DE102016105133A1

DE102016105133A1 - Drehmomentunterstützung auf Basis von Batterieladezustandsverteilung

Info

Publication number: DE102016105133A1
Application number: DE102016105133.0A
Authority: DE
Inventors: Minku LEE; Francis Thomas Connolly
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2016-09-29
Also published as: US20160280206A1; CN106004858A; CN106004858B; US9718456B2

Abstract

Ein Hybridfahrzeug enthält eine Traktionsbatterie, einen Motor mit innerer Verbrennung, eine Elektromaschine, die dazu ausgelegt ist, Drehmomentunterstützung für den Verbrennungsmotor bereitzustellen, und eine Steuerung oder ein Antriebsstrangsteuerungssystem mit einer Steuerung. Die Steuerung ist dazu programmiert, auf einen Prozentsatz des Ladezustands (SOC) zu reagieren, der für Drehmomentunterstützung zugeteilt ist. Eine Zuteilung zur Drehmomentunterstützung ist eine Änderung des SOC der Batterie, die auf einen Stromfluss zur Elektromaschine für Drehmomentunterstützung zurückzuführen ist. Wenn die Änderung des SOC, die auf den Stromfluss zurückzuführen ist, größer als eine vorbestimmte Änderung ist, wird die Steuerung den Stromfluss zur Elektromaschine stoppen, um die Drehmomentunterstützung zu beenden.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Diese Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf Energiemanagement für Hybridfahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Hybridelektrofahrzeug enthält eine Traktionsbatterie, einen Motor mit innerer Verbrennung und eine Elektromaschine. Der Verbrennungsmotor kann betrieben werden, um Leistung für den Fahrzeugantrieb und Zubehörmerkmale bereitzustellen. Während des Betriebs kann die Traktionsbatterie auf Basis von Betriebsbedingungen aufgeladen oder entladen werden, zu denen ein Batterieladezustand (SOC, State Of Charge), Abforderung des Fahrers und regeneratives Bremsen zählen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Antriebsstrangsteuersystem enthält eine Traktionsbatterie, eine Elektromaschine und eine Steuerung. Die Elektromaschine ist elektrisch mit der Batterie verschaltet und dazu ausgelegt, Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung bereitzustellen. Die Steuerung ist dazu programmiert, auf eine Änderung des Ladezustands (SOC) der Batterie zu reagieren, die aus einem Stromfluss zur Elektromaschine resultiert, während die Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung größer als eine vorbestimmte Änderung ist. Die Reaktion der Steuerung ist es, den Stromfluss zu stoppen, um die Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung zu beenden.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Traktionsbatterie und einer Elektromaschine beinhaltet das Stoppen eines Stromflusses zur Drehmomentunterstützung zur Elektromaschine. Das Stoppen erfolgt als Reaktion auf eine Änderung des Ladezustands (SOC) der Batterie, die darauf zurückzuführen ist, dass der Stromfluss gleich einer vorbestimmten SOC-Änderung ist, die der Drehmomentunterstützung für einen Verbrennungsmotor zugeteilt ist.
Ein Fahrzeug-Antriebsstrangsteuersystem enthält eine Traktionsbatterie, eine Elektromaschine und eine Steuerung. Die Elektromaschine ist mit der Batterie verschaltet und dazu ausgelegt, einem Verbrennungsmotor Drehmomentunterstützung bereitzustellen. Die Steuerung ist dazu programmiert, darauf zu reagieren, dass ein Stromfluss zur Elektromaschine größer als eine vorbestimmte elektrische Aufladung ist. Die Reaktion der Steuerung ist es, den Stromfluss zur Elektromaschine zu stoppen, um die Drehmomentunterstützung zu beenden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine beispielhafte grafische Darstellung eines Hybridfahrzeugs, die typische Triebstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht.
2 ist eine beispielhafte grafische Darstellung eines Batteriesatzes, der von einem Batterieenergie-Steuermodul gesteuert wird.
3 ist eine beispielhafte Kurve, die den Batterieladezustand und die Zuteilung zur Drehmomentunterstützung in Bezug auf die Zeit veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte, spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage, um einen Fachmann von verschiedenen Anwendungen der vorliegenden Erfindung zu unterrichten. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene, mit Bezug auf jede der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
1 zeigt ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) mit einem Antriebsstrang oder Triebwerk, das die Hauptkomponenten enthält, die Leistung erzeugen und der Fahrbahnoberfläche Leistung zum Antrieb zuführen. Ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 12 kann eine oder mehrere Elektromaschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator zu arbeiten. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Motor 18 mit innerer Verbrennung gekoppelt, der auch als ein ICE (Internal Combustion Engine) oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Das Hybridgetriebe 16 ist ebenfalls mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können Antriebs- und Entschleunigungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die im Friktionsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die Elektromaschinen 14 können auch Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie es dem Verbrennungsmotor 18 gestatten, bei effizienteren Drehzahlen zu arbeiten, und indem sie es dem Hybridelektrofahrzeug 12 gestatten, unter gewissen Bedingungen im elektrischen Modus mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 18 betrieben zu werden. Ein Antriebsstrang weist Verluste auf, zu denen Übertragungsverluste, Verbrennungsmotorverluste, elektrische Umwandlungsverluste, Elektromaschinenverluste, Elektrokomponentenverluste und Fahrbahnverluste zählen können. Diese Verluste können auf eine Vielzahl von Aspekten zurückzuführen sein, einschließlich Fluidviskosität, elektrische Impedanz, Fahrzeugrollwiderstand, Umgebungstemperatur, Temperatur einer Komponente und Dauer des Betriebs.
Eine Traktionsbatterie oder der Batteriesatz 24 speichern Energie, die von den Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Ein Fahrzeugbatteriesatz 24 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgangsgröße bereit. Die Traktionsbatterie 24 ist mit einem oder mehreren leistungselektronischen Modulen 26 elektrisch verbunden. Ein oder mehrere Schützkontakte 42 können die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten entkoppeln, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronische Modul 26 ist ebenfalls mit den Elektromaschinen 14 elektrisch verbunden und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Energieübertragung zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bereit. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 14 unter Verwendung eines dreiphasigen Wechselstroms arbeiten. Das leistungselektronische Modul 26 kann die Gleichspannung in einen dreiphasigen Wechselstrom zur Verwendung durch die Elektromaschinen 14 umwandeln. In einem Energierückgewinnungsmodus kann das leistungselektronische Modul 26 den dreiphasigen Wechselstrom aus den Elektromaschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die mit der Traktionsbatterie 24 kompatible Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hier ist gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer Elektromaschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 ist möglicherweise nicht vorhanden.
Zusätzlich dazu, dass die Traktionsbatterie 24 Energie für den Antrieb bereitstellt, kann sie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 28 enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgangsgröße der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung umwandelt, die kompatibel mit anderen Fahrzeugverbrauchern ist. Andere Hochspannungsverbraucher 46, wie zum Beispiel Verdichter und elektrische Heizungen, können direkt mit der Hochspannung verbunden sein, ohne die Verwendung eines Gleichspannungswandlermoduls 28. Die Niederspannungssysteme können elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-V-Batterie) verbunden sein.
Das Fahrzeug 12 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein, bei dem die Traktionsbatterie 24 durch eine externe Leistungsquelle 36 wieder aufgeladen werden kann. Die externe Leistungsquelle 36 kann eine Verbindung zu einer Steckdose sein, die Netzleistung aufnimmt. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrisch mit Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 38 verbunden sein. Das EVSE 38 kann Schaltkreise und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regeln und zu managen. Die externe Leistungsquelle 36 kann dem EVSE 38 elektrische Gleichstrom- oder Wechselstromleistung bereitstellen. Das EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeport 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeport 34 kann irgendeine Portart sein, die dazu ausgelegt ist, Leistung vom EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeport 34 kann mit einem Ladegerät oder einem On-Board-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die aus dem EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an das EVSE 38 angekoppelt sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen am Ladeport 34 ineinandergreifen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch verbunden beschrieben werden, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Eine oder mehrere Radbremsen 44 können zur Verlangsamung des Fahrzeugs 12 und zum Verhindern von Bewegung des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. Die Radbremsen 44 können hydraulisch, elektrisch oder mit einer Kombination daraus betätigt werden. Die Radbremsen 44 können ein Teil eines Bremssystems 50 sein. Das Bremssystem 50 kann andere Komponenten enthalten, um die Radbremsen 44 zu betreiben. Zur Vereinfachung zeigt die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und einer der Radbremsen 44 auf. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und den anderen Radbremsen 44 wird impliziert. Das Bremssystem 50 kann eine Steuerung enthalten, um das Bremssystem 50 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 50 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 44 zur Fahrzeugverlangsamung steuern. Das Bremssystem 50 kann auf Fahrerbefehle ansprechen, und es kann auch autonom betrieben werden, um Merkmale, wie zum Beispiel Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 50 kann ein Verfahren zum Aufbringen einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn es von einer anderen Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Einer oder mehrere elektrische Verbraucher 46 oder elektrische Zubehörverbraucher können mit dem Hochspannungs-Bus verbunden sein. Die elektrischen Verbraucher 46 können eine verknüpfte Steuerung aufweisen, die die elektrischen Verbraucher 46 betreibt und steuert, wenn es angemessen ist. Zu Beispielen für elektrische Zubehörverbraucher oder elektrische Verbraucher 46 zählen ein Batteriekühlgebläse, eine elektrische Klimaanlageneinheit, ein Batteriekühler, ein elektrisches Heizelement, eine Kühlpumpe, ein Kühlgebläse, eine Scheibenentfrosteranlage, ein elektrisches Servolenksystem, ein Wechselspannungsumrichter und eine Verbrennungsmotorwasserpumpe.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere verknüpfte Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN), Ethernet, Flexray) oder über diskrete Leiter in Verbindung stehen.
Eine Systemsteuerung 48 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Eine Traktionsbatterie 24 kann aus den unterschiedlichsten chemischen Präparaten aufgebaut sein. Typische Batteriesatz-Chemien können Blei-Säure, Nickel-Metallhydrid (NiMH) oder Lithium-Ionen sein. 2 zeigt einen typischen Traktionsbatteriesatz 24 in einer Reihenanordnung von N Batteriezellen 72. Andere Batteriesätze 24 können allerdings aus irgendeiner Anzahl von einzelnen Batteriezellen zusammengesetzt sein, die in Reihe oder parallel oder in einer Kombination daraus verbunden sind. Ein Batteriemanagementsystem kann eine oder mehrere Steuerungen aufweisen, wie zum Beispiel ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM, Battery Energy Control Module) 76, das die Leistung der Traktionsbatterie 24 überwacht und steuert. Das BECM 76 kann mehrere Sensoren und Schaltkreise zum Überwachen verschiedener Pegelcharakteristika des Batteriesatzes enthalten, wie zum Beispiel den Satzstrom 78, die Satzspannung 80 und die Satztemperatur 82. Das BECM 76 kann nichtflüchtigen Speicher aufweisen, so dass Daten gehalten werden können, wenn sich das BECM 76 in einem Aus-Zustand befindet. Gehaltene Daten können beim nächsten Betriebszeitraum verfügbar sein.
Zusätzlich zu den Pegelcharakteristika des Satzes gibt es möglicherweise Pegelcharakteristika der Batteriezellen, die gemessen und überwacht werden. Zum Beispiel können die Anschlussspannung, der Strom und die Temperatur jeder Zelle 72 gemessen werden. Das Batteriemanagementsystem kann ein Sensormodul 74 verwenden, um die Batteriezellcharakteristika zu messen. Abhängig von der Leistungsfähigkeit kann das Sensormodul 74 Sensoren und Schaltkreise zum Messen der Charakteristika einer oder mehrerer der Batteriezellen 72 enthalten. Das Batteriemanagementsystem kann bis zu N_c Sensormodule oder integrierte Batterieüberwachungsschaltungen (BMIC, Battery Monitor Integrated Circuits) 74 nutzen, um die Charakteristika aller Batteriezellen 72 zu messen. Jedes Sensormodul 74 kann die Messungen an das BECM 76 zur weiteren Verarbeitung und Koordinierung übertragen. Das Sensormodul 74 kann Signale in analoger oder digitaler Form an das BECM 76 übertragen. In einigen Ausführungsformen kann die Funktionalität des Sensormoduls 74 intern im BECM 76 eingeschlossen sein. Das heißt: Die Hardware des Sensormoduls kann als Teil des Schaltkreises im BECM 76 integriert sein, und das BECM 76 kann das Verarbeiten von Rohsignalen handhaben.
Das BECM 76 kann Schaltkreise enthalten, um an den einen oder die mehreren Schätzkontakte 42 anzukoppeln. Die positiven und negativen Anschlüsse der Traktionsbatterie 24 können durch Schätzkontakte 42 geschützt werden.
Der Ladezustand (SOC) des Batteriesatzes zeigt an, wie viel Aufladung noch in den Batteriezellen 72 oder im Batteriesatz 24 verbleibt. Der Batteriesatz-SOC kann ausgegeben werden, um den Fahrer darüber zu informieren, wie viel Aufladung noch im Batteriesatz 24 verbleibt, analog zu einer Kraftstoffstandanzeige. Der Batteriesatz-SOC kann auch verwendet werden, um den Betrieb eines Elektro- oder Hybridelektrofahrzeugs 12 zu steuern. Die Berechnung des SOC des Batteriesatzes kann durch die unterschiedlichsten Verfahren erfolgen. Ein mögliches Verfahren zum Berechnen des Batterie-SOC ist es, eine Integration des Batteriesatzstroms über der Zeit auszuführen. Dies ist in der Technik als Amperestunden-Integration bekannt.
Der Batterie-SOC kann auch aus einer modellbasierten Schätzung abgeleitet werden. Die modellbasierte Schätzung kann Zellspannungsmessungen, die Satzstrommessung und die Zell- und Satztemperaturmessungen nutzen, um den SOC-Schätzwert bereitzustellen.
Das BECM 76 kann zu jedem Zeitpunkt Leistung verfügbar haben. Das BECM 76 kann einen Wake-Up-Zeitgeber enthalten, so dass ein Wake-Up zu jedem Zeitpunkt eingeplant werden kann. Der Wake-Up-Zeitgeber kann das BECM 76 wecken, so dass vorbestimmte Funktionen ausgeführt werden können. Das BECM 76 kann nichtflüchtigen Speicher aufweisen, so dass Daten gespeichert werden können, wenn das BECM 76 abgeschaltet ist oder Leistung verliert. Der nichtflüchtige Speicher kann elektrisch löschbares PROM (EEPROM) oder nichtflüchtigen Direktzugriffspeicher (NVRAM) enthalten. Der nichtflüchtige Speicher kann Flash-Speicher eines Mikrocontrollers enthalten.
Wenn das Fahrzeug betrieben wird, kann das aktive Modifizieren der Art, wie der Batterie-SOC gemanagt wird, eine höhere Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder einen längeren EV-Modus (Elektroantriebs-)Betrieb oder beides ergeben. Die Fahrzeugsteuerung muss diese Modifikationen sowohl bei hohem SOC als auch bei niedrigem SOC anleiten. Bei einem niedrigen SOC kann die Steuerung neueste Betriebsdaten untersuchen und entscheiden, den SOC über opportunistisches Verbrennungsmotoraufladen zu erhöhen (opportunistisch bedeutet, dass dies erfolgt, wenn der Verbrennungsmotor bereits läuft). Dies erfolgt, um einen längeren EV-Modus bereitzustellen, wenn der Verbrennungsmotor abschaltet. Bei einem hohen SOC kann die Steuerung hingegen neuste Betriebsdaten und andere Daten (Ort, Temperatur, usw.) untersuchen, um den SOC über EV-Modus-Antrieb, reduzierte Verbrennungsmotorausgabe oder elektrische Zubehörverbraucher zu reduzieren. Dies erfolgt, um eine höhere Batteriekapazität bereitzustellen, um die Energieausbeute während eines erwarteten regenerativen Bremsereignisses, wie zum Beispiel einer Verlangsamung von Hochgeschwindigkeit oder einer Bergabfahrt, zu maximieren.
3 ist eine beispielhafte Kurve 300, die den Batterieladezustand und die Zuteilung zur Drehmomentunterstützung in Bezug auf die Zeit veranschaulicht. Die Kurve zeigt einen Traktionsbatterie-Ladezustand(-SOC) 302 zusammen mit den Batterielade- und -entladezyklen 304 in Bezug auf die Zeit 306. Der Traktionsbatterie-SOC wird durch die Linie 308 dargestellt, und der Traktionsbatterie-SOC-Pegel einer Zuteilung oder Ration des Batterie-SOCs wird durch die Linie 310 dargestellt. Hier dient der Pegel der Zuteilung 310 insbesondere der Drehmomentunterstützung. Wenn ein Fahrzeug von einem Motor mit innerer Verbrennung angetrieben wird und eine Leistungsabforderung des Fahrers oder Abforderung des Fahrers die Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors überschreitet, kann eine Elektromaschine, die mit den Antriebsrädern gekoppelt ist, verwendet werden, um ein Drehmoment zur Unterstützung des vom Verbrennungsmotor aufgebrachten Drehmoments bereitzustellen. Die Drehmomentunterstützung wird in dieser beispielhaften Kurve als 10% des gesamten Batterie-SOC gezeigt. Allerdings kann der Prozentsatz auf Basis von Fahrzeugcharakteristika, zu denen die Batteriekapazität, die Fahrzeugmasse, das gewünschte Leistungsprofil zählen, variieren. Auch kann ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang-Betriebsmodus-Schalter ausgestattet sein. Der Antriebsstrang-Betriebsmodus-Schalter kann verwendet werden, um einen Betriebsmodus aus mehreren Betriebsmodi auszuwählen, zu denen Spar-, Normal-, Zug-, Verfolgungs-, Sport- oder Leistungsmodus zählen. Der Betriebsmodus kann einen entsprechenden Prozentsatz aufweisen, zum Beispiel kann ein Zuteilungsprozentsatz für den Spar-Betriebsmodus weniger als 10% betragen, ein Prozentsatz für Normalmodus kann 10 bis 20% betragen, und ein Prozentsatz für Sport- oder Leistungsmodus kann sogar 40% betragen. Und ein Prozentsatz für den Verfolgungsmodus für ein Rettungsfahrzeug kann 80% betragen.
Die SOC-Zuteilung 310 weist einen verknüpften Drehmomentunterstützungszustand oder eine Drehmomentunterstützungsvariable mit zwei Zuständen, Aktivieren und Deaktivieren, auf. Der Zustand kann als Hardware umgesetzt werden, wie zum Beispiel mit Flipflops oder Verknüpfungslogik, oder er kann als Software umgesetzt werden, bei der eine Steuerung oder ein Prozessor dazu programmiert ist, den Zustand umzuschalten, und auf Basis des Zustands kann die Steuerung Merkmale aktivieren. In diesem Beispiel wird der Zustand von Deaktivieren auf Aktivieren umgeschaltet, sobald die SOC-Zuteilung 310 gleich 10% des SOC ist, was auf einen Wiederaufladestrom zurückzuführen ist. Und der Zustand wird von Aktivieren auf Deaktivieren umgeschaltet, sobald die SOC-Zuteilung 310 gleich 0% SOC ist, was auf einen Stromfluss zur Elektromaschine zum Bereitstellen von Drehmomentunterstützung für den Verbrennungsmotor zurückzuführen ist. Diese Hysterese kann eingestellt werden, so dass die Umschaltpunkte für Aktivieren und Deaktivieren unabhängig von der gesamten SOC-Zuteilung von 10% sind. Während zum Beispiel die SOC-Zuteilung von 10% aufrechterhalten wird, kann die Drehmomentunterstützungsaktivierung auf 5% eingestellt werden, so dass, sobald die SOC-Zuteilung gleich 5% ist, der Zustand auf Aktivieren umschalten wird und die Drehmomentunterstützung, basierend auf einem Abforderungsereignis eines Pedals, verfügbar sein wird. Zu einem Abforderungsereignis eines Pedals zählt eine Anforderung eines Fahrers während eines Fahrzyklus für eine Änderung der Leistung, wie zum Beispiel der Antriebsleistung. Zum Beispiel kann ein Fahrer, der ein Fußpedal bewegt, eine Anforderung für eine Leistungsänderung darstellen. Ein Vorteil davon ist, dass dies Drehmomentunterstützung während eines gewissen Stopp- und Go-Verkehrs ermöglichen kann, bei dem sie deaktiviert war, als die Hysterese die volle Zuteilung erfordert hat.
Das Aufladen und Entladen der Batterie 312 basiert auf einer Richtung des Stromflusses einer Elektromaschine. Ein von der Elektromaschine erzeugter Strom wird durch einen hohen Messwert dargestellt, der dem Chg-Pegel entspricht, und ein Strom, der in die Elektromaschine fließt, wird durch einen niedrigen Messwert dargestellt, der dem Dch-Pegel entspricht. Hier wird das Fahrzeug zunächst unter Verwendung der Drehmomentunterstützung angetrieben, die den SOC 308 verringert, der von ungefähr 80% auf 70% reduziert wird. Diese Reduzierung des SOC weist eine entsprechende Reduzierung des der Drehmomentunterstützung zugeteilten Drehmoments auf. Im Allgemeinen kann Drehmomentunterstützung von der Elektromaschine ein Pedalabforderungsereignis erfordern, bei dem die mit der Pedalabforderung verknüpfte Leistungsanforderung die verfügbare Leistung aus dem Motor mit innerer Verbrennung überschreitet. Auch kann die Drehmomentunterstützung erfordern, dass ein Batterie-SOC größer als ein Schwellenwert ist, wie zum Beispiel ein Mindest-SOC, oder dass eine Zuteilung des Batterie-SOC größer als ein SOC-Schwellenwert ist. In dieser beispielhaften Kurve wird die SOC-Zuteilung 310 zur Drehmomentunterstützung von 10% auf 0% reduziert, wobei die Zuteilung an diesem Punkt gleich einer niedrigeren SOC-Zuteilung ist und die Drehmomentunterstützung zum Zeitpunkt 314 durch Umschalten von TA_disable deaktiviert wird. Wenn die Batterie vom Punkt 314 bis zum Punkt 316 wiederaufgeladen wird, wird die SOC-Zuteilung 310 zur Drehmomentunterstützung um den gleichen Prozentsatz erhöht. Während des SOC-Entladens zwischen dem Punkt 316 und 318 wird die SOC-Zuteilung 310 zur Drehmomentunterstützung konstant gehalten, weil die Verringerung des SOC nicht der Drehmomentunterstützung zugeschrieben werden kann. Die mit der Drehmomentunterstützung verknüpfte SOC-Zuteilung 310 erhöht sich weiter, basierend auf dem Aufladen der Batterie, bis die SOC-Zuteilung 310 gleich einem Schwellenwert ist. In diesem Beispiel ist der Schwellenwert 10%, was gleich dem gesamten SOC ist, der der Drehmomentunterstützung zugeteilt ist. Wenn die SOC-Zuteilung 310 am Punkt 320 gleich 10% ist, wird die Drehmomentunterstützung wieder aktiviert, weil es allerdings keine Leistungsanforderung aus einem Pedalabforderungsereignis gibt, die größer als die Verbrennungsmotorleistung ist, fließt kein Strom zur Elektromaschine, um Drehmomentunterstützung bereitzustellen. Im Punkt 322, wenn die Leistungsanforderung aus einem Pedalabforderungsereignis größer als die Verbrennungsmotorleistung ist und der SOC-Zuteilungszustand aktiviert ist, wird allerdings ein Strom zur Elektromaschine fließen, um Drehmomentunterstützung bereitzustellen. Der Strom zur Elektromaschine fließt weiter, bis die Drehmomentunterstützung im Punkt 324 als ein Ergebnis, dass die SOC-Zuteilung 310 auf 0% reduziert wird, deaktiviert wird.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zur Ausgabe an ein verarbeitendes Bauelement, an eine Steuerung oder an einen Computer geeignet sein bzw. von diesen umgesetzt werden, wobei diese irgendeine vorhandene programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder eine dedizierte elektronische Steuerungseinheit enthalten können. Analog können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausführbar sind, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien dauerhaft gespeichert werden, wie zum Beispiel auf ROM-Einrichtungen, bzw. Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien veränderlich gespeichert werden, wie zum Beispiel auf Floppydisks, Magnetbändern, CDs, RAM-Einrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen im Ganzen oder in Teilen unter Verwendung von geeigneten Hardware-Komponenten umgesetzt werden, wie zum Beispiel von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardware-Komponenten oder -Einrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.
Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche erfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen können, wie vorher beschrieben wurde, kombiniert werden, so dass sie weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, verstehen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um verlangte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Zu diesen Merkmalen können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebensdauerkosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. zählen, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Von daher liegen Ausführungsformen, die hinsichtlich einer oder mehrerer Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen bzw. als Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben worden sind, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.

Claims

Antriebsstrangsteuerungssystem, das Folgendes umfasst: eine Traktionsbatterie; eine Elektromaschine, die elektrisch mit der Batterie verschaltet ist und die dazu ausgelegt ist, Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung bereitzustellen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Änderung des Ladezustands (SOC) der Batterie, die aus einem Stromfluss zur Elektromaschine resultiert, während die Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung größer als eine vorbestimmte Änderung ist, den Stromfluss zu stoppen, um die Verbrennungsmotordrehmomentunterstützung zu beenden.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, als Reaktion auf einen Batteriewiederaufladestromfluss, der repräsentativ für eine Energiemenge ist, die gleich der mit der vorbestimmten Änderung verknüpften Energie ist, den Stromfluss zur Elektromaschine auf Basis von Pedalabforderung erneut zu veranlassen.
System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, die vorbestimmte Änderung für jeden Fahrzyklus einzustellen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, die vorbestimmte Änderung für jedes Pedalabforderungsereignis einzustellen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, den Verbrennungsmotor gemäß einem ausgewählten Spar-Modus, Normal-Modus oder Sport-Modus zu betreiben, und eine Menge der vorbestimmten Änderung auf Basis des ausgewählten Modus einzustellen, wobei die Menge im Normal-Modus größer als die Menge im Spar-Modus ist und die Menge im Sport-Modus größer als die Menge im Normal-Modus ist und die Auswahl des Modus als Reaktion auf Aktivierung eines Antriebsstrang-Betriebsmodus-Schalters erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Menge der vorbestimmten Änderung ein Bruchteil des SOC ist.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Traktionsbatterie und einer Elektromaschine, das Folgendes beinhaltet: Stoppen eines Drehmomentunterstützungs-Stromflusses zur Elektromaschine als Reaktion auf eine Änderung des Ladezustands (SOC) der Batterie, die darauf zurückzuführen ist, dass der Stromfluss gleich einer vorbestimmten SOC-Änderung ist, die der Drehmomentunterstützung für einen Verbrennungsmotor zugeteilt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin das erneute Veranlassen des Stromflusses zur Elektromaschine auf Basis von Pedalabforderung als Reaktion auf einen Batteriewiederaufladestromfluss, der repräsentativ für eine Energiemenge ist, die gleich der mit der vorbestimmten Änderung verknüpften Energie ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, das weiterhin das Einstellen der vorbestimmten Änderung für jeden Fahrzyklus beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, das weiterhin das Einstellen der vorbestimmten Änderung für jedes Pedalabforderungsereignis beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, das weiterhin beinhaltet, den Verbrennungsmotor gemäß einem ausgewählten Spar-Modus, Normal-Modus oder Sport-Modus zu betreiben und eine Menge der vorbestimmten Änderung auf Basis des ausgewählten Modus einzustellen, wobei die Menge im Normal-Modus größer als die Menge im Spar-Modus ist und die Menge im Sport-Modus größer als die Menge im Normal-Modus ist und die Auswahl des Modus als Reaktion auf Aktivierung eines Antriebsstrang-Betriebsmodus-Schalters erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die vorbestimmte Änderung ein Bruchteil des SOC ist.
Fahrzeug-Antriebsstrangsteuerungssystem, das Folgendes umfasst: eine Traktionsbatterie; eine Elektromaschine, die elektrisch mit der Batterie verschaltet ist und die dazu ausgelegt ist, einem Verbrennungsmotor Drehmomentunterstützung bereitzustellen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass ein Stromfluss zur Elektromaschine größer als eine vorbestimmte elektrische Aufladung ist, den Stromfluss zur Elektromaschine zu stoppen, um die Drehmomentunterstützung zu beenden.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, als Reaktion auf einen Batteriewiederaufladestromfluss, der repräsentativ für eine Energiemenge ist, die gleich der mit der vorbestimmten elektrischen Aufladung verknüpften Energie ist, den Stromfluss zur Elektromaschine auf Basis von Pedalabforderung erneut zu veranlassen.
System nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, die vorbestimmte elektrische Aufladung für jeden Fahrzyklus einzustellen.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, die vorbestimmte elektrische Aufladung für jedes Pedalabforderungsereignis einzustellen.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Steuerung weiterhin dazu programmiert ist, den Verbrennungsmotor gemäß einem ausgewählten Spar-Modus, Normal-Modus oder Sport-Modus zu betreiben, eine Menge der vorbestimmten elektrischen Aufladung auf Basis des ausgewählten Modus einzustellen, wobei die Menge im Normal-Modus größer als die Menge im Spar-Modus ist und die Menge im Sport-Modus größer als die Menge im Normal-Modus ist und die Auswahl des Modus als Reaktion auf Aktivierung eines Antriebsstrang-Betriebsmodus-Schalters erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die vorbestimmte elektrische Aufladung ein Bruchteil einer elektrischen Ladungskapazität der Batterie ist.