DE102015207874A1

DE102015207874A1 - Hybridfahrzeugmodus

Info

Publication number: DE102015207874A1
Application number: DE102015207874.4A
Authority: DE
Inventors: Hai Yu
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2015-11-05
Also published as: US20150314776A1; CN105035087A; CN105035087B; US9315190B2

Abstract

Ein Fahrzeug kann einen Controller enthalten, der programmiert ist zum Verstellen von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Elektromodusintensität wählt. Eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, nimmt für einen gegebenen Fahrzyklus zu, wenn die Elektromodusintensität zunimmt.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen bevorzugten Elektrofahrzeugmodus für Hybridfahrzeuge.
Hybridfahrzeuge sind allgemein mit einem Algorithmus ausgestattet, um auf der Basis einer Sequenz von Faktoren bezüglich Antriebsstrangzuständen und Fahrzeugzuständen zu bestimmen, wann der Motor gestartet oder gestoppt werden soll. Der Motor wird in einem "Aus"-Zustand gehalten oder wird gestoppt, wenn keine Motor-Ein-Anforderung vorliegt oder wenn eine Motor-Aus-Anforderung vorliegt. Ansonsten wird der Motor automatisch gestartet, wenn eine Motor-Ein-Anforderung auf der Basis einer Vielzahl von Faktoren einschließlich Batterieladezustand oder Fahrzeuggeschwindigkeit gesendet wird. Im Allgemeinen können Hybridfahrzeugstrategien einen festen Schwellwert implementieren, um zu bestimmen, wann eine Motor-Ein-Anforderung oder eine Motor-Aus-Anforderung bereitgestellt werden soll. Beispielsweise kann eine Motor-Ein-Anforderung bei hoher positiver Fahrzeuggeschwindigkeit bereitgestellt werden, und keine Anforderung wird bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitgestellt.
Bei mindestens einer Ausführungsform kann ein Fahrzeug einen Controller enthalten, der programmiert ist zum Verstellen von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Elektromodusintensität wählt. Eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, nimmt für einen gegebenen Fahrzyklus zu, wenn die Elektromodusintensität zunimmt.
Bei mindestens einer Ausführungsform kann ein Fahrzeugcontroller mindestens einen Prozessor enthalten, der programmiert ist zum Kalibrieren, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine erste Arbeitsmodusintensität wählt, von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im ersten Arbeitsmodus betrieben werden soll. Eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im ersten Arbeitsmodus betrieben wird, nimmt für einen gegebenen Fahrzyklus zu, wenn die erste Arbeitsmodusintensität zunimmt.
Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs beinhaltet das Verstellen von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Elektromodusintensität wählt. Eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, nimmt für einen gegebenen Fahrzyklus zu, wenn die Elektromodusintensität zunimmt.
1 ist ein Schemadiagramm eines Hybridfahrzeugs.
2 ist eine Innenansicht des Fahrzeugs von 1.
3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs.
Wie gefordert, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung lediglich beispielhaft sind, die in verschiedenen und alternativen Formen verkörpert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von bestimmten Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als beschränkend anzusehen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um dem Fachmann zu lehren, wie er die Erfindung unterschiedlich Einsetzen kann.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Schemadiagramm eines Fahrzeugs 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 enthält einen Motor 12, eine elektrische Maschine 14, eine Batterie 16, ein Navigationssystem 18, mindestens eine Radbremse 20, ein Fahrpedal 22 und ein Bremspedal 24. Das Fahrzeug enthält weiterhin mindestens einen Controller 26, ein Display 28 und ein Kommunikationssystem 30. Der Motor 12, die elektrische Maschine 14, die Batterie 16, das Navigationssystem 18, die Radbremse 20, das Fahrpedal 22, das Bremspedal 24, das Display 28 und das Kommunikationssystem 30 stehen alle mit dem Controller 26 in Kommunikation oder stehen unter seiner Steuerung. Bei mindestens einer Ausführungsform kann das Navigationssystem 18 ein fahrzeuginternes GPS- oder ein aGPS-System sein. aGPS-Module oder Assisted-GPS-Module verwenden Mobilkommunikationsdaten, um die Zeit zum Festlegen eines Orts zu verbessern. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Navigationssystem 18 eine standortabhängige mobile Einrichtung wie etwa ein Mobiltelefon oder eine unabhängige GPS-Einheit umfassen. Andere Konfigurationen sind natürlich ebenfalls möglich.
Der mindestens eine Controller 26 kann Stoppbefehle und Startbefehle während des Fahrzeugbetriebs an den Motor 12 ausgeben. Der Controller 26 kann eine Motor-Ein-/Aus-Logik umfassen, die Stoppbefehle zum Abschalten des Motors 12 und Startbefehle zum Starten des Motors 12 ausgibt.
Der Controller 26 kann weiterhin programmiert sein zum Betreiben des Fahrzeugs in mindestens zwei Modi. Diese Modi können einen Elektrofahrzeugmodus (EV-Modus) und einen Hybridelektrofahrzeugmodus (Fahrzeugmodus) beinhalten. Im ersten Arbeitsmodus, dem EV-Modus, kann der Motor 12 deaktiviert sein oder anderweitig daran gehindert sein, Drehmoment an das nicht gezeigte Getriebe zu verteilen, um Kraftstoff einzusparen. Die elektrische Maschine 14 kann als die einzige oder primäre Leistungsquelle wirken. Der Motor 12 kann vom Rest des Fahrzeugs 10 getrennt sein.
Die Batterie 16 kann gespeicherte elektrische Energie durch eine nicht gezeigte Verdrahtung übertragen, damit sie von der elektrischen Maschine 14 verwendet wird. Bei anfänglicher Fahrzeuginbetriebnahme kann der Controller 26 programmiert sein, das Fahrzeug 10 im EV-Modus zu betreiben um vor dem nächsten Batterieladeereignis so viel im Voraus gespeicherte elektrische Batterieenergie zu nutzen, wie möglich.
Der EV-Modus kann zwei Verbrauchsmodi für elektrische Energie besitzen; einen Ladungserhaltungsmodus (CS-Mode – Charge-Sustaining Mode) und einen Ladungsverarmungsmodus (CD-Mode – Charge-Depleting Mode). Im CS-Modus kann der Ladezustand SOC (State of Charge) der Batterie 16 um einen konstanten SOC-Pegel herum gehalten werden. Aufgrund der Batterie-SOC-Erhaltungsanforderung muss der Motor 12 möglicherweise gestartet und eingeschaltet oder betriebsfähig gehalten werden, um Leistung für den Fahrzeugvortrieb und das Wiederaufladen der Batterie 16 bereitzustellen. Der Controller 26 kann auch das Fahrzeug 10 im CD-Modus betreiben, während sich der Batterie-SOC-Pegel über einem Zielpegel befindet. Im CD-Modus kann der Batterie-SOC während des Fahrzyklus eine Nettoabnahme besitzen.
Diese Verbrauchsmodi für elektrische Energie können das Verbessern des Gesamfahrzeugkraftstoffverbrauchs unterstützen. Beim Arbeiten im CD-Modus kann die Batterie 16 zudem ausreichende Erhaltung elektrischer Energie besitzen und ihre Nutzung wird nicht durch die SOC-Erhaltungsanforderung der Batterie 16 beschränkt. Infolgedessen kann der Controller 26 das Fahrzeug 10 im EV-Modus betreiben, ohne dass beim Erfüllen einer angeforderten Antriebsleistung im CD-Modus ein eingeschalteter Motor erforderlich ist.
Im zweiten Arbeitsmodus kann der Motor 12 Drehmoment durch das nichtgezeigte Getriebe liefern, um das Fahrzeug 10 anzutreiben. Um das Fahrzeug mit dem Motor 12 anzutreiben, kann mindestens ein Teil des Motordrehmoments zu der elektrischen Maschine 14 transferiert werden und dann von der elektrischen Maschine 14 durch das Getriebe. Die elektrische Maschine 14 kann den Motor 12 beim Bereitstellen zusätzlicher Leistung zum Antreiben des Fahrzeugs unterstützen. Dieser Arbeitsmodus kann als ein "Hybridmodus" oder ein "Elektro-Unterstützungsmodus" bezeichnet werden.
In einem beliebigen Arbeitsmodus kann die elektrische Maschine 14 als ein Elektromotor wirken und eine Antriebskraft für das Fahrzeug 10 liefern. Alternativ kann die elektrische Maschine 14 als ein Generator wirken und kinetische Energie vom Motor 12 in in der Batterie 16 zu speichernde elektrische Energie umwandeln. Die elektrische Maschine 14 kann als ein Generator wirken, während der Motor 12 Antriebsleistung für das Fahrzeug 10 liefert, als Beispiel. Die elektrische Maschine 14 kann außerdem während Zeiten des regenerativen Bremsens, während derer Rotationsenergie von sich drehenden Rädern in elektrische Energie zur Speicherung in der Batterie 16 umgewandelt wird, als Generator wirken.
Eine Steuerlogik oder Steuerfunktionen, die vom Controller 26 durchgeführt werden, können durch Flussdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Diese Figuren liefern repräsentative Steuerstrategien und/oder eine repräsentative Steuerlogik, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgetrieben, Interrupt-getrieben, Multitasking, Multi-Threading und dergleichen implementiert werden können. Als solches können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Sequenz oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Wenngleich nicht immer explizit dargestellt, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass einer/eine oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach der verwendeten jeweiligen Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, wird aber zur Erleichterung der Darstellung und Beschreibung vorgelegt.
Die Steuerlogik kann primär in Software implementiert werden, die durch ein mikroprozessorbasiertes Fahrzeug, einen Motor und/oder einen Antriebsstrangcontroller wie etwa den Controller 26 ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik je nach der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einem oder mehreren Controllern implementiert werden. Bei Implementierung in Software kann die Steuerlogik in einer oder mehreren computerlesbaren Ablageeinrichtungen oder -medien mit gespeicherten Daten bereitgestellt werden, die einen Code oder Anweisungen darstellen, die durch einen Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Teilsysteme zu steuern. Die computerlesbaren Ablageeinrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Einrichtungen beinhalten, die eine elektrische, magnetische und/oder optische Ablage nutzen, um ausführbare Anweisungen und assoziierte Kalibrierungsinformationen, Arbeitsvariablen und dergleichen zu speichern.
Ein Fahrpedal 22 kann vom Fahrer verwendet werden, um ein angefordertes Drehmoment, eine angeforderte Leistung oder einen Antriebsbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Allgemein generiert das Drücken und Loslassen des Fahrpedals 22 ein Fahrpedalpositionssignal, das durch den Controller 26 als eine Nachfrage nach erhöhter Leistung bzw. verminderter Leistung interpretiert werden kann. Auf der Basis mindestens einer Eingabe von dem Fahrpedal 22 kann der Controller 26 Drehmoment vom Motor 12 und/oder der elektrischen Maschine 14 befehlen. Der Controller 26 kann auch die Zeitsteuerung des Gangschaltens innerhalb des Getriebes steuern.
Ein Bremspedal 24 kann durch den Fahrer verwendet werden, um das Fahrzeug 10 zu verlangsamen oder zu stoppen. Als Reaktion auf das Drücken des Bremspedals 24 kann der Bremskraftverstärker/Hauptzylinder (nicht gezeigt) aktiviert und Fluiddruck zu den Radbremsen wie etwa Bremssatteln oder Trommelbremsen geschickt werden, die wiederum Reibkraft auf Rotoren beziehungsweise Trommeln ausüben. Das Drücken des Bremspedals 24 kann durch den Controller 26 als eine Nachfrage nach verringerter Leistung interpretiert werden.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schemadiagramm lediglich beispielhaft ist und nicht beschränkend sein soll. Es werden auch andere Konfigurationen in Betracht gezogen. Einige verwenden eine selektive Ineingriffnahme sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Elektromotors, um Drehmoment durch das Getriebe zu übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. Bei anderen fehlt ein Elektromotor, und sie können auf einem Verbrennungsmotor basieren, um das Fahrzeug anzutreiben.
Der Controller 26 kann mit einer Motor-Ein-/Aus-Strategie versehen sein, die den Zustand des Motorbetriebs in Abhängigkeit von vielen Faktoren diktieren kann, einschließlich Fahrzeugzustand, Antriebsstrangzustand und Fahrerauswahlmöglichkeiten. Die Motor-Ein-/Aus-Strategie kann den Betrieb des Fahrzeugs in einem Elektromodus diktieren, in dem der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, und einem Hybridfahrzeugmodus, in dem der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist und arbeitet. Die Fahrzeug-Ein-/Aus-Strategie kann bezüglich der speziellen Bedürfnisse oder Präferenzen des Fahrers und dem Fahrzeugort verstellt werden. Wenn beispielsweise nahe einem Heimatbereich gefahren wird, möchte ein Kunde möglicherweise den Fahrzeugverbrennungsmotor ausgeschaltet halten (EV-Modus), um Geräusche und Emissionen zu minimieren, wünscht aber möglicherweise, die Motor-Ein-Leistung (HEV-Modus) nach dem Einfahren auf eine öffentliche Straße oder Fernstraße wiederaufzunehmen.
Der Bediener des Fahrzeugs 10 wünscht möglicherweise, eine flexible Fahrzeugfunktionalität zu haben, wie etwa, dass entweder der EV-Modus oder der HEV-Modus priorisiert werden können, auf der Basis der Modusintensität oder -präferenz, die durch den Fahrer eingestellt worden ist, oder durch eine ortsbasierte Steuerstrategie. Eine EV-Modusintensitätsauswahlmethodik kann das Verstellen oder Kalibrieren von Arbeitsparametern ermöglichen, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug entweder im EV- oder HEV-Modus betrieben werden kann. Zu Arbeitsparametern können unter anderem Fahrzeuggeschwindigkeit, Antriebsleistung, Batterieladezustand, Batterielade-/-entladegrenze, Fahrpedalposition, Leistungsnachfrage, Klimaanlagenzustand, Verdichtungsbremsenanforderung, Halten am Berg, Fahrzeugort, Heizungszustand oder Batterietemperatur zählen.
Als Folge der Intensitätsauswahl können die Bedingungen zum Auslösen entweder des EV-Modus oder des HEV-Modus verstellt oder kalibriert werden, damit sie stärker oder entspannter sind. Folglich kann sich die Häufigkeit, mit der das Fahrzeug 10 im EV-Modus oder im HEV-Modus arbeiten kann, beim Arbeiten in Fahrzyklen in der wirklichen Welt ändern. Die Wahrscheinlichkeit für eine Motorinbetriebnahme während Fahrzyklen wird als EPUD-Empfindlichkeit (Engine Pull-Up Pull-Down) bezeichnet. Die Empfindlichkeit kann dadurch definiert werden, wie empfindlich oder leicht der Motor hochgefahren oder gestartet werden kann. Deshalb kann eine größere Empfindlichkeit Bedingungen bereitstellen, so dass es leichter ist, das Motorhochfahren auszulösen und das Fahrzeug im HEV-Modus während eines gegebenen Fahrzyklus zu betreiben. Eine geringere Empfindlichkeit kann Bedingungen liefern, so dass es schwieriger ist, ein Motorhochfahren auszulösen, und es ist wahrscheinlicher, dass das Fahrzeug in einem gegebenen Fahrzyklus im EV-Modus arbeitet oder umgekehrt.
Der Betreiber des Fahrzeugs 10 kann in der Lage sein, den EPUD-Empfindlichkeitszustand gemäß den EV-Modusintensitätspräferenzeinstellungen und anderen Steuerstrategien zu verstellen. Eine EV-Moduspräferenzintensitätsvariable kann implementiert werden, um das Ausmaß wiederzugeben, in dem der Betreiber den EVoder HEV-Arbeitsmodus bevorzugt. Unter Bezugnahme auf 2 kann ein Betreiber eine EV-Modusintensität oder alternativ HEV-Modusintensität durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angeben. Der Fahrer kann eine Modusintensitätspräferenz über ein Display 28 eingeben, das innerhalb eines Fahrzeugarmaturenbretts, einer Instrumententafel oder an einem anderen Ort innerhalb der Fahrzeugkabine angeordnet ist, der für den Betreiber zugänglich ist. Der Betreiber kann eine Modusintensitätspräferenz über die Betreibereingabeeinrichtung 60 eingeben, bei der es sich um einen Knopf, eine Skala oder eine andere Einrichtung handeln kann.
Falls der Betreiber die EV-Modusintensität erhöht, können Bedingungen bezüglich des Auslösens des HEV-Modus verstellt werden, um einen häufigeren Fahrzeugbetrieb im EV-Modus sicherzustellen und um unnötige Motorstarts oder Übergänge zum HEV-Modus aufgrund von Fahrereingaben oder vorrübergehenden hohen Antriebsleistungsanforderungen zu vermeiden. Die Empfindlichkeit von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug 10 im EV-Modus betätigt werden soll, können verstellt werden, indem ein mit den Arbeitsparametern assoziierter Schwellwert erhöht oder verringert wird. Deshalb kann es schwieriger sein, die Bedingungen für das Auslösen des HEV-Modus zu erfüllen, wenn die EV-Modusintensität erhöht ist. Dies bedeutet, dass die Empfindlichkeit der Arbeitsparameter derart verringert werden kann, dass die Häufigkeit, mit der das Fahrzeug im HEV-Modus arbeitet, verringert ist. Beispielsweise kann ein Batterieladezustandsschwellwert derart heruntergesetzt werden, dass der HEV-Modus erst ausgelöst wird, wenn ein niedrigerer oder verringerter Batterieladezustand erreicht ist im Vergleich zum Batterieladezustandsstandardschwellwert.
Falls der Betreiber die HEV-Modusintensität erhöht, können Bedingungen bezüglich des Auslösens des EV-Modus verstellt werden, um einen häufigeren Fahrzeugbetrieb im HEV-Modus sicherzustellen, so dass die EPUD-Empfindlichkeit erhöht werden kann, um den Motor-Ein-Betrieb zu erleichtern. Die Empfindlichkeit von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug 10 im HEV-Modus betrieben werden soll, kann verstellt werden, indem ein mit den Arbeitsparametern assoziierter Schwellwert verringert wird. Es wird leichter sein, die Bedingungen für das Auslösen einer Motorstartanforderung zu erfüllen, wenn die HEV-Modusintensität erhöht wird.
Eine EV-Modusintensitätspräferenzvariable mit hohem Pegel kann definiert werden als: ξ ∊ [0, 1], was den allgemeinen EV-Modusintensitätspräferenzpegel arbitriert. Beispielsweise kann ξ = 0 anzeigen, dass der HEV-Arbeitsmodus durch den Betreiber stark präferiert wird. Alternativ kann ξ = 1 anzeigen, dass der EV-Arbeitsmodus durch den Betreiber stark präferiert wird. Als Standard kann ξ = 0,5 den vorbestimmten oder Fabrikeinstellungs-EV-Modusintensitätspräferenzpegel anzeigen.
Der Wert von ξ kann sich allgemein zwischen 0 und 1 befinden und stellt das Ausmaß dar, in dem eine EV- oder HEV-Arbeitsmodusintensität durch den Betreiber der Fahrzeugs 10 präferiert wird. Je größer die Intensität ξ ist, umso häufiger wird der EV-Arbeitsmodus in einem Fahrzyklus präsentiert werden, und zwar während die Bedingungen, während derer das Fahrzeug im EV-Modus betrieben werden soll, erfüllt sind. Je kleiner die Intensität ξ ist, umso häufiger wird der HEV-Arbeitsmodus in einem Fahrzyklus präsentiert werden, und zwar während die Bedingungen, während derer das Fahrzeug im HEV-Modus betrieben werden soll, erfüllt sind. Falls der Batterie SOC unter den CS-Pegel verarmt ist, kann sich der Effekt der Betreiber-EV-HEV-Arbeitsmoduspräferenz verschlechtern und die Batterie-SOC-Standarderhaltungsanforderung oder andere Standardarbeitsindikatoren können den entsprechenden Arbeitsmodus des Fahrzeugs beeinflussen.
Die Intensität ξ kann sowohl gemäß einer durch den Betreiber eingegebenen EV-Intensität ξ_opr als auch einen durch den Controller gesteuerten Index ξ_ctrl eingestellt werden. Der Wert von ξ_opr kann von dem Fahrer durch eine Betreibereingabeeinrichtung, z.B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die Anzeige 28 oder den Knopf 60 gewählt werden, wie in 2 gezeigt. Der Wert von ξ_ctrl kann durch eine Rückkopplungssteuerschleife bestimmt werden, die den Batterie-SOC bezüglich eines Batterie-SOC-Referenzprofils regelt. Nachdem ξ_opr und ξ_ctrl individuell bestimmt sind, kann ein finaler EV-Präferenzindex ξ unter ihnen arbitriert werden. Bei Arbitrierung kann ξ_opr mehr Präferenz erhalten.
Alternativ kann der Controller 26 die EV-Modusarbeitsintensität als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit verstellen. Der Controller 26 kann ein die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes Signal von einem von mehreren Sensoren empfangen. Beispielsweise kann die Betreiber-EV-Modusintensitätspräferenz ξ_opr auf der Basis eines Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerts verstellt werden. Der Controller 26 kann zu den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerten einen Offset hinzufügen, um die Schwellwerte gemäß dem zu erhöhen oder zu verringern, ob mehr oder weniger EV-Betrieb gewünscht ist.
Als Reaktion auf eine Erhöhung der EV-Modusintensität können die Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerte verstellt werden, um einen zusätzlichen EV-Modusbetrieb zu gestatten. Die verstellten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerte können gestatten, dass der Übergang vom EV-Arbeitsmodus zum HEV-Arbeitsmodus bei anderen Fahrzeuggeschwindigkeitshöhen erfolgt. Über dem verstellten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert kann der Motor gestartet werden, und unter dem Schwellwert kann der Motor gestoppt werden. Durch Verstellen des Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerts wird ein weniger häufiger Motor-Ein-Betrieb während eines gegebenen Fahrzyklus und eine Erhöhung bei der Totaldauer des EV-Arbeitsmodus erwartet. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsverteilungen in einem gegebenen Fahrzyklus können derart sein, dass bei verringertem Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert es weniger wahrscheinlich sein wird, dass der Motor betrieben wird. Alternativ können die Fahrzeuggeschwindigkeitsverteilungen in einem gegebenen Fahrzyklus derart sein, dass ein erhöhter Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert einen Motorstartbefehl/eine Motorstartanforderung zu einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeitshöhe verzögern kann. Als solches kann weniger Motor-Ein-Betrieb in einem gegebenen Fahrzyklus erwartet werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsverteilungen in einem gegebenen Fahrzyklus können derart sein, dass bei einem verringerten Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert der wahrscheinlichere Motor-Ein-Betrieb in einem gegebenen Fahrzyklus erwartet werden kann.
Der Controller 26 kann auch die EV-Modusintensität als Reaktion auf die vom Betreiber in einem Fahrzyklus über das Fahrpedal 52 angeforderte Gesamtleistungsnachfrage (Antriebsleistung) verstellen. Die Gesamtleistungsnachfrage (Antriebsleistung) Antriebsleistung P_drv kann die an den Rädern erforderliche Gesamtleistung darstellen plus einen Schätzwert der Leistung, die erforderlich ist, um den Motor zu starten oder zu stoppen. Die Gesamtleistung zum Starten und/oder Stoppen des Motors kann auf der Basis einer Fahrzeugistgeschwindigkeit, einer Batterieentladegrenze und eines Batterie-SOC-Pegels bestimmt werden.
Während der Controller 26 den EV-Modusintensitätspegel bezüglich P_drv verstellt, kann die Gesamtleistung zum Starten und/oder Stoppen des Motors gemäß einem antriebsleistungsspezifizierten Empfindlichkeitsindex erhöht oder verringert werden, der eine Funktion von ξ ist. Allgemein kann der antriebsleistungsspezifizierte Empfindlichkeitsindex einen Offset hinzufügen, um die Leistungsschwellwerte auf der Basis der Betreiberpräferenzauswahl nach oben oder unten zu verschieben. Der antriebsleistungsspezifizierte Empfindlichkeitsindex kann auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert werden. Bei mittleren bis hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann der Antriebsleistungsschwellwert verringert werden, um das Fahrzeug häufiger im HEV-Modus zu betreiben. Bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten kann der Leistungsschwellwert erhöht werden, um das Fahrzeug weniger häufig im HEV-Modus zu betreiben.
Der Controller 26 kann den EV-Modusintensitätspegel verstellen, wenn ξ_opr auf einen neutralen Pegel ~0,5 eingestellt ist. Der Controller kann den EV-Modusintensitätspegel frei von 0~1 gemäß Controllerfunktionsanforderungen verstellen. Falls der Betreiber einen anderen EV-Modusintensitätspegel als 0,5 eingibt, kann der Controller daran gehindert sein, die EV-Modusintensität zu verstellen.
Der Controller 26 kann auch eine Tu-Mehr-Strategie verwenden, falls der Betreiber einen anderen EV-Modusintensitätspegel als 0,5 eingibt. Der Controller 26 kann den EV-Modusintensitätspegel in der gleichen Richtung wie die Betreibereingabe verstellen. Falls beispielsweise der Betreiber einen EV-Modusintensitätspegel von 0,3 eingibt (geringfügige Betreiberpräferenz des HEV-Modus), kann der Controller den EV-Modusintensitätspegel von 0,3~0 verstellen. Falls der Betreiber einen EV-Modusintensitätspegel von 0,7 eingibt, kann der Controller den EV-Modusintensitätspegel von 0,7~1 verstellen.
Der Controller 26 kann normal das Fahrzeug vom EV-Modus zum HEV-Modus umschalten, wenn die Fahrpedalposition oder die Fahrerdrehmomentnachfrage über einem Schwellwert liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert liegt. Beim Betreiben des Fahrzeugs im HEV-Modus kann der Controller auch den Wechsel des Fahrzeugs in den EV-Modus blockieren, wenn eine Änderungsrate der Fahrpedalposition über einem Schwellwert liegt.
Beim Betreiben des Fahrzeugs 10 im EV-Modus kann der Controller 26 in den HEV-Modus umschalten, wenn ein Klimaanlagenbetrieb (AC-Betrieb) angefordert wird. Die AC-Betriebsanforderung kann mit der EV-Modusarbeitspräferenz konkurrieren. Deshalb kann der Controller 26 zwischen der Betreiber-EV-Moduspräferenz und den Controllerstandardeinstellungen arbitrieren. Allgemein wird die EV-Moduspräferenz eines Betreibers die finale Arbitrierung gewinnen und eine widersprechende Anforderung vom Fahrer kann dem Fahrer für eine finale Beurteilung angezeigt werden. Falls jedoch der Batterie-SOC unter einen Schwellwertbatterie-SOC fällt, kann der Controller die finale Arbitrierung gewinnen und das Fahrzeug in den HEV-Modus umschalten, um den Batterieladezustand zu erhöhen. Während die gewünschte oder angeforderte Batterieleistung die tatsächliche Batterieleistung beim Arbeiten im EV-Modus übersteigt, kann der Controller zum HEV-Modus umschalten.
Der Controller 26 kann auch den Fahrzeugarbeitsmodus auf der Basis der Batterieentladungsleistungsgrenze verstellen und die Betreibereingabe-EV-Modusintensität übersteuern. Der Controller kann den Fahrzeugbetrieb vom EV-Modus zum HEV-Modus umschalten, wenn sich die Batterieentladeleistung an oder nahe der Batterieentladeleistungsgrenze befindet.
Der Controller kann auch auf der Basis des Orts des Fahrzeugs vom HEV-Modus zum EV-Modus umschalten. Während sich das Fahrzeug dem Heim eines Betreibers oder einem vorbestimmten Ort nähert, kann der Controller 26 die EV-Modusintensität derart erhöhen, dass das Fahrzeug im EV-Modus betrieben wird, um Emissionen und Geräusche nahe dem Heim oder der Nachbarschaft des Betreibers zu minimieren. Alternativ kann der Betreiber oder eine ortsbasierte Steuerstrategie den EV-Präferenzindex ξ erhöhen, um den EV-Modusbetrieb zu priorisieren. Die allgemein betreiberspezifizierte EV-Präferenz kann durch den Controller wieder eingesetzt werden und die Erhöhung des ortsbasierten Steuerstrategie-EV-Präferenzindexes kann annulliert werden, wenn das Fahrzeug eine durch den Fahrer spezifizierte Heimatzone verlässt.
Bevor das Fahrzeug 10 in die Heimatzone des Betreibers oder einen bestimmten Ort einfährt, kann der Controller 26 programmiert sein, den Batterieladezustand zu erhöhen. Es kann gewünscht werden, dass eine gewisse Menge an Batterieelektrizität eingespart wird, so dass das Fahrzeug maximal verwendet werden kann, wie im EV-Modus, oder ausreichend Leistung für eine andere Nutzung innerhalb der Heimatzone oder an einem vorbestimmten Ort liefert. Falls vor dem Ankommen an der Heimatzone oder dem vorbestimmten Ort unzureichend Batterie-SOC verbleibt, kann die Batterie durch Betreiben des Fahrzeugs im HEV-Modus aktiv geladen werden. Weiterhin kann die der Batterie entzogene Energie auch für Zwecke der elektrischen Energieeinsparung minimiert werden.
Der Controller 26 kann programmiert sein, die EV-Modusintensität zu erhöhen, während das Fahrzeug innerhalb einer Umweltzone (LEZ – Low Emission Zone) oder einer Zielzone betrieben wird, wo ein schadstoffarmer Betrieb gewünscht wird. Gebühren können auf der Basis der Menge des Staubs erhoben werden, die aus dem Emissionsrohr des Fahrzeugs innerhalb der LEZ ausgestoßen wird. Alternativ kann es einem Fahrzeug gestattet werden, innerhalb der LEZ betrieben zu werden, falls das Fahrzeug gewisse Emissionsstandards erfüllt. Beim Annähern oder Betrieb innerhalb der LEZ kann der Controller den Betrieb so viel wie möglich zum EV-Modus voreinstellen, um seine Emission bezüglich einer Motor-Ein-Operation zu minimieren. Die Batterieelektrizität kann vor dem Erreichen der LEZ durch den Controller, der das Fahrzeug im HEV-Modus betreibt, eingespart werden. Nach dem Einfahren in die LEZ kann das Fahrzeug im EV-Modus gemäß der EV-Präferenzeinstellung vom Fahrer oder anhand der ortsbasierten Steuerstrategie arbeiten.
Außerdem kann, wenn sich das Fahrzeug einer Fahrzeugladestation nähert, die Batterieelektrizitätsnutzung maximiert werden, während der Kraftstoffverbrauch minimiert wird, da die Batterie bald wieder aufgefüllt werden wird. Der Betreiber oder Controller kann die EV-Modusintensität zum stark präferierten EV-Modus verstellen. Diese Verstellung kann eine Entspannung der Batterie-SOC-Erhaltungsgrenze derart gestatten, dass der EV-Modus für eine längere Zeit aufrechterhalten wird, während der Batterie-SOC-auf einen niedrigen SOC-Pegel abnimmt.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern des Fahrzeugs 10 gezeigt. Das Verfahren kann durch den Controller 26 ausgeführt werden und kann als ein geschlossenes Regelkreissystem implementiert werden. Der Kürze halber wird das Verfahren im Kontext einer einzelnen Verfahrensiteration unten beschrieben.
Bei Block 100 kann das Verfahren eine EV-Modusintensitätseingabe empfangen. Die EV-Modusintensitätseingabe kann die Betreiberpräferenz zum Betreiben des Fahrzeugs im EV-Modus oder HEV-Modus anzeigen. Wie zuvor festgestellt, kann eine EV-Modusintensität von 0 anzeigen, dass der HEV-Arbeitsmodus durch den Betreiber stark präferiert wird. Eine EV-Modusintensität von 1 kann anzeigen, dass der EV-Arbeitsmodus durch den Betreiber stark präferiert wird. Eine EV-Modusintensität von 0,5 kann anzeigen, dass ein Standard-EV-Arbeitsmodus präferiert wird. Falls der Betreiber keine EV-Modusintensität eingibt, kann die Standard-EV-Modusintensität von 0,5 empfangen werden. Falls die EV-Modusintensität bei Block 102 größer ist als die Standard-EV-Modusintensität, kann das Verfahren zu Block 104 weitergehen.
Bei Block 104 kann das Verfahren Arbeitsparameter empfangen, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, und zwar mit verstellter Empfindlichkeit. Falls die EV-Modusintensität erhöht ist, kann das Verfahren den Schwellwert von Arbeitsparametern zu weniger empfindlichen Motorhochfahrreaktionsbedingungen verstellen, so dass das Fahrzeug mit weniger Wahrscheinlichkeit im HEV-Modus arbeiten wird. Deshalb können die Gesamtdauer und Häufigkeit des EV-Modusbetriebs während eines gegebenen Fahrzyklus erhöht werden. Falls der verstellte Schwellwert von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, bei Block 106 erfüllt sind, kann das Verfahren das Fahrzeug im EV-Modus bei Block 110 betreiben. Falls die Bedingungen nicht erfüllt sind, kann das Verfahren das Fahrzeug im HEV-Modus bei Block 108 weiter betreiben.
Während das Fahrzeug im EV-Modus betrieben wird, kann bei Block 110 das Verfahren weiter den Batterieladezustand überwachen. Der Batterieladezustand kann bei Block 112 mit einem kritischen Batterieladezustandsschwellwert verglichen werden. Der kritische Batterieladezustandsschwellwert kann ein vom System eingestellter Schwellwert sein, unter den der Batterieladezustand selbst dann nicht abfallen darf, wenn der Batterieladezustandsschwellwert als Reaktion auf eine Erhöhung der EV-Modusintensität abnimmt. Der kritische Batterieladezustandsschwellwert kann ein vom Controller eingestellter Schwellwert sein, von dem nicht erwartet wird, dass der Batterieladezustand darunter abfällt, um eine ausreichende Batterieelektrizitätseinsparung sicherzustellen. Falls der Batterieladezustand über dem kritischen Batterieladezustandsschwellwert liegt, kann das Verfahren das Fahrzeug weiter im EV-Modus betreiben. Falls der Batterieladezustand sich dem kritischen Batterieladezustandsschwellwert nähert oder darunter abfällt, kann das Verfahren die Arbeitsparameterempfindlichkeit zu einer empfindlicheren Motorhochfahrantwort verstellen, so dass bei Block 114 eine häufigere Batterieladung vom Motor erwartet wird. Das Verfahren kann die Arbeitsparameterempfindlichkeit erhöhen, was zu einer Abnahme bei der EV-Modusintensität führen kann, um die Häufigkeit und Gesamtdauer des Betriebs des Fahrzeugs im HEV-Modus zu erhöhen.
Falls unter Rückkehr zu Block 102 der Betreiber die EV-Modusintensität nicht über die Standard-EV-Modusintensität erhöht hat, kann das Verfahren zu Block 116 weitergehen. Falls die EV-Modusintensität bei Block 116 unter der Standard-EV-Modusintensität liegt, kann das Verfahren zu Block 118 weitergehen. Bei Block 118 kann das Verfahren Arbeitsparameter empfangen, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug mit verstellter Empfindlichkeit im Elektromodus betrieben werden soll. Falls die EV-Modusintensität verringert ist, kann das Verfahren den Schwellwert der Arbeitsparameter derart erhöhen, dass das Fahrzeug gegenüber dem Betreiben des Fahrzeugs im EV-Modus weniger empfindlich ist. Falls bei Block 120 die verstellten Schwellwerte der Arbeitsparameter, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Hybridelektromodus betrieben werden soll, nicht erfüllt sind, kann das Verfahren bei Block 122 das Fahrzeug weiter im EV-Modus betreiben. Falls die erhöhten Schwellwerte erfüllt sind, kann das Verfahren bei Block 124 das Fahrzeug weiter im HEV-Modus betreiben.
Falls unter Rückkehr zu Block 116 der Betreiber die EV-Modusintensität nicht erhöht oder verringert hat, kann das Verfahren weiterhin bei Block 126 die Standardarbeitsparameterempfindlichkeit anwenden. Beim Anwenden der Standardarbeitsparameterempfindlichkeit verstellt das Verfahren möglicherweise nicht die Arbeitsparameterempfindlichkeit.
Wenngleich oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentschrift verwendeten Wörter Wörter der Beschreibung anstatt der Beschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale verschiedener implementierender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung auszubilden.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Controller, der programmiert ist zum Verstellen von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Elektromodusintensität wählt, wobei eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, für einen gegebenen Fahrzyklus zunimmt, wenn die Elektromodusintensität zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsparameter Fahrzeuggeschwindigkeit, Antriebsleitung, Batterieladezustand, Batterieentladegrenze, Fahrpedalposition, Klimaanlagenzustand, Heizungszustand oder Batterietemperatur beinhalten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Verstellen von Arbeitsparametern das Erhöhen von Schwellwerten der Arbeitsparameter beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller weiterhin programmiert ist zum Erhöhen der Elektromodusintensität, so dass das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, während es sich an einem vorbestimmten Ort befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller weiterhin programmiert ist zum Senken eines Batterieladezustandschwellwerts, als Reaktion auf eine Erhöhung bei der Elektromodusintensität, so dass der Hybridelektromodus bei einem verringerten Batterieladezustand auftritt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller weiterhin programmiert ist zum Betreiben des Fahrzeugs im Hybridelektromodus, so dass der Batterieladezustand erhöht ist, während es sich nahe einem vorbestimmten Ort befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Controller weiterhin programmiert ist zum Senken eines Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerts, als Reaktion auf eine Elektromodusintensitätserhöhung, so dass der Hybridelektromodusbetrieb bei gesenkter Fahrzeuggeschwindigkeit auftritt.
Fahrzeugcontroller, der Folgendes umfasst: mindestens einen Prozessor, der programmiert ist zum Kalibieren von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug in einem ersten Arbeitsmodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine erste Arbeitsmodusintensität wählt, wobei eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit denen das Fahrzeug im ersten Arbeitsmodus betrieben wird, für einen gegebenen Fahrzyklus zunimmt, während die erste Arbeitsmodusintensität zunimmt.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 8, wobei der erste Arbeitsmodus ein Elektromodus ist.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 8, wobei die Arbeitsparameter kalibriert werden durch Senken eines Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerts oder eines Fahrzeugantriebsleistungsschwellwerts.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Prozessor weiterhin programmiert ist zum Betreiben des Fahrzeugs im ersten Arbeitsmodus als Reaktion darauf, dass sich das Fahrzeug in einer Zielzone befindet.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Prozessor weiterhin programmiert ist zum Kalibrieren von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug in einem zweiten Arbeitsmodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine zweite Arbeitsmodusintensität wählt, wobei eine Häufigkeit und Gesamtdauer, mit der das Fahrzeug im zweiten Arbeitsmodus betrieben wird, für den gegebenen Fahrzyklus zunimmt, während die zweite Arbeitsmodusintensität zunimmt.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Prozessor weiterhin programmiert ist zum Betreiben des Fahrzeugs im zweiten Arbeitsmodus als Reaktion darauf, dass das Fahrzeug sich in einer Zielzone befindet.
Fahrzeugcontroller nach Anspruch 12, wobei der zweite Arbeitsmodus ein Hybridmodus ist.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: Verstellen, durch einen Controller, von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Elektromodusintensität wählt, wobei eine Häufigkeit, mit der das Fahrzeug im Elektromodus betrieben wird, für einen gegebenen Fahrzyklus zunimmt, wenn die Elektromodusintensität zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verstellen von Arbeitsparametern das Senken eines Schwellwerts der Arbeitsparameter beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend das Verstellen von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Hybridelektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass eine Benutzereingabe eine Hybridelektromodusintensität wählt, wobei eine Häufigkeit, mit der das Fahrzeug im Hybridelektromodus betrieben wird, für einen gegebenen Fahrzyklus zunimmt, wenn die Hybridelektromodusintensität zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend das Senken von Arbeitsparametern, die Bedingungen definieren, während derer das Fahrzeug im Elektromodus betrieben werden soll, als Reaktion darauf, dass ein Batterieladezustand unter einen Schwellwert fällt.