DE102016116916A1 - Unterdrückung des Motor-Herunterfahrens auf Basis der früheren Fahr-Vorgeschichte - Google Patents

Unterdrückung des Motor-Herunterfahrens auf Basis der früheren Fahr-Vorgeschichte Download PDF

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XiaoYong Wang
Jeffrey Allen Doering
Mark Steven Yamazaki
Ming Lang Kuang
Jason Meyer
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Abstract

Ein Hybridfahrzeug umfasst einen Motor und einen Elektromotor, die beide fähig sind, die Räder anzutreiben. Beim Fahren eines Fahrzeugs werden die Fahrbedingungsdaten des Fahrzeugs überwacht. Die Fahrbedingungsdaten können Lenkrad-Winkel oder -Position, Beschleunigungspedalposition, Fahrer-Drehmoment- oder Leistungs-Anforderungen, oder Straßensteigung oder -Gefälle umfassen. Das Fahrzeug umfasst eine Steuerungseinheit mit einem spezifischen Steuerungsschema zum Empfang der Fahrbedingungsdaten, wobei die Daten einem gleitenden Mittelwert oder einem gewichteten gleitenden Mittelwert unterliegen. Auf Basis der gemittelten Fahrbedingungsdaten wird der Motor am Anhalten unter bestimmten Bedingungen gehindert, um die Häufigkeit des Einschaltens und Ausschaltens des Motors zu reduzieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Steuerungsstrategie für das Unterdrücken eines Motor-Herunterfahren in einem Hybridfahrzeug auf Basis der früheren Fahr-Vorgeschichte verschiedener Faktoren.
  • HINTERGRUND
  • In einem elektrischen Hybridfahrzeug (HEV) sind entweder einer oder beide eines (Verbrennungs)-Motors und eines Elektromotors in der Lage, den Rädern des Fahrzeugs Leistung zuzuführen. Unterschiedliche Bauarten von HEVs sind bekannt. In einem “seriellen” Hybridantriebsstrang ist beispielsweise keine mechanische Kopplung des Motors mit den Rädern vorhanden. Stattdessen arbeitet der Motor als eine Leistungserzeugungseinheit, und seine Energieleistung wird in elektrische Energie umgewandelt, die in einer Batterie zur Anwendung durch einen Hauptantriebs-Elektromotor gespeichert wird. In einem „parallelen“ Hybridantriebsstrang kann der Motor, so wie der Antriebs-Elektromotor, wahlweise mit den Rädern gekoppelt sein. Einer oder beide des Motors und des Elektromotors kann den Rädern Antriebsleistung zuführen. Andere Hybrid-Architekturen, wie beispielsweise „Serien-Parallel-“Hybridfahrzeuge, sind bekannt.
  • Hybridfahrzeuge sind zweckmäßig aufgrund von erhöhter Treibstoffeffizienz. Zwecks besserer Treibstoffeinsparung sind Prozessoren im Fahrzeug spezifisch programmiert, den Motor dann anzuhalten oder “herunterzufahren”, wenn der Motor das Fahrzeug nicht antreiben muss. Der Motor kann beispielsweise heruntergefahren und angehalten werden, wenn die Leistungsanforderungen des Fahrers relativ gering sind, so dass der Elektromotor alle Antriebsleistungsanforderungen erfüllen kann. Nimmt die Leistungsanforderung des Fahrers derart zu, dass der Elektromotor keine ausreichende Leistung zur Entsprechung der Anforderung erbringen kann, dann kann der Motor aktiviert oder “hochgefahren” werden, um die Leistungsanforderung zu erfüllen.
  • Übermäßiges Anhalten und Starten des Motors kann zu herabgesetztem Komfort und Fahrverhalten des Fahrzeugs, was durch die Fahrzeuginsassen wahrgenommen wird, als auch zu herabgesetzter Treibstoffeinsparung führen. Ändern sich die Leistungsanforderungen oft und abrupt während des Fahrens, kann der Motor unzweckmäßig oft starten und anhalten. Steuerungsstrategien sind dem Stand der Technik nach bekannt, Filter oder andere Algorithmen einzusetzen, um die Fahr-Gewohnheiten eines Fahrers „in Erfahrung zu bringen“ und die Häufigkeit des Startens und Anhaltens eines Motors entsprechend zu reduzieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung umfasst ein Fahrzeug ein Lenkrad mit einem zugeordneten Lenkradwinkelsensor, einen Motor, ein Getriebe und einen Elektromotor-Generator, der das Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Der Elektromotor-Generator ist auch wahlweise mit dem Motor über eine Kupplung gekoppelt, und wahlweise mit dem Getriebe gekoppelt. Das Fahrzeug umfasst mindestens eine Steuerungseinheit, die programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken, und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren, einen Schwellenwert übersteigenden Lenkradwinkelpositionen zu hindern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug ein Beschleunigungspedal mit einem zugeordneten Pedalpositionssensor. Das Fahrzeug umfasst auch einen Motor, ein Getriebe und einen Elektromotor-Generator, der das Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Der Elektromotor-Generator ist auch wahlweise mit dem Motor über eine Kupplung gekoppelt, und wahlweise mit dem Getriebe gekoppelt. Das Fahrzeug umfasst mindestens eine Steuerungseinheit, die programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken, und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren, einen Schwellenwert überschreitenden Pedalpositionsgrößen zu hindern.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren für das Unterdrücken eines Motor-Herunterfahrens in einem Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren umfasst (1) das Empfangen eines Signals, das Fahrbedingungsdaten in Bezug auf Straßensteigung, Beschleunigungspedalposition oder Lenkradposition anzeigt, (2) das Initialisieren eines Zeitgebers als Antwort auf eine Motoranhalte-Anforderung, und (3), anschließend an das Initialisieren, das Hindern des Motors am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts der Fahrbedingungsdaten und des noch nicht abgelaufenen Zeitgebers.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Algorithmus für das Unterdrücken eines Verbrennungsmotor-Herunterfahrens auf Basis eines gewichteten Mittelwerts von vorangegangenen Fahrbedingungsdaten.
  • 3A ist eine graphische Veranschaulichung des Vergleichens der Beschleunigungspedalposition mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten zum Anhalten und Starten des Fahrzeugs, während 3B eine graphische Veranschaulichung eines gleitenden Mittelwerts der Beschleunigungspedalposition über einen längeren Zeitraum, verglichen mit einem Einzel-Schwellenwert, ist.
  • 4A ist eine graphische Veranschaulichung eines gleitenden Mittelwerts des Lenkwinkels über einen längeren Zeitraum und eines zugeordneten Motor-Herunterfahr-Unterdrückungs-Schwellenwertes, während 4B eine graphische Veranschaulichung des Vergleichens der Beschleunigungspedalposition mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten ist; und
  • 5A ist eine weitere graphische Veranschaulichung eines gleitenden Mittelwertes des Lenkwinkels über einen längeren Zeitraum und eines zugeordneten Motor-Herunterfahr-Unterdrückungs-Schwellenwertes, während 5B eine graphische Veranschaulichung des Vergleichens der Beschleunigungspedalposition mit zwei unterschiedlichen Schwellenwerten ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die offenbarten Ausführungsformen bloß Beispiele sind, und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise eine maßstabgetreue Wiedergabe; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hierin offenbarte spezifische, strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine darstellende Basis, dem Fachmann das unterschiedliche Anwenden der Ausführungsformen näherzubringen. Wie es dem Fachmann offenkundig sein wird, können die mit Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulichten und beschriebenen Merkmale mit Merkmalen kombiniert sein, die in einer oder in mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen darstellende Ausführungsformen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifizierungen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung könnten für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen jedoch zweckmäßig sein.
  • Bezugnehmend auf 1 wird eine schematische Darstellung eines elektrischen Hybridfahrzeugs (HEV) 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 1 veranschaulicht darstellende Beziehungen unter den Komponenten. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs können variieren. Das HEV 10 umfasst einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 umfasst einen Motor 14, der ein Getriebe 16 antreibt, das als ein modulares Hybridgetriebe (MHT) bezeichnet werden kann. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben sein wird, umfasst Getriebe 16 eine elektrische Maschine, beispielsweise einen Elektromotor-Generator (M-G) 18, eine zugeordnete Antriebsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Mehrgang-Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24.
  • Der Motor 14 und der M-G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Motor 14 stellt allgemein eine Antriebsquelle dar, die einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Benzin-, Diesel- oder Erdgas-angetriebenen Motor, oder eine Treibstoffzelle umfassen kann. Der Motor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M-G 18 zugeführt wird, wenn eine Trennkupplung 26 zwischen dem Motor 14 und dem M-G 18 zumindest teilweise eingerückt ist. Der M-G 18 kann durch eine beliebige aus einer Vielzahl von Typen elektrischer Maschinen implementiert sein. M-G 18 kann beispielsweise ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Leistungselektronik bedingt die durch die Batterie 20 den Anforderungen des M-G 18 bereitgestellte Gleichstrom(DC)-Leistung, wie nachstehend beschrieben werden wird. Leistungselektronik kann beispielsweise dem M-G 18 Dreiphasen-Wechselstrom (AC) bereitstellen.
  • Ist die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt, ist ein Leistungsfluss vom Motor 14 zum M-G 18 oder vom M-G 18 zum Motor 14 möglich. Die Trennkupplung 26 kann beispielsweise eingerückt sein, und M-G 18 kann als ein Generator arbeiten, um die durch eine Kurbelwelle 28 und eine M-G-Welle 30 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie, die in der Batterie 20 zu speichern ist, umzuwandeln. Die Trennkupplung 26 kann auch ausgerückt sein, um den Motor 14 vom übrigen Teil des Antriebsstrangs 12 derart zu isolieren, dass der M-G 18 als die alleinige Antriebsquelle für das HEV 10 wirken kann. Welle 30 erstreckt sich durch den M-G 18 hindurch. Der M-G 18 ist durchgehend mit der Welle 30 antriebsverbunden, wohingegen der Motor 14 mit dem Motor 30 nur dann antriebsverbunden ist, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist.
  • Der M-G 18 ist mit dem Drehmomentwandler 22 über Welle 30 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit dem Motor 14 verbunden, wenn die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 umfasst ein Antriebsrad, das an der M-G-Welle 30 befestigt ist, und eine Turbine, die an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigt ist. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine hydraulische Kopplung zwischen Welle 30 und Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung vom Antriebsrad an die Turbine, wenn sich das Antriebsrad schneller als die Turbine dreht. Das Ausmaß des Turbinendrehmoments und des Antriebsraddrehmoments hängt allgemein von den relativen Geschwindigkeiten ab. Ist das Verhältnis der Antriebsradgeschwindigkeit zur Turbinengeschwindigkeit ausreichend hoch, dann ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Antriebsraddrehmoments. Eine Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34 kann ebenfalls bereitgestellt sein, dass diese, wenn sie eingerückt ist, das Antriebsrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch koppelt, was eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht. Die Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34 kann als eine Anfahrkupplung in Betrieb genommen werden, um einen sanften Fahrzeugstart bereitzustellen. Alternativ oder in Kombination dazu kann eine, der Trennkupplung 26 ähnliche Anfahrkupplung zwischen dem M-G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen bereitgestellt sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder eine Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34 umfassen. In einigen Anwendungen wird Trennkupplung 26 allgemein als eine Stromaufwärtskupplung bezeichnet, und Anfahrkupplung 34 (die eine Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung sein kann) wird allgemein als eine Stromabwärtskupplung bezeichnet.
  • Das Schaltgetriebe 24 kann (nicht gezeigte) Zahnradsätze umfassen, die wahlweise in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen durch wahlweises Einrücken von Reibungselementen, beispielsweise Kupplungen und (nicht gezeigte) Bremsen, positioniert sind, um die gewünschten mehrfachen separaten oder Stufenantriebs-Verhältnisse herzustellen. Die Reibungselemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Übertragungsausgangswelle 36 und der Übertragungseingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen auf Basis von verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungs-Betriebsbedingungen durch eine zugeordnete Steuerungseinheit, beispielsweise eine Antriebsstrangsteuerungseinheit (PCU), geschaltet. Das Schaltgetriebe 24 stellt dann der Ausgangswelle 36 ein Antriebsstrangausgangsdrehmoment bereit.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass das mit einem Drehmomentwandler 22 angewandte, hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24 lediglich ein Beispiel einer Schaltgetriebe- oder Getriebe-Anordnung ist; jedes beliebige Stufenwechselgetriebe, das Eingangsdrehmoment(e) aus einem Motor und/oder einem Elektromotor akzeptiert und dann einer Ausgangswelle bei den unterschiedlichen Verhältnissen ein Drehmoment bereitstellt, ist für eine Anwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Beispielsweise kann Schaltgetriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT) implementiert sein, das einen oder mehrere Servomotoren umfasst, um Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zu übersetzen/rotieren zu lassen, um ein Soll-Übersetzungsverhältnis auszuwählen. Wie für den Fachmann allgemein verständlich ist, kann beispielsweise ein AMT in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen angewandt werden.
  • Wie in der repräsentativen Ausführungsform von 1 dargestellt, ist die Ausgangswelle 36 mit einem Differential 40 verbunden. Das Differential 40 treibt ein Räderpaar 42 über entsprechende Achsen 44 an, die mit dem Differential 40 verbunden sind. Das Differential überträgt ungefähr das gleiche Drehmoment an jedes Rad 42, während geringfügige Drehzahlunterschiede, wie wenn das Fahrzeug beispielsweise um eine Ecke biegt, ermöglicht werden. Unterschiedliche Differential-Typen oder ähnliche Vorrichtungen können angewandt werden, um das Drehmoment vom Antriebsstrang an ein oder mehrere Räder zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung variieren, beispielsweise je nach dem bestimmten Betriebs-Modus oder -Zustand.
  • Der Antriebsstrang 12 umfasst ferner eine zugeordnete Steuerungseinheit 50, beispielsweise eine Antriebssteuerungseinheit (PCU). Während die Steuerungseinheit 50 als 1 Steuerungseinheit veranschaulicht wird, kann die Steuerungseinheit 50 Teil eines größeren Steuerungssystems sein und kann durch verschiedene andere Steuerungseinheiten überall im Fahrzeug 10 gesteuert sein, beispielsweise durch eine Fahrzeugsystemsteuerungseinheit (VSC). Es wird daher darauf hingewiesen, dass die Antriebsstrangsteuerungseinheit 50 und eine oder mehrere Steuerungseinheiten gemeinsam als eine „Steuerungseinheit“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktuatoren als Antwort auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen, beispielsweise das Starten/das Anhalten von Motor 14, das Betätigen von M-G 18 zur Bereitstellung eines Raddrehmoments oder zum Aufladung von Batterie 20, das Auswählen oder Planen von Getriebeschaltungen etc., zu steuern. Steuerungseinheit 50 kann eine Mikroprozessor- oder Zentralverarbeitungseinheit (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien umfassen. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Medien können beispielsweise eine flüchtige und nicht-flüchtige Speicherung in einem Nur-Lesespeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM) umfassen. KAM ist ein persistenter oder nicht-flüchtiger Speicher, der dazu verwendet werden kann, verschiedene Betriebsvariable zu speichern, während die CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder Medien können unter Anwendung irgendwelcher aus einer Anzahl von bekannten Speichervorrichtungen, beispielsweise PROMs (programmierbare Nur-Lesespeicher), EPROMs (elektrisch programmierbare Nur-Lesespeicher), EEPROMs (elektrisch löschbare PROMs), Flash-Speicher oder alle anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinations-Speichervorrichtungen, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Befehle, die durch die Steuerungseinheit beim Steuern des Motors oder des Fahrzeugs angewandt werden, implementiert sein.
  • Die Steuerungseinheit kommuniziert mit verschiedenen Motor-/Fahrzeug-Sensoren und -Aktuatoren über eine Eingabe-/Ausgabe(I/O)-Schnittstelle, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, Verarbeitung und/oder Umwandlung, Kurzschlussschutz und ähnliches bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere zugehörige Hardware- oder Firmware-Chips angewandt werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese der CPU zugeführt werden. Wie allgemein in der darstellenden Ausführungsform von 1 veranschaulicht, kann Steuerungseinheit 50 Signale an und/oder von Motor 14, Trennkupplung 26, M-G 18, Anfahrkupplung 34, Schaltgetriebe 24 und Leistungselektronik 56 übermitteln. Der Fachmann wird verschiedene Funktionen oder Komponenten, die durch Steuerungseinheit 50 innerhalb jedes der oben identifizierten Unter-Systeme gesteuert werden, erkennen, obwohl diese nicht ausdrücklich veranschaulicht sind. Repräsentative Beispiele von Parametern, Systemen und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt durch Anwendung von Steuerungslogik betätigt werden können, die durch die Steuerungseinheit ausgeführt wird, umfassen Treibstoffeinspritzzeitsteuerung, -Geschwindigkeit und -Dauer, Drosselklappenposition, Zündkerzenzündungszeitsteuerung (für Fremdzündungsmotoren), Einlass-/Auslass-Ventil-Zeitsteuerung und -Dauer, Front-End-Zusatzantriebs(FEAD)-Komponenten, beispielsweise ein Wechselstromgenerator, Klimaanlagenkompressor, Aufladen einer Batterie, Nutzbremsen, M-G-Betrieb, Kupplungsdrücke für Trennkupplung 26, Anfahrkupplung 34, und Schaltgetriebe 24 und ähnliches. Sensoren, die eine Eingabe durch die I/O-Schnittstelle hindurch kommunizieren, können angewandt werden, um beispielsweise Turbolader-Ladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Motordrehzahl (RPM), Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Ansaugkrümmerdruck (MAP), Beschleunigungspedalposition (PPS), Zündschalterposition (IGN), Drosselklappenventilposition (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoff (EGO) oder andere Abgaskomponentenkonzentration oder -Vorhandensein, Ansaugluftstrom (MAF), Getriebegang, Übersetzungsverhältnis oder -Modus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebe-Turbinendrehzahl (TS), Drehmomentwandler-Bypass-Kupplungs 34 -Status (TCC), Verlangsamungs- oder Schalt-Modus (MDE) anzuzeigen.
  • Die durch die Steuerungseinheit 50 ausgeführte(n) Steuerungs-Logik oder -Funktionen können durch Flussdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerungsstrategien und/oder -Logik bereit, die unter Anwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, beispielsweise ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multi-Tasking-, Multi-Threading- und ähnliches, implementiert sein können. Von daher können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge, parallel oder in einigen Fällen weggelassen ausgeführt werden. Dem Fachmann wird es offenkundig sein, obwohl dies nicht immer ausdrücklich veranschaulicht wird, dass einer oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen wiederholt ausgeführt werden können, je nach der bestimmten Verarbeitungsstrategie, die angewandt wird. Ähnlicherweise ist die Abfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die hierin beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, wird jedoch zum besseren Verständnis der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerungslogik kann primär in einer durch ein Mikroprozessor-basiertes Fahrzeug, einen Motor und/oder eine Antriebsstrangsteuerungseinheit, beispielsweise Steuerungseinheit 50, implementiert sein. Natürlich kann die Steuerungslogik in Software, Hardware oder einer Kombination von Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungseinheiten, in Abhängigkeit einer bestimmten Anwendung, implementiert sein. Ist sie in Software implementiert, dann kann die Steuerungslogik in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien, die gespeicherte Daten aufweisen, die einen Code oder Befehle darstellen, bereitgestellt sein, die durch einen Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder dessen Unter-Systeme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien können eine oder mehrere aus einer Anzahl von bekannten physischen Vorrichtungen umfassen, die eine elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung einsetzen, um ausführbare Befehle und zugeordnete Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariable und ähnliches bestehen zu lassen.
  • Ein Beschleunigungspedal 52 wird durch den Fahrer des Fahrzeugs eingesetzt, um ein angefordertes Drehmoment, eine Leistung oder einen Ansteuerbefehl zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Im Allgemeinen erzeugt das Niederdrücken und Lösen des Pedals 52 ein Beschleunigungspedalpositionssignal, das durch die Steuerungseinheit 50 als eine Forderung nach erhöhter Leistung beziehungsweise reduzierter Leistung gedeutet werden kann. Auf mindestens der Eingabe vom Pedal basierend fordert die Steuerungseinheit 50 Drehmoment von dem Motor 14 und/oder dem M-G 18. Die Steuerungseinheit 50 steuert auch die Zeitsteuerung von Gangschaltungen innerhalb des Schaltgetriebes 24, und auch das Einrücken oder Ausrücken der Trennkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34. Wie die Trennkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34 über einen Bereich zwischen der eingerückten und der ausgerückten Position moduliert sein. Das erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch das hydrodynamische Koppeln zwischen dem Antriebsrad und der Turbine erzeugt wird. Alternativ dazu kann die Drehmomentwandler-Bypass-Kupplung 34 als verriegelt oder als offen betätigt werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus anzuwenden, der von der bestimmten Anwendung abhängt.
  • Um das Fahrzeug mit dem Motor 14 anzutreiben, ist die Trennkupplung 26 zumindest teilweise eingerückt, um mindestens einen Teil des Motordrehmoments durch die Trennkupplung 26 an den M-G 18, und dann vom M-G 18 durch den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Stellt der Motor 14 allein das zum Antreiben des Fahrzeugs erforderliche Drehmoment bereit, kann dieser Vorgang als der „Motormodus“, “Nur-Motor-Modus” oder “mechanischer Modus” bezeichnet werden.
  • Der M-G 18 kann den Motor 14 durch Bereitstellen von zusätzlicher Leistung zum Drehen der Welle 30 unterstützen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“, ein „Motor-Elektromotor-Modus“ oder ein „elektrisch-gestützter Modus“ bezeichnet werden.
  • Um das Fahrzeug mit dem M-G 18 als die alleinige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss derselbe, außer die Trennkupplung 26 isoliert den Motor 14 vom übrigen Teil des Antriebsstrangs 12. Verbrennung im Motor 14 kann deaktiviert oder auf anderem Wege während dieses Zeitraums AUS sein, um Treibstoff zu sparen. Die Antriebsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch Verdrahtungen 54 an die Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Wechselrichter umfassen kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt Gleichstromspannung aus der Batterie 20 in Wechselstromspannung um, die durch den M-G 18 anzuwenden ist. Die Steuerungseinheit 50 befiehlt der Leistungselektronik 56, Spannung aus der Batterie 20 in eine Wechselstromspannung umzuwandeln, die dem M-G 18 bereitgestellt wird, um der Welle 30 positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Nur-Elektro-Modus“, „EV(Elektrofahrzeug)-Modus“ oder „Elektromotormodus“ bezeichnet werden.
  • In jedem Betriebsmodus kann der M-G 18 als ein Motor wirken und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ dazu kann der M-G 18 als ein Generator wirken und kinetische Energie aus dem Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 zu speichern ist. Der M-G 18 kann als ein Generator wirken, während beispielsweise der Motor 14 für das Fahrzeug 10 Antriebsleistung bereitstellt. Der M-G 18 kann zusätzlich als ein Generator bei Nutzbremsungen wirken, in denen Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 42 durch das Schaltgetriebe 24 zurückübertragen wird, und in elektrische Energie zum Speichern in der Batterie 20 umgewandelt wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die in 1 veranschaulichte schematische Darstellung bloß beispielhaft ist, und nicht als einschränkend zu deuten ist. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, die das wahlweise Einsetzen sowohl eines Motors als auch eines Elektromotors zum Übertragen durch das Getriebe anwenden. Der M-G 18 kann beispielsweise gegenüber der Kurbelwelle 28 versetzt sein, ein zusätzlicher Elektromotor kann für das Starten des Motors 14 bereitgestellt sein, und/oder der M-G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Schaltgetriebe 24 bereitgestellt sein. Andere Konfigurationen werden in Betracht gezogen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Wie oben beschrieben, ist die Steuerungseinheit 50 programmiert, das Auftreten spezifischer Wirkungen im Antriebsstrang während des Fahrens hervorzurufen. Die Steuerungseinheit 50 kann Software mit einem Antriebsstrangmodus-Manager(PMM)-Merkmal umfassen, die den verschiedenen, oben erläuterten Antriebsarten Befehle erteilt. Beim Übergehen von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus kann dem Motor angeordnet werden zu starten oder anzuhalten. Diktieren Bedingungen dem PMM beispielsweise, vom Hybridmodus in den Nur-Elektro-Modus zu schalten, dann wird dem Motor 14 angeordnet, auszuschalten oder “herunterzufahren”. Diktieren die Bedingungen dem PMM hingegen, vom Nur-Elektro-Modus in den Hybridmodus zu schalten, dann wird dem Motor angeordnet, einzuschalten oder “hochzufahren”.
  • Motor-Hochfahr- oder -Herunterfahr-Anforderungen und Antriebsmodusauswahlen, die durch die Steuerungseinheit 50 durchgeführt werden, hängen von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Beschleunigungspedalposition und den Gesamtantriebsleistungs- oder Drehmoment-Anforderungen, ab. Übermäßige Schwankung dieser Faktoren könnte entsprechende Schwankungen in Motor-Start- oder Anhalte-Befehlen hervorrufen, ohne eine gewisse aktive Steuerung, die verhindert, dass der Motor zu oft anhält oder startet.
  • Für bestimmte Fahrzeugmanöver könnte die Steuerungseinheit ein unnötiges Ausmaß an Motor-Start- und -Anhalte-Vorgängen anordnen. Derartige Fahrzeugmanöver umfassen das Hineinlenken in und das Herauslenken aus einer Kurve, zeitweilige Änderungen der Straßensteigung oder unregelmäßige Beschleunigungspedalpositionen, die zu einer unregelmäßigen Fahrer-Anforderung führen. Man stelle sich beispielsweise ein Szenarium vor, in dem der Motor eingeschaltet ist, und das Fahrzeug in eine Kurve fährt. Der Fahrer kann beim Hineinfahren in die Kurve seinen Fuß vom Beschleunigungspedal heben. Das kann die PMM-Logik in der Steuerungseinheit veranlassen, dem Motor anzuordnen, auf Basis der herabgesetzten Fahrer-Anforderung auszuschalten. Sobald das Fahrzeug jedoch aus der Kurve herausfährt, kann der Fahrer das Beschleunigungspedal wieder niederdrücken, wodurch die Steuerungseinheit veranlasst wird, ein Starten des Motors anzuordnen. Dieses kurze Motorabstellzeitausmaß kann den Komfort des Fahrers herabsetzen und eventuell eine verringerte Treibstoffersparnis aufgrund der beim Starten des Motors verbrauchten Energie nach sich ziehen. Die vorliegende Offenbarung stellt eine Steuerungsstrategie bereit, um Fahr-Szenarien wie diesen Rechnung zu tragen und die PMM-Logik in der Steuerungseinheit durch ein Unterdrücken des Motor-Herunterfahrens in bestimmten Situationen entsprechend abzuändern.
  • Ein Motor-Herunterfahren kann insbesondere aufgrund von Änderungen in der Straßensteigung, der Beschleunigungspedalposition (d.h. Fahrer-Anforderung) oder dem Lenkwinkel auftreten. Verschiedene Beschleunigungsmesser und Sensoren sind überall im Fahrzeug platziert, und übermitteln der Steuerungseinheit Informationen in Bezug auf Änderungen in der Straßensteigung, der Beschleunigungspedalposition und dem Lenkwinkel, um zu bestimmen, unter welchem Betriebsmodus das Fahrzeug in Betrieb sein sollte. Ein Beschleunigungspedalpositionssensor unterstützt beispielsweise beim Bestimmen der Anforderungen des Fahrers; ein Lenkradwinkel oder Positionssensor unterstützt beim Bestimmen von Lenkenergie beim Hineinfahren in und Herausfahren aus einer Kurve; Kraftsensoren, GPS-Technologie, Beschleunigungsmesser oder visuelle (beispielsweise Radar)-Sensoren können beim Bestimmen von Straßensteigung von Nutzen sein. Daten in Bezug auf die Straßensteigung, die Beschleunigungspedalposition und den Lenkwinkel werden an die Steuerungseinheit 50 gesandt, und demgemäß bestimmt der PMM, welcher Modus anzuordnen ist, unter dem das Fahrzeug in Betrieb ist. Diese, an die Steuerungseinheit gesandte Daten können als Fahrbedingungsdaten bezeichnet werden.
  • Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein gleitender Mittelwert von verschiedenen Fahrbedingungsdaten beim Bestimmen davon angewandt, ob ein Motor-Herunterfahren hintangehalten werden sollte, selbst wenn aktuelle Fahrbedingungen ein Motor-Herunterfahren in der Regel anordnen können. Ein gleitender Mittelwert von vorangegangenen Fahrbedingungsdaten ermöglicht der Steuerungseinheit, vorangegangene Fahrverhaltensinformationen zu verwenden, um aktuelle oder zukünftige Fahrverhaltensinformationen abzuleiten und ein Motor-Herunterfahren zu verhindern. Während gängige Filter angewandt werden, um Schwankungen und ein Rauschen in Daten abzuschwächen, können gängige Filter ein Motor-Herunterfahren oder -Hochfahren in bestimmten Fahr-Szenarien nicht exakt verhindern. Der in dieser vorliegenden Offenbarung verwendete gleitende Mittelwert trägt Schwankungen bezüglich Straßensteigung, Beschleunigungspedalposition und Lenkradwinkel besser Rechnung.
  • Ein gleitender Mittelwert ist ein Daten-Analyse-Tool, das eine Reihe von Mittelwerten unterschiedlicher Unter-Sätze des vollen Datensatzes erzeugt. Ein gewichteter gleitender Mittelwert ist ein gleitender-Mittelwert-Typ und kann für die Fahrbedingungsdaten in dieser Offenbarung besonders von Nutzen sein. In einem gewichteten gleitenden Mittelwert sind die Fahrbedingungsdaten aufgezeichnet und mit der Zeit weniger schwer gewichtet. D.h. Gewichtung wird auf die Fahrbedingungsdaten in einem Ausmaß platziert, das progressionsmäßig abnimmt; die letzten Daten werden am schwersten gewichtet. Ein exponentieller gleitender Mittelwert kann auch angewandt werden, worin das Gewichten für jeden älteren Bezugspunkt exponentiell abnimmt.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Algorithmus 100 zum Unterdrücken eines Motor-Herunterfahrens auf Basis eines gewichteten Mittelwertes von vorangegangenen Fahrbedingungsdaten. Implementiert die Steuerungseinheit diesen Algorithmus, dann kann der gewichtete Mittelwert der vorangegangenen Fahrbedingungsdaten die Häufigkeit von Motor-Anhalte- und -Start-Vorgängen während des Fahrens reduzieren, was eine Verbesserung von Fahrbarkeit und Treibstoffersparnis mit sich bringt.
  • Der Algorithmus beginnt bei 102. Bei 104 bestimmt die Steuerungseinheit, ob der Motor ein- oder aus-geschaltet ist. Ist der Motor ausgeschaltet, kann der Algorithmus bei 106 enden. Ist der Motor eingeschaltet (das Fahrzeug ist beispielsweise im Hybridbetriebsmodus oder im Nur-Motor-Betriebsmodus), überwacht die Steuerungseinheit kontinuierlich verschiedene Daten bei 108 um zu bestimmen, ob eine Motor-Herunterfahr-Anforderung vorliegt. Wie oben erläutert, kann eine Motor-Herunterfahr-Anforderung gewöhnlicherweise aufgrund einer reduzierten Fahrer-Anforderung, einer erhöhten Batterieaufladung oder anderen Faktoren, welche die Steuerungseinheit veranlassen, rückzuschließen, dass der Motor zwecks Treibstoffeinsparung ausgeschaltet werden kann, gestellt werden. Wird keine Motor-Herunterfahr-Anforderung gestellt oder empfangen, endet die Steuerungsstrategie und kehrt zu 106 zurück.
  • Bei Empfangen einer Motor-Herunterfahr-Anforderung wird ein Zeitgeber bei 110 initialisiert. Der Zeitgeber kann jeder programmierbare Zeitwert sein, und ist in bestimmten Ausführungsformen im Bereich von 0,5–2,0 Sekunden. Bei 112 sind die Straßenbedingungsdaten (beispielsweise die Daten, welche die Straßensteigung, die Beschleunigungspedalposition und den Lenkwinkel anzeigen) einem gewichteten Mittelwert, wie oben erläutert, ausgesetzt. Die Straßenbedingungsdaten können beispielsweise auf einem Speichermedium während des Fahrens des Fahrzeugs aufgezeichnet werden, und können zu Zwecken der Anwendung des gewichteten Mittelwerts abgerufen werden, worin die jüngste Fahrbedingung schwerer als ältere Fahrbedingungsdaten gewichtet wird.
  • Bei 114 wird der gewichtete Mittelwert der vorangegangenen Straßenbedingungsdaten mit einem Schwellenwert verglichen. Dieser Schwellenwert ist programmierbar und kann für unterschiedliche Antriebsarten oder in unterschiedlichen Fahrzeugen abgeändert werden. Dieser Schwellenwert gibt vor, ob der Motor tatsächlich heruntergefahren werden oder eingeschaltet bleiben sollte. Der gewichtete Mittelwert der Straßenbedingungsdaten über dem Schwellenwert zeigt beispielsweise den wirklichen Wunsch, den Motor anzuhalten, an, während der gewichtete Mittelwert der Straßenbedingungsdaten, die unter dem Schwellenwert bleiben, den wirklichen Wunsch, den Motor eingeschaltet zu lassen, anzeigt. In diesem beispielhaften Algorithmus, falls der gewichtete Mittelwert der Straßenbedingungsdaten über dem Schwellenwert ansteigt, während der Zeitgeber noch nicht abgelaufen ist, setzt der Algorithmus bei 116 fort. Übersteigt der gewichtete Mittelwert der Straßenbedingungsdaten den Schwellenwert nicht, oder ist der Zeitgeber abgelaufen, wird der Motor bei 118 angehalten.
  • Bei 116 wird als Antwort auf den gewichteten Mittelwert, der den Schwellenwert vor Ablaufen des Zeitgebers übersteigt, die Motor-Herunterfahr-Anforderung ignoriert, und der Motor wird am Angehalten-Werden gehindert. Der Motor bleibt somit eingeschaltet, wenn auch gängige Fahrbedingungen auf anderem Weg anordnen könnten, dass die Steuerungseinheit den Motor anhält, um Treibstoff einzusparen. Die Steuerungseinheit führt dann eine ständige Kontrolle durch, um sicherzustellen, dass die Motor-Herunterfahr-Anforderung bei 120 noch immer vorliegt. Während die Motor-Herunterfahr-Anforderung präsent bleibt, vergleicht der Algorithmus den gewichteten Mittelwert weiter mit dem Schwellenwert. Ist der Zeitgeber mit dem gewichteten Mittelwert noch immer über dem Schwellenwert, wie bei 114 angezeigt, abgelaufen, dann kann der Motor bei 118 schließlich anhalten. Der Motor wird nicht länger am Anhalten gehindert und kann den Befehlen der Motor-Herunterfahr-Anforderung Folge leisten.
  • 3A veranschaulicht eine rohe oder gefilterte Beschleunigungspedalposition über einen längeren Zeitraum. Wie 3A veranschaulicht, kann ein herkömmliches Hybridsystem einen ersten Schwellenwert anwenden, der, wenn er durch die Beschleunigungspedalposition überschritten wird, den Motor zum Starten bringt (d.h. „Hochfahr-Schwellenwert”). Dieser Hochfahr-Schwellenwert ist eine Anzeige der Fahrer-Anforderung; somit ist die Fahrer-Anforderung hoch, und dem Motor wird von der Steuerungseinheit befohlen, zu starten, wenn die Beschleunigungspedalposition den Hochfahr-Schwellenwert überschreitet. Das System kann auch einen zweiten Schwellenwert anwenden. Fällt die Beschleunigungspedalposition unter den zweiten Schwellenwert, hält die Steuerungseinheit den Motor an anzuhalten (d.h. „Herunterfahr-Schwellenwert). Die Anwendung zweier unterschiedlicher und separater Schwellenwerte ermöglicht eine zeitliche Verzögerung zwischen Motor-Start-Vorgängen und Motor-Anhalte-Vorgängen, und kann eine Hysterese bezüglich der Bestimmung, wann der Motor zu aktivieren und abzuschalten ist, bereitstellen.
  • Mit Bezugnahme auf 3A, insbesondere vor Zeit t0, ist das Fahrzeug im Nur-Elektro-Modus oder einem anderen Modus in Betrieb, in dem der Motor ausgeschaltet ist und kein Antriebsdrehmoment bereitstellt. Bei Zeit t1 überschreitet die Beschleunigungspedalposition den Hochfahr-Schwellenwert, und so wird der Motor gestartet. Das Fahrzeug arbeitet somit im Hybridmodus, im Nur-Motor-Modus oder einem anderen Modus, in dem der Motor eingeschaltet ist und Antriebsdrehmoment bereitstellt. Da die Beschleunigungspedalposition schwankt und sogar unter den Hochfahr-Schwellenwert fällt, bleibt der Motor bis Zeit t2 eingeschaltet, wenn das Beschleunigungspedal unter den Herunterfahr-Schwellenwert fällt. Das führt den Motor zum Nur-Elektro-Modus oder einen anderen Modus zurück, in dem der Motor ausgeschaltet ist. Kurz danach tritt der Fahrer schnell auf das Beschleunigungspedal, wie bei Zeit t3 angezeigt ist, worin die Beschleunigungspedalposition den Hochfahr-Schwellenwert noch einmal überschreitet. Das startet den Motor. Der Motor bleibt bis Zeit t4 eingeschaltet, worin das Beschleunigungspedal unter den Herunterfahr-Schwellenwert fällt. Zu diesem Zeitpunkt hält der Motor noch einmal an. Der Motor bleibt ausgeschaltet, da der Fahrer im Leerlauf zu fahren beginnt, wobei die Beschleunigungspedalposition relativ niedrig und unter beiden Schwellenwerten bleibt.
  • Wie durch diese Ausführungsform veranschaulicht, können schnelle Variationen im Beschleunigungspedal zu entsprechenden schnellen Änderungen im Motorbetrieb führen. Der Motor schaltet sich beispielsweise bei Zeit t2 aus, startet jedoch erneut schnell bei Zeit t3, wenn das Beschleunigungspedal den Hochfahr-Schwellenwert übersteigt. Diese harten Fahrbedingungen und häufigen Motorbetriebsänderungen können das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigen, wenn der Fahrer ein Motor-Einschalten und -Ausschalten bei einer unerwünschten Geschwindigkeit wahrnimmt.
  • Wie oben erläutert, kann ein gleitender Mittelwert von verschiedenen Fahrbedingungsdaten zum Hintanhalten eines Motor-Herunterfahrens angewandt werden. Die Fahrzeugsteuerungen können mit einem gleitenden Mittelwert implementiert sein, der den Beschleunigungspedalpositionsdaten zugeordnet ist, um die Fahrbarkeit zu verbessern. Ein Beispiel eines gleitenden Mittelwertes wird nachstehend gezeigt:
    Figure DE102016116916A1_0002
  • worin Y der gewichtete Mittelwert der Beschleunigungspedalposition ist, W die Gewichtungen als eine Funktion der Anzahl (N) eines früheren Zeitintervalls ist, und X die Anzahl einer früheren Beschleunigungswerte-Anzahl (N) mit Gewichtungen ist, die mehr in Richtung der nächstgelegenen früheren Werte gewichtet sind. Die Gewichtungen, die in Richtung der nächstgelegenen früheren Werte schwerer gewichtet sind, stellen einen gewichteten gleitenden Mittelwert, wie oben als ein Beispiel eines gleitenden Mittelwerts erörtert, bereit. Der gewichtete gleitende Mittelwert wirkt wie ein Tiefpassfilter und schwächt die Beschleunigungspedalpositionsvorgeschichte ab, wie im Vergleich von 3B mit 3A gezeigt ist.
  • Mit Bezugnahme auf 3B, ist es 1 Schwellenwert anstelle von zwei: ein „Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert“. Der Graph von 3B soll die Ergebnisse einer Ergänzungssteuerungsstrategie veranschaulichen, und ergänzt die in 3A graphisch dargestellten Ergebnisse. In 3A reagiert die Steuerungseinheit auf zwei Schwellenwerte (den Hochfahr-Schwellenwert und den Herunterfahr-Schwellenwert), um den Motor zu steuern. In 3B werden Herunterfahr-Anforderungen jedoch nun auch gegenüber einem einzelnen gewichteten-Mittelwert-Schwellenwert verglichen. Die Steuerungsstrategie, welche die in 3A gezeigten Ergebnisse liefert, kann durch die Steuerungsstrategie von 2 und die entsprechenden erbrachten Ergebnisse von 3B ergänzt oder ersetzt sein.
  • Mit der Anfangs-Beschleunigungspedalbewegung vor Zeit t0 hat der gleitende Mittelwert der Beschleunigungspedalposition nach einem Überschreiten des Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwertes bereits zugenommen. Während der gleitende Mittelwert der Beschleunigungspedalposition über diesem Schwellenwert bleibt, wird das Steuerungssystem den Motor an einem Herunterfahren oder Anhalten gehindert oder dieses unterdrückt. Diese Steuerung kann ungeachtet des Motorzustandes hinzugefügt werden. Beispielsweise kann das Steuerungssystem den Motor am Angehalten-Werden hindern, selbst, wenn der Motor noch nicht gestartet worden ist; ist der Motor einmal gestartet, dann wird der Motor am Anhalten gehindert, während der gleitende Mittelwert der Beschleunigungspedalposition über dem Schwellenwert bleibt.
  • Wie in 3B zu sehen ist, bleibt der gleitende Mittelwert der Beschleunigungspedalposition über dem Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert, vorbei an t1 und weiter bis t5. Das bedeutet, dass der Motor eingeschaltet bleibt, sogar während der unregelmäßigen Beschleunigungspedalbewegung, die oben beschrieben und in 3A gezeigt ist. Erst bei einer Zeit t5 fällt der gleitende Mittelwert der Beschleunigungspedalposition unter einen Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert. Bei diesem Zeitpunkt kann das Steuerungssystem dem Motor ein Herunterfahren oder Anhalten ermöglichen, wenn die Fahrer-Anforderungen derart sind, dass ein Anhalten des Motors die Effizienz erhöhen würde. Somit vermeidet die in 2 und 3B veranschaulichte Steuerungslogik das zusätzliche Ausschalten des Motors bei Zeit t2 und ein sofortiges Starten bei Zeit t3 in 3A.
  • Mit Bezugnahme auf 4A und 4B sind der Motor-Herunterfahr-Aktivität ähnliche Beschränkungen auferlegt, außer dass diese sich nunmehr auf den Lenkwinkel beziehen. Lenkwinkel oder Lenkradwinkelposition können auf Basis eines oder mehrerer Sensoren auf oder in der Nähe des Lenkrades des Fahrzeugs bestimmt werden. Ähnlich dem obigen Beschleunigungspedalpositionsbeispiel kann ein gleitender Mittelwert von Lenkwinkelpositionen wie folgt berechnet werden:
    Figure DE102016116916A1_0003
    worin Y der gewichtete-Mittelwert-Lenkwinkel ist, W die Gewichtungen als eine Funktion von früheren Anzahlen (N) von Zeitintervallen ist, und X die frühere Anzahl (N) von Lenkwinkelpositionswerten mit Gewichtungen ist, die auf Daten der jüngsten Vergangenheit schwerer platziert sind.
  • 4A und 4B veranschaulichen ein Szenarium, in dem das Fahrzeug in eine Kurve mit eingeschaltetem Motor fährt, beispielsweise wenn das Fahrzeug im Hybridmodus oder im Nur-Motor-Modus ist. Ein typischer Fahrer wird den Druck auf das Beschleunigungspedal beim Hineinfahren in eine Kurve nachlassen, was in der Regel dazu führen würde, dass die Steuerungseinheit einen Motor-Herunterfahr-Befehl erteilt, wie bei Zeit t2 in 4B veranschaulicht ist, worin die Beschleunigungspedalposition unter den Herunterfahr-Schwellenwert fällt. Fährt das Fahrzeug aus der Kurve hinaus, dann kann der Fahrer wieder auf das Beschleunigungspedal treten, was einen entsprechenden Motor-Start-Befehl bei Zeit t3 auslösen würde, wobei die Beschleunigungspedalposition den Hochfahr-Schwellenwert übersteigt.
  • Wird der oben erläuterte gleitende-Mittelwert-Algorithmus jedoch durch das Steuerungssystem angewandt, dann kann dieses durch ein Motor-Hochfahren unverzüglich gefolgte, momentane Motor-Abstellen vermieden werden. Mit Bezugnahme auf 4A, wenn das Fahrzeug geradeaus gefahren wird, ist der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels 0. Das wird vor Zeit t0 gezeigt. Das Fahrzeug fährt bei Zeit t0 in die Kurve hinein. Kurz darauf, bei Zeit t1, steigt der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels über einen “Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert” an, der (wie der Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert in 3B) kalibriert sein kann. Während der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels über diesem Schwellenwert bleibt, werden die Steuerungen den Motor an einem Herunterfahren hindern oder dieses unterdrücken, ungeachtet von Beschleunigungspedalposition oder anderen Faktoren. Die Ursache dafür ist, dass das Steuerungssystem programmiert ist zu erkennen, dass während des Fahrens auf eine Kurve typischerweise eine Beschleunigungspedalbewegung folgt, und daher kann davon abgeleitet werden, dass Fahrer-Anforderungen, kurz nachdem der Lenkwinkel auf 0 zurückgestellt wird, zunehmen können.
  • Das wird in 4A und 4B veranschaulicht. Fährt das Fahrzeug aus der Kurve heraus, dann kann der Druck auf das Beschleunigungspedal über den Hochfahr-Schwellenwert bei Zeit t3 ansteigen. Normalerweise würde das die Steuerungseinheit veranlassen, den Motor zu aktivieren. Aufgrund des gleitenden Mittelwerts des Lenkwinkels, der den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert trotzdem übersteigt, bleibt der Motor jedoch eingeschaltet. Der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels fällt letztendlich unter den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert bei Zeit t4, zu diesem Zeitpunkt jedoch hat der Fahrer (wie vorhergesagt) den Druck auf das Beschleunigungspedal erhöht, um das Fahren fortzusetzen. Somit bleibt der Motor die ganze Kurve hindurch eingeschaltet, und wird eben nicht einfach auf Basis der Beschleunigungspedalposition angehalten und gestartet. Die Steuerungsstrategie verhindert somit ein Motor-Anhalten und ein Motor-Starten (bei Zeit t2 beziehungsweise Zeit t3), was andernfalls ohne den gleitenden Mittelwert von Lenkwinkeln auftreten würde.
  • Ein Vergleichen der tatsächlichen Lenkwinkelposition mit dem gleitenden Mittelwert der Lenkwinkelpositionen verzögert ebenfalls die Zeit dafür, wann dem Motor ein Ausschalten ermöglicht werden kann. Das kann ebenfalls unerwünschte Motor-Start-Vorgänge und -Anhalte-Vorgänge reduzieren und das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessern.
  • 5A und 5B sind mit 4A und 4B ident, außer was die Veranschaulichung der Auswirkung von variierenden Lenkwinkelpositionen im Verlauf mehrfacher Kurven betrifft. 5A kann beispielsweise eine scharfe Kurve sein, die von einer noch schärferen Kurve gefolgt ist. Wie zu sehen ist, kann der tatsächliche Lenkwinkel in schneller Weise ansteigen und während der ersten Kurve auf Null zurückfallen. Während der darauffolgenden Kurve erreicht die Lenkwinkelposition während einer schärferen Kurve einen höheren Punkt. Der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels steigt über den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert bei Zeit t1 an, und bleibt über dem Schwellenwert, selbst dann, wenn der tatsächliche Lenkwinkel ein zweites Mal bei Zeit t2 auf Null zurückfällt. Der Motor bleibt am Anhalten bis Zeit t3 gehindert, wenn der gleitende Mittelwert des Lenkwinkels unter den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert fällt.
  • Vorteile eines gleitenden Mittelwerts (beispielsweise eines gewichteten gleitenden Mittelwerts) werden im Beispiel von 5A hervorgehoben. Ein Filter erster Ordnung ist Standard und typischerweise in verschiedenen Fahrzeugtechnologien implementiert. Wäre ein einfacher Filter erster Ordnung im Steuerungssystem implementiert, und eben nicht der gleitende Mittelwert einer Lenkwinkelposition, werden scharfe Bewegungen und Übergänge im tatsächlichen Lenkwinkel meist bis zum Ende mitverfolgt, an dem der Filter ausläuft. Das würde zu einem mehrfachen Kreuzen des Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwertes (oder mehrfachen Schwellenwerten) führen, was demgemäß unerwünschte Motor-Start-Vorgänge und -Anhalte-Vorgänge ermöglicht. Ein typischer Rampenfilter ist auch veranschaulicht. Die Übergänge im Lenkwinkel laden den Rampenfilter, und der Rampenfilter “entlädt” langsam, nach dem Spitzenwert in der tatsächlichen Lenkwinkelposition, und filtert von dieser Größer herab. Das wiederum ermöglicht mehrfache Motor-Start-Vorgänge und -Anhalte-Vorgänge im Verlauf der Kurven, und verzögert die Zeit, in welcher dem Motor ein Anhalten ermöglicht werden kann (wie durch die lange Verzögerung, bis der Rampenfilter unter den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert fällt, gezeigt wird).
  • Durch Anwenden eines gleitenden Mittelwertes des Lenkwinkels wird der Motor am Anhalten während beider Kurven gehindert. Insbesondere fällt die Beschleunigungspedalposition unter den Herunterfahr-Schwellenwert nach einer Zeit nach Zeit t1. Bei Zeit t1 jedoch ist der gleitende Mittelwert angestiegen, um den Unterdrückungs-Herunterfahr-Schwellenwert zu übersteigen. Somit bleibt der Motor eingeschaltet und wird am Herunterfahren gehindert.
  • Ähnliche gleitende Mittelwerte können Straßensteigungsdaten während des Fahrens zugeordnet werden, um ein Sicht-Ausschalten des Motors zu verhindern. Beispielsweise kann dieselbe Berechnung angewandt werden:
    Figure DE102016116916A1_0004
    worin Y die geschätzte Straßensteigung beim nächsten Zeit-Beispiel ist, W die Gewichtungen ist, die der Straßensteigung als eine Funktion der Anzahl (N) von früheren Zeitintervallen zugeordnet sind, und X die frühere Anzahl (N) von Straßensteigungswerten ist. Fährt das Fahrzeug bergaufwärts, kann Y eine gewichtete-Mittelwert-Straßensteigung über die letzten Beispiele darstellen. Eine negative Veränderung der tatsächlichen Straßensteigung kann zu geringerem Drehmoment führen, das zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist, das wiederum dazu führt, dass die Steuerungseinheit einen Motor-Herunterfahr-Befehl erteilt. Durch Anwenden dieser Steuerungsstrategie wird der Motor-Herunterfahr-Befehl jedenfalls daran gehindert, für die nächsten Zeit-Beispiele ausgeführt zu werden, bis Y unter einen Schwellenwert fällt oder ein kalibrierbarer Zeitgeber abläuft. Diese Steuerung verbessert Treibstoffeffizienz und Fahrbarkeit dann, wenn die Änderung der Straßensteigung vorübergehend ist, wobei aufgrund der Verzögerung, den Motor abzustellen, eine Verhinderung von nicht erforderlichen Motor-Anhalte-/-Start-Vorgängen ausgelöst wird.
  • Die hierin offenbarten Verfahrensmethoden, Verfahren oder Algorithmen können verfügbar sein, um durch eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Steuerungseinheit oder einen Computer implementiert zu werden, die jede bestehende programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder zugehörige elektronische Steuerungseinheit umfassen können. In ähnlicher Art und Weise können die Verfahrensmethoden, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Befehle gespeichert sein, die durch eine Steuerungseinheit oder einen Computer in vielen Formen ausführbar sind, umfassend, jedoch nicht darauf eingeschränkt, Informationen, die auf nicht-beschreibbaren Speichermedien, beispielsweise ROM-Vorrichtungen, gespeichert sind und Informationen, die auf schreibbaren Speichermedien, beispielsweise Floppy-Disks, Magnetbänder, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, abänderbar gespeichert sind. Die Verfahrensmethoden, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem Software-ausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ dazu können die Verfahrensmethoden, Verfahren oder Algorithmen als Ganzes oder zum Teil unter Anwendung von geeigneten Hardware-Komponenten, beispielsweise von Anwendungsspezifischen Integrierten Schaltungen (ASICs), Universalschaltkreisen (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungseinheiten oder anderen Hardware-Komponenten oder -Vorrichtungen, oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten, umfasst sein.
  • Obwohl beispielhafte Ausführungsformen oben beschrieben sind, sind diese Ausführungsformen nicht als alle, von den Ansprüchen umfassten, möglichen Formen beschreibend zu verstehen. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind Begriffe der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es wird darauf hingewiesen, dass unterschiedliche Abänderungen, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen, durchgeführt werden können. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung auszubilden, die vielleicht nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Obwohl verschiedene Ausführungsformen dahingehend beschrieben worden sein könnten, dass sie Vorteile bereitstellen oder anderen Ausführungsformen oder dem Stand der Technik gemäßen Implementierungen gegenüber in Bezug auf eine oder mehrere Soll-Charakteristiken bevorzugt werden, wird der Fachmann erkennen, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristiken in Frage gestellt werden können, um Soll-Gesamtsystemeigenschaften zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Funktionsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit etc. Von daher, soweit die Ausführungsformen als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder dem Stand der Technik gemäße Implementierungen mit Bezug auf eine oder mehrere Charakteristiken beschrieben sind, sind diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims (17)

  1. Fahrzeug, umfassend: ein Lenkrad mit einem zugeordneten Lenkradwinkelsensor; einen Motor; ein Getriebe; einen Motor-Generator, der in der Lage ist, ein Antriebsdrehmoment bereitzustellen, der wahlweise mit dem Motor über eine Kupplung gekoppelt ist, und wahlweise mit dem Getriebe gekoppelt ist; und eine Steuerungseinheit, die programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren Lenkradwinkelpositionen zu hindern, die einen Schwellenwert überschreiten.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, als Antwort auf den gleitenden Mittelwert, der unter den Schwellenwert fällt, die Kupplung einzurücken und den Motor zu starten.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, einen Zeitgeber als Antwort auf eine Motor-AUS-Anforderung zu initialisieren, und worin die Steuerungseinheit ferner, im Anschluss an das Empfangen einer Motor-AUS-Anforderung und während der gleitende Mittelwert den Schwellenwert übersteigt, programmiert ist, als Antwort auf das Ablaufen des Zeitgebers die Kupplung auszurücken und den Motor anzuhalten.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken und den Motor am Anhalten auf Basis des gleitenden Mittelwerts, der den Schwellenwert ungeachtet einer Beschleunigungspedalposition oder einer Bremspedalposition überschreitet, zu hindern.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Beschleunigungspedal mit einem zugeordneten Pedalpositionssensor, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren Pedalpositionsgrößen, die einen Pedalpositionsschwellenwert überschreiten, zu hindern.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 1, worin der gleitende Mittelwert ein gewichteter gleitender Mittelwert ist.
  7. Fahrzeug, umfassend: ein Beschleunigungspedal mit einem zugeordneten Pedalpositionssensor; einen Motor; ein Getriebe; einen Motor-Generator, der in der Lage ist, ein Antriebsmoment bereitzustellen, der wahlweise mit dem Motor über eine Kupplung gekoppelt ist, und wahlweise mit dem Getriebe gekoppelt ist; und eine Steuerungseinheit, die programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren Pedalpositionsgrößen, die einen Schwellenwert übersteigen, zu hindern.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 7, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, als Antwort auf den gleitenden Mittelwert der früheren Pedalpositionsgrößen, die unter den Schwellenwert fallen, es der Kupplung zu ermöglichen, auszurücken und dem Motor, anzuhalten.
  9. Fahrzeug nach Anspruch 8, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, einen Zeitgeber als Antwort auf eine Motor-AUS-Anforderung zu initialisieren.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, einen Zeitgeber als Antwort auf eine Motor-AUS-Anforderung zu initialisieren, und worin die Steuerungseinheit ferner, im Anschluss an das Empfangen der Motor-AUS-Anforderung und während der gleitende Mittelwert den Schwellenwert übersteigt, programmiert ist, als Antwort auf das Ablaufen des Zeitgebers die Kupplung auszurücken und den Motor anzuhalten.
  11. Fahrzeug nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Lenkrad mit einem zugeordneten Lenkradwinkelsensor, worin die Steuerungseinheit ferner programmiert ist, die Kupplung am Ausrücken und den Motor am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts von früheren Lenkradwinkelpositionen zu hindern, die einen Lenkradwinkelschwellenwert übersteigen.
  12. Fahrzeug nach Anspruch 7, worin der gleitende Mittelwert ein gewichteter gleitender Mittelwert ist.
  13. Verfahren zum Unterdrücken eines Motor-Herunterfahrens in einem Fahrzeug, umfassend: Empfangen eines Signals, das Fahrbedingungsdaten in Bezug auf Straßensteigung, Beschleunigungspedalposition oder Lenkradposition anzeigt; Initialisieren eines Zeitgebers als Antwort auf eine Motor-Anhalte-Anforderung; und im Anschluss an das Initialisieren, das Hindern des Motors am Anhalten auf Basis eines gleitenden Mittelwerts der Fahrbedingungsdaten und des Noch-Nicht-Abgelaufen-Seins des Zeitgebers.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, worin das Unterdrücken das Hindern des Motors am Anhalten auf Basis des gleitenden Mittelwerts der Fahrbedingungsdaten, die einen Schwellenwert überschreiten, umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Starten des Motors als Antwort auf das Ablaufen des Zeitgebers, während die Fahrbedingungsdaten den Schwellenwert übersteigen.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, worin das Fahrzeug eine Kupplung umfasst, die den Motor wahlweise mit einem Motor-Generator koppelt, der in der Lage ist, ein Drehmoment bereitzustellen, und worin das Unterdrücken das Hindern der Kupplung am Ausrücken umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend, als Antwort auf die Fahrbedingungsdaten, die unter einen Schwellenwert fallen, das Einrücken der Kupplung und das Starten des Motors.
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