RÜCKVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGREFERENCE TO RELATED APPLICATION
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/271,764, eingereicht am 28. Dezember 2015, die hiermit durch Bezugnahme einbezogen wird.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62 / 271,764, filed on Dec. 28, 2015, which is hereby incorporated by reference.
HINTERGRUNDBACKGROUND
In Hybridsystemen werden Drehmomentanforderungen sowohl von einem Elektro- als auch einem Verbrennungsmotor erfüllt. Aus verschiedenen Gründen gibt es mehrere Situationen, wo das vom Fahrer verlangte Drehmoment und das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors bewusst auf verschiedene Werte eingestellt werden. In der Regel wird der Verbrennungsmotor vorübergehend auf ineffiziente Weise betrieben, um das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors dem vom Fahrer verlangten Drehmoment nach einer Verzögerung anzupassen. Vorübergehender Betrieb des Verbrennungsmotors auf ineffiziente Weise reduziert jedoch die Effizienz der Verbrennung und führt zu schlechterer Kraftstoffeffizienz. Darüber hinaus kann vorübergehender Betrieb des Verbrennungsmotors auf ineffiziente Weise auch zu geringerer dynamischer Leistung des Fahrzeugs führen, wenn Drehmomentanforderungen übermäßig verzögert werden.In hybrid systems, torque requirements are met by both an electric and an internal combustion engine. For various reasons, there are several situations where the torque required by the driver and the engine torque of the internal combustion engine are deliberately set to different values. Typically, the internal combustion engine is temporarily operated in an inefficient manner to adjust the engine torque of the internal combustion engine to the torque requested by the driver after a delay. However, temporarily operating the internal combustion engine in an inefficient manner reduces the efficiency of combustion and results in poorer fuel efficiency. In addition, transient operation of the internal combustion engine may also inefficiently result in lower dynamic horsepower of the vehicle when torque requests are excessively retarded.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
In bestimmten hier beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, einen Verbrennungsmotor in einem Effizienzmodus oder einem Leistungsmodus zu betreiben. Der Effizienzmodus speichert eine Drehmomentreserve in einer Batterie des Hybridsystems. Der Leistungsmodus liefert eine schnelle Drehmomentantwort. In einigen Ausführungsformen wird der Leistungsmodus zusammen mit dem Effizienzmodus verwendet, und der Leistungsmodus kann die schnelle Drehmomentantwort mithilfe der Drehmomentreserve, die in der Batterie des Hybridsystems gespeichert ist, liefern. Bestimmte hierin beschriebene Verfahren, Geräte und Systeme erlauben, dass Verbrennungsmotoren auf hocheffiziente Weise in einem Effizienzmodus oder einem Leistungsmodus betrieben werden können, um mindestens eines von Kraftstoffverbrauch, Motorleistung oder dynamischer Leistung des Fahrzeugs zu verbessern. Der Effizienz- und der Leistungsmodus arbeiten nicht gleichzeitig, sondern können zusammen miteinander oder unabhängig voneinander arbeiten.In certain embodiments described herein, it is possible to operate an internal combustion engine in an efficiency mode or a power mode. The efficiency mode stores a torque reserve in a battery of the hybrid system. The power mode provides a fast torque response. In some embodiments, the power mode is used in conjunction with the efficiency mode, and the power mode may provide the quick torque response using the torque reserve stored in the battery of the hybrid system. Certain of the methods, devices, and systems described herein permit internal combustion engines to be operated in a highly efficient manner in an efficiency mode or a power mode to improve at least one of fuel efficiency, engine power, or dynamic performance of the vehicle. The efficiency and performance modes do not work simultaneously, but can work together or independently.
Eine beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Steuergerät für ein Hybridsystem, das eine Steuerelektronik aufweist, die konfiguriert ist, um Eingaben zu erhalten, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, einschließlich einer Beschleunigungseingabe und einer Motordrehzahleingabe. Die Steuerelektronik ist auch konfiguriert, um ein Soll-Drehmoment basierend auf den Eingaben, die den aktuellen Zustand des Hybridsystems, einschließlich der Beschleunigungseingabe, defininieren zu bestimmen, ein Ist-Drehmoment basierend auf den Eingaben, die den aktuellen Zustand des Hybridsystems, einschließlich der Motordrehzahleingabe, defininiern zu bestimmen und eine Drehmomentstrategie festzulegen, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist.One exemplary embodiment relates to a hybrid system controller having control electronics configured to receive inputs that define a current state of the hybrid system, including an acceleration input and an engine speed input. The control electronics are also configured to determine a desired torque based on the inputs that define the current state of the hybrid system, including the acceleration input, an actual torque based on the inputs representing the current state of the hybrid system, including the engine speed input To define and define a torque strategy to operate an internal combustion engine to a high efficiency when the target torque is different than the actual torque.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridsystems. Das Verfahren weist das Empfangen durch eine Steuerelektronik von Eingaben, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, wobei die Eingaben eine Beschleunigungseingabe und eine Motordrehzahleingabe aufweisen, das Bestimmen durch die Steuerelektronik eines Soll-Drehmoments basierend auf mindestens teilweise der Beschleunigungseingabe, das Bestimmen durch die Steuerelektronik eines Ist-Drehmoments basierend auf mindestens teilweise der Motordrehzahleingabe, und das Festlegen durch die Steuerelektronik einer Drehmomentstrategie, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist, auf.Another exemplary embodiment relates to a method of controlling a hybrid system. The method includes receiving, by control electronics, inputs that define a current state of the hybrid system, the inputs including an acceleration input and an engine speed input, determining by the target torque control electronics based at least in part on the acceleration input, determining by the control electronics an actual torque based on at least partially the engine speed input, and setting by the control electronics of a torque strategy to operate an internal combustion engine at a high efficiency when the target torque is different than the actual torque on.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Hybridsystem, das Räder, eine Batterie, einen Verbrennungsmotor, eine an die Batterie gekoppelte E-Maschine, ein Getriebe, das konfiguriert ist, das Drehmoment vom Verbrennungsmotor und von der E-Maschine auf die Räder zu übertragen, und eine Motorsteuerung mit einer Steuerelektronik aufweist. Die Steuerelektronik ist zum Empfangen von Eingaben, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, wobei die Eingaben eine Beschleunigungseingabe und eine Motordrehzahleingabe des Verbrennungsmotors aufweisen, zur Bestimmung eines Soll-Drehmoments basierend auf mindestens teilweise der Beschleunigungseingabe, zur Bestimmung eines Ist-Drehmoments basierend auf mindestens teilweise der Motordrehzahleingabe, und Festlegung einer Drehmomentstrategie, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist, konfiguriert.Another exemplary embodiment relates to a hybrid system including wheels, a battery, an internal combustion engine, an electric motor coupled to the battery, a transmission configured to transfer torque from the engine and the electric machine to the wheels, and having a motor control with control electronics. The control electronics is for receiving inputs defining a current state of the hybrid system, the inputs including an acceleration input and an engine speed input of the internal combustion engine for determining a desired torque based on at least partially the acceleration input to determine an actual torque based on at least partially configured for engine speed input, and establishing a torque strategy to operate an internal combustion engine at a high efficiency when the desired torque is different than the actual torque.
Andere Aspekte der Ausführungsformen werden durch Betrachtung der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen deutlich werden.Other aspects of the embodiments will become apparent upon consideration of the detailed description and the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Fahrzeug mit einem Hybrid-Antriebsstrang veranschaulicht, das, unter anderem, eine Motorsteuerung, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor/Generator steuert, aufweist. 1 FIG. 12 is a block diagram illustrating a vehicle having a hybrid powertrain including, among other things, an engine controller that controls an internal combustion engine and an electric motor / generator.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Fahrzeug mit einem Hybrid-Antriebsstrang veranschaulicht, das, unter anderem, eine Motorsteuerung, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor/Generator steuert, aufweist. 2 FIG. 10 is a block diagram illustrating another vehicle having a hybrid powertrain including, among other things, an engine controller controlling an internal combustion engine and an electric motor / generator.
3 ist ein Blockdiagramm, das noch ein weiteres Fahrzeug mit einem Hybrid-Antriebsstrang veranschaulicht, das, unter anderem, eine Motorsteuerung, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor/Generator steuert, aufweist. 3 FIG. 12 is a block diagram illustrating yet another vehicle having a hybrid powertrain including, inter alia, an engine controller that controls an internal combustion engine and an electric motor / generator.
4 ist eine schematische grafische Darstellung, die ein Getriebe für ein Hybridsystem veranschaulicht. 4 is a schematic diagram illustrating a transmission for a hybrid system.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Hybridsystems in einem Effizienzmodus veranschaulicht. 5 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for operating an internal combustion engine of a hybrid system in an efficiency mode. FIG.
6 ist ein Diagramm, das Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm, einem Ist-Drehmoment-Diagramm und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie bei der Durchführung des Verfahrens von 5 veranschaulicht. 6 FIG. 15 is a diagram illustrating differences between a target torque map, an actual torque map, and a high-power torque trajectory in carrying out the method of FIG 5 illustrated.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Hybridsystems in einem Leistungsmodus veranschaulicht. 7 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for operating an internal combustion engine of a hybrid system in a power mode. FIG.
8 ist ein Diagramm, das Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm, einem Ist-Drehmoment-Diagramm und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie bei der Durchführung des Verfahrens von 7 veranschaulicht. 8th FIG. 15 is a diagram illustrating differences between a target torque map, an actual torque map, and a high-power torque trajectory in carrying out the method of FIG 7 illustrated.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Hybridsystems in einem weiteren Effizienzmodus veranschaulicht. 9 FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for operating an internal combustion engine of a hybrid system in another efficiency mode.
10 ist ein Diagramm, das Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm, einem Ist-Drehmoment-Diagramm und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie bei der Durchführung des Verfahrens von 9 veranschaulicht. 10 FIG. 15 is a diagram illustrating differences between a target torque map, an actual torque map, and a high-power torque trajectory in carrying out the method of FIG 9 illustrated.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Bevor irgendwelche Ausführungsformen im Detail erläutert werden, sei jedoch klargestellt, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Konstruktion und der Anordnung der Komponenten, wie sie in der folgenden Beschreibung dargestellt oder in den folgenden Zeichnungen veranschaulicht sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann in anderen Ausführungsformen praktiziert oder auf verschiedene Weisen durchgeführt werden.Before any embodiments are explained in detail, it should be understood, however, that the invention is not limited in its application to the details of construction and arrangement of the components as illustrated in the following description or illustrated in the following drawings. The invention may be practiced or otherwise accomplished in other embodiments.
In der Regel wird der ineffiziente Betrieb des Verbrennungsmotors verwendet, wenn eine zukünftige plötzliche Änderung des Drehmoments vorhergesagt wird, und die Drehmomentanstiegsrate nicht durch die Drehmomentanpassungsstrategie des Verbrennungsmotors erfüllt werden kann. Der ineffiziente Betrieb des Verbrennungsmotors kann im Leerlauf verwendet werden, wenn die Leerlaufdrehzahl selbst geregelt werden muss, auch wenn die Drehmomentanforderung an den Verbrennungsmotor erheblich variiert.In general, the inefficient operation of the internal combustion engine is used when predicting a future sudden change in torque, and the torque increase rate can not be met by the torque matching strategy of the internal combustion engine. The inefficient operation of the internal combustion engine may be used at idle when the idle speed itself needs to be controlled, even though the torque request to the engine varies significantly.
In der Regel wird der ineffiziente Betrieb des Verbrennungsmotors verwendet, um eine Drehmomentreserve im Verbrennungsmotor aufzubauen. Jedoch kann die typische Drehmomentstrategie der Erhöhung der/des an die Verbrennungszylinder des Verbrennungsmotors zugeführten Luft und Kraftstoffs große rasche Anstiege der Drehmomentanforderung aufgrund der relativ langsamen Luftbahndynamiken nicht verarbeiten. Zusätzlich wird der ineffiziente Betrieb des Verbrennungsmotors in der Regel betätigt, indem der Zündzeitpunkt auf eine nicht optimale Einstellung eingestellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der ineffiziente Betrieb des Verbrennungsmotors auch durch eine nicht optimale Einspritzsteuerung oder eine andere geeignete Betätigungsstechnik betätigt werden.In general, the inefficient operation of the internal combustion engine is used to build up a torque reserve in the internal combustion engine. However, the typical torque strategy of increasing the air and fuel supplied to the combustion cylinders of the internal combustion engine can not handle large, rapid increases in torque demand due to the relatively slow airlane dynamics. In addition, the inefficient operation of the internal combustion engine is usually operated by setting the ignition timing to a non-optimal setting. Additionally or alternatively, the inefficient operation of the internal combustion engine may also be actuated by a non-optimal injection control or other suitable actuation technique.
Wie hierin beschrieben, kann eine Motorsteuerung („ECU“ oder „Steuergerät“) eines Verbrennungsmotors eine oder mehrere aktive Drehmomentsteuerungsstrategien, beispielsweise einen Effizienzmodus oder mehrere Effizienzmodi und/oder einen Leistungsmodus, haben. Die Effizienzmodi können eine Drehmomenterhöhungsstrategie und/oder eine Drehmomentsenkungsstrategie aufweisen. Der Leistungsmodus kann eine Drehmomentantwort für Gaspedal-Strategie aufweisen. Die aktiven Drehmomentsteuerungsstrategien können verwendet werden, wenn das Soll-Drehmoment (z. B. das von einem Fahrer, einem Steuergerät oder einem anderen geeigneten Gerät angeforderte Drehmoment) einen anderen Wert als das Ist-Drehmoment (z. B. das auf die Räder übertragene Drehmoment) hat.As described herein, an engine controller ("ECU" or "controller") of an internal combustion engine may have one or more active torque control strategies, such as one or more efficiency modes and / or a power mode. The efficiency modes may include a torque-up strategy and / or a torque-reduction strategy. The power mode may include a torque response for accelerator pedal strategy. The active torque control strategies may be used when the desired torque (eg, the torque requested by a driver, controller, or other suitable device) is a value other than the actual torque (eg, that transmitted to the wheels) Torque).
Die Verfahren, Geräte und Systeme, wie hierin beschrieben, ermöglichen dem Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu arbeiten, um somit den Kraftstoffverbrauch und/oder die Leistung des Hybridsystems (z. B. ein Hybridfahrzeug) zu verbessern. Es gibt mehrere Eingaben zum Verbrennungsmotor von einem Steuergerät (z. B. die ECU), die die Aktuatoren des Verbrennungsmotors steuern. Die Aktuatoren weisen Drosselklappenstellung, Zündzeitpunktsteuerung, Einspritzsteuerung, Nockenwellenverstellungen und dergleichen auf. Die Aktuatoren wandeln die Eingaben vom Steuergerät in mechanische Aktionen im Verbrennungsmotor um. Verschiedene Kombinationen dieser Aktuatoren können verwendet werden, um eine gewünschte Menge an Motordrehmoment bei einer definierten Motordrehzahl vom Verbrennungsmotor zu erzeugen. Jede Kombination von Aktuatoren verwendet eine unterschiedliche Menge an Kraftstoff, um das gleiche Soll-Drehmoment zu erreichen. Das heißt, jede Kombination von Aktuatoren hat einen unterschiedlichen Verbrennungswirkungsgrad, der mit dem Verbrennungsmotor assoziiert ist. In einigen Ausführungsformen, wie hierin beschrieben, bedeutet Betrieb des Verbrennungsmotors bei „Hochleistung“ oder einem „hohen Wirkungsgrad“ die Verwendung jener Kombinationen von Aktuatoren, die zu 80% Spitzeneffizienz oder mehr führen. In einigen Ausführungsformen, wie hierin beschrieben, bedeutet Betrieb des Verbrennungsmotors bei „Hochleistung“ oder einem „hohen Wirkungsgrad“ die Verwendung jener Kombinationen von Aktuatoren, die zu 90% Spitzeneffizienz oder mehr führen.The methods, devices, and systems described herein enable the Engine to operate at a high efficiency, thus improving the fuel consumption and / or performance of the hybrid system (eg, a hybrid vehicle). There are several inputs to the engine from a controller (eg, the ECU) that control the actuators of the engine. The actuators include throttle position, spark timing, injection control, camshaft phasing and the like. The actuators convert the inputs from the control unit into mechanical actions in the internal combustion engine. Various combinations of these actuators may be used to generate a desired amount of engine torque at a defined engine speed from the internal combustion engine. Each combination of actuators uses a different amount of fuel to achieve the same desired torque. That is, each combination of actuators has a different combustion efficiency associated with the internal combustion engine. In some embodiments, as described herein, operating the engine at "high power" or "high efficiency" means using those combinations of actuators that result in 80% peak efficiency or more. In some embodiments, as described herein, operating the engine at "high power" or "high efficiency" means using those combinations of actuators that result in 90% peak efficiency or more.
1 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 100 mit, unter anderem, einem elektronischen Steuergerät (ECU) 102, das konfiguriert ist, den Betrieb von einem Verbrennungsmotor 104 in einem Effizienzmodus oder einem Leistungsmodus zu steuern. Im Beispiel von 1, umfasst das Fahrzeug eine Motorsteuerung (ECU) 102, einen Verbrennungsmotor 104, ein Getriebe 106, einen Motor/Generator 108, eine Batterie 110, einen Riemen 112 und Räder 114. 1 is a block diagram of a vehicle 100 with, inter alia, an electronic control unit (ECU) 102 that is configured to operate from an internal combustion engine 104 in an efficiency mode or a power mode. In the example of 1 , the vehicle comprises an engine control unit (ECU) 102 , an internal combustion engine 104 , a gearbox 106 , a motor / generator 108 , a battery 110 , a belt 112 and wheels 114 ,
In einigen Beispielen kann die ECU 102 eine oder mehrere Steuerelektroniken, einschließlich eines Mikroprozessors, eines Steuergeräts, eines digitalen Signalprozessors (DSP), eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC), eines feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA) oder äquivalente diskrete oder integrierte Logikschaltung aufweisen. In einigen Beispielen kann die ECU 102 mehrere Komponenten aufweisen. Beispielsweise kann die ECU 102 eine Kombination von einem oder mehreren Mikroprozessoren, einem oder mehreren Steuergeräten, einem oder mehreren DSPs, einem oder mehreren ASICs oder einem oder mehreren FPGAs, sowie andere diskrete oder integrierte Logikschaltungen aufweisen. Die der ECU 102 hierin zugeschriebenen Funktionen können als Software, Firmware, Hardware oder eine Kombination daraus ausgeführt sein.In some examples, the ECU 102 comprise one or more control electronics including a microprocessor, a controller, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or equivalent discrete or integrated logic circuitry. In some examples, the ECU 102 have several components. For example, the ECU 102 a combination of one or more microprocessors, one or more controllers, one or more DSPs, one or more ASICs or one or more FPGAs, and other discrete or integrated logic circuits. The ECU 102 Functions ascribed herein may be embodied as software, firmware, hardware or a combination thereof.
In einigen Beispielen weist die ECU 102 einen Speicher auf. Der Speicher kann nicht vorübergehende computerlesbare Medien aufweisen. Die nicht vorübergehenden computerlesbaren Medien weisen Anweisungen auf, die, wenn sie von einer Steuerelektronik ausgeführt werden, die ECU 102 veranlassen, verschiedene hierin der ECU 102 zugeschriebenen Funktionen auszuführen. Der Speicher kann auch verschiedene Random-Access-Memory (RAM, Schreib-Lese-Speicher), Read-Only Memory (ROM, Nurlesespeicher) oder einen anderen Speicher aufweisen. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann der Speicher beispielsweise diagnostische und abgeschätzte Informationen oder Modelle hinsichtlich ermittelter physikalischer Parameter, Programme (z. B. Drehmomentstrategien) für den Betrieb des Verbrennungsmotors 104 in einem Effizienzmodus oder einem Leistungsmodus, Sensorfunktionen, einschließlich Anweisungen zum Ermitteln der physikalischen Parameter des Verbrennungsmotors 104, des Beschleunigers und des Getriebes 106 und/oder Ablaufpläne, die definieren, wann der Verbrennungsmotor 104 im Effizienzmodus oder im Leistungsmodus zu betreiben ist, speichern.In some examples, the ECU 102 a memory on. The memory may not include transient computer-readable media. The non-transitory computer-readable media have instructions that, when executed by control electronics, the ECU 102 induce various herein the ECU 102 to perform attributed functions. The memory may also include various random access memory (RAM, random access memory), read-only memory (ROM, read only memory), or other memory. For example, as described in greater detail below, the memory may include diagnostic and estimated information or models regarding determined physical parameters, programs (eg, torque strategies) for operation of the internal combustion engine 104 in an efficiency mode or a power mode, sensor functions including instructions for determining the physical parameters of the internal combustion engine 104 , the accelerator and the transmission 106 and / or flowcharts that define when the engine is running 104 in efficiency mode or in power mode.
Im Beispiel von 1 ist der Verbrennungsmotor 104 mit den Rädern 114 über das Getriebe 106 gekoppelt. Der Verbrennungsmotor 104 ist mit dem Motor/Generator 108 über den Riemen 112 (z. B. eine Kette) gekoppelt. Der Motor/Generator 108 ist elektrisch mit der Batterie 110 (wie durch die gestrichelte Linie gezeigt) verbunden.In the example of 1 is the internal combustion engine 104 with the wheels 114 over the transmission 106 coupled. The internal combustion engine 104 is with the motor / generator 108 over the belt 112 (eg a chain) coupled. The engine / generator 108 is electric with the battery 110 (as shown by the dashed line).
Im Beispiel von 1 ist die ECU 102 kommunikativ an den Verbrennungsmotor 104, das Getriebe 106 und den Motor/Generator 108 gekoppelt und kann diese steuern. Wie unten ausführlicher beschrieben, kann die ECU 102 den Verbrennungsmotor 104, das Getriebe 106 und den Motor/Generator 108 in einem Effizienzmodus oder in einem Leistungsmodus betreiben, wenn ein Unterschied zwischen einem Soll-Drehmoment und einem Ist-Drehmoment besteht.In the example of 1 is the ECU 102 communicative to the combustion engine 104 , The gear 106 and the motor / generator 108 coupled and can control these. As described in more detail below, the ECU 102 the internal combustion engine 104 , The gear 106 and the motor / generator 108 operate in an efficiency mode or in a power mode when there is a difference between a target torque and an actual torque.
Im Effizienzmodus kann die ECU 102 den Verbrennungsmotor 104 steuern, um in einer hocheffizienten Weise zu arbeiten, und der vom Verbrennungsmotor 104 erzeugte Drehmomentüberschuss kann in der Batterie 110 über den Motor/Generator 108 (d. h. eine E-Maschine) gespeichert werden. Wenn beispielsweise die ECU 102 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, erhöht die ECU 102 die Generatorlast auf dem Verbrennungsmotor 104 über den Riemen 112 zwischen dem Verbrennungsmotor 104 und dem Motor/Generator 108, während das Soll-Drehmoment sich vom Ist-Drehmoment unterscheidet. Die ECU 102 kann den Motor/Generator 108 steuern, um eine Drehmomentreserve von der erhöhten Generatorlast zu erzeugen und die Drehmomentreserve in der Batterie 110 speichern. Zum Beispiel kann der Motor/Generator 108 die von der Generatorlast erhaltene mechanische Energie auf dem Verbrennungsmotor 104 unter Verwendung elektromagnetischer Induktion in elektrische Energie (d. h. eine Drehmomentreserve) umwandeln. Das heißt, die mechanische Energie kann verwendet werden, um eine elektromotorische Kraft über einen Leiter, der zeitlich variierenden Magnetfeldern ausgesetzt ist, zu erzeugen. Auf diese Weise wird der Energieüberschuss von dem Drehmomentüberschuss (d. h. der Überschuss mechanischer Energie) nicht durch ineffizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 104 verschwendet, sondern der Überschuss mechanischer Energie kann umgewandelt und als elektrische Energie (d. h. eine Drehmomentreserve), die später verwendet werden kann (z. B. während des Leistungsmodus), in der Batterie 110 gespeichert werden.In efficiency mode, the ECU 102 the internal combustion engine 104 to work in a highly efficient manner, and that of the combustion engine 104 generated torque surplus can be in the battery 110 over the engine / generator 108 (ie an e-machine) are stored. For example, if the ECU 102 determines that the target torque is different from the actual torque increases the ECU 102 the generator load on the internal combustion engine 104 over the belt 112 between the internal combustion engine 104 and the motor / generator 108 while the target torque is different from the actual torque. The ECU 102 can the engine / generator 108 to generate a torque reserve from the increased generator load and the torque reserve in the battery 110 to save. For example, the motor / generator 108 the mechanical energy received from the generator load on the internal combustion engine 104 using electromagnetic induction to convert electrical energy (ie, a torque reserve). That is, the mechanical energy may be used to generate an electromotive force via a conductor exposed to temporally varying magnetic fields. In this way, the excess energy from the torque surplus (ie, the excess of mechanical energy) is not due to inefficient operation of the internal combustion engine 104 but the surplus of mechanical energy can be converted and stored as electrical energy (ie, a torque reserve) that can be used later (eg, during power mode) in the battery 110 get saved.
Zusätzlich oder alternativ kann die ECU 102 im Leistungsmodus den Motor/Generator 108 steuern, um einen raschen Anstieg der Drehmomentanforderung, die der Verbrennungsmotor 104 nicht erbringen kann, zu erfüllen. Wenn beispielsweise die ECU 102 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, steuert die ECU 102 den Motor/Generator 108, um eine Soll-Drehmoment-Differenz an den Verbrennungsmotor 104 über den Riemen 112 zu liefern, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen. In einigen Ausführungsformen liefert der Motor/Generator 108 die Soll-Drehmoment-Differenz an den Verbrennungsmotor 104 von einer Drehmomentreserve, die bereits in der Batterie 110 gespeichert ist. In einigen Ausführungsformen steuert die ECU 102 den Motor/Generator 108, um das Motordrehmoment langsam herunterzufahren, während das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 104 auf den neuen gewünschten Wert des Soll-Drehmoments ansteigt.Additionally or alternatively, the ECU 102 in power mode the motor / generator 108 control a rapid increase in the torque requirement of the internal combustion engine 104 can not fulfill. For example, if the ECU 102 determines that the target torque is different from the actual torque controls the ECU 102 the motor / generator 108 to get a target torque difference to the internal combustion engine 104 over the belt 112 to deliver to meet the torque requirement. In some embodiments, the motor / generator provides 108 the target torque difference to the internal combustion engine 104 from a torque reserve already in the battery 110 is stored. In some embodiments, the ECU controls 102 the motor / generator 108 to slowly shut down the engine torque while the engine torque of the engine 104 increases to the new desired value of the desired torque.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres Fahrzeug 200 mit einem Hybrid-Antriebsstrang veranschaulicht, das, unter anderem, eine Motorsteuerung (ECU) 202, die einen Verbrennungsmotor 204 und einen Elektromotor/Generator 206 steuert, aufweist. Im Beispiel von 2, weist das Fahrzeug 200 eine Motorsteuerung (ECU) 202, einen Verbrennungsmotor 204, einen Motor/Generator 206, ein Getriebe 208, eine Batterie 210, eine erste optionale Kupplung 212, eine zweite optionale Kupplung 214 und Räder 216 auf. 2 is a block diagram showing another vehicle 200 illustrated with a hybrid powertrain that, among other things, an engine control (ECU) 202 that is an internal combustion engine 204 and an electric motor / generator 206 controls, has. In the example of 2 , points the vehicle 200 an engine control unit (ECU) 202 , an internal combustion engine 204 , a motor / generator 206 , a gearbox 208 , a battery 210 , a first optional clutch 212 , a second optional clutch 214 and wheels 216 on.
Im Beispiel von 2 ist der Verbrennungsmotor 204 mit dem Motor/Generator 206 über die erste optionale Kupplung 212 gekoppelt. Der Motor/Generator 206 ist mit dem Getriebe 208 über die zweite optionale Kupplung 214 gekoppelt und das Getriebe 208 ist mit den Rädern 216 gekoppelt. Der Motor/Generator 206 ist auch elektrisch mit der Batterie 210 (wie durch die gestrichelte Linie gezeigt) verbunden.In the example of 2 is the internal combustion engine 204 with the motor / generator 206 over the first optional clutch 212 coupled. The engine / generator 206 is with the gearbox 208 via the second optional clutch 214 coupled and the transmission 208 is with the wheels 216 coupled. The engine / generator 206 is also electric with the battery 210 (as shown by the dashed line).
Im Beispiel von 2 ist die ECU 202 kommunikativ an den Verbrennungsmotor 204, die erste optionale Kupplung 212, den Motor/Generator 206, die zweite optionale Kupplung 214 und das Getriebe 208 gekoppelt und kann diese steuern. Wie unten ausführlicher beschrieben kann die ECU 202 den Verbrennungsmotor 204, die erste optionale Kupplung 212, den Motor/Generator 206, die zweite optionale Kupplung 214 und das Getriebe 208 in einem Effizienzmodus oder in einem Leistungsmodus betreiben, wenn eine Differenz zwischen einem Soll-Drehmoment und einem Ist-Drehmoment besteht.In the example of 2 is the ECU 202 communicative to the combustion engine 204 , the first optional clutch 212 , the motor / generator 206 , the second optional clutch 214 and the gearbox 208 coupled and can control these. As described in more detail below, the ECU 202 the internal combustion engine 204 , the first optional clutch 212 , the motor / generator 206 , the second optional clutch 214 and the gearbox 208 operate in an efficiency mode or in a power mode when there is a difference between a target torque and an actual torque.
In dem Effizienzmodus kann die ECU 202 den Verbrennungsmotor 204 steuern, um in einer hocheffizienten Weise zu arbeiten, und der erzeugte Drehmomentüberschuss, der vom Verbrennungsmotor 204 erzeugt wird, wird über den Motor/Generator 206 (auch als eine „E-Maschine“ bezeichnet) in elektrische Energie umgewandelt und in der Batterie 210 gespeichert. Wenn beispielsweise die ECU 202 die erste und zweite optionale Kupplung 212 und 214 steuert, um mindestens teilweise geschlossen zu sein, und wenn die ECU 202 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, erhöht die ECU 202 die Generatorlast des Motors/Generators 206, während das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist. Die ECU 202 steuert den Motor/Generator 206, um eine Drehmomentreserve von der erhöhten Generatorlast zu erzeugen, und die Drehmomentreserve in der Batterie 210 zu speichern. Auf diese Weise wird der Energieüberschuss vom Drehmomentüberschuss nicht durch ineffizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 204 verschwendet, wenn sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, sondern der Energieüberschuss kann als eine Drehmomentreserve, die später verwendet werden kann (z. B. während des Leistungsmodus), in der Batterie 210 gespeichert werden.In the efficiency mode, the ECU 202 the internal combustion engine 204 to operate in a highly efficient manner, and the torque surplus generated by the internal combustion engine 204 is generated via the motor / generator 206 (also referred to as an "e-machine") converted into electrical energy and in the battery 210 saved. For example, if the ECU 202 the first and second optional coupling 212 and 214 controls to be at least partially closed, and when the ECU 202 determines that the target torque is different from the actual torque increases the ECU 202 the generator load of the motor / generator 206 while the target torque is different than the actual torque. The ECU 202 controls the motor / generator 206 to generate a torque reserve from the increased generator load and the torque reserve in the battery 210 save. In this way, the excess energy from the torque surplus is not due to inefficient operation of the internal combustion engine 204 wasted when the target torque is different from the actual torque, but the energy surplus can be used as a torque reserve that can be used later (eg, during the power mode) in the battery 210 get saved.
Zusätzlich oder alternativ kann die ECU 202 im Leistungsmodus den Motor/Generator 206 steuern, um einen raschen Anstieg der Drehmomentanforderung, die der Verbrennungsmotor 204 nicht erbringen kann, zu erfüllen. Wenn beispielsweise die ECU 202 die erste und zweite optionale Kupplung 212 und 214 steuert, um mindestens teilweise geschlossen zu sein, und wenn die ECU 202 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, kann die ECU 202 den Motor/Generator 206 steuern, um die Soll-Drehmoment-Differenz an das Getriebe 208 zu liefern, und somit zu ermöglichen, dass das Ist-Drehmoment dem Soll-Drehmoment ähnlich ist (d. h., um die Drehmomentanforderung zu erfüllen). In einigen Ausführungsformen liefert der Motor/Generator 206 die Soll-Drehmoment-Differenz an das Getriebe 208 von einer Drehmomentreserve, die bereits in der Batterie 210 gespeichert ist. In einigen Ausführungsformen steuert die ECU 202 den Motor/Generator 206, um das Motordrehmoment langsam herunterzufahren, während das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 204 das neue Soll-Drehmoment erreicht.Additionally or alternatively, the ECU 202 in power mode the motor / generator 206 control a rapid increase in the torque requirement of the internal combustion engine 204 can not fulfill. For example, if the ECU 202 the first and second optional coupling 212 and 214 controls to be at least partially closed, and when the ECU 202 determines that the target torque is different from the actual torque, the ECU 202 the motor / generator 206 Control to the target torque difference to the transmission 208 and thus to allow the actual torque to be similar to the desired torque (ie, to meet the torque request). In some Embodiments are provided by the motor / generator 206 the target torque difference to the transmission 208 from a torque reserve already in the battery 210 is stored. In some embodiments, the ECU controls 202 the motor / generator 206 to slowly shut down the engine torque while the engine torque of the engine 204 the new setpoint torque is reached.
3 ist ein Blockdiagramm, das noch ein weiteres Fahrzeug 300 mit einem Hybrid-Antriebsstrang veranschaulicht, das, unter anderem, eine Motorsteuerung (ECU) 302, die einen Verbrennungsmotor 304 und einen Elektromotor/Generator 306 steuert, aufweist. Im Beispiel von 3 weist das Fahrzeug 300 eine Motorsteuerung (ECU) 302, einen Verbrennungsmotor 304, einen Motor/Generator 306, ein Getriebe 308, eine Batterie 310 und Räder 312 auf. 3 is a block diagram that is yet another vehicle 300 illustrated with a hybrid powertrain that, among other things, an engine control (ECU) 302 that is an internal combustion engine 304 and an electric motor / generator 306 controls, has. In the example of 3 points the vehicle 300 an engine control unit (ECU) 302 , an internal combustion engine 304 , a motor / generator 306 , a gearbox 308 , a battery 310 and wheels 312 on.
Im Beispiel von 3 sind der Verbrennungsmotor 304 und der Motor/Generator 306 jeweils separat an das Getriebe 308 gekoppelt, und das Getriebe 308 ist an die Räder 312 gekoppelt. Der Motor/Generator 306 ist auch elektrisch mit der Batterie 310 (wie durch die gestrichelte Linie gezeigt) verbunden.In the example of 3 are the internal combustion engine 304 and the engine / generator 306 each separately to the gearbox 308 coupled, and the transmission 308 is at the wheels 312 coupled. The engine / generator 306 is also electric with the battery 310 (as shown by the dashed line).
Im Beispiel von 3 ist die ECU 302 kommunikativ an den Verbrennungsmotor 304, den Motor/Generator 306 und das Getriebe 308 gekoppelt und kann diese steuern. Wie unten ausführlicher beschrieben, kann die ECU 302 den Verbrennungsmotor 304, den Motor/Generator 306 und das Getriebe 308 steuern, um in einem Effizienzmodus oder in einem Leistungsmodus zu arbeiten, wenn eine Differenz zwischen einem Soll-Drehmoment und einem Ist-Drehmoment besteht.In the example of 3 is the ECU 302 communicative to the combustion engine 304 , the motor / generator 306 and the gearbox 308 coupled and can control these. As described in more detail below, the ECU 302 the internal combustion engine 304 , the motor / generator 306 and the gearbox 308 to operate in an efficiency mode or in a power mode when there is a difference between a desired torque and an actual torque.
In einem Beispiel kann die ECU 302 im Effizienzmodus den Verbrennungsmotor 304 steuern, um in einer hocheffizienten Weise zu arbeiten, und der vom Verbrennungsmotor 304 erzeugte Drehmomentüberschuss wird in der Batterie 310 über den Motor/Generator 306 (auch als eine „E-Maschine“ bezeichnet) gespeichert. Wenn beispielsweise die ECU 302 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, erhöht die ECU 302 die Generatorlast des Motors/Generators 306, während das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist. Die ECU 302 steuert den Motor/Generator 306, um eine Drehmomentreserve von der erhöhten Generatorlast zu erzeugen und die Drehmomentreserve in der Batterie 310 zu speichern. Auf diese Weise wird der Energieüberschuss vom Drehmomentüberschuss nicht durch ineffizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 304 verschwendet, wenn sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, sondern der Energieüberschuss kann als eine Drehmomentreserve, die später verwendet werden kann (z. B. während des Leistungsmodus), in der Batterie 310 gespeichert werden.In one example, the ECU 302 in efficiency mode the internal combustion engine 304 to work in a highly efficient manner, and that of the combustion engine 304 generated torque surplus is in the battery 310 over the engine / generator 306 (also referred to as an "e-machine"). For example, if the ECU 302 determines that the target torque is different from the actual torque increases the ECU 302 the generator load of the motor / generator 306 while the target torque is different than the actual torque. The ECU 302 controls the motor / generator 306 to generate a torque reserve from the increased generator load and the torque reserve in the battery 310 save. In this way, the excess energy from the torque surplus is not due to inefficient operation of the internal combustion engine 304 wasted when the target torque is different from the actual torque, but the energy surplus can be used as a torque reserve that can be used later (eg, during the power mode) in the battery 310 get saved.
Zusätzlich oder alternativ kann die ECU 302 im Leistungsmodus den Motor/Generator 306 steuern, um einen raschen Anstieg der Drehmomentanforderung zu erfüllen. Wenn beispielsweise die ECU 302 bestimmt, dass sich das Soll-Drehmoment vom Ist-Drehmoment unterscheidet, steuert die ECU 302 den Motor/Generator 306, um eine Soll-Drehmoment-Differenz an das Getriebe 308 zu liefern, und somit zu ermöglichen, dass das Ist-Drehmoment dem Soll-Drehmoment ähnlich ist (d. h., um die Drehmomentanforderung zu erfüllen). In einigen Ausführungsformen liefert der Motor/Generator 306 die Soll-Drehmoment-Differenz an das Getriebe 308 von einer Drehmomentreserve, die bereits in der Batterie 310 gespeichert ist. In einigen Ausführungsformen steuert die ECU 302 den Motor/Generator 306, um das Motordrehmoment langsam herunterzufahren, während das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 304 das neue Soll-Drehmoment erreicht.Additionally or alternatively, the ECU 302 in power mode the motor / generator 306 control to meet a rapid increase in torque demand. For example, if the ECU 302 determines that the target torque is different from the actual torque controls the ECU 302 the motor / generator 306 to get a target torque difference to the transmission 308 and thus to allow the actual torque to be similar to the desired torque (ie, to meet the torque request). In some embodiments, the motor / generator provides 306 the target torque difference to the transmission 308 from a torque reserve already in the battery 310 is stored. In some embodiments, the ECU controls 302 the motor / generator 306 to slowly shut down the engine torque while the engine torque of the engine 304 the new setpoint torque is reached.
4 ist eine schematische grafische Darstellung, die ein Getriebe 400 für ein Hybridsystem veranschaulicht. Im Beispiel von 4 weist das Getriebe 400 ein Motor-/Generatorgetriebe 402, Motorgetriebe 404A–404C (kollektiv „Motorgetriebe 404“) und ein Abtriebgetriebe 406 auf. Das Motor-/Generatorgetriebe 402 ist mit den Motorgetrieben 404 verbunden und die Motorgetriebe 404 sind mit dem Abtriebgetriebe 406 verbunden. Das Abtriebgetriebe 406 ist mit den Rädern verbunden, wie oben beschrieben. Das Motor-/Generatorgetriebe 402 wird durch den Motor/Generator gesteuert, wie oben beschrieben. Die Motorgetriebe werden durch den Verbrennungsmotor gesteuert, wie oben beschrieben. 4 is a schematic diagram showing a gearbox 400 illustrated for a hybrid system. In the example of 4 has the gearbox 400 a motor / generator gearbox 402 , Engine / gear 404A - 404C (collectively, "motor gearbox 404 ") And an output gear 406 on. The motor / generator gearbox 402 is with the engine gears 404 connected and the motor gearbox 404 are with the output gear 406 connected. The output gear 406 is connected to the wheels as described above. The motor / generator gearbox 402 is controlled by the motor / generator as described above. The engine transmissions are controlled by the internal combustion engine as described above.
Wenn der Verbrennungsmotor arbeitet, liefern die Motorgetriebe 404 das Drehmoment (z. B. das Motordrehmoment, wie oben und unten beschrieben) an das Abtriebgetriebe 406. Wenn der Motor/Generator arbeitet, fügt das Motor-/Generatorgetriebe 402 entweder Drehmoment hinzu (z. B. fügt einen Soll-Drehmoment-Überschuss hinzu, wie unten beschrieben) oder subtrahiert Drehmoment (z. B. subtrahiert eine Soll-Drehmoment-Differenz, wie unten beschrieben) vom Abtriebgetriebe 406. Zum Beispiel, fügt, wie unten ausführlicher beschrieben, das Motor-/Generatorgetriebe 402 im Leistungsmodus Soll-Drehmoment-Überschuss hinzu. Umgekehrt, subtrahiert, wie unten ausführlicher beschrieben, das Motor-/Generatorgetriebe 402 im Effizienzmodus eine Soll-Drehmoment-Differenz vom Abtriebgetriebe. Auf diese Weise kann das Getriebe 400 das Hybridsystem im Effizienz- und im Leistungsmodus betreiben, wie unten ausführlicher beschrieben.When the internal combustion engine is working, the engine transmissions deliver 404 the torque (eg, engine torque as described above and below) to the output gear 406 , When the motor / generator is working, the motor / generator gearbox adds 402 either adds torque (eg adds a desired torque excess as described below) or subtracts torque (eg, subtracts a desired torque differential as described below) from the output gear 406 , For example, as described in more detail below, the motor / generator transmission adds 402 in power mode, add torque overrun. Conversely, as described in more detail below, the engine / generator transmission is subtracted 402 in efficiency mode, a target torque difference from the output gear. That way, the transmission can 400 operate the hybrid system in efficiency and power modes, as described in greater detail below.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Hybridsystems in einem Effizienzmodus veranschaulicht. Im Beispiel von 5 empfängt bei Block 502 die Motorsteuerung (ECU), wie oben beschrieben, Eingaben, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, einschließlich einer Beschleunigungseingabe (beispielsweise eine Pedalstellungseingabe) und einer Motordrehzahleingabe und/oder andere geeignete Eingaben, die auf ein Soll-Drehmoment oder ein Ist-Drehmoment hinweisend sind. Bei Block 504 bestimmt die ECU von einigen oder allen Eingaben das Soll-Drehmoment (Tdes) [engl. für desired torque] und das Ist-Drehmoment (Tinit) [engl. für initial torque]. In anderen Worten werden das Soll-Drehmoment und das Ist-Drehmoment basierend auf dem aktuellen Zustand des Hybridsystems bestimmt. Zum Beispiel weist der aktuelle Zustand des Hybridsystems die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors, wie oben beschrieben, Aktuatorstellungen (Funken, Einspritzung, Nockenverstellungen und dergleichen) und/oder Sensorrückmeldung auf. Darüber hinaus wird in einigen Ausführungsformen das Soll-Drehmoment durch Rückmeldung von einem Fahrer (z. B. Rückmeldung von einem Beschleuniger, einer Bremse, einer Kupplung, einem Getriebe und/oder einem Gang) und Informationen vom Fahrzeug und Umgebungen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrsinformationen, Kamera-Eingaben, Radar-Eingaben und dergleichen) beeinflusst. Nach Bestimmung des Soll-Drehmoments und des Ist-Drehmoments bei Block 506 legt die ECU eine Drehmomentstrategie fest, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist. 5 is a flowchart that is a procedure 500 for the operation of a Internal combustion engine of a hybrid system in an efficiency mode illustrated. In the example of 5 receives at block 502 the engine controller (ECU), as described above, inputs that define a current state of the hybrid system, including an acceleration input (eg, a pedal position input) and an engine speed input, and / or other suitable inputs indicative of a desired torque or torque are. At block 504 the ECU determines the target torque (Tdes) from some or all of the inputs. for desired torque] and the actual torque (Tinit) for initial torque]. In other words, the target torque and the actual torque are determined based on the current state of the hybrid system. For example, the current state of the hybrid system includes the engine speed of the internal combustion engine as described above, actuator positions (spark, injection, cam adjustments, and the like) and / or sensor feedback. Additionally, in some embodiments, the desired torque is feedback from a driver (eg, feedback from an accelerator, a brake, a clutch, a transmission, and / or a gear) and information from the vehicle and environments (e. Vehicle speed, traffic information, camera inputs, radar inputs, and the like). After determination of the setpoint torque and the actual torque at block 506 For example, if the target torque is different than the actual torque, the ECU sets a torque strategy to operate an engine at a high efficiency.
Um die Drehmomentstrategie bei Entscheidungsblock 508 festzulegen, bestimmt die ECU, ob eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments besteht (z. B. fordert Fahrer eine Erhöhung des Drehmoments an). Nach Bestimmung, dass keine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments vorliegt („NEIN“ bei Entscheidungsblock 508), hält die ECU bei Block 510 das Ist-Drehmoment bei. Nach Bestimmung, dass eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments vorliegt („JA“ bei Entscheidungsblock 508), bestimmt die ECU bei Block 512, ob der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment liefern kann. Nach Bestimmung, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment liefern kann („JA“ bei Entscheidungsblock 512), stellt die ECU bei Block 514 das Motordrehmoment (Tengine) [engl. für engine torque] auf das Soll-Drehmoment ein. Nach Bestimmung, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment nicht liefern kann („NEIN“ bei Entscheidungsblock 512), bestimmt die ECU bei Block 516, ob die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind. Die Aktivierungsbedingungen sind Aspekte des gesamten Hybridsystems. Zum Beispiel weisen die Aktivierungsbedingungen den Ladezustand der Batterie, die Temperatur des Motors/Generators, das Vermögen des Motors/Generators (beispielsweise das Drehmomentvermögen) und andere geeignete Bedingungen des gesamten Hybridsystems auf. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen nicht erfüllt sind („NEIN“ bei Entscheidungsblock 516), hält die ECU bei Block 518 das Ist-Drehmoment (z. B. ineffiziente Verbrennung durch Spätzündung) bei und aktiviert keinen Effizienzmodus. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 516), betreibt die ECU bei Block 520 den Verbrennungsmotor in einem Effizienzmodus.To the torque strategy at decision block 508 the ECU determines whether there is a request for an increase in torque (eg, driver requests an increase in torque). Upon determining that there is no request for an increase in torque ("NO" at decision block 508 ), keeps the ECU at block 510 the actual torque at. Upon determining that there is a request for an increase in torque ("YES" at decision block 508 ), the ECU determines at block 512 whether the internal combustion engine can deliver the target torque. Upon determining that the engine is capable of providing the desired torque ("YES" at decision block 512 ), puts the ECU at block 514 the engine torque (Tengine) for engine torque] to the setpoint torque. Upon determining that the engine can not deliver the desired torque ("NO" at decision block 512 ), the ECU determines at block 516 whether the activation conditions are met. The activation conditions are aspects of the entire hybrid system. For example, the activation conditions include the state of charge of the battery, the temperature of the motor / generator, the capacity of the motor / generator (eg, the torque capacity), and other suitable conditions of the entire hybrid system. After determining that the activation conditions are not met ("NO" at decision block 516 ), keeps the ECU at block 518 the actual torque (eg, inefficient combustion by spark retard) and does not activate an efficiency mode. After determining that the activation conditions are met ("YES" at decision block 516 ), the ECU operates at block 520 the internal combustion engine in an efficiency mode.
Um den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben, erzeugt die ECU bei Block 522 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie zwischen dem Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment. Bei Block 524 bestimmt die ECU eine Drehmomentüberschuss-Differenz zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie und dem Ist-Drehmoment. Bei Block 526 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor auf der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie (d. h. einem hohen Wirkungsgrad) (z. B. verwendet Aktuatoren des Verbrennungsmotors mit hohen Wirkungsgrad-Einstellungen). Bei Block 528 steuert die ECU eine E-Maschine (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben), um die Drehmomentüberschuss-Differenz zu absorbieren und eine Drehmomentreserve aus einer Aufnahme der Drehmomentüberschuss-Differenz zu erzeugen. Bei Block 530 steuert die ECU auch die E-Maschine, um die Drehmomentreserve in einer Batterie, wie oben beschrieben, zu speichern. In einigen Ausführungsformen kann die ECU bestimmen, dass die Drehmomentüberschuss-Differenz das Drehmomentvermögen des Motors/Generators übersteigt und die ECU kann den Motor/Generator steuern, um nur einen Teil der Drehmomentüberschuss-Differenz zu absorbieren. Beispielsweise kann der Teil der Drehmomentüberschuss-Differenz gleich dem oder kleiner als das Drehmomentvermögen des Motors/Generators sein.To operate the combustion engine in efficiency mode, the ECU generates at block 522 a high-power torque trajectory between the actual torque and the target torque. At block 524 the ECU determines a torque excess difference between the high-power torque trajectory and the actual torque. At block 526 The ECU operates the internal combustion engine on the high-torque torque trajectory (ie high efficiency) (eg uses internal combustion engine actuators with high efficiency settings). At block 528 For example, the ECU controls an electric motor (eg, the motor / generator as described above) to absorb the torque excess difference and generate a torque reserve from a record of the torque excess difference. At block 530 The ECU also controls the electric machine to store the torque reserve in a battery as described above. In some embodiments, the ECU may determine that the torque excess difference exceeds the torque capability of the engine / generator and the ECU may control the engine / generator to absorb only a portion of the torque excess difference. For example, the portion of the torque excess difference may be equal to or less than the torque capacity of the motor / generator.
Bei Entscheidungsblock 532 bestimmt die ECU, ob die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoments (z. B. im Rahmen von 10 % des Soll-Drehmoments oder einer anderen Toleranz abhängig von der Anwendung des Hybridsystems) ist. Nach Bestimmung, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoments ist („JA“ bei Entscheidungsblock 532), deaktiviert die ECU den Effizienzmodus. Nach Bestimmung, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie nicht gleich oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoments ist („NEIN“ bei Entscheidungsblock 532), fährt die ECU bei Entscheidungsblock 516 fort, den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben, solange die Aktivierungsbedingungen immer noch erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 516).At decision block 532 the ECU determines whether the high torque torque trajectory is equal to or within some tolerance of the desired torque (eg, within 10% of the desired torque or other tolerance depending on the application of the hybrid system). Upon determining that the high torque torque trajectory is equal to or within some tolerance of the desired torque ("YES" at decision block) 532 ), the ECU deactivates the efficiency mode. Upon determining that the high torque torque trajectory is not equal to or within some tolerance of the desired torque ("NO" at decision block 532 ), the ECU moves to decision block 516 continue to operate the engine in efficiency mode as long as the activation conditions are still met ("YES" at decision block 516 ).
6 ist ein Diagramm, das Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm 552, einem Ist-Drehmoment-Diagramm 554 und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 bei der Durchführung des Verfahrens von 5 veranschaulicht. Im Beispiel von 6 sind bis zum Zeitpunkt T1 das Soll-Drehmoment 552 und das Ist-Drehmoment 554 gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet auf einem hohen Wirkungsgrad. Zum Zeitpunkt T1 bestimmt die ECU, dass eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 552 und dem Ist-Drehmoment 554 vorliegt (z. B. liegt eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments vor), und die ECU legt eine Drehmomentstrategie fest, um den Verbrennungsmotor auf dem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 552 und dem Ist-Drehmoment 554 vorliegt. 6 is a diagram showing the differences between a nominal torque diagram 552 , an actual torque diagram 554 and a high performance torque trajectory 556 in carrying out the procedure of 5 illustrated. In the example of 6 are the target torque until time T1 552 and the actual torque 554 the same and the internal combustion engine works on a high efficiency. At time T1, the ECU determines that a difference between the target torque 552 and the actual torque 554 (For example, there is a request for an increase in torque), and the ECU sets a torque strategy to operate the engine at the high efficiency when a difference between the target torque 552 and the actual torque 554 is present.
Um die Drehmomentstrategie festzulegen, bestimmt die ECU, ob der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment 552 liefern kann. Wenn zum Zeitpunkt T1 die ECU bestimmt, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment 552 nicht liefern kann, bestimmt die ECU, ob die Aktivierungsbedingungen wie oben beschrieben erfüllt sind. Wenn zum Zeitpunkt T1 die ECU bestimmt, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt werden können, betreibt die ECU den Verbrennungsmotor in einem Effizienzmodus, um die Drehmomentreserve zu erfassen (z. B. Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie).To determine the torque strategy, the ECU determines whether the engine is the target torque 552 can deliver. At time T1, the ECU determines that the engine is the target torque 552 can not deliver, the ECU determines if the activation conditions are met as described above. At time T1, when the ECU determines that the activation conditions can be met, the ECU operates the internal combustion engine in an efficiency mode to detect the torque reserve (eg, converting mechanical energy to electrical energy).
Um den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben, erzeugt die ECU zwischen Zeitpunkt T1 und Zeitpunkt T3 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 zwischen dem Soll-Drehmoment 552 und dem Ist-Drehmoment 554. Die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 ist die Drehmoment-Trajektorie, die der Motor vom Ist-Drehmoment 554 auf das Soll-Drehmoment 552 bringen kann, während er auf einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T3 bestimmt die ECU auch eine Drehmomentüberschuss-Differenz zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 und dem Ist-Drehmoment 554. Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T3 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor bei der hohen Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 (d. h. dem hohen Wirkungsgrad). Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T3 steuert die ECU die E-Maschine, um die Drehmomentüberschuss-Differenz (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben) zu absorbieren und eine Drehmomentreserve aus einer Aufnahme von der Drehmomentüberschuss-Differenz zu erzeugen. Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T3 steuert die ECU auch die E-Maschine, um die Drehmomentreserve in einer Batterie zu speichern. Zum Zeitpunkt T2 bestimmt die ECU, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment 552 liefern kann. Es versteht sich, dass zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T3, wie in 6 veranschaulicht, das Ist-Drehmoment 554 nicht gleich der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 ist, weil die ECU den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus betreibt, wie oben beschrieben.To operate the internal combustion engine in the efficiency mode, the ECU generates a high-power torque trajectory between time T1 and time T3 556 between the target torque 552 and the actual torque 554 , The high-performance torque trajectory 556 is the torque trajectory that is the motor of the actual torque 554 to the target torque 552 while working at high efficiency. Between time T1 and time T3, the ECU also determines a torque excess difference between the high-power torque trajectory 556 and the actual torque 554 , Between time T1 and time T3, the ECU operates the engine at the high power high torque trajectory 556 (ie the high efficiency). Between time T1 and time T3, the ECU controls the electric machine to absorb the torque excess difference (eg, the motor / generator as described above) and to generate a torque reserve from a record of the torque excess difference. Between time T1 and time T3, the ECU also controls the electric machine to store the torque reserve in a battery. At time T2, the ECU determines that the engine is the target torque 552 can deliver. It is understood that between the time T1 and the time T3, as in 6 illustrates the actual torque 554 not equal to the high torque torque trajectory 556 is because the ECU operates the engine in the efficiency mode as described above.
Zum Zeitpunkt T3 bestimmt die ECU, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 556 gleich dem Soll-Drehmoment 552 ist und deaktiviert den Effizienzmodus. Ähnlich zu vor dem Zeitpunkt T1 sind nach dem Zeitpunkt T3 das Soll-Drehmoment 552 und das Ist-Drehmoment 554 wieder gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet weiter auf einem hohen Wirkungsgrad.At time T3, the ECU determines that the high-power torque trajectory 556 equal to the nominal torque 552 is and deactivates the efficiency mode. Similar to before time T1, after the time T3, the target torque 552 and the actual torque 554 the same again and the combustion engine continues to operate at high efficiency.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 600 für den Betrieb eines wie oben beschriebenen Verbrennungsmotors eines Hybridsystems in einem Leistungsmodus veranschaulicht. Im Beispiel von 7 erhält die wie oben beschriebene Motorsteuerung (ECU) bei Block 602 Eingaben, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, einschließlich einer Beschleunigungseingabe (z. B. einer Pedalstellungseingabe) und einer Motordrehzahleingabe, einer Getriebeeingabe (z. B. eine Getriebelageeingabe) und/oder andere geeignete Eingaben, die auf ein Soll-Drehmoment oder ein Ist-Drehmoment hinweisend sind. Bei Block 604 bestimmt die ECU von einigen oder allen Eingaben das Soll-Drehmoment (Tdes) und das Ist-Drehmoment (Tinit). Mit anderen Worten werden das Soll-Drehmoment und das Ist-Drehmoment basierend auf dem aktuellen Zustand des Hybridsystems bestimmt. Zum Beispiel weist der aktuelle Zustand des Hybridsystems die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors, Aktuatorstellungen (Funken, Einspritzung, Nockenverstellungen und dergleichen) und/oder Sensorrückmeldung auf. Darüber hinaus wird in einigen Ausführungsformen das Soll-Drehmoment durch Rückmeldung von einem Fahrer (z. B. Rückmeldung von einem Beschleuniger, einer Bremse, einer Kupplung und/oder einem Gang) und Informationen vom Fahrzeug und Umgebungen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrsinformationen, Kamera-Eingaben, Radar-Eingaben und dergleichen) beeinflusst. Nach Bestimmung des Soll-Drehmoments und des Ist-Drehmoments bei Block 606 legt die ECU eine Drehmomentstrategie fest, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist. 7 is a flowchart that is a procedure 600 for the operation of a combustion engine of a hybrid system in a power mode as described above. In the example of 7 receives the engine control (ECU) as described above at block 602 Inputs that define a current state of the hybrid system, including an acceleration input (eg, a pedal position input) and an engine speed input, a transmission input (eg, a gear position input), and / or other suitable inputs responsive to a desired torque Actual torque are indicative. At block 604 From some or all inputs, the ECU determines the target torque (Tdes) and the actual torque (Tinit). In other words, the target torque and the actual torque are determined based on the current state of the hybrid system. For example, the current state of the hybrid system includes the engine speed of the engine, actuator positions (spark, injection, cam timing, and the like) and / or sensor feedback. Additionally, in some embodiments, the desired torque is feedback from a driver (eg, feedback from an accelerator, brake, clutch, and / or gear) and information from the vehicle and surroundings (eg, vehicle speed, traffic information , Camera inputs, radar inputs and the like). After determination of the setpoint torque and the actual torque at block 606 For example, if the target torque is different than the actual torque, the ECU sets a torque strategy to operate an engine at a high efficiency.
Um die Drehmomentstrategie bei Entscheidungsblock 608 festzulegen, bestimmt die ECU, ob eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments besteht (z. B. fordert Fahrer eine Erhöhung des Drehmoments an). Nach Bestimmung, dass keine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments vorliegt („NEIN“ bei Entscheidungsblock 608), hält die ECU bei Block 610 das Ist-Drehmoment bei. Nach Bestimmung, dass eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments vorliegt („JA“ bei Entscheidungsblock 608), bestimmt die ECU bei Entscheidungsblock 612, ob der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment liefern kann. Nach Bestimmung, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment liefern kann („JA“ bei Entscheidungsblock 612), stellt die ECU bei Block 614 das Motordrehmoment (Tengine) auf das Soll-Drehmoment ein. Nach Bestimmung, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment nicht liefern kann („NEIN“ bei Entscheidungsblock 612), bestimmt die ECU bei Entscheidungsblock 616, ob die Aktivierungsbedingungen wie oben beschrieben erfüllt sind. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen wie oben beschrieben nicht erfüllt sind („NEIN“ bei Entscheidungsblock 616), hält die ECU bei Block 618 das Ist-Drehmoment bei (z. B. ineffiziente Verbrennung durch Spätzündung) und aktiviert keinen Leistungsmodus. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 616), betreibt die ECU bei Block 620 den Verbrennungsmotor in dem Leistungsmodus.To the torque strategy at decision block 608 the ECU determines whether there is a request for an increase in torque (eg, driver requests an increase in torque). Upon determining that there is no request for an increase in torque ("NO" at decision block 608 ), keeps the ECU at block 610 the actual torque at. After determining that a request for a Torque increase ("YES" at decision block 608 ), the ECU determines at decision block 612 whether the internal combustion engine can deliver the target torque. Upon determining that the engine is capable of providing the desired torque ("YES" at decision block 612 ), puts the ECU at block 614 the engine torque (Tengine) to the target torque. Upon determining that the engine can not deliver the desired torque ("NO" at decision block 612 ), the ECU determines at decision block 616 whether the activation conditions are fulfilled as described above. After determining that the activation conditions are not met as described above ("NO" at decision block 616 ), keeps the ECU at block 618 the actual torque is at (eg inefficient combustion by spark retard) and does not activate a power mode. After determining that the activation conditions are met ("YES" at decision block 616 ), the ECU operates at block 620 the internal combustion engine in the power mode.
Um den Verbrennungsmotor im Leistungsmodus zu betreiben, erzeugt die ECU bei Block 622 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie. Bei Block 624 bestimmt die ECU einen Soll-Drehmoment-Überschuss zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie und dem Soll-Drehmoment. Bei Block 626 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor bei hoher Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie (d. h. dem hohen Wirkungsgrad). Bei Block 628 steuert die ECU die E-Maschine zur Ausgabe des Soll-Drehmoment-Überschusses (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben) an ein Getriebe des Hybridsystems. Mit anderen Worten steuert die ECU die E-Maschine, um Strom von einer Stromquelle (z. B. Strom durch Rekuperation beim Bremsen, Strom vom Laden der Batterie an einer Steckdose, Strom von einer in der Batterie gespeicherten Drehmomentreserve oder jede andere geeignete Stromquelle) zu nutzen, um den Soll-Drehmoment-Überschuss bereitzustellen. Bei Block 630 steuert die ECU auch das Getriebe zur Ausgabe des Soll-Drehmoment-Überschusses zusätzlich zu einem Drehmoment des Verbrennungsmotors, der auf der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie arbeitet, an die Räder des Hybridsystems. Auf diese Weise kann die ECU das Getriebe zur Ausgabe eines Ist-Drehmoments steuern, das dem Soll-Drehmoment entspricht.To operate the combustion engine in power mode, the ECU generates at block 622 a high performance torque trajectory. At block 624 the ECU determines a desired torque excess between the high torque torque trajectory and the desired torque. At block 626 The ECU operates the engine at high high torque torque trajectory (ie high efficiency). At block 628 the ECU controls the e-machine to output the desired torque surplus (eg, the motor / generator as described above) to a transmission of the hybrid system. In other words, the ECU controls the electric machine to draw power from a power source (eg, power from recuperation during braking, power from charging the battery to a power outlet, power from a torque reserve stored in the battery, or any other suitable power source). to provide the desired torque excess. At block 630 The ECU also controls the transmission to output the target torque surplus in addition to a torque of the engine operating on the high-power torque trajectory to the wheels of the hybrid system. In this way, the ECU may control the transmission to output an actual torque that corresponds to the target torque.
Bei Entscheidungsblock 632 bestimmt die ECU, ob die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist. Nach Bestimmung des ECU, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist („JA“ bei Entscheidungsblock 632), deaktiviert die ECU bei Block 634 den Leistungsmodus. Nach Bestimmung des ECU, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie nicht gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist („NEIN“ bei Entscheidungsblock 632), fährt die ECU bei Entscheidungsblock 616 fort, den Verbrennungsmotor im Leistungsmodus zu betreiben, solange die Aktivierungsbedingungen immer noch erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 616).At decision block 632 the ECU determines whether the high torque torque trajectory is equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s). Upon determining the ECU that the high torque torque trajectory is equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s) ("YES" at decision block 632 ), deactivates the ECU at block 634 the power mode. Upon determining the ECU that the high torque torque trajectory is not equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s) ("NO" at decision block 632 ), the ECU moves to decision block 616 continue to operate the engine in power mode as long as the activation conditions are still met ("YES" at decision block 616 ).
8 ist eine schematische grafische Darstelung, die Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm 652, einem Ist-Drehmoment-Diagramm 654 und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 bei der Durchführung des Verfahrens von 7 veranschaulicht. Im Beispiel von 8 sind bis zum Zeitpunkt T4 das Soll-Drehmoment 652 und das Ist-Drehmoment 654 gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet auf einem hohen Wirkungsgrad. Zum Zeitpunkt T4 bestimmt die ECU, dass eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 652 und dem Ist-Drehmoment 654 vorliegt (z. B. gibt es eine Anforderung für eine Erhöhung des Drehmoments), und die ECU legt eine Drehmomentstrategie fest, um den Verbrennungsmotor auf dem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 652 und dem Ist-Drehmoment 654 vorliegt. 8th is a schematic diagram, the differences between a target torque diagram 652 , an actual torque diagram 654 and a high performance torque trajectory 656 in carrying out the procedure of 7 illustrated. In the example of 8th are the target torque until time T4 652 and the actual torque 654 the same and the internal combustion engine works on a high efficiency. At time T4, the ECU determines that a difference between the target torque 652 and the actual torque 654 (For example, there is a request for an increase in torque), and the ECU sets a torque strategy to operate the engine at the high efficiency when a difference between the target torque 652 and the actual torque 654 is present.
Um die Drehmomentstrategie festzulegen, bestimmt die ECU, ob der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment 652 liefern kann. Wenn zum Zeitpunkt T4 die ECU bestimmt, dass der Verbrennungsmotor das Soll-Drehmoment 652 nicht liefern kann, bestimmt die ECU, ob die Aktivierungsbedingungen wie oben beschrieben erfüllt sind. Wenn zum Zeitpunkt T4 die ECU bestimmt, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt werden können, betreibt die ECU den Verbrennungsmotor in einem Leistungsmodus.To determine the torque strategy, the ECU determines whether the engine is the target torque 652 can deliver. If, at time T4, the ECU determines that the engine is the target torque 652 can not deliver, the ECU determines if the activation conditions are met as described above. If, at time T4, the ECU determines that the activation conditions can be met, the ECU operates the engine in a power mode.
Um den Verbrennungsmotor im Leistungsmodus zu betreiben, erzeugt die ECU zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656. Die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 ist die Drehmoment-Trajektorie, die der Motor übernehmen kann, während er auf einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 bestimmt die ECU auch einen Soll-Drehmomentüberschuss zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 und dem Soll-Drehmoment 652. Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor auf der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 (d. h. dem Wirkungsgrad). Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 steuert die ECU die E-Maschine zur Ausgabe des Soll-Drehmoment-Überschusses (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben). Beispielsweise steuert die ECU die E-Maschine zur Ausgabe des Soll-Drehmoment-Überschusses (d. h. mechanische Energie) unter Verwendung von in einer Batterie gespeicherter elektrischer Energie. In einigen Ausführungsformen kann etwas oder die gesamte von der E-Maschine zur Ausgabe des Soll-Drehmoments 652 verwendete elektrische Energie eine aus dem Betrieb des Verbrennungsmotors in einem Effizienzmodus in einer Batterie gespeicherte Drehmomentreserve, wie oben und unten detaillierter beschrieben, sein. Es versteht sich, dass zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5, wie in 8 veranschaulicht, das Ist-Drehmoment 654 gleich dem Soll-Drehmoment 652 und nicht der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 ist, weil die ECU den Verbrennungsmotor im Leistungsmodus betreibt, wie oben beschrieben.To operate the engine in power mode, the ECU generates a high torque torque trajectory between time T4 and time T5 656 , The high-performance torque trajectory 656 is the torque trajectory the engine can handle while operating at high efficiency. Between time T4 and time T5, the ECU also determines a desired torque excess between the high-power torque trajectory 656 and the desired torque 652 , Between time T4 and time T5, the ECU operates the engine on the high torque torque trajectory 656 (ie the efficiency). Between time T4 and time T5, the ECU controls the e-machine to output the desired torque excess (eg, the motor / generator as described above). For example, the ECU controls the electric machine to output the target torque surplus (ie, mechanical energy) using of stored in a battery electrical energy. In some embodiments, some or all of the electric machine may output the desired torque 652 used electrical energy stored from the operation of the internal combustion engine in an efficiency mode in a battery torque reserve, as described above and below in more detail. It is understood that between the time T4 and the time T5, as in 8th illustrates the actual torque 654 equal to the nominal torque 652 and not the high torque torque trajectory 656 is because the ECU operates the engine in the power mode as described above.
Zum Zeitpunkt T5 bestimmt die ECU, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 656 gleich dem Soll-Drehmoment 652 ist und deaktiviert den Leistungsmodus. Ähnlich zu vor dem Zeitpunkt T4 sind nach dem Zeitpunkt T5 das Soll-Drehmoment 652 und das Ist-Drehmoment 654 wieder gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet weiter auf einem hohen Wirkungsgrad.At time T5, the ECU determines that the high-power torque trajectory 656 equal to the nominal torque 652 is and disables the performance mode. Similar to before time T4, after the time T5, the target torque 652 and the actual torque 654 the same again and the combustion engine continues to operate at high efficiency.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 700 für den Betrieb eines Verbrennungsmotors, wie oben beschrieben, eines Hybridsystems in einem anderen Effizienzmodus veranschaulicht. Im Beispiel von 9 empfängt die Motorsteuerung (ECU) bei Block 702, wie oben beschrieben, Eingaben, die einen aktuellen Zustand des Hybridsystems definieren, einschließlich einer Beschleunigungseingabe (z. B. eine Pedalstellungseingabe), einer Motordrehzahleingabe, einer Getriebeeingabe (z. B. eine Getriebelageeingabe) und/oder anderer geeigneter Eingaben, die auf ein Soll-Drehmoment oder ein Ist-Drehmoment hinweisend sind. Bei Block 704 bestimmt die ECU von einigen oder allen der Eingaben das Soll-Drehmoment (Tdes) und das Ist-Drehmoment (Tinit). Mit anderen Worten werden das Soll-Drehmoment und das Ist-Drehmoment basierend auf dem aktuellen Zustand des Hybridsystems bestimmt. Zum Beispiel weist der aktuelle Zustand des Hybridsystems die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors, Aktuatorstellungen (Funken, Einspritzung, Nockenverstellungen und dergleichen) und/oder Sensorrückmeldung auf. Darüber hinaus wird in einigen Ausführungsformen das Soll-Drehmoment durch Rückmeldung von einem Fahrer (z. B. Rückmeldung von einem Beschleuniger, einer Bremse, einer Kupplung und/oder einem Gang) und Informationen vom Fahrzeug und Umgebungen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrsinformationen, Kamera-Eingaben, Radar-Eingaben und dergleichen) beeinflusst. Nach Bestimmung des Soll-Drehmoments und des Ist-Drehmoments legt die ECU bei Block 706 eine Drehmomentstrategie fest, um einen Verbrennungsmotor auf einem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn das Soll-Drehmoment anders als das Ist-Drehmoment ist. 9 is a flowchart that is a procedure 700 for the operation of an internal combustion engine, as described above, of a hybrid system in a different efficiency mode. In the example of 9 receives the engine control (ECU) at block 702 as described above, inputs defining a current state of the hybrid system, including an acceleration input (eg, a pedal position input), an engine speed input, a transmission input (eg, a gear position input), and / or other appropriate inputs that are responsive to a Target torque or an actual torque are indicative. At block 704 The ECU determines, from some or all of the inputs, the target torque (Tdes) and the actual torque (Tinit). In other words, the target torque and the actual torque are determined based on the current state of the hybrid system. For example, the current state of the hybrid system includes the engine speed of the engine, actuator positions (spark, injection, cam timing, and the like) and / or sensor feedback. Additionally, in some embodiments, the desired torque is feedback from a driver (eg, feedback from an accelerator, brake, clutch, and / or gear) and information from the vehicle and surroundings (eg, vehicle speed, traffic information , Camera inputs, radar inputs and the like). After determining the desired torque and the actual torque, the ECU sets at block 706 a torque strategy to operate an internal combustion engine to a high efficiency when the target torque is different than the actual torque.
Um die Drehmomentstrategie festzulegen, bestimmt die ECU bei Entscheidungsblock 708, ob eine Anforderung für eine Absenkung des Drehmoments besteht (z. B. ein plötzlicher und vorübergehender Abfall des Drehmoments, ein Schaltvorgang). Nach Bestimmung, dass keine Anforderung für eine Absenkung des Drehmoments vorliegt („NEIN“ bei Entscheidungsblock 708), hält die ECU bei Block 710 das Ist-Drehmoment bei. Nach Bestimmung, dass eine Anforderung für eine Absenkung des Drehmoments vorliegt („JA“ bei Entscheidungsblock 708), bestimmt die ECU bei Entscheidungsblock 712, ob die Aktivierungsbedingungen wie oben beschrieben erfüllt sind. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen nicht erfüllt sind („NEIN“ bei Entscheidungsblock 712), hält die ECU bei Block 714 das Ist-Drehmoment bei (z. B. ineffiziente Verbrennung durch Spätzündung) und aktiviert keinen Effizienzmodus. Nach Bestimmung, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 712), betreibt die ECU bei Block 716 den Verbrennungsmotor in einem Effizienzmodus.To determine the torque strategy, the ECU determines at decision block 708 Whether there is a request for torque reduction (eg, a sudden and transient drop in torque, a shift). Upon determining that there is no request for torque reduction ("NO" at decision block 708 ), keeps the ECU at block 710 the actual torque at. Upon determining that there is a request for torque reduction ("YES" at decision block 708 ), the ECU determines at decision block 712 whether the activation conditions are fulfilled as described above. After determining that the activation conditions are not met ("NO" at decision block 712 ), keeps the ECU at block 714 the actual torque is at (eg inefficient combustion by spark retard) and does not activate an efficiency mode. After determining that the activation conditions are met ("YES" at decision block 712 ), the ECU operates at block 716 the internal combustion engine in an efficiency mode.
Um den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben, erzeugt die ECU bei Block 718 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie. Die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie ist die Drehmoment-Trajektorie, die der Motor übernehmen kann, während er auf einem hohen Wirkungsgrad arbeitet (z. B. Aktuatoren des Verbrennungsmotors arbeiten mit hohen Wirkungsgrad-Einstellungen). Bei Block 720 bestimmt die ECU eine Drehmomentüberschuss-Differenz zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie und dem Soll-Drehmoment. Bei Block 722 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor bei der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie (d. h. dem hohen Wirkungsgrad). Bei Block 724 steuert die ECU die E-Maschine, um die Drehmomentüberschuss-Differenz (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben) zu absorbieren und eine Drehmomentreserve aus einer Aufnahme der Drehmomentüberschuss-Differenz zu erzeugen. Bei Block 726 steuert die ECU auch die E-Maschine, um die Drehmomentreserve in einer Batterie zu speichern. In einigen Ausführungsformen kann die ECU bestimmen, dass die Drehmomentüberschuss-Differenz das Drehmomentvermögen des Motors/Generators übersteigt, und die ECU kann den Motor/Generator steuern, um nur einen Teil der Drehmomentüberschuss-Differenz zu absorbieren. Beispielsweise kann der Teil der Drehmomentüberschuss-Differenz gleich dem oder kleiner als das Drehmomentvermögen des Motors/Generators sein.To operate the combustion engine in efficiency mode, the ECU generates at block 718 a high performance torque trajectory. The high torque torque trajectory is the torque trajectory the engine can take on while operating at high efficiency (eg, internal combustion engine actuators operate with high efficiency settings). At block 720 the ECU determines a torque excess difference between the high-power torque trajectory and the target torque. At block 722 The ECU operates the engine at the high torque torque trajectory (ie high efficiency). At block 724 the ECU controls the electric machine to absorb the torque excess difference (eg, the motor / generator as described above) and generate a torque reserve from a record of the torque excess difference. At block 726 The ECU also controls the electric machine to store the torque reserve in a battery. In some embodiments, the ECU may determine that the torque excess difference exceeds the torque capability of the engine / generator, and the ECU may control the engine / generator to absorb only a portion of the torque excess difference. For example, the portion of the torque excess difference may be equal to or less than the torque capacity of the motor / generator.
Bei Entscheidungsblock 728 bestimmt die ECU, ob die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist. Nach Bestimmung, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist („JA“ bei Entscheidungsblock 728), deaktiviert die ECU bei Block 730 den Effizienzmodus. Nach Bestimmung, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie nicht gleich dem oder innerhalb einer gewissen Toleranz des Soll-Drehmoment(s) ist („NEIN“ bei Entscheidungsblock 728), fährt die ECU bei Entscheidungsblock 712 fort, den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben, solange die Aktivierungsbedingungen immer noch erfüllt sind („JA“ bei Entscheidungsblock 712).At decision block 728 the ECU determines whether the high torque torque trajectory is equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s). Upon determining that the high torque torque trajectory is equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s) ("YES" at decision block 728 ), deactivates the ECU at block 730 the efficiency mode. Upon determining that the high torque torque trajectory is not equal to or within a certain tolerance of the desired torque (s) ("NO" at decision block 728 ), the ECU moves to decision block 712 continue to operate the engine in efficiency mode as long as the activation conditions are still met ("YES" at decision block 712 ).
10 ist eine schematische grafische Darstellung, die Differenzen zwischen einem Soll-Drehmoment-Diagramm 752, einem Ist-Drehmoment-Diagramm 754 und einer Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 bei der Durchführung des Verfahrens von 9 veranschaulicht. Im Beispiel von 10 sind bis zum Zeitpunkt T6 das Soll-Drehmoment 752 und das Ist-Drehmoment 754 gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet auf einem hohen Wirkungsgrad. Zum Zeitpunkt T6 bestimmt die ECU, dass eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 752 und dem Ist-Drehmoment 754 vorliegt (z. B., es gibt eine Anforderung für eine Absenkung des Drehmoments oder ein plötzlicher und vorübergehender Abfall des Drehmoments), und die ECU legt eine Drehmomentstrategie fest, um den Verbrennungsmotor auf dem hohen Wirkungsgrad zu betreiben, wenn eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment 752 und dem Ist-Drehmoment 754 vorliegt. 10 is a schematic graph showing the differences between a desired torque graph 752 , an actual torque diagram 754 and a high performance torque trajectory 756 in carrying out the procedure of 9 illustrated. In the example of 10 are the target torque until time T6 752 and the actual torque 754 the same and the internal combustion engine works on a high efficiency. At time T6, the ECU determines that a difference between the target torque 752 and the actual torque 754 is present (eg, there is a request for a decrease in torque or a sudden and transient decrease in torque), and the ECU sets a torque strategy to operate the engine at the high efficiency when a difference between the target -Torque 752 and the actual torque 754 is present.
Um die Drehmomentstrategie festzulegen, bestimmt die ECU, ob die Aktivierungsbedingungen, wie oben beschrieben, erfüllt werden können. Wenn zum Zeitpunkt T6, die ECU bestimmt, dass die Aktivierungsbedingungen erfüllt werden können, betreibt die ECU den Verbrennungsmotor in einem Effizienzmodus, um die Drehmomentreserve (z. B. Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie) zu erfassen.To determine the torque strategy, the ECU determines whether the activation conditions as described above can be met. If, at time T6, the ECU determines that the activation conditions can be met, the ECU operates the internal combustion engine in an efficiency mode to detect the torque reserve (eg, converting mechanical energy to electrical energy).
Um den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus zu betreiben erzeugt die ECU zwischen dem Zeitpunkt T6 und dem Zeitpunkt T7 eine Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756. Die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 ist die Drehmoment-Trajektorie, die der Motor übernehmen kann, während er auf einem hohen Wirkungsgrad arbeitet. Zwischen dem Zeitpunkt T6 und dem Zeitpunkt T7 bestimmt die ECU auch eine Drehmomentüberschuss-Differenz zwischen der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 und dem Soll-Drehmoment 752 (oder dem Ist-Drehmoment 754). Zwischen dem Zeitpunkt T6 und dem Zeitpunkt T7 betreibt die ECU den Verbrennungsmotor auf der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 (d. h. dem hohen Wirkungsgrad). Zwischen Zeitpunkt T6 und Zeitpunkt T7 steuert die ECU die E-Maschine, um die Drehmomentüberschuss-Differenz (z. B. den Motor/Generator wie oben beschrieben) zu absorbieren und eine Drehmomentreserve (z. B. elektrische Energie) aus einer Aufnahme von der Drehmomentüberschuss-Differenz zu erzeugen. Zwischen Zeitpunkt T6 und Zeitpunkt T7 steuert die ECU auch die E-Maschine, um die Drehmomentreserve in einer Batterie zu speichern. Es versteht sich, dass zwischen Zeitpunkt T6 und Zeitpunkt T7, wie in 10 veranschaulicht, das Ist-Drehmoment 754 gleich dem Soll-Drehmoment 752 und nicht der Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 ist, weil die ECU den Verbrennungsmotor im Effizienzmodus betreibt, wie oben beschrieben.To operate the internal combustion engine in the efficiency mode, the ECU generates a high-power torque trajectory between time T6 and time T7 756 , The high-performance torque trajectory 756 is the torque trajectory the engine can handle while operating at high efficiency. Between time T6 and time T7, the ECU also determines a torque excess difference between the high-power torque trajectory 756 and the desired torque 752 (or the actual torque 754 ). Between time T6 and time T7, the ECU operates the engine on the high torque torque trajectory 756 (ie the high efficiency). Between time T6 and time T7, the ECU controls the electric machine to absorb the torque excess difference (eg, the motor / generator as described above) and a torque reserve (eg, electrical energy) from a pickup of the engine Torque excess difference to produce. Between time T6 and time T7, the ECU also controls the electric machine to store the torque reserve in a battery. It is understood that between time T6 and time T7, as in 10 illustrates the actual torque 754 equal to the nominal torque 752 and not the high torque torque trajectory 756 is because the ECU operates the engine in the efficiency mode as described above.
Zum Zeitpunkt T7 bestimmt die ECU, dass die Hochleistungsdrehmoment-Trajektorie 756 gleich dem Soll-Drehmoment 752 ist und deaktiviert den Effizienzmodus. Ähnlich zu vor dem Zeitpunkt T6 sind nach dem Zeitpunkt T7 das Soll-Drehmoment 752 und das Ist-Drehmoment 754 wieder gleich und der Verbrennungsmotor arbeitet weiter auf einem hohen Wirkungsgrad.At time T7, the ECU determines that the high-power torque trajectory 756 equal to the nominal torque 752 is and deactivates the efficiency mode. Similar to before time T6, after the time T7, the target torque 752 and the actual torque 754 the same again and the combustion engine continues to operate at high efficiency.
Somit liefern Ausführungsformen, unter anderem, Geräte, Systeme und Verfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors auf einem hohen Wirkungsgrad in einem Effizienzmodus oder in einem Leistungsmodus, wenn ein Soll-Drehmoment anders als ein Ist-Drehmoment ist. Der Effizienzmodus erzeugt eine Drehmomentreserve, die in einer Batterie des Hybridsystems gespeichert werden kann. Der Leistungsmodus bietet eine schnelle Drehmomentantwort von elektrischer Energie, die in dem Hybridsystem gespeichert ist (z. B. die in der Batterie gespeicherte Drehmomentreserve). In einem Beispiel wird ein erster Effizienzmodus verwendet, wenn das Soll-Drehmoment größer als das Ist-Drehmoment ist. In einem anderen Beispiel wird der Leistungsmodus verwendet, wenn das Soll-Drehmoment größer als das Ist-Drehmoment ist. In noch einem Beispiel wird ein zweiter Effizienzmodus verwendet, wenn das Soll-Drehmoment kleiner als das Ist-Drehmoment ist. Der Betrieb des Verbrennungsmotors auf einem hohen Wirkungsgrad im Effizienzmodus oder im Leistungsmodus erhöht die Kraftstoffeffizienz und die Gesamtleistung des Hybridsystems. Es versteht sich, dass der Effizienzmodus (z. B. der erste oder der zweite Effizienzmodus) und der Leistungsmodus zusammen miteinander oder unabhängig voneinander verwendet werden können. Darüber hinaus versteht sich, dass die durch das Steuergerät ausgeführte Funktionalität in zahlreichen Konfigurationen kombiniert und verteilt werden kann. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den folgenden Ansprüchen festgelegt.Thus, embodiments, among others, provide apparatus, systems, and methods for operating an internal combustion engine at high efficiency in an efficiency mode or in a performance mode when a desired torque is other than an actual torque. The efficiency mode generates a torque reserve that can be stored in a battery of the hybrid system. The power mode provides a fast torque response of electrical energy stored in the hybrid system (eg, the torque reserve stored in the battery). In one example, a first efficiency mode is used when the desired torque is greater than the actual torque. In another example, the power mode is used when the desired torque is greater than the actual torque. In yet another example, a second efficiency mode is used when the desired torque is less than the actual torque. Operation of the internal combustion engine at a high efficiency in the efficiency mode or in the power mode increases the fuel efficiency and the overall performance of the hybrid system. It is understood that the efficiency mode (eg, the first or second efficiency modes) and the performance mode may be used together or independently of each other. In addition, it will be understood that the functionality performed by the controller may be combined and distributed in a variety of configurations. Various features and advantages of the invention are set forth in the following claims.
