktivieren und ein Betreiben der Kraftmaschine im zweiten Modus zu unterbinden.
I. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das eine Kraftmaschine mit automatischen Stopp- und Startfunktionen hat, wobei das Verfahren umfasst: automatisches Starten der Kraftmaschine in Reaktion auf eine erste Fahrereingabe und darauf, dass die Kraftmaschine ausgeschaltet ist und die automatische Startfunktion verfügbar ist; Unterbinden der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf die erste Fahrereingabe; und Beenden des Unterbindens der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf ein erstes Verringern der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die erste Fahrereingabe.
J. Verfahren nach I, wobei das erste Verringern eine Zeitspanne dauert, die ein vordefiniertes Zeitintervall überschreitet.
K. Verfahren nach I, weiterhin umfassend Anzeigen eines Alarms für den Fahrer, der darauf hinweist, das die Kraftmaschine nicht gestartet werden kann, in Reaktion auf die erste Fahrereingabe und darauf, dass die Kraftmaschine ausgeschaltet ist und die automatische Startfunktion nicht verfügbar ist.
L. Verfahren nach I, wobei das erste Verringern der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die erste Fahrereingabe einem Loslassen eines Fahrpedals oder einer Betätigung eines Bremspedals entspricht.
M. Verfahren nach I, außerdem umfassend: automatisches Stoppen der Kraftmaschine in Reaktion auf eine zweite Fahrereingabe und darauf, dass die Kraftmaschine eingeschaltet ist und die automatische Stoppfunktion verfügbar ist; Unterbinden der automatischen Startfunktion in Reaktion auf die zweite Fahrereingabe; und Beenden des Unterbindens der automatischen Stoppfunktion in Reaktion auf ein erstes Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe.
N. Verfahren nach M, weiterhin umfassend Anzeigen eines Alarms für den Fahrer, der darauf hinweist, das die Kraftmaschine nicht gestoppt werden kann, in Reaktion auf die zweite Fahrereingabe und darauf, dass die Kraftmaschine eingeschaltet ist und die automatische Stoppfunktion nicht verfügbar ist.
O. Verfahren nach M, wobei das erste Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe einem Loslassen eines Bremspedals oder einer Betätigung eines Fahrpedals entspricht.
P. Fahrzeug, umfassend: eine Kraftmaschine, die dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen automatisch zu stoppen und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen automatisch zu starten; und eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine erste Fahrereingabe, darauf, dass die Kraftmaschine eingeschaltet ist und darauf, dass eine Betriebsbedingung nicht erfüllt ist, automatisch zu stoppen und die Kraftmaschine bis zum Auftreten eines ersten Erhöhens der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die erste Fahrereingabe in einem gestoppten Zustand zu halten, wobei die Betriebsbedingung einer Kraftmaschinenlaufanforderung entspricht.
Q. Fahrzeug nach P, wobei die Steuerung weiterhin dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine zweite Fahrereingabe sowie darauf, das die Kraftmaschine ausgeschaltet ist, automatisch zu starten und die Kraftmaschine bis zum Auftreten eines ersten Verringerns der Fahrzeugbeschleunigung im Anschluss an die zweite Fahrereingabe in einer Laufbedingung zu halten.
R. Fahrzeug nach Q, wobei das erste Verringern der Fahrzeugbeschleunigung einem Loslassen eines Fahrpedals oder einer Betätigung eines Bremspedals entspricht.
S. Fahrzeug nach P, wobei das erste Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung einem Loslassen eines Bremspedals oder einer Betätigung eines Fahrpedals entspricht.
T. Fahrzeug nach P, weiterhin umfassend eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass die Kraftmaschine nicht gestoppt werden kann, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf die erste Fahrereingabe und darauf, dass die Betriebsbedingung erfüllt ist, die Anzeige zu aktivieren.

Bezugszeichenliste
Fig. 2

62: KRAFTMASCHINENSTEUERUNG GEMÄSS NOMINALER LOGIK
64: SCHALTWIPPE ZUM STOPPEN DER KRAFTMASCHINE AKTIVIERT?
66: SCHALTWIPPE ZUM STARTEN DER KRAFTMASCHINE AKTIVIERT?
84: SIGNAL AN DEN FAHRER: KRAFTMASCHINENSTART NICHT VERFÜGBAR
68: KRAFTMASCHINENSTOPP VERFÜGBAR?
70: SIGNAL AN DEN FAHRER: KRAFTMASCHINENSTOPP NICHT VERFÜGBAR
72: KRAFTMASCHINE STOPPEN; KRAFTMASCHINENSTART UNTERBINDEN
74: TIMER SETZEN
82: KRAFTMASCHINENSTART VERFÜGBAR?
76: VERLANGSAMUNGSEREIGNIS VORBEI?
78: ZEIT ABGELAUFEN?
86: KRAFTMASCHINE STARTEN; KRAFTMASCHINENSTOPP UNTERBINDEN
88: TIMER SETZEN
90: BESCHLEUNIGUNGSEREIGNIS VORBEI?
92: TIMER ABGELAUFEN?
80: ZU NOMINALER STEUERLOGIK ZURÜCKKEHREN

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Brennkraftmaschine; eine Fahrerschnittstelle mit einer vom Fahrer aktivierten ersten Wähleinrichtung; und eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der Wähleinrichtung in einem ersten Modus zu betreiben und die Kraftmaschine in Reaktion auf das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses im Anschluss an die Aktivierung in einem zweiten Modus zu betreiben, wobei die Kraftmaschine im ersten Modus kontinuierlich läuft und wobei die Kraftmaschine im zweiten Modus in Reaktion auf einen ersten Satz von Betriebsbedingungen ausgeschaltet ist und in Reaktion auf einen zweiten Satz von Betriebsbedingungen eingeschaltet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Fahrerschnittstelle des Weiteren eine vom Fahrer aktivierte zweite Wähleinrichtung umfasst, wobei die Steuerung weiterhin dazu ausgelegt ist, die Kraftmaschine in Reaktion auf eine Aktivierung der zweiten Wähleinrichtung in einem dritten Modus zu betreiben und die Kraftmaschine in Reaktion auf ein vorhergesehenes erstes Fahrzeugbeschleunigungsereignis im Anschluss an die Aktivierung im zweiten Modus zu betreiben, wobei die Kraftmaschine im dritten Modus durchgehend ausgeschaltet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Fahrerschnittstelle ein Fahrzeuglenkrad ist und die erste durch den Fahrer aktivierte Wähleinrichtung eine Schaltwippe ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses auf einer negativen Änderung der Fahrzeugbeschleunigung in einer Vorwärtsrichtung basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die negative Änderung eine Zeitspanne dauert, die ein vordefiniertes Zeitintervall überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das vorhergesehene Ende eines ersten Fahrzeugbeschleunigungsereignisses auf einer Änderung der Stellung eines Fahrpedals oder eines Bremspedals basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass die Kraftmaschine im ersten Modus betrieben wird, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, die Anzeige zu aktivieren, während sie die Kraftmaschine im ersten Modus steuert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Anzeige, die dazu ausgelegt ist, einem Fahrer zu signalisieren, dass der zweite Modus nicht verfügbar ist, wobei die Steuerung des Weiteren dazu ausgelegt ist, in Reaktion auf einen dritten Satz von Betriebsbedingungen die Anzeige zu aktivieren und ein Betreiben der Kraftmaschine im zweiten Modus zu unterbinden.