DE102015223733B4

DE102015223733B4 - System und Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015223733B4
Application number: DE102015223733.8A
Authority: DE
Inventors: Hyunsup Kim; Seok Joon Kim; Hyun Sub Lee; Jong Ryeol Jeong; Hee Yun LEE; Suk-Won Cha
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Seoul National University R&DB Foundation
Current assignee: Hyundai Motor Co; SNU R&DB Foundation; Kia Corp
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2024-05-29
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: KR20170016706A; DE102015223733A1; US9714023B2; CN106427987B; US20170036663A1; KR101734267B1; CN106427987A

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, aufweisend:Einstellen, durch eine Steuerung (6), eines Fahrwegs des Hybridfahrzeugs auf der Grundlage eines durch einen Fahrer eingegebenen Bestimmungsortes und einer aktuellen Position;Prognostizieren, durch die Steuerung (6), einer zukünftigen Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Informationen (71, 72, 73) in Bezug auf den Fahrweg, Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und Fahrmusterinformationen eines Fahrers;Ableiten, durch die Steuerung (6), eines Kennfeldes für optimale Leistungsverteilung, das einen optimalen Ladezustands-(SOC) Verlauf und ein Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine (1) und des Motors (2) umfasst, unter Verwendung der prognostizierten zukünftigen Geschwindigkeit;Verteilen, durch die Steuerung (6), der Leistung der Brennkraftmaschine (1) und der Leistung des Motors (2) unter Verwendung des optimalen SOC-Verlaufs und des Leistungsverteilungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (1) und des Motors (2);nach dem Prognostizieren der zukünftigen Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, Bestimmen, durch die Steuerung (6), ob ein Ereignis in einem Fahrweg erzeugt wird; undwenn das Ereignis erzeugt wird, Neuberechnen, durch die Steuerung (6), des Fahrwegs des Hybridfahrzeugs;wenn das Ereignis nicht erzeugt wird, während das Hybridfahrzeug entlang des Fahrwegs fährt, Bestimmen, durch die Steuerung (6), ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem aktuellen SOC (SOCn) und einem Ziel-SOC (SOCt) größer als ein eingestellter SOC ist; undwenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen SOC (SOCn) und dem Ziel-SOC (SOCt) größer als der eingestellte SOC ist, Betreiben, durch die Steuerung (6), der Brennkraftmaschine (1), um unabhängig von der erforderlichen Leistung eines Fahrers zwangsweise ein- oder ausgeschaltet zu werden.

Description

HINTERGRUND
(a) Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs und insbesondere ein System und Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, die in der Lage sind, den Kraftstoffverbrauch in dem gesamten Bereich eines bestimmten Fahrwegs zu optimieren.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Ein Hybridfahrzeug kann auf verschiedene Weise unter Verwendung von zumindest zwei aus einer Brennkraftmaschine/Maschine und einem Motor gebildeten Antriebsquellen gebildet sein. Das Hybridelektrofahrzeug umfasst ein Antriebssystem (Antriebsstrang) mit einer in einem Getriebe montierten elektrischen Vorrichtung (transmission mounted electric device - TMED), in dem ein Motor, ein Getriebe und eine Antriebswelle in Reihe geschaltet sind. Ferner ist eine Motorkupplung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Motor angeordnet und somit kann das Hybridelektrofahrzeug in einem Elektrofahrzeug- (electic vehicle - EV) Modus oder einem Hybridelektrofahrzeug- (hybrid electric vehicle - HEV) Modus auf der Grundlage darauf, ob die Motorkupplung gekoppelt/eingerückt ist, angetrieben werden.
Der EV-Modus ist ein Modus, in dem ein Fahrzeug durch ein Antriebsmoment des Motors angetrieben wird, und der HEV-Modus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug durch ein Antriebsmoment des Motors und der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Demzufolge, wenn das Hybridelektrofahrzeug angetrieben wird, kann die Brennkraftmaschine ein- oder ausgeschaltet werden. Wenn eine Hochspannungsbatterie bei dem TMED-Antriebssystem angewendet wird, kann die Brennkraftmaschine in dem EV-Modus ausgeschaltet werden. Insbesondere kann die Brennkraftmaschine durch Einstellen eines optimalen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine ein- oder ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten sollte die Batterienutzung durch das Hybridfahrzeug optimiert werden, um die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Hybridfahrzeugs zu maximieren.
Zum Beispiel maximiert eine Steuerung des derzeitigen Hybridfahrzeugs die Systemeffizienz auf der Grundlage von augenblicklichen Fahrbedingungen (z.B. lokale Optimierung) und prognostiziert die erwarteten Fahrbedingungen und verwendet die prognostizierten Fahrbedingungen, um die Batterieenergie effizienter zu nutzen. Mit anderen Worten wird die bestehende Hybridfahrzeugsteuerung unter Berücksichtigung der augenblicklichen Fahrbedingungen aufgrund einer Beschränkung der Betriebsleistung einer Steuerung (Controller), eines Mangels an Straßenverkehrsinformationen usw. durchgeführt. Jedoch wird die Leistung der Steuerung schnell verbessert und die Menge und Genauigkeit der Straßenverkehrsinformationen werden ebenfalls erhöht, und als ein Ergebnis können ein Prognostizieren/Vorhersagen von zukünftigen Fahrbedingungen und positives Nutzen/Verwenden der prognostizierten/vorhergesagten Fahrbedingungen realisiert werden.
Als ein Beispiel verbessert ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs die Kraftstoffeffizienz durch Erzeugen eines zielgerichteten Profils, wenn Zielinformationen unter einer Fahrbedingung mit einer konstanten Geschwindigkeit eingegeben werden, und verbessert die Kraftstoffeffizienz durch Anwenden einer Optimierungstechnologie in einem Abschnitt, in dem das Fahrzeug in einem HEV-Modus angetrieben wird, um den Ladezustand (SOC) zu verbessern. Als weiteres Beispiel wendet das Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs eine Echtzeit-Optimierungstechnik zum Zeitpunkt eines Fahrens mit automatischer Geschwindigkeitsregelung an, um ein Geschwindigkeitsprofil mit optimaler Kraftstoffeffizienz zu extrahieren und dann eine Zielreisegeschwindigkeit eines Fahrzeugs einzustellen.
Das Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs wird durch kontinuierliches Wiederholen eines Ladens und Entladens einer Batterie unter Fahrbedingungen mit Stauung/Überlastung betrieben. Insbesondere kann ein Fahren im EV-Modus aufgrund Energieknappheit der Batterie in einem Stauabschnitt bei niedriger Geschwindigkeit möglicherweise nicht ausreichend umgesetzt werden und die Brennkraftmaschine sollte in einem Bereich mit geringer Effizienz betrieben werden, um die Batterie zu laden.
Aus der US 2009 / 0 259 355 A1 ist ein System zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bekannt, aufweisend: eine Brennkraftmaschine und einen Motor, die eingerichtet sind, um Leistung zu erzeugen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um die Brennkraftmaschine und den Motor zu betreiben, wobei die Steuerung ferner eingerichtet ist, um: einen Fahrweg des Fahrzeugs auf der Grundlage eines Bestimmungsortes und einer aktuellen Position des Fahrzeugs einzustellen; eine zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung von Informationen in Bezug auf den Fahrweg, Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und Fahrmusterinformationen eines Fahrers zu prognostizieren; einen optimalen Ladezustands- (SOC) Verlauf für den Fahrweg und ein Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine und des Motors mit Bezug auf die prognostizierte zukünftige Geschwindigkeit abzuleiten; und eine Leistungsverteilung an die Brennkraftmaschine und den Motor unter Verwendung des optimalen SOC-Verlaufs und des Leistungsverteilungsverhältnisses der Brennkraftmaschine und des Motors einzustellen.
Die KR 10 2014 0 003 890 A offenbart ein Verfahren zum Steuern der Leistung eines Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Fahrinformationen, das die folgenden Schritte umfasst: Erfassen von Fahrinformationen, die wenigstens eines von einem Geschwindigkeitsprofil für einen zu fahrenden Abschnitt oder Höheninformationen über eine Fahrstrecke enthalten; Bestimmen, auf der Grundlage des erfassten Geschwindigkeitsprofils, Berechnen eines Leistungswerts, der für den Antrieb des Fahrzeugs erforderlich ist; Berechnen eines Parameters zum Durchführen der Leistungsverteilung des Motors oder der Maschine des Fahrzeugs gemäß dem Leistungswert; und Verteilen der Leistung des Fahrzeugs durch Anwenden des Parameters auf die PMP-Spezifikation (Pontryagin's Minimum Principle).
In der KR 10 2015 0 069 939 A ist ein Fahrzeug beschrieben umfassend eine Lichtmaschine, die mit einer elektrischen Last verbunden ist, um einen Ausgangsstrom zu erzeugen; eine Batterie, die elektrisch mit der elektrischen Last und der Lichtmaschine verbunden ist, um geladen und entladen zu werden; eine Navigationsvorrichtung, die eine erwartete Durchschnittsgeschwindigkeit in dem gewünschten Abschnitt und eine Entfernung eines gewünschten Abschnitts aus Echtzeit-Verkehrsinformationen in Bezug auf eine Route zu einem Ziel berechnet; und eine Steuereinheit, die das Fahrzeug steuert, und eine Motorsteuereinheit (ECU), die den Betrieb von ISG (Idle Stop & Go) des Motors steuert, indem sie den Ausgangsstrom, den SOC der Batterie, den Strom der Batterie, die Entfernung des gewünschten Abschnitts und die erwartete Durchschnittsgeschwindigkeit in dem gewünschten Abschnitt verwendet.
Die DE 10 2013 016 569 A1 stellt ein Betriebsverfahren für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs bereit, insbesondere eines Plug-In-Hybrid- oder Range-Extender-Fahrzeugs, der mit mehreren Betriebsmodi betrieben werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Betriebsverfahren zur Auswahl optimaler Betriebsmodi des Hybridantriebs entlang einer Fahrtroute. Das Betriebsverfahren umfasst die Schritte: Aufteilen einer Fahrtroute in eine Abfolge von Streckenabschnitten; Bestimmen wenigstens einer prädizierten Zielgröße für jeden der Betriebsmodi des Hybridantriebs auf jedem Streckenabschnitt entlang der Fahrtroute; Bestimmen eines optimalen Pfades für die Fahrtroute, wobei ein Pfad eine Abfolge von Betriebsmodi entlang der Fahrtroute ist, derart, dass jedem Streckenabschnitt ein Betriebsmodus zugeordnet ist und der optimale Pfad derjenige ist, der einen optimalen Wert für die mindestens eine Zielgröße aufweist.
Die US 2009 / 0 306 866 A1 sieht außerdem Verfahren, Steuergerät und Antriebsstrangsteuergerät für eine selbstlernende Echtzeitsteuerung auf der Grundlage des individuellen Fahrstils vor. Das Verfahren kalibriert die Leistung des Antriebsstrangsystems in einem Personenkraftwagen in Echtzeit auf der Grundlage des individuellen Betriebsstils. Das Verfahren umfasst das Betreiben des Fahrzeugs mit dem System und das Erzeugen einer Abfolge von Systembetriebspunktübergängen auf der Grundlage des Betriebsstils eines Fahrers des Fahrzeugs während des Schritts des Betreibens. Das Verfahren umfasst ferner das Erlernen eines Satzes optimaler Werte steuerbarer Systemvariablen in Echtzeit während der Schritte des Einschaltens und Erzeugens auf der Grundlage der Abfolge von Systembetriebspunktübergängen und vorgegebenen Leistungskriterien für das System. Das Verfahren umfasst weiterhin die Erzeugung von Steuersignalen auf der Grundlage des Satzes optimaler Werte, um den Betrieb des Systems zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bereitzustellen, das in der Lage ist, das Hybridfahrzeug auf der Grundlage eines Verlaufs mit optimalem Ladezustand (state of charge - SOC) durch Prognostizieren/Vorhersagen von zukünftigen Fahrbedingungen in dem gesamten Bereich eines bestimmten Fahrwegs zu betreiben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bereit, das in der Lage ist, zukünftige Fahrbedingungen in einem bestimmten Fahrweg im Voraus zu prognostizieren/vorherzusagen, eine Batterie ausreichend zu laden, bevor das Fahrzeug in einen Stauabschnitt mit niedriger Geschwindigkeit einfährt, EV-Modus-Antriebsenergie in dem Stauabschnitt mit niedriger Geschwindigkeit ausreichend zu nutzen, und eine Batterie von dem Zeitpunkt an, wenn das Fahrzeug den Stauabschnitt verlässt, wieder zu laden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bereit, das umfasst: Einstellen/Festlegen eines Fahrwegs des Fahrzeugs auf der Grundlage eines durch einen Fahrer eingegebenen Bestimmungsortes/Ziels und einer aktuellen Position; Prognostizieren/Vorhersagen einer zukünftigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Verwendung von Informationen in Bezug auf den Fahrweg, Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und Fahrmusterinformationen eines Fahrers; Ableiten/Erlangen eines Kennfeldes für optimale Leistungsverteilung, das einen optimalen SOC-Verlauf und ein Leistungsverteilungsverhältnis einer Brennkraftmaschine und eines Motors umfasst, unter Verwendung der prognostizierten/vorhergesagten zukünftigen Geschwindigkeit; und Verteilen der Leistung der Brennkraftmaschine und der Leistung des Motors unter Verwendung des optimalen SOC-Verlaufs und des Leistungsverteilungsverhältnisses der Brennkraftmaschine und des Motors.
Das Verfahren umfasst ferner nach dem Prognostizieren/Vorhersagen der zukünftigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein Bestimmen, ob ein Ereignis in einem Fahrweg erzeugt wird; und wenn das Ereignis erzeugt wird, Neuberechnen des Fahrwegs des Fahrwegs. Wenn das Ereignis nicht erzeugt wird, während das Fahrzeug entlang des Fahrwegs fährt, kann das Verfahren umfassen ein Bestimmen, ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem aktuellen SOC (Ist-SOC) und einem Ziel-SOC größer als ein eingestellter SOC ist. Wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen SOC und dem Ziel-SOC größer als der eingestellte SOC ist, kann die Brennkraftmaschine betrieben werden, um unabhängig von der erforderlichen Leistung eines Fahrers zwangsweise ein-/ausgeschaltet zu werden.
Darüber hinaus, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen SOC und dem Ziel-SOC kleiner als ein eingestellter SOC ist, kann das Ein/Aus der Brennkraftmaschine auf der Grundlage einer Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine und Leistung bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine, die in der erforderlichen Leistung des Fahrers gespeichert werden, und dem Kennfeld für optimale Leistungsverteilung ausgeführt werden. Wenn der aktuelle SOC der eingestellte SOC ist, der kleiner als der Ziel-SOC ist, kann die Batterie durch Einschalten der Brennkraftmaschine unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers geladen werden. Zusätzlich, wenn der aktuelle SOC der eingestellte SOC ist, der größer als der Ziel-SOC ist, kann die Batterie durch Ausschalten der Brennkraftmaschine unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers entladen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, die Brennkraftmaschine und den Motor auf der Grundlage des optimalen SOC-Verlaufs gemäß den Berechnungsergebnissen der Steuerstrategie für optimale Kraftstoffeffizienz für die zukünftigen Fahrbedingungen im Voraus, bevor das Fahrzeug gefahren wird, zu betreiben. Demzufolge kann es möglich sein, die Effizienz des Systems von einem Standpunkt des Fahrzeugs durch Verbessern des durchschnittlichen Antriebswirkungsgrades der Brennkraftmaschine und ausreichendes Nutzen des Fahrens im EV-Modus zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es ist eine kurze Beschreibung jeder Zeichnung vorgesehen, um die in der ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendeten Zeichnungen deutlicher zu erläutern.

1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer bei 1 angewendeten Steuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt einen Graphen, der eine Echtzeitsteuerung auf der Grundlage einer Optimierungstechnik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 zeigt einen Graphen, der die Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bestimmt;
6 zeigt einen Graphen, der ein optimales Leistungsverteilungsverhältnis einer Brennkraftmaschine und eines Motors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß dem Stand der Technik entsprechend 7 darstellt;
9 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß dem Stand der Technik entsprechend 9 darstellt;
11 bis 13 zeigen Graphen, die Kennfelder für optimale Leistung einer Brennkraftmaschine für jede Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen; und
14 bis 19 zeigen Graphen, die Kennfelder für optimale Leistung der Brennkraftmaschine für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN) .
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine/einer“ und „der/die/das“ dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff „ungefähr/in etwa“, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. „Ungefähr/in etwa“ kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff „ungefähr/in etwa“ verändert.
Ein für die Beschreibung nicht relevanter Teil wird weggelassen, um die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung deutlich zu beschreiben, und die gleichen Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen überall in der Beschreibung bezeichnet.
Ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das nachfolgend beschrieben wird, wendet eine Struktur/Anordnung mit einer in einem Getriebe montierten elektrischen Vorrichtung an. Jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt und demzufolge kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Arten/Typen von Hybridfahrzeugen eine Anwendung finden.
1 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 kann ein System zum Steuern eines Hybridfahrzeugs eine Brennkraftmaschine 1, einen HSG 11, einen Motor 2, eine Batterie 3, eine Kupplung 4, ein Getriebe 5 und eine Steuerung 6 umfassen.
Die Brennkraftmaschine 1 kann eingerichtet sein, um Brennstoff/Kraftstoff zu verbrennen, um Leistung zu erzeugen, und der HSG 11 kann eingerichtet sein, hinsichtlich der Brennkraftmaschine 1, und kann als ein Stromgenerator/Energieerzeuger arbeiten, wenn die Brennkraftmaschine 1 beginnt, elektrische Energie zu erzeugen. Der Motor 2 kann eingerichtet sein, um die Leistung der Brennkraftmaschine 1 zu unterstützen, und kann als Stromgenerator/Energieerzeuger beim Bremsen des Fahrzeugs arbeiten, um elektrische Energie zu erzeugen. Der Motor 2 kann unter Verwendung von elektrischer Energie, die in der Batterie 3 geladen ist, betrieben werden, und die elektrische Energie, die von dem Motor 2 und dem HSG 11 erzeugt wird, kann in die Batterie 3 geladen werden. Die Steuerung 6 kann eingerichtet sein, um die Komponenten eines Fahrzeugs einschließlich der Brennkraftmaschine 1, des HSG 11, des Motors 2, der Batterie 3 und der Kupplung 4 zu betreiben. Die Steuerung 6 kann implementiert werden als zumindest ein Prozessor, der betrieben wird durch ein vorgegebenes Programm, das jeden Schritt eines Verfahrens zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführt.
2 zeigt ein Konfigurationsdiagramm einer bei 1 angewendeten Steuerung. Unter Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 6 eingerichtet sein, um Navigationsinformationen 71, GPS-Informationen 72 und ITS-Informationen 73 zu empfangen, um das Hybridfahrzeug auf der Grundlage eines optimalen SOC-Verlaufs (SOC-Kurve) durch Prognostizieren von zukünftigen Fahrbedingungen im Voraus im gesamten Bereich des bestimmten Fahrwegs zu betreiben. Mit anderen Worten kann das Hybridfahrzeug ein Navigationssystem, ein Positionsbestimmungssystem (global positioning system - GPS) und ein intelligentes Transportsystem/Verkehrssystem (IST) umfassen.
Zum Beispiel kann die Steuerung 6 umfassen eine Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61, die eingerichtet ist, um eine zukünftige Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf der Grundlage von Informationen 71, 72 und 73, die von einer Wegerzeugungseinheit 60 eingegeben werden, zu prognostizieren, eine Optimierungseinstellungseinheit 62 und eine Leistungsverteilungseinheit 63. Die Steuerung 6 kann ferner umfassen eine Maschinensteuerung, die eingerichtet ist, um die Brennkraftmaschine 1 und den HSG 11 zu betreiben, eine Motorsteuerung, die eingerichtet ist, um den Motor 2 zu betreiben, eine Getriebesteuerung (TCU), die eingerichtet ist, um das Getriebe 5 zu steuern, und ein Batterie-Management-System (BMS), das eingerichtet ist, um die Batterie 3 zu betreiben.
Die Wegerzeugungseinheit 60 kann eingerichtet sein, um den Fahrweg des Fahrzeugs aus einem durch einen Fahrer eingegebenen Bestimmungsort und einer aktuellen Position einzustellen. Mit anderen Worten, wenn der Bestimmungsort unter Verwendung des Navigationssystems eingegeben wird, kann die Wegerzeugungseinheit 60 eingerichtet sein, um den Fahrweg des Fahrzeugs unter Verwendung des GPS-Systems und des IST-Systems aus dem Bestimmungsort und der aktuellen Position des Fahrzeugs einzustellen und um den vorgegebenen Fahrweg an die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 zu übertragen.
Zusätzlich kann die Wegerzeugungseinheit 60 eingerichtet sein, um den Fahrweg des Fahrzeugs unter Verwendung des innerhalb des Fahrzeugs angebrachten Navigationssystems unter Verwendung der durch den Fahrer eingegebenen Informationen des Bestimmungsortes/Zielinformationen und der aktuellen Position des Fahrzeugs, der GPS-Informationen und der ITS-Informationen einzustellen. Die Wegerzeugungseinheit 60 kann dann eingerichtet sein, um den erzeugten Fahrweg des Fahrzeugs, Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und Fahrmusterinformationen des Fahrers an die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 zu übertragen.
Die Umweltinformationen/Umgebungsinformationen können Gradienteninformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen einer Straße in Bezug auf den erzeugten Fahrweg des Fahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten können die GPS-Informationen und die ITS-Informationen die Gradienteninformationen der Straße und die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen der Straße umfassen. Zum Beispiel können die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen der Straße eine Höchstgeschwindigkeit, eine Mindestgeschwindigkeit und eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Die Fahrmusterinformationen des Fahrers können gesammelte/kumulierte Geschwindigkeitsinformationen sein, die in Echtzeit durch innerhalb des Fahrzeugs angebrachte Geschwindigkeitssensoren (nicht dargestellt) erfasst werden und in der Steuerung 6 gespeichert werden. Mit anderen Worten können die Fahrmusterinformationen des Fahrers aus früheren Geschwindigkeitsinformationen berechnet werden. Die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 kann die Informationen in Bezug auf den Fahrweg, die Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und die Fahrmusterinformationen des Fahrers verwenden, um die zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu prognostizieren. Insbesondere kann die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit mit einem Markov-Driver- (MD) Modell angewendet werden, um die zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu prognostizieren.
Die Optimierungseinstellungseinheit 62 kann eingerichtet sein, um eine Optimierung des Kraftstoffverbrauchs in dem gesamten Bereich des Fahrwegs aus der prognostizierten zukünftigen Geschwindigkeit durchzuführen. Mit anderen Worten kann die Optimierungseinstellungseinheit 62 eingerichtet sein, um den optimalen SOC-Verlauf für den Fahrweg und ein Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine und des Motors abzuleiten. Zum Beispiel kann die Optimierungseinstellungseinheit 62 mit einer dynamischen Programmierungs- (DP) Technik oder einer stochastischen dynamischen Programmierungs- (SDP) Technik angewendet werden.
Zusätzlich kann der optimale SOC-Verlauf für den Fahrweg auf der Grundlage der dynamischen Programmierungs- (DP) Technik abgeleitet werden. Die Optimierungseinstellungseinheit 62 kann eingerichtet sein, um die stochastische dynamische Programmierungs- (SDP) Technik anzuwenden, um Kennfelddaten abzuleiten, die in Echtzeit gesteuert werden können. Die Kennfelddaten umfassen Daten der Leistung der Brennkraftmaschine zu der erforderlichen Leistung des Fahrers und ein Kennfeld für eine optimale Leistungsverteilung kann die Leistung der Brennkraftmaschine 1 zu der erforderlichen Leistung des Fahrers und die Leistung des Motors 2 auf der Grundlage der Kennfelddaten optimal verteilen. Die Optimierungseinstellungseinheit 62 kann angewendet werden mit verschiedenen Optimierungstechniken, bei denen verschiedene Arten von Steuerlogiken angewendet werden können.
Die Leistungsverteilungseinheit 63 kann die Optimierungsergebnisse des Kraftstoffverbrauchs in dem gesamten Bereich des Fahrwegs verwenden, um eine Steuerung zum optimalen Verteilen der Leistung an die Brennkraftmaschine 1 und den Motor 2 durchzuführen. Mit anderen Worten kann die Leistungsverteilungseinheit 63 den als Ergebnis der DP-Technik erhaltenen SOC und das als Ergebnis der SDP-Technik erhaltene Kennfeld für eine optimale Leistungsverteilung verwenden, um eine Steuerung zum optimalen Verteilen der Leistung an die Brennkraftmaschine 1 und den Motor 2 durchzuführen. Die Leistungsverteilung wirkt mit der Fahrzeugsteuerlogik zusammen.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen einen Bestimmungsorteinstellungsprozess/Zieleinstellungsprozess (S10), einen Prozess zum Prognostizieren/Vorhersagen der zukünftigen Geschwindigkeit (S20), einen Optimierungsprozess (S30) und einen Prozess für eine optimale Leistungsverteilung (S40).
In dem Zieleinstellungsprozess (S10), wenn der Bestimmungsort durch das Navigationssystem empfangen wird, kann die Wegerzeugungseinheit 60 eingerichtet sein, um den Fahrweg des Fahrzeugs einzustellen und um den erzeugten Fahrweg und die Umweltinformationen/Umgebungsinformationen an die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 zu übertragen. In dem Prozess zum Prognostizieren der zukünftigen Geschwindigkeit (S20) kann die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 die Informationen in Bezug auf den Fahrweg, die Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und die Fahrmusterinformationen des Fahrers verwenden, um die zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu prognostizieren. Zum Beispiel kann in dem Prozess zum Prognostizieren der zukünftigen Geschwindigkeit (S20) die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 die Informationen in Bezug auf den Fahrweg, die Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und die Fahrmusterinformationen des Fahrers verwenden, um die zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu prognostizieren.
Die Optimierungseinstellungseinheit 62 kann eingerichtet sein, um den optimalen SOC-Verlauf von der zukünftigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 prognostiziert wird, den Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und den Fahrmusterinformationen des Fahrers abzuleiten (S30). Insbesondere kann der durch die Optimierungseinstellungseinheit 62 abgeleitete optimale SOC-Verlauf der Ziel-SOC-Verlauf werden. Ferner kann die Steuerung eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob das Ereignis in dem Fahrweg des Fahrzeugs erfasst wird (S40). Das Ereignis kann die unvorhersehbaren Situationen bezeichnen, in denen das Fahrzeug nicht entlang des Fahrwegs gefahren wird (z.B. kann der Fahrer abgelenkt werden, eine Fahrspur verlassen, ein Hindernis kann sich auf der Straße befinden, usw.). Wenn das Ereignis erzeugt wird, geht das Verfahren zu Schritt S10 weiter, um zu ermöglichen, dass die Geschwindigkeitsvorhersageeinheit 61 den Fahrweg des Fahrzeugs neu berechnet.
In dem Schritt S40, wenn das Ereignis nicht erfasst wird, kann die Steuerung eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob eine Durchgangszeit t_n - t_n von der Zeit t_n, wenn die zukünftige Geschwindigkeit schließlich prognostiziert wird, zu einer aktuellen Zeit t_n größer als eine eingestellte Fahrzeit T ist (S50). Der Schritt S50 ist ein wahlweiser/selektiver Schritt und kann demzufolge bei Bedarf weggelassen werden. In dem Schritt S50, wenn die Durchgangszeit t_n - t_n größer als die eingestellte Fahrzeit T ist, geht das Verfahren weiter zu dem Schritt S10.
Wenn die Durchgangszeit t_n - t_n gleich oder kleiner als die eingestellte Fahrzeit T ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen Absolutwerten des Ziel-SOC (SOCt) und dem Ist-SOC (SOC_n) größer als der eingestellte SOC ist (z.B. ungefähr 3%). Wenn die Differenz zwischen den Absolutwerten des Ziel-SOC (SOCt) und dem Ist-SOC (SOC_n) größer als der eingestellte SOC ist (z.B. ungefähr 3%), kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Brennkraftmaschine 1 zu betreiben, um zwangsweise ein-/ausgeschaltet zu werden (S62). Zum Beispiel ist die Bedeutung, dass der Ist-SOC (SOC_n) der Batterie 3 der eingestellte SOC ist, der kleiner als der Ziel-SOC (SOCt) ist, die, dass der Ladezustand der Batterie 3 unzureichend sein kann (z.B. Bereich unter L1 in 4). Demzufolge kann die Brennkraftmaschine 1 unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers eingeschaltet werden, um die Batterie 3 zu laden, um den SOC zu halten, um sich einem Level/Wert des Ziel-SOC zu nähern. Weiterhin ist die Bedeutung, dass der Ist-SOC (SOC_n) der Batterie 3 der eingestellte SOC ist, der größer als der Ziel-SOC (SOCt) ist, die, dass der Ladezustand der Batterie 3 zu hoch ist (z.B. Bereich oberhalb L2 in 4). Demzufolge kann die Brennkraftmaschine 1 zwangsweise ausgeschaltet werden und das Fahrzeug kann durch das Antriebsmoment des Motors 2 angetrieben werden, um die Batterie 3 zu entladen, um den SOC der Batterie derart zu halten, um sich dem Level/Wert des Ziel-SOC zu nähern.
In dem Schritt S60, wenn die Differenz zwischen den Absolutwerten des Ziel-SOC (SOCt) und dem aktuellen SOC (SOC_n) gleich oder kleiner als der eingestellte SOC ist (z.B. ungefähr 3%), kann die Steuerung eingerichtet sein, um die Brennkraftmaschine 1 zu betreiben, um auf der Grundlage der erforderlichen Leistung des Fahrers ein-/ausgeschaltet zu werden. Insbesondere kann durch Vergleichen der erforderlichen Leistung des Fahrers mit der Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine/Leistung bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine bestimmt werden, ob die Brennkraftmaschine startet. Die verwendete Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine/Leistung bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine verwenden Ergebnisse, die in dem durch die Optimierungseinstellungseinheit 62 abgeleiteten Kennfeld für eine optimale Leistungsverteilung vorher gespeichert werden. Das Verteilungsverhältnis der Leistung der Brennkraftmaschine und der Leistung des Motors auf der Grundlage der erforderlichen Leistung des Fahrers können auch die in dem Kennfeld für eine optimale Leistungsverteilung vorab gespeicherten Ergebnisse verwenden. Unterdessen ist der eingestellte Wert/Betrag nicht auf ungefähr 3% beschränkt und kann gemäß einer Absicht eines Entwicklers eingestellt werden.
4 zeigt einen Graphen, der eine Echtzeitsteuerung auf der Grundlage einer Optimierungstechnik darstellt. Unter Bezugnahme auf 4 ordnet die Optimierungstechnik auf der Grundlage der DP-Technik einen SOC-Verlauf L3 zwischen einer Linie L1 bei eingeschalteter Brennkraftmaschine und einer Linie L2 bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine an.
Die Linie L1 bei eingeschalteter Brennkraftmaschine kann derart eingestellt werden, dass sie ein eingestellter Wert kleiner als der SOC-Verlauf L3 ist (z.B. 3%), und die Linie L2 bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine kann derart eingestellt werden, dass sie ein eingestellter Wert größer als der SOC-Verlauf L3 ist (z.B. 3%). Ferner kann ein möglicher Bereich Aein bei eingeschalteter Brennkraftmaschine derart eingestellt werden, um weiter einen eingestellten Wert (z.B. ungefähr 3,5%) oberhalb der Linie L1 bei eingeschalteter Brennkraftmaschine zu umfassen, und ein möglicher Bereich Aaus bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine kann derart eingestellt werden, um weiter den eingestellten Wert (z.B. 3,5%) unterhalb einer Linie L2 bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine zu umfassen. Mit anderen Worten überlappt der mögliche Bereich Aaus bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine den möglichen Bereich Aein bei eingeschalteter Brennkraftmaschine bis zu 0,5% unter dem SOC-Verlauf L3. Mit anderen Worten überlappt der mögliche Bereich Aein bei eingeschalteter Brennkraftmaschine den möglichen Bereich Aaus bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine bis zu 0,5% über dem SOC-Verlauf L3. Ein Referenzwert der Ein-/Aus-Leistung der Brennkraftmaschine 1 für ein hohes Niveau kann in dem möglichen Bereich Aaus bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine oberhalb des SOC-Verlaufs L3 eingestellt werden. Das Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine 1 und des Motors 2 für ein niedriges Niveau können in dem möglichen Bereich Aein bei eingeschalteter Brennkraftmaschine unterhalb des SOC-Verlaufs L3 eingestellt werden.
5 zeigt einen Graphen, der die Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine bestimmt und Ein-Punkte der Brennkraftmaschine 1 für die Fahrzeit T und die erforderliche Leistung W darstellt. Jeder Punkt ist der Ein-Punkt der Brennkraftmaschine 1, der als das optimale Ergebnis erhalten wird, und jeder Punkt bestimmt die Ein-/Aus-Leistung der Brennkraftmaschine 1. 6 zeigt einen Graphen, der ein optimales Leistungsverteilungsverhältnis einer Brennkraftmaschine und eines Motors darstellt. Unter Bezugnahme auf 6 wird eine Beziehung zwischen der erforderlichen Leistung und dem Leistungsverteilungsverhältnis dargestellt. Das Leistungsverteilungsverhältnis kann durch Dividieren der Leistung der Brennkraftmaschine durch die erforderliche Leistung berechnet werden.
Ferner stellt 6 ein Optimierungsleistungsverteilungsverhältnis (Viereck) in dem gesamten Bereich gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein lokales Optimierungsleistungsverteilungsverhältnis (Kreis) gemäß dem Stand der Technik dar. Das Optimierungsleistungsverteilungsverhältnis erscheint in dem gesamten Bereich gleichmäßiger/einheitlicher als das lokale Optimierungsleistungsverteilungsverhältnis in der gleichen erforderlichen Leistung.
Unter Bezugnahme auf 4 und 6 nähert sich der aktuelle/derzeitige SOC der Batterie 3 dem Ziel-SOC durch die Echtzeitsteuerung von 4 an. Wenn der SOC unzureichend ist, wenn eine Differenz zwischen dem Ziel-SOC und dem derzeitigen SOC größer als der eingestellte Wert/Betrag ist (zum Beispiel 3%), bestimmt die Steuerung 6 das Fehlen des SOC, um die Brennkraftmaschine derart zu steuern, um unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers zwangsweise eingeschaltet zu werden, wodurch das Laden der Batterie 3 gestartet wird. Wenn das Laden durchgeführt wird und somit die Differenz zwischen dem Ziel-SOC und dem aktuellen SOC/Ist-SOC kleiner als der eingestellte Wert ist (zum Beispiel -0,5%), steuert die Steuerung 6 die Brennkraftmaschine 1, um in Abhängigkeit von der erforderlichen Leistung des Fahrers ein-/ausgeschaltet zu werden.
Wenn der SOC zu hoch ist, wenn die Differenz zwischen den Ziel-SOC und dem aktuellen SOC/Ist-SOC kleiner als der eingestellte Wert ist (zum Beispiel -3%), steuert die Steuerung 6 die Brennkraftmaschine 1 derart, um unabhängig von der erforderlichen Leistung zwangsweise ausgeschaltet zu werden, wodurch das Entladen der Batterie 3 gestartet wird. Wenn das Laden durchgeführt wird und somit die Differenz zwischen dem Ziel-SOC und dem aktuellen SOC größer als der eingestellte Wert ist (zum Beispiel 0,5%), steuert die Steuerung 6 die Brennkraftmaschine 1, um in Abhängigkeit von der erforderlichen Leistung des Fahrers ein-/ausgeschaltet zu werden.
Ferner, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem Ziel-SOC und dem aktuellen SOC kleiner als der eingestellte Wert ist (z.B. ungefähr 3%), kann die Steuerung 6 eingerichtet sein, um die erforderliche Leistung des Fahrers mit der Ein-/Aus-Leistung der Brennkraftmaschine zu vergleichen, um das Ein (z.B. den Ein-Zustand) der Brennkraftmaschine 1 zu bestimmen. Insbesondere können die verwendete Ein-/Aus-Leistung der Brennkraftmaschine und das Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine und des Motors bestimmt werden, indem sie im Voraus mit dem optimierten Ergebnis zum Zeitpunkt eines Einstellens des Weges berechnet werden. Mit anderen Worten kann die Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine als ein Mittelwert (LA, siehe 5) der minimal erforderlichen Leistung des Fahrers bestimmt werden, wenn die Brennkraftmaschine 1 ein ist. Die Leistung bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine kann als der Mittelwert (LA, siehe 5) der minimal erforderlichen Leistung des Fahrers bestimmt werden, wenn die Brennkraftmaschine aus ist. Die Leistung der Brennkraftmaschine kann als ein Produkt der erforderlichen Leistung des Fahrers und des optimalen Leistungsverteilungsverhältnisses bestimmt werden und die Leistung des Motors kann als eine Differenz zwischen der erforderlichen Leistung des Fahrers und der Leistung der Brennkraftmaschine bestimmt werden.
7 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 7 scheint sich ein realer SOC-Verlauf LR1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einem optimierten SOC-Verlauf LD1 durch die DP-Technik anzunähern. 8 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß dem Stand der Technik entsprechend 7 darstellt. Unter Bezugnahme auf 8 scheint ein realer SOC-Verlauf LR2 gemäß dem Stand der Technik von dem optimierten SOC-Verlauf LD1 durch die DP-Technik deutlich beabstandet zu sein.
9 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 9 scheint sich ein realer SOC-Verlauf LR3 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einem optimierten SOC-Verlauf LD2 durch die DP-Technik anzunähern. 10 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Fahrstrecke und einem SOC-Verlauf gemäß dem Stand der Technik entsprechend 9 darstellt. Unter Bezugnahme auf 10 scheint ein realer SOC-Verlauf LR4 gemäß dem Stand der Technik von dem optimierten SOC-Verlauf LD2 durch die DP-Technik deutlich beabstandet zu sein.
Mit anderen Worten entsprechen die SOC-Verläufe LD1 und LD2 der als Optimierungstechnik angewendeten DP-Technik den realen SOC-Verläufen LR1 und LR3 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu den realen SOC-Verläufen LR'' und LR4 gemäß dem Stand der Technik in dem gesamten Bereich des bestimmten Fahrwegs mehr. Demzufolge, im Vergleich zum Stand der Technik, prognostiziert das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die zukünftigen Fahrbedingungen im Voraus in dem bestimmten Fahrweg, um den durchschnittlichen Antriebswirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 zu verbessern, und nutzt in ausreichender Weise das Fahren im EV-Modus.

Indessen kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Tabelle 1 durch Vergleichen der Kraftstoffeffizienz (km/l) für jeden Fahrzyklus erhalten werden. Verglichen mit dem Stand der Technik weist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Wirkung in der Kraftstoffeffizienz von 3,63 bis 6,78% für jeden Fahrzyklus auf. Tabelle 1

Fahrzyklus	FTP72	FTP75	NEDC	JN1015	HWFET	SUBOO
Stand der Technik	22,83	22,89	22,22	22,42	24,40	24,46
Ausführungsbeispiel	23,81	23,72	23, 96	23, 94	25,33	25, 52
Wirkung der Verbesserung %)	_↑ 4, 28	_↑ 3, 63	_↑ 7,83	_↑ 6, 78	_↑ 3, 81	_↑ 4, 34

Ein bundesstaatliches Testverfahren (Federal Test Procedure - FTP) 72 stellt einen Abgastestmodus dar, ein neuer europäischer Fahrzyklus (new European driving cycle - NEDC) stellt eine Art von Kraftstoffverbrauchsmessung dar und ein Autobahnkraftstoffeffizienztest (highway fuel economy test - HWFET) stellt einen Verbrauchsmodus auf einer Stadtautobahn dar.
11 bis 13 zeigen Graphen, die Kennfelder für optimale Leistung einer Brennkraftmaschine für jede Fahrzeuggeschwindigkeit darstellen. Unter Bezugnahme auf 11 und 13 implementiert die SDP-Technik das Kennfeld für die Leistung einer Brennkraftmaschine, welches die Optimierungsresultierende darstellt. Mit anderen Worten kann die Leistung der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des SOC des Kennfeldes für die Leistung der Brennkraftmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der erforderlichen Leistung bestimmt werden. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, kann das folgende Kennfeld für die Leistung der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Geschwindigkeit bestimmt werden. In 11 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 18 km/h, in 12 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 72 km/h und in 13 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 108 km/h.
Das auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählte Kennfeld für die Leistung der Brennkraftmaschine kann die Leistung der Brennkraftmaschine bestimmen, die der erforderlichen Leistung und dem derzeitigen/aktuellen SOC entspricht. Insbesondere können zwei Kennfelder für die Leistung der Brennkraftmaschine verwendet werden, um die Leistung der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines linearen Interpolationsverfahrens zu berechnen. Zum Beispiel können, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 80 km/h, 72 km/h und 108 km/h beträgt, die Kennfelder linear interpoliert werden, um die Leistung der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Wenn die bestimmte Leistung der Brennkraftmaschine größer als 0 ist, kann die Brennkraftmaschine 1 eingeschaltet werden und die entsprechende Leistung der Brennkraftmaschine kann abgegeben werden. Die Leistung des Motors kann durch eine Differenz zwischen der erforderlichen Leistung und der Leistung der Brennkraftmaschine bestimmt werden. Dementsprechend kann das optimale Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine 1 und des Motors 2 bestimmt werden.
14 bis 19 zeigen Graphen, die Kennfelder für optimale Leistung der Brennkraftmaschine für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellen. In 14 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 5 m/s, in 15 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 10 m/s, in 16 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 15 m/s, in 17 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 m/s, in 18 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 25 m/s und in 19 beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit 30 m/s. Unter Bezugnahme auf 14 bis 19, wenn die Anzahl von Kennfeldern für die Leistung der Brennkraftmaschine erhöht wird, kann die Genauigkeit der Leistung der Brennkraftmaschine, die bestimmt wird auf der Grundlage des SOC des Kennfeldes für die Leistung der Brennkraftmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der erforderlichen Leistung, weiter verbessert werden. Ferner kann die Genauigkeit des optimalen Leistungsverteilungsverhältnisses für die Brennkraftmaschine 1 und den Motor 2 verbessert werden.
Beschreibung der Bezugszeichen

1: Brennkraftmaschine
2: Motor
3: Batterie
4: Kupplung
5: Getriebe
6: Steuerung (Steuereinheit)
11: HSG
61: Geschwindigkeitsvorhersageeinheit
62: Optimierungseinstellungseinheit
63: Leistungsverteilungseinheit
71: Navigationsinformationen
72: GPS-Informationen
73: IST-Informationen

Claims

Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: Einstellen, durch eine Steuerung (6), eines Fahrwegs des Hybridfahrzeugs auf der Grundlage eines durch einen Fahrer eingegebenen Bestimmungsortes und einer aktuellen Position; Prognostizieren, durch die Steuerung (6), einer zukünftigen Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Informationen (71, 72, 73) in Bezug auf den Fahrweg, Umweltinformationen/Umgebungsinformationen und Fahrmusterinformationen eines Fahrers; Ableiten, durch die Steuerung (6), eines Kennfeldes für optimale Leistungsverteilung, das einen optimalen Ladezustands-(SOC) Verlauf und ein Leistungsverteilungsverhältnis der Brennkraftmaschine (1) und des Motors (2) umfasst, unter Verwendung der prognostizierten zukünftigen Geschwindigkeit; Verteilen, durch die Steuerung (6), der Leistung der Brennkraftmaschine (1) und der Leistung des Motors (2) unter Verwendung des optimalen SOC-Verlaufs und des Leistungsverteilungsverhältnisses der Brennkraftmaschine (1) und des Motors (2); nach dem Prognostizieren der zukünftigen Geschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, Bestimmen, durch die Steuerung (6), ob ein Ereignis in einem Fahrweg erzeugt wird; und wenn das Ereignis erzeugt wird, Neuberechnen, durch die Steuerung (6), des Fahrwegs des Hybridfahrzeugs; wenn das Ereignis nicht erzeugt wird, während das Hybridfahrzeug entlang des Fahrwegs fährt, Bestimmen, durch die Steuerung (6), ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem aktuellen SOC (SOC_n) und einem Ziel-SOC (SOCt) größer als ein eingestellter SOC ist; und wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen SOC (SOC_n) und dem Ziel-SOC (SOCt) größer als der eingestellte SOC ist, Betreiben, durch die Steuerung (6), der Brennkraftmaschine (1), um unabhängig von der erforderlichen Leistung eines Fahrers zwangsweise ein- oder ausgeschaltet zu werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem aktuellen SOC (SOC_n) und dem Ziel-SOC (SOCt) kleiner als ein eingestellter SOC ist, Betreiben, durch die Steuerung (6), von Ein oder Aus der Brennkraftmaschine (1) auf der Grundlage von Leistung bei eingeschalteter Brennkraftmaschine (1) und Leistung bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine (1), die in der erforderlichen Leistung des Fahrers gespeichert werden, und dem Kennfeld für optimale Leistungsverteilung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenn der aktuelle SOC (SOC_n) der eingestellte SOC ist, der kleiner als der Ziel-SOC (SOCt) ist, Laden, durch die Steuerung (6), einer Batterie (3) durch Einschalten der Brennkraftmaschine (1) unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: wenn der aktuelle SOC (SOC_n) der eingestellte SOC ist, der größer als der Ziel-SOC (SOCt) ist, Entladen, durch die Steuerung (6), der Batterie (3) durch Ausschalten der Brennkraftmaschine (1) unabhängig von der erforderlichen Leistung des Fahrers.