DE102018100282A1

DE102018100282A1 - Verfahren und system zur drehmomentsteuerung bei hybridfahrzeugen

Info

Publication number: DE102018100282A1
Application number: DE102018100282.3A
Authority: DE
Inventors: Anthony Mario D'Amato; Karin Lovett; Mark Warren Muddiman; John Jeffrey Pfeiffer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2018-07-19
Also published as: US10486681B2; RU2017144048A3; RU2017144048A; CN108297702A; CN108297702B; US20180201250A1; RU2723577C2

Abstract

Verfahren und Systeme werden zum Steuern der Drehmomentvermittlung für einen Hybridantriebsstrang bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren das Betreiben des Hybridantriebsstrangs über eine vorbestimmte Route mit einer Drehmomentvermittlung und das Aktualisieren der Drehmomentvermittlung basierend auf einer Fahrzeugmasse beinhalten.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugs, um eine Drehmomentvermittlung zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine zu bestimmen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Ein Hybridantriebsstrang kann durch eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, wie etwa einem Elektromotor, angetrieben werden. Die elektrische Maschine kann die Fahrbarkeit verbessern, indem die Fluktuation der Verbrennungsmotordrehmomentausgabe während Getriebeschaltungen ausgeglichen werden. Der Hybridantriebsstrang kann ferner ein Energiespeichermodul zum Antreiben der elektrischen Maschine beinhalten. Um den fahrzeuginternen Kraftstoff und die im Energiespeichermodul gespeicherte Energie effizient zu nutzen, kann ein Fahrzeugdrehmomentbedarf strategisch unter dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine aufgeteilt (oder vermittelt) werden.
Versuche, die Drehmomentvermittlung zu bewerkstelligen, beinhalten das Vermitteln des Drehmoments basierend auf Verbrennungsmotoreigenschaften. Ein beispielhafter Ansatz wird von Simon, JR. et al. in der US-Patentschrift US2009/0204280 gezeigt. Darin wird die Drehmomentanforderung an einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor durch eine vorbestimmte Kalibrierung basierend auf den Kapazitäten des Verbrennungsmotors und des Elektromotors gesteuert.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei solchen Systemen erkannt. Wenn das Fahrzeug auf einer vorbestimmten Route betrieben wird, wie etwa in einem Rennen, kann als ein Beispiel das Fahrzeuggewicht die Fahrzeugleistung beeinflussen. Zum Beispiel wird ein niedriges Fahrzeuggewicht bevorzugt, um den Fahrzeugantrieb zu maximieren. Das Fahrzeuggewicht kann verringert werden, indem ein hohes Niveau an Verbrennungsmotordrehmoment vermittelt wird, um den Verbrauch des fahrzeuginternen Kraftstoffs zu erhöhen. Ferner kann das Verbrennen überschüssigen Kraftstoffs während einer Nutzbremsung das Energiespeichermodul wiederaufladen und die Reichweite der elektrischen Unterstützung von der elektrischen Maschine ausdehnen. Idealerweise kann die Erschöpfung der Energie in der Energiespeichervorrichtung und des fahrzeuginternen Kraftstoffs mit dem Ende des Rennens zusammenfallen. Die Erschöpfung der Batterie vor dem Ende des Rennens kann zu einem zusätzlichen Batteriegewicht ohne Leistungsvorteile führen. Die frühzeitige Erschöpfung des fahrzeuginternen Kraftstoffs im Rennen kann zum Verlust der elektrischen Unterstützung und einer verringerten Drehmomentausgabe führen.
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren behandelt werden, welches das Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, um Fahrzeugrädern ein Drehmoment über eine vorbestimmte Fahrtroute bereitzustellen; und das Vermitteln des Drehmoments zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine basierend auf einer Fahrzeugmasse umfasst. Auf diese Weise kann durchschnittlich das höchste Leistungs-/Gewichtsverhältnis über eine vorbestimmte Route erreicht werden.
Als ein Beispiel kann eine optimale Drehmomentvermittlung unter dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine bestimmt werden, indem eine auf einem Fahrzeugmodell basierend erstellte Kostenfunktion optimiert wird. Als ein Beispiel kann die Drehmomentvermittlung optimiert werden, um eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen. Als ein anderes Beispiel kann die Drehmomentvermittlung optimiert werden, um ein optimales Geschwindigkeitsprofil zu erreichen. Das Fahrzeugmodell kann mehrere Funktionen zum Berechnen einer Fahrzeugbeschleunigung basierend auf Eingaben, einschließlich einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, beinhalten. Indem die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff in das Fahrzeugmodell integriert wird, wird die Wirkung der Fahrzeugmasseschwankungen während des Rennens berücksichtigt, wenn das Optimierungsproblem für die optimale Drehmomentvermittlung gelöst wird. Parameter des Fahrzeugmodells (das heißt, Koeffizienten und Formate der mehreren Funktionen des Fahrzeugmodells) können am Ende jedes Rennens basierend auf Streckendaten aktualisiert werden, die während des Rennens und vorheriger Rennen sowie vorherigem, nicht rennbedingtem Fahrzeugbetrieb gewonnen wurden. Die Streckendaten können eine Verbrennungsmotordrehmomentausgabe, eine Elektromotordrehmomentausgabe, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Batterieladestatus und eine fahrzeuginterne Kraftstoffmenge an jeder Position auf der Strecke beinhalten. Indem das Fahrzeug aktualisiert wird, werden mechanische und umweltbedingte Änderungen des Fahrzeugsystems bei der Bestimmung der optimalen Drehmomentvermittlung berücksichtigt. Zum Beispiel können die mechanischen Änderungen den Verschleiß oder die Einstellung des mechanischen Systems des Fahrzeugs beinhalten; und die umweltbedingten Änderungen können Schwankungen bei Witterungs- und Straßenbedingungen beinhalten.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Patentansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste

1 zeigt einen beispielhaften Hybridantriebsstrang.
2 zeigt einen beispielhaften Verbrennungsmotor des Hybridantriebsstrangs aus 1.
3 zeigt ein Blockdiagramm für eine Drehmomentvermittlungsoptimierung.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern der Drehmomentvermittlung des Hybridantriebsstrangs aus 1.
5 veranschaulicht Zeitleisten der Drehmomentvermittlung und beispielhafter Fahrzeugparameter, während das Verfahren aus 4 umgesetzt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern einer Drehmomentvermittlung zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine (wie etwa einem Elektromotor) auf einer vorbestimmten Route in einem Hybridantriebsstrang. Ein beispielhafter Hybridantriebsstrang ist in 1 dargestellt. Der Antriebsstrang kann einen in 2 gezeigten Verbrennungsmotor beinhalten. Die Drehmomentverteilung kann vermittelt werden, wobei die Drehmomentvermittlungsniveaus durch einen Optimierungsalgorithmus erzeugt werden. 3 zeigt ein Blockdiagramm für eine Drehmomentvermittlungsoptimierung. Die Drehmomentvermittlungsniveaus werden basierend auf Streckendaten optimiert, die während des Betreibens des Fahrzeugs auf der vorbestimmten Route gewonnen werden. Der Fahrerbedarf kann durch die optimierten Drehmomentvermittlungsniveaus aktualisiert werden, um die Fahrtzeit auf der vorbestimmten Route zu verringern. 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum iterativen Optimieren der Drehmomentvermittlung basierend auf einem Fahrzeugmodell. Das Fahrzeugmodell kann durch die Streckendaten während jeder Iteration aktualisiert werden. Zeitleisten der Drehmomentvermittlungsniveaus und ausgewählter Fahrzeugparameter während des Umsetzens des Verfahrens aus 4 werden in 5 veranschaulicht.
1 veranschaulicht einen beispielhaften Hybridantriebsstrang 100. Der Hybridantriebsstrang 100 beinhaltet einen Kraftstoffverbrennungsmotor 110 und einen Elektromotor 120. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Motor 110 einen Verbrennungsmotor und umfasst der Motor 120 einen Elektromotor. Der Elektromotor 120 kann derart konfiguriert sein, dass er eine andere Energiequelle nutzt oder verbraucht als der Verbrennungsmotor 110. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 110 einen flüssigen Kraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Verbrennungsmotorleistung zu erzeugen, während der Elektromotor 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Elektromotorleistung zu erzeugen. Von daher kann ein Fahrzeug mit einem Antriebssystem 100 als ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) bezeichnet werden.
Der Hybridantriebsstrang 100 kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi nutzen, abhängig von den Betriebsbedingungen, denen das Fahrzeugantriebssystem ausgesetzt ist. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor 110 in einem abgeschalteten Zustand (d. h. auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Verbrennungsmotor unterbrochen wird. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 unter ausgewählten Betriebsbedingungen das Fahrzeug über ein Antriebsrad 130 antreiben, wie durch den Pfeil 122 angezeigt, während der Verbrennungsmotor 110 abgeschaltet ist.
Bei anderen Betriebsbedingungen kann der Verbrennungsmotor 110 auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt werden (wie vorstehend beschrieben), während der Elektromotor 120 betrieben werden kann, um die Energiespeichervorrichtung 150 aufzuladen. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wie durch den Pfeil 122 angezeigt, wobei der Elektromotor die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch den Pfeil 124 angezeigt. Dieser Betrieb kann als Nutzbremsung des Fahrzeugs bezeichnet werden. Demnach kann der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen eine Generatorfunktion bereitstellen. Jedoch kann der Generator 160 in anderen Ausführungsformen stattdessen ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wobei der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 150 in elektrische Energie umwandeln kann, wie durch den Pfeil 162 angezeigt.
Bei noch anderen Betriebsbedingungen kann der Verbrennungsmotor 110 betrieben werden, indem Kraftstoff verbrannt wird, der von dem Kraftstoffsystem 140 empfangen wird, wie durch den Pfeil 142 angezeigt. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 110 betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 angezeigt, während der Elektromotor 120 abgeschaltet ist. Bei anderen Betriebsbedingungen können sowohl der Verbrennungsmotor 110 als auch der Elektromotor 120 jeweils betrieben werden, um das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch die Pfeile 112 bzw. 122 angezeigt. Eine Konfiguration, bei der sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor selektiv das Fahrzeug antreiben können, kann als Fahrzeugantriebssystem vom Paralleltyp bezeichnet werden. Es ist zu beachten, dass der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeug über einen ersten Satz von Antriebsrädern antreiben kann und der Verbrennungsmotor 110 das Fahrzeug über einen zweiten Satz von Antriebsrädern antreiben kann.
In anderen Ausführungsformen kann der Hybridantriebsstrang 100 als ein Fahrzeugantriebssystem vom Reihentyp konfiguriert sein, wodurch der Verbrennungsmotor die Antriebsräder nicht direkt antreibt. Vielmehr kann der Verbrennungsmotor 110 betrieben werden, um den Elektromotor 120 mit Energie zu versorgen, welcher wiederum über das Antriebsrad 130 das Fahrzeug antreiben kann, wie durch den Pfeil 122 angezeigt. Zum Beispiel kann der Verbrennungsmotor 110 bei ausgewählten Betriebsbedingungen den Generator 160 antreiben, welcher wiederum eines oder mehrere von dem Elektromotor 120, wie durch den Pfeil 114 angezeigt, oder der Energiespeichervorrichtung 150, wie durch den Pfeil 162 angezeigt, mit elektrischer Energie versorgen kann. Als ein weiteres Beispiel kann der Verbrennungsmotor 110 betrieben werden, um den Elektromotor 120 anzutreiben, welcher wiederum eine Generatorfunktion bereitstellen kann, um die Verbrennungsmotorleistung in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch den Elektromotor in der Energiespeichervorrichtung 150 gespeichert werden kann.
Das Kraftstoffsystem 140 kann einen oder mehrere Kraftstoffspeichertanks 144 zum Speichern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 einen oder mehrere flüssige Kraftstoffe, einschließlich unter anderem Benzin, Diesel und Alkoholkraftstoffe, speichern. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff in dem Fahrzeug als ein Gemisch von zwei oder mehreren unterschiedlichen Kraftstoffen gespeichert werden. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 konfiguriert sein, ein Gemisch aus Benzin und Ethanol (z. B. E10, E85 usw.) oder ein Gemisch aus Benzin und Methanol (z. B. M10, M85 usw.) zu speichern, wobei diese Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Verbrennungsmotor 110 zugeführt werden können, wie durch den Pfeil 142 angezeigt. Weitere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische können dem Verbrennungsmotor 110 zugeführt werden, wobei sie in dem Verbrennungsmotor verbrannt werden können, um eine Verbrennungsmotorleistung zu erzeugen. Die Verbrennungsmotorleistung kann verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 angezeigt, oder um die Energiespeichervorrichtung 150 über den Elektromotor 120 oder den Generator 160 wiederaufzuladen.
In einigen Ausführungsformen kann die Energiespeichervorrichtung 150 konfiguriert sein, elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (nicht der Elektromotor), einschließlich der Kabinenheizung und Klimaanlage, des Anlassens des Verbrennungsmotors, der Scheinwerfer, Audio- und Videosysteme in der Kabine usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 eine oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren beinhalten.
Eine Steuerung 12 kann mit einem oder mehreren von dem Verbrennungsmotor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 kommunizieren. Die Steuerung 12 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einem oder mehreren von dem Verbrennungsmotor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 empfangen. Ferner kann die Steuerung als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an eines oder mehrere von dem Verbrennungsmotor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 senden. Die Steuerung 12 kann eine Anzeige einer von einem Betreiber angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem Fahrzeugbediener 102 empfangen. Zum Beispiel kann die Steuerung eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit dem Pedal kommuniziert 192. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Bremspedal und/oder ein Gaspedal beziehen. Die Konfiguration der Steuerung 12 wird in 2 weiter ausgeführt.
Reibungsbremsen 118 können an die Räder 130 gekoppelt sein. Eine Reibungskraft kann auf das Rad 130 ausgeübt werden, indem die Radbremsen 118 betätigt werden, wie durch den Pfeil 117 angezeigt. In einem Beispiel können die Radbremsen 118 als Reaktion darauf betätigt werden, dass der Fahrer mit seinem Fuß auf ein Bremspedal drückt 192. In anderen Beispielen kann die Steuerung 12 oder eine mit der Steuerung 12 verbundene Steuerung die Radbremsen anziehen oder betätigen. Gleichermaßen kann eine Reibungskraft auf die Räder 130 verringert werden, indem die Radbremsen 118 als Reaktion darauf freigegeben werden, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt.
Die Energiespeichervorrichtung 150 kann periodisch elektrische Energie von einer Stromquelle 180 empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch den Pfeil 184 angezeigt. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Hybridantriebsstrang 100 als ein Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) konfiguriert sein, wobei elektrische Energie der Energiespeichervorrichtung 150 über ein Übertragungskabel für elektrische Energie 182 von der Leistungsquelle 180 zugeführt werden kann. Bei einem Wiederaufladebetrieb der Energiespeichervorrichtung 150 aus der Leistungsquelle 180 kann das elektrische Übertragungskabel 182 die Energiespeichervorrichtung 150 und die Leistungsquelle 180 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 182 zwischen der Stromquelle 180 und der Energiespeichervorrichtung 150 abgezogen werden. Die Steuerung 12 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, die als der Ladestatus (state of charge - SOC) bezeichnet werden kann, identifizieren und/oder steuern.
In anderen Ausführungsformen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 150 drahtlos von der Stromquelle 180 empfangen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Stromquelle 180 aufnehmen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 150 aus einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann. Auf diese Weise kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug antreiben, indem er eine andere Energiequelle nutzt als den Kraftstoff, der von dem Verbrennungsmotor 110 genutzt wird.
Das Kraftstoffsystem 140 kann periodisch Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Hybridantriebsstrang 100 betankt werden, indem Kraftstoff über eine Kraftstoffabgabevorrichtung 170 aufgenommen wird, wie durch den Pfeil 172 angezeigt. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstofftank 144 dazu ausgelegt sein, den Kraftstoff zu speichern, der von der Kraftstoffabgabevorrichtung 170 aufgenommen wurde, bis er dem Verbrennungsmotor 110 zur Verbrennung zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung eine Anzeige der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist, über einen Kraftstofffüllstandssensor empfangen. Der Füllstand des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist (z. B. wie durch den Kraftstofffüllstandssensor identifiziert), kann dem Fahrzeugbediener zum Beispiel über einen Kraftstoffmesser kommuniziert werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann/können (ein) Sensor(en) 199 an den Hybridantriebsstrang 100 zum Messen von Fahrzeugbedingungen, einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeugposition, gekoppelt sein. Der Sensor 199 kann mit der Steuerung 12 verbunden sein.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Verbrennungsmotorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann das Einstellen des Verbrennungsmotordrehmoments das Einstellen eines Aktors des Kraftstoffsystems beinhalten, um eine Menge an Kraftstoff, der in den Verbrennungsmotorzylinder eingespritzt wird, einzustellen. Die Menge an Kraftstoff, der in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, kann gesteuert werden, indem die Impulsbreite einer Signalsendung an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingestellt wird. Details der Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind in 2 dargestellt. Als ein anderes Beispiel kann das Einstellen des Elektromotordrehmoments das Einstellen der Strom- und Spannungsausgabe der Energiespeichervorrichtung beinhalten, um die Drehmomentausgabe des Elektromotors einzustellen. Als ein weiteres Beispiel kann das Einstellen des Bremsdrehmoments das Einstellen des Aktors innerhalb der Bremsen 118, um die auf das Rad ausgeübte Reibungskraft einzustellen.
Unter Zuwendung zu 2 veranschaulicht nun ein schematisches Diagramm einen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors 110. Der Verbrennungsmotor 110 kann mindestens teilweise durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Eine Brennkammer (d. h. ein Zylinder) 30 des Verbrennungsmotors 110 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Stirnseite des Kolbens 36 innerhalb des Zylinders 30 eine Schale aufweisen. Der Kolben 36 kann an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann an mindestens ein Antriebsrad des Fahrzeugs (wie etwa das Rad 130 aus 1) gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Verbrennungsmotors 110 zu ermöglichen.
Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft von einem Ansaugkrümmer 44 über einen Einlasskanal 42 aufnehmen und Verbrennungsabgase über einen Auslasskanal 48 ablassen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskanal 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile beinhalten.
Das Einlassventil 52 kann über einen elektrischen Ventilaktor (EVA) 51 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 54 über einen EVA 53 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Alternativ kann der variable Ventilaktor elektrohydraulisch oder ein beliebiger anderer erdenklicher Mechanismus sein, um die Ventilbetätigung zu ermöglichen. Unter manchen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 51 und 53 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Position des Einlassventils 52 und Auslassventils 54 kann durch Ventilpositionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist in der Darstellung direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des von der Steuerung 12 empfangenen Signals FPW direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann zum Beispiel in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer montiert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (wie etwa das Kraftstoffsystem 140 aus 1) zugeführt werden.
Ein Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (spark advance) von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten gezeigt werden, kann/können in einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder ein oder mehrere andere Brennkammern des Verbrennungsmotors 10 in einem Verdichtungszündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
Der Ansaugkanal 42 oder der Ansaugkrümmer 44 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselklappe 64 beinhalten. In diesem besonderen Beispiel kann die Position der Drosselklappe 64, oder einer Drosselöffnung, durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, welches einem Elektromotor oder einem Aktor bereitgestellt wird, den die Drossel 62 umfasst, wobei es sich um eine Konfiguration handelt, die gemeinhin als eine elektronische Drosselsteuerung (electronic throttle control - ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die der Brennkammer 30 neben anderen Verbrennungsmotorzylindern bereitgestellt wird. Die Position der Drosselklappe 64 kann der Steuerung 12 durch das Drosselpositionssignal TP (throttle position) bereitgestellt werden. Der Ansaugkanal 42 kann einen Luftmassenstromsensor 220 und einen Krümmerluftdrucksensor 222 zum Bereitstellen der entsprechenden MAF- und MAP-Signale an die Steuerung 12 beinhalten.
Ferner kann in den offenbarten Ausführungsformen ein System zur Abgasrückführung (AGR) einen gewünschten Teil des Abgases vom Abgaskanal 48 zum Ansaugkrümmer 44 leiten. In diesem Beispiel wird ein Hochdruck-(high pressure - HP-)AGR-Kanal 240 veranschaulicht. Der bereitgestellte Umfang der AGR für den Ansaugkrümmer 44 kann durch die Steuerung 12 über das HP-AGR-Ventil 242 variiert werden. Ferner kann ein AGR-Sensor 244 innerhalb des HP-AGR-Kanals 240 angeordnet sein und eine Anzeige von einem oder mehreren von Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases bereitstellen.
Demnach kann der Verbrennungsmotor 110 ferner eine Verdichtungsvorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten, welche mindestens einen Verdichter 262 beinhaltet, der entlang des Ansaugkrümmers 44 angeordnet ist. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter 262 mindestens teilweise durch eine Turbine 264 (z. B. über eine Welle), die entlang eines Abgaskanals 48 angeordnet ist, angetrieben werden. Im Falle eines Kompressors kann der Verdichter 262 mindestens teilweise durch den Verbrennungsmotor 110 und/oder eine elektrische Maschine angetrieben werden und beinhaltet eventuell keine Turbine. Daher kann das Maß an Verdichtung, das einem oder mehreren Zylindern des Verbrennungsmotors über einen Turbolader oder Kompressor bereitgestellt wird, durch die Steuerung 12 variiert werden.
Der Darstellung nach ist ein Abgassensor 226 einer Emissionssteuervorrichtung 70 vorgelagert an den Abgaskanal 48 gekoppelt. Bei dem Abgassensor 226 kann es sich um jeden geeigneten Sensor zum Bereitstellen einer Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases handeln. Die Emissionssteuervorrichtung 70 kann einen Dreiwegekatalysator als einen Partikelfilter beinhalten.
Die Steuerung 12 ist in 2 als Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 202, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 204, ein elektronisches Speichermedium (z. B. computerlesbar) für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 206 gezeigt ist, einen Direktzugriffsspeicher 208, einen Keep-Alive-Speicher 210 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Verbrennungsmotor 110 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung von eingeleitetem Luftmassenstrom (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 220; der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 212, der an eine Kühlhülse 214 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 218 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselposition (TP) von einem Drosselpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals, MAP (absolute manifold pressure), von dem Sensor 222. Ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige von Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen der vorstehenden Sensoren verwendet werden können, wie zum Beispiel ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Anzeige zum Verbrennungsmotordrehmoment geben. Ferner kann dieser Sensor gemeinsam mit der erfassten Verbrennungsmotordrehzahl eine Einschätzung der Ladung (einschließlich Luft), die in den Zylinder eingeleitet wird, bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 218, der ebenfalls als Verbrennungsmotordrehzahlsensor verwendet werden kann, eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen je Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
Ein Speichermedium eines Nurlesespeichers 106 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Mikroprozessor 202 zum Durchführen der hierin beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die vorausgesetzt, jedoch nicht explizit aufgezählt werden, ausführbar sind.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 lediglich einen Zylinder eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors, und jeder Zylinder kann gleichermaßen seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzungsvorrichtung, Zündkerze usw. beinhalten.
3 zeigt ein Blockdiagramm zum Optimieren der Drehmomentvermittlung. Ein von einem Fahrer gefordertes Drehmoment wurde durch die Ausgabe eines Optimierungsalgorithmus modifiziert, mit dem Ziel, die Rennzeit zu verringern. Das Fahrzeug wird durch das vom Fahrer geforderte Drehmoment gesteuert. Fahrzeugbetriebsparameter, hier auch als Streckendaten bezeichnet, werden aufgezeichnet und zum Optimieren der Drehmomentvermittlung verwendet.
Das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 wird an ein Drehmomentvermittlungsmodul 310 gesendet. Das Drehmomentvermittlungsmodul modifiziert das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 basierend auf der aus dem Optimierungsalgorithmus 330 erzeugten Drehmomentvermittlung 309. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrerbedarf um die Gesamtdrehmomentausgabe des Fahrzeugs für den Antrieb. Bei dem vom Fahrer geforderten Drehmoment kann es sich um eine mathematische Funktion des Niederdrückens des Gaspedals handeln. Zum Beispiel kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 proportional zu einem Niederdrückungsgrad des Gaspedals sein, gemessen durch einen Pedalpositionssensor (wie etwa den Pedalpositionssensor 194 aus 1). Das Drehmomentvermittlungsmodul 310 kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor basierend auf der Drehmomentvermittlung 309 verteilen. Die Drehmomentvermittlung kann ein Verbrennungsmotordrehmomentniveau und ein Elektromotordrehmomentniveau beinhalten. Die Drehmomentniveaus liegen im Bereich von null bis eins. Die Summe der Drehmomentniveaus ist gleich eins. Zum Beispiel kann das Verbrennungsmotordrehmomentniveau 70 % betragen und das Elektromotordrehmomentniveau kann 30 % betragen. Das Drehmomentvermittlungsmodul kann einen Verbrennungsmotordrehmomentbedarf 311 berechnen, indem das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 mit dem Verbrennungsmotordrehmomentniveau multipliziert wird, und einen Elektromotordrehmomentbedarf 312 berechnen, indem das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 mit dem Elektromotordrehmomentniveau multipliziert wird.
In einer anderen Ausführungsform kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 einen Gesamtdrehmomentbedarf zum Fahrzeugantrieb und eine Basisdrehmomentvermittlung beinhalten. Die Basisdrehmomentvermittlung kann basierend auf Lookup-Tabellen, die sich auf einen gegenwärtigen Fahrzeugzustand beziehen, bestimmt werden. Wenn eine Optimierung gewünscht wird, kann das Drehmomentvermittlungsmodul die Basisdrehmomentvermittlung basierend auf der aus dem Optimierungsalgorithmus 330 erzeugten Drehmomentvermittlung 309 modifizieren.
In noch einer anderen Ausführungsform kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment 301 einen Gesamtdrehmomentbedarf zum Fahrzeugantrieb und ein vom Fahrer gefordertes Bremsdrehmoment beinhalten. Das vom Fahrer geforderte Bremsdrehmoment kann negativ sein. Bei dem vom Fahrer geforderten Bremsdrehmoment kann es sich um eine mathematische Funktion des Niederdrückens eines Bremspedals handeln. In einem Beispiel kann das Drehmomentvermittlungsmodul 310 in Fällen, in denen eine Betätigungsverzögerung ein Problem ist, das vom Fahrer geforderte Bremsdrehmoment direkt auf die Reibungsbremsen des Fahrzeugs 320 (wie etwa die Bremsen 118 aus 1) ohne Modifikation übertragen. In einem anderen Beispiel kann das Drehmomentvermittlungsmodul 310 ein negatives, vom Fahrer gefordertes Bremsdrehmoment zwischen Nutzbremsen, Verbrennungsmotorbremsen und/oder Reibungsbremsen (313) basierend auf der Drehmomentvermittlung 309 vermitteln.
Das Fahrzeug 320 kann basierend auf dem Verbrennungsmotordrehmomentbedarf 311, dem Elektromotordrehmomentbedarf 312 und dem Bremsdrehmomentbedarf 313 betrieben werden. Als ein Beispiel können Parameter, wie etwa eine Menge an Kraftstoff, eine Menge an Luftladung, eine Zündkerzenansteuerung, basierend auf dem Verbrennungsmotordrehmomentbedarf 311 zum Ausgeben des geforderten Verbrennungsmotordrehmoments bestimmt werden. Die Strom- und Spannungsausgabe der Energiespeichervorrichtung kann basierend auf dem Elektromotordrehmomentbedarf 311 bestimmt werden, sodass der Elektromotor das geforderte Elektromotordrehmoment erzeugen kann. Die auf das Fahrzeugrad ausgeübte Reibungskraft kann basierend auf dem Bremsdrehmomentbedarf bestimmt werden. Während des Betriebs des Fahrzeugs werden Fahrzeugparameter (ebenso als Streckendaten bezeichnet), einschließlich gegenwärtiger Fahrzeuggeschwindigkeit 302, fahrzeuginterner Kraftstoffmenge 303, Batterieladestatus 304, Fahrzeugwärmezustände 305 und der Fahrzeugposition auf der Strecke, gemessen und an den Optimierungsalgorithmus 330 rückgekoppelt. Die Fahrzeugwärmezustände 305 können eine Verbrennungsmotortemperatur, eine Elektromotortemperatur und eine Reibungsbremsentemperatur beinhalten. Die Fahrzeugposition auf der Strecke kann dreidimensional sein. Die Fahrzeugwärmezustände können durch entsprechende, im Hybridantriebsstrang beinhaltete Temperatursensoren gemessen oder geschätzt werden.
Der Optimierungsalgorithmus 330 bestimmt die optimalen Drehmomentvermittlungsniveaus basierend auf den vom Fahrzeugsystem 320 gemessenen/geschätzten Streckendaten. Der Optimierungsalgorithmus kann ebenfalls eine angenommene Geschwindigkeit an der Fahrzeugposition als Eingabe zum Bestimmen der Verbrennungs-/Elektromotorleistungsverzweigung nehmen. Als ein Beispiel kann der Optimierungsalgorithmus nach den Drehmomentvermittlungsniveaus suchen, die eine Kostenfunktion minimieren können. In einer Ausführungsform kann die Kostenfunktion mit dem Ziel erstellt werden, die angenommene Geschwindigkeit an einer Streckenposition zu erreichen. In einer anderen Ausführungsform kann die Kostenfunktion mit dem Ziel erstellt werden, eine minimale Streckenzeit zu erreichen. Die Drehmomentvermittlungsniveaus können durch Wärmeeinschränkungen, wie etwa Beschränkungen der Verbrennungsmotortemperatur, der Elektromotortemperatur und der Reibungsbremsentemperatur, beschränkt werden. Details des Optimierungsalgorithmus werden in der Beschreibung von 4 erarbeitet.
4 zeigt ein Verfahren 400 zur Drehmomentsteuerung bei einem Hybridantriebsstrang, wie etwa dem Hybridantriebsstrang 100 aus 1. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 und der übrigen hier beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Verbrennungsmotorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 - 2 beschriebenen Sensoren, empfangenen werden. Die Steuerung kann Verbrennungsmotoraktoren des Verbrennungsmotorsystems einsetzen, um den Verbrennungsmotorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
Bei 401 lädt die Steuerung die Drehmomentvermittlung der Rennstrecke, die im Speicher der Steuerung gespeichert ist. Als ein Beispiel kann der Fahrzeugführer die Rennstreckenidentifikationsnummer eingeben und die Steuerung sucht und lädt die entsprechende Drehmomentvermittlung aus dem Speicher. Bei der gespeicherten Drehmomentausgabe kann es sich um im Speicher gespeicherte vorbestimmte Niveaus oder um Ergebnisse vorheriger Optimierungen handeln. Die Drehmomentvermittlung kann das prozentuale Drehmomentniveau des Verbrennungsmotors und einer elektrischen Maschine, wie etwa eines Elektromotors, beinhalten.
Die Steuerung kann ebenfalls ein Fahrzeugmodell laden. Zum Beispiel kann es sich bei dem Fahrzeugmodell um eine mathematische Funktion zwischen der Fahrzeugbeschleunigung und dem geforderten Drehmoment für den Verbrennungsmotor, die elektrische Maschine und die Bremsen handeln. Das Fahrzeugmodell kann in folgender Form vorliegen: $a (d) = f_{1} (T_{e}, T_{I C E}, T_{B}, V (d), M_{V} (d))$
wobei d die Fahrzeugposition auf der Strecke ist, wobei die Fahrzeugposition dreidimensional sein kann; a(d) die Fahrzeugbeschleunigung ist; V(d) die Fahrzeuggeschwindigkeit ist; M_V(d) die Fahrzeugmasse ist; T_e das Drehmoment der elektrischen Maschine ist und ein negatives T_e das Nutzbremsen ist; T_ICE das Verbrennungsmotordrehmoment ist; und T_B das durch die Reibblöcke bereitgestellte Bremsdrehmoment ist. Bei der Fahrzeugmasse kann es sich um eine Funktion einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff handeln: $M_{V} (d) = f_{2} (F_{Q T Y} (d)),$
wobei F_QTY(d) die Menge des im Fahrzeug verbleibenden fahrzeuginternen Kraftstoffs ist. Bei der fahrzeuginternen Kraftstoffmenge kann es sich um eine Funktion des Verbrennungsmotordrehmoments T_ICE handeln: $F_{Q T Y} (d) = f_{3} (F_{I C E}, d) .$
Bei dem Verbrennungsmotordrehmoment T_ICE kann es sich um eine Funktion des Verbrennungsmotordrehmomentbedarfs u₁(d) (wie etwa des Verbrennungsmotordrehmomentbedarfs 311 aus 3) handeln: $T_{I C E} (d) = G_{1} (s) u_{1} (d),$
wobei es sich bei G₁(s) um eine Übertragungsfunktion handelt und s eine Laplace-Transformation bezeichnet. Die Übertragungsfunktion kann eine Verbrennungsmotorverzögerung modellieren, einschließlich einer Turboladerverzögerung und der Verzögerungen der Verbrennungsmotoraktoren. Bei dem Elektromotordrehmoment T_e kann es sich um eine Funktion des Elektromotordrehmomentbedarfs u₂(d) (wie etwa des Elektromotordrehmomentbedarfs 312 aus 3) handeln: $T_{e} (d) = G_{2} (s) u_{2} (d),$
wobei es sich bei G₂(s) um die Übertragungsfunktion vom Elektromotordrehmomentbedarf u₂(d) zur tatsächlichen Ausgabe des Elektromotordrehmoments T_e handelt. Die Übertragungsfunktion G₂(s) kann eine Verzögerung des Umschaltens der Elektromotorleistungsquelle zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Generator berücksichtigen. Die Übertragungsfunktion G₂(s) kann ebenfalls eine Verzögerung der Elektromotorreaktion berücksichtigen, wie etwa eine Verzögerung vom Empfangen des Elektromotorbedarfs zum Ausgeben des geforderten Elektromotordrehmoments. Das durch das Bremssystem bereitgestellte Bremsdrehmoment T_B kann gleich dem Bremsdrehmomentbedarf (wie etwa dem Bremsdrehmomentbedarf 313 aus 3) oder dem vom Fahrer geforderten Bremsdrehmoment sein: $T_{B} (d) = u_{3} (d) .$
Durch das Laden des Fahrzeugmodells werden die Parameter der Funktionen f₁()-f₃() und der Übertragungsfunktionen G₁(s) - G₂(s) geladen. Auf diese Weise kann die Steuerung eine Fahrzeugbeschleunigung an einer Position basierend auf Eingaben berechnen, die den Verbrennungsmotordrehmomentbedarf, den Elektromotordrehmomentbedarf, den Bremsdrehmomentbedarf und die Fahrzeuggeschwindigkeit beinhalten.
Bei 402 wird das Fahrzeug basierend auf der geladenen Drehmomentvermittlung betrieben. Zum Beispiel berechnet das Drehmomentvermittlungsmodul (wie etwa das Drehmomentvermittlungsmodul 310 aus 3) den Verbrennungsmotordrehmomentbedarf, den Elektromotordrehmomentbedarf und den Bremsdrehmomentbedarf basierend auf dem Fahrerbedarf und den geladenen Drehmomentvermittlungsniveaus aus 401. Als ein Beispiel wird der Verbrennungsmotordrehmomentbedarf berechnet, indem das vom Fahrer geforderte Antriebsdrehmoment mit dem Verbrennungsmotordrehmomentniveau multipliziert wird; der Elektromotordrehmomentbedarf wird berechnet, indem das vom Fahrer geforderte Antriebsdrehmoment mit dem Elektromotordrehmomentniveau multipliziert wird; der Bremsdrehmomentbedarf ist gleich dem vom Fahrer geforderten Bremsdrehmoment. Das vom Fahrer geforderte Antriebsdrehmoment kann bestimmt werden, indem eine Lookup-Tabelle mit einem Niederdrückungsgrad des Gaspedals geprüft wird.
Bei 403 misst das Verfahren 400 Streckendaten, während das Fahrzeug auf der Rennstrecke betrieben wird. Die Streckendaten werden an jeder Position entlang der Strecke gemessen oder geschätzt. Die Streckendaten können die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff F_QTY , die Fahrzeugbeschleunigung a , das Verbrennungsmotordrehmoment T_ICE , das Elektromotordrehmoment T_E und das Bremsdrehmoment T_B beinhalten. Zum Beispiel kann das Verfahren 400 die Verbrennungsmotordrehzahl und Verbrennungsmotorlast messen und die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe schätzen, indem die gemessene Verbrennungsmotordrehzahl mit der gemessenen Verbrennungsmotorlast multipliziert wird. Das Verfahren 400 kann eine Drehzahl und eine Last des Elektromotors messen und die tatsächliche Elektromotordrehmomentausgabe schätzen, indem die gemessene Elektromotordrehzahl mit der gemessenen Elektromotorlast multipliziert wird. Das Verfahren 400 kann eine Bremskraft messen und das Bremsdrehmoment als eine Funktion der Bremskraft berechnen. Alternativ kann/können eines oder mehrere des Verbrennungsmotordrehmoments, des Elektromotordrehmoments und des Bremsdrehmoments direkt mit einem Dynamometer gemessen werden. Die Streckendaten können ferner den Wärmezustand beinhalten, einschließlich der Verbrennungsmotortemperatur, der Elektromotortemperatur und der Bremstemperatur. Zum Beispiel kann die Verbrennungsmotortemperatur basierend auf der Kühlmitteltemperatur geschätzt werden, die durch einen an das Kühlmittelsystem gekoppelten Sensor (wie etwa den Temperatursensor 212 aus 2) gemessen wird. Die Elektromotortemperatur und die Bremstemperatur können durch jeweils einen Temperatursensor gemessen werden, der an den Elektromotor bzw. die Bremsen gekoppelt ist.
Bei 404 bestimmt das Verfahren 400, ob die Rennstrecke zu Ende ist. Wenn das Fahrzeug die Rennstrecke noch nicht absolviert hat, führt das Verfahren 400 bei 405 mit dem Messen/Schätzen der Streckendaten fort. Wenn das Fahrzeug die Rennstrecke absolviert hat, geht das Verfahren 400 zu 406 über.
Bei 406 bestimmt das Verfahren 400, ob die Streckenzeit die Zielsetzung erfüllt. Wenn die Streckenzeit die Zielsetzung erfüllt, speichert das Verfahren 400 bei 409 die gegenwärtigen Drehmomentvermittlungsniveaus und das gegenwärtige Fahrzeugmodell im Speicher ab. Zum Beispiel können Parameter des gegenwärtigen Fahrzeugmodells im Speicher abgespeichert werden. Wenn die Streckenzeit länger als die Zielsetzung ist, geht das Verfahren 400 zu 407 über.
Bei 407 wird das Fahrzeugmodell basierend auf den bei 403 gewonnenen Streckendaten aktualisiert. In einer Ausführungsform können die Parameter des Fahrzeugmodells basierend auf den Streckendaten aktualisiert werden. Die Parameter des Fahrzeugmodells können Koeffizienten und Formate der Funktionen f₁() - f₃() und der Übertragungsfunktionen G₁(s) - G₂(s) beinhalten. Die Parameter der Funktionen können basierend auf den gemessenen oder geschätzten Eingaben und Ausgaben bestimmt werden. Zum Beispiel können die Parameter der Übertragungsfunktion G₁ basierend auf dem bei 403 gemessenen oder geschätzten Verbrennungsmotordrehmomentbedarf u₁ und Verbrennungsmotordrehmoment T_ICE aktualisiert werden. Als ein anderes Beispiel können die Parameter der Funktion f₃() basierend auf der bzw. dem bei 403 gemessenen oder geschätzten Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff F_QTY und Verbrennungsmotordrehmoment T_ICE aktualisiert werden. In einer Ausführungsform können die Parameter des Fahrzeugmodells basierend auf den Streckendaten mittels Systemidentifikation aktualisiert werden.
Ferner können Parameter der Wärmegleichungen aktualisiert oder identifiziert werden. Die Wärmegleichungen können verwendet werden, um die Verbrennungsmotortemperatur, die Elektromotortemperatur und der Bremstemperatur zu berechnen. Bei der Wärmegleichung der Verbrennungsmotortemperatur kann es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Verbrennungsmotordrehmoments handeln: $H_{I C E} (d) = f_{5} (V (d), T_{I C E} (d)) .$
Bei der Wärmegleichung der Elektromotortemperatur kann es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Elektromotordrehmoments und des Batterieladestatus handeln: $H_{E} (d) = f_{6} (V (d), T_{e} (d), F_{S O C} (d)) .$
Bei der Wärmegleichung der Bremstemperatur kann es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Bremsdrehmoments handeln: $H_{B} (d) = f_{7} (V (d), T_{B} (d)) .$
Bei 408 werden optimale Drehmomentvermittlungsniveaus basierend auf dem aktualisierten Fahrzeugmodell mittels Optimierung bestimmt. Wenn ein optimales Geschwindigkeitsprofil bekannt ist, können der Verbrennungsmotordrehmomentbedarf u₁(d), der Elektromotordrehmomentbedarf u₂(d) und der Bremsdrehmomentbedarf u₃(d) in einer Ausführungsform so optimiert werden, dass sich das Geschwindigkeitsprofil dem optimalen Fahrzeugprofil annähert. Das Optimierungsproblem kann als eine erste Kostenfunktion ausgedrückt werden: $m i n_{(u_{1}, u_{2}, u_{3})} ‖ V_{r} - \int a ‖$
s. t. $T_{e m i n} (V (d), F_{S O C} (d)) \leq T_{e} (d) \leq T_{e m a x} (V (d), F_{S O C} (d)),$
$0 \leq F_{S O C} (d) \leq 1,$
$0 \leq T_{I C E} (d) \leq T_{I C E m a x} (V (d), F_{Q T Y} (d)),$
$0 \leq F_{Q T Y} (d) \leq 1,$
$T_{B m i n} (V (d)) \leq T_{B} (d) \leq 0,$
$H_{I C E m i n} \leq H_{I C E} (d) \leq H_{I C E m a x,}$
$H_{E m i n} \leq H_{E} (d) \leq H_{E m a x},$
$H_{B m i n} \leq H_{B} (d) \leq H_{B m a x,}$
wobei es sich bei V_r um das optimale Geschwindigkeitsprofil handelt. Das Verbrennungsmotordrehmoment T_e wird durch das maximale und das minimale gegenwärtige Elektromotordrehmoment, T_emax und T_emin beschränkt, wobei es sich sowohl bei dem maximalen als auch minimalen gegenwärtigen Elektromotordrehmoment, T_emax und T_emin, um Funktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Batterieladestatus handelt. Das Verbrennungsmotordrehmoment wird durch das maximal verfügbare Verbrennungsmotordrehmoment T_ICEmax beschränkt, bei dem es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit V(d) und der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff F_qty(d) handelt. Das Bremsdrehmoment kann durch ein von den Reibungsbremsen verfügbares Drehmoment T_Bmin beschränkt werden, bei dem es sich um eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit handelt.
Wenn das optimale Geschwindigkeitsprofil unbekannt ist, können der Verbrennungsmotordrehmomentbedarf u₁(d) , der Elektromotordrehmomentbedarf u₂(d) und der Bremsdrehmomentbedarf u₃(d) in einer anderen Ausführungsform optimiert werden, um eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit über die Strecke zu minimieren. Das Optimierungsproblem kann als eine zweite Kostenfunktion ausgedrückt werden: $m i n_{(u_{1}, u_{2}, u_{3})} \frac{1}{V_{a v g}},$
s. t. $T_{e m i n} (V (d), F_{S O C} (d)) \leq T_{e} (d) \leq T_{e m a x} (V (d), F_{S O C} (d)),$
$0 \leq F_{S O C} (d) \leq 1,$
$0 \leq T_{I C E} (d) \leq T_{I C E m a x} (V (d), F_{Q T Y} (d)),$
$0 \leq F_{Q T Y} (d) \leq 1,$
$T_{B m i n} (V (d)) \leq T_{B} (d) \leq 0,$
$H_{I C E m i n} \leq H_{I C E} (d) \leq H_{I C E m a x,}$
$H_{E m i n} \leq H_{E} (d) \leq H_{E m a x,}$
$H_{B m i n} \leq H_{B} (d) \leq H_{B m a x,}$
wobei es sich bei V_avg um die durchschnittliche Geschwindigkeit handelt.
Das Optimierungsproblem kann mit mehreren verfügbaren Verfahren gelöst werden. Wenn es sich zum Beispiel bei der Kostenfunktion um einen konvexen Fall handelt, können gradientbasierte Methoden verwendet werden. Wenn es sich bei der Funktion um keinen konvexen Fall handelt, können genetische und heuristische Algorithmen verwendet werden.
Die Drehmomentvermittlung kann basierend auf dem optimierten Verbrennungsmotordrehmomentbedarf u₁' und dem optimierten Elektromotordrehmomentbedarf u₂' berechnet werden: $V e r b r e n n u n g s m o t o r d r e h m o m e n t n i v e a u = \frac{u_{1}'}{u_{1}' + u_{2}'} \times 100 %;$
$E l e k t r o m o t o r d r e h m o m e n t n i v e a u = \frac{u_{2}'}{u_{1}' + u_{2}'} \times 100 % .$
Das Verfahren 400 betreibt anschließend das Fahrzeug mit der basierend auf der Optimierung erzeugten Drehmomentvermittlung.
5 veranschaulicht beispielhafte Zeitleisten des Verbrennungsmotordrehmomentniveaus 510, des Elektromotordrehmomentniveaus 520, des Batterieladestatus 530 und der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff 540, während das Verfahren 400 umgesetzt wird. Die x-Achsen stellen die Zeit dar. Die Zeit nimmt, wie durch den Pfeil angezeigt, zu.
Bei T₁ beginnt das Fahrzeug das Rennen auf einer vorbestimmten Route. Die Steuerung kann das gespeicherte Verbrennungsmotordrehmomentniveau und das Elektromotordrehmomentniveau an jeder Position auf der Route laden. Die Drehmomentvermittlungsniveaus hier sind das ganze Rennen hindurch konstant. Das heißt, von T₁ bis zum Zeitpunkt T₂, zu dem das Fahrzeug das Rennen beendet, bleibt das Verbrennungsmotordrehmomentniveau das gleiche und das Elektromotordrehmomentniveau bleibt das gleiche. Der Batterieladestatus und die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff nehmen von T₁ bis T₂ beständig ab. Die Streckendaten, einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Verbrennungsmotordrehmomentausgabe, der Elektromotordrehmomentausgabe, der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, werden überwacht und aufgezeichnet.
Bei T₂ beendet das Fahrzeug das Rennen mit einem Batterieladestatus, der nicht null ist, und einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, die nicht null ist. Die Steuerung vergleicht die Rennzeit von T₁ mit T₂ und bestimmt, dass eine Optimierung der Drehmomentvermittlung notwendig ist, um die Rennzeit zu verbessern. Somit wird ein Fahrzeugmodell basierend auf den Streckendaten aktualisiert und die Drehmomentvermittlung wird basierend auf dem aktualisierten Fahrzeugmodell optimiert.
Bei T₃ beginnt das Fahrzeug ein zweites Rennen auf der gleichen Route. Das Fahrzeug wird basierend auf der optimierten Drehmomentvermittlung betrieben. Von T₃ bis zum Zeitpunkt T₄, zu dem das Fahrzeug das zweite Rennen beendet, nimmt das Verbrennungsmotordrehmomentniveau ab und das Elektromotordrehmomentniveau nimmt zu. Die Änderungsrate des Batterieladestatus ist anfangs niedrig, nimmt dann am Ende des Rennens zu. Die Änderungsrate der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff ist zu Beginn des zweiten Rennens aufgrund des hohen Verbrennungmotordrehmomentniveaus hoch. Die Änderungsrate der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff nimmt zum Ende des Rennens hin ab. Sowohl der Batterieladestatus als auch die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff betragen am Ende des Rennens bei T₄ null. Im Vergleich zum ersten Rennen wird der fahrzeuginterne Kraftstoff schneller aufgebraucht, sodass das Fahrzeuggewicht schneller verringert wird, um das Gesamtleistungs-/Gewichtsverhältnis im Rennen zu erhöhen.
Bei T₄ bestimmt die Steuerung, dass die Streckenzeit für das zweite Rennen die Anforderungen erfüllen. Die Drehmomentvermittlungsniveaus und das Fahrzeugmodell werden im Steuerungsspeicher gespeichert.
Auf diese Weise werden Drehmomentvermittlungsniveaus zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor auf einer vorbestimmten Route mittels eines Optimierungsprozesses basierend auf einem Fahrzeugmodell aktualisiert. Das Fahrzeugmodell wird basierend auf den tatsächlichen Streckendaten nach jedem Durchlauf auf der Route aktualisiert. Bei dem Fahrzeugmodell handelt es sich um eine Funktion der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff.
Die technische Wirkung des Aktualisierens des Fahrzeugmodells besteht darin, dass Schwankungen beim Fahrzeug und den Rennbedingungen berücksichtigt werden können. Die technische Wirkung des Optimierens der Drehmomentvermittlungsniveaus nach jedem Rennen besteht darin, dass das Drehmomentvermittlungsniveau an jeder Position auf der Route eingestellt werden kann, um den fahrzeuginternen Kraftstoff und die in der Energiespeichervorrichtung gespeicherte Energie wirksam zu nutzen. Die technische Wirkung des Erstellens des Fahrzeugmodells basierend auf der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff besteht darin, dass der Optimierungsalgorithmus das höchste durchschnittliche Leistungs-/Gewichtsverhältnis erreichen kann. Die technische Wirkung des Betrachtens der Wärmezustände des Fahrzeugs während der Optimierung besteht darin, dass die Wärmewirkungen auf die Leistungselektronik berücksichtigt werden können.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren das Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, um Fahrzeugrädern ein Drehmoment über eine vorbestimmte Route bereitzustellen; und das Vermitteln des Drehmoments zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine basierend auf einer Fahrzeugmasse umfasst. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen der Fahrzeugmasse basierend auf einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, während der Hybridantriebsstrang betrieben wird. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner das Bestimmen der Drehmomentvermittlung zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine basierend auf einem Fahrzeugmodell. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner das Messen einer Verbrennungsmotordrehmomentausgabe und einer Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine, während der Hybridantriebsstrang betrieben wird, und das Identifizieren des Fahrzeugmodells basierend auf der gemessenen Verbrennungsmotordrehmomentausgabe, der gemessenen Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine und der Fahrzeugmasse. Ein viertes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Fahrzeugmodell ferner basierend auf einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer gemessenen Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff und einem gemessenen Batterieladestatus identifiziert wird. Ein fünftes Beispiel des Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner das Bestimmen der Drehmomentvermittlung, indem ein Unterschied zwischen einem optimalen Geschwindigkeitsprofil und einem basierend auf dem identifizierten Fahrzeugmodell berechneten Geschwindigkeitsprofil bestimmt wird. Ein sechstes Beispiel des Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner das Bestimmen der Vermittlung, indem eine basierend auf dem identifizierten Fahrzeugmodell berechnete durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit maximiert wird. Ein siebtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis sechsten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Drehmoment so vermittelt wird, dass eine Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff am Ende der Route null beträgt. Ein achtes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis siebten Beispiels und beinhaltet ferner, dass das Drehmoment so vermittelt wird, dass ein Batterieladestatus am Ende der Route null beträgt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren das Betreiben eines Fahrzeugs mit einer Drehmomentvermittlung zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine über eine vorbestimmte Route; das Messen einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff; und das Aktualisieren der Drehmomentvermittlung basierend auf der gemessenen Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, um ein durchschnittliches Leistungs-/Gewichtsverhältnis über die vorbestimmte Route zu maximieren. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Aktualisieren der Drehmomentvermittlung basierend auf einem Fahrzeugmodell und das Aktualisieren von Parametern des Fahrzeugmodells basierend auf der gemessenen Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner das Messen von Streckendaten während des Fahrzeugbetriebs und das Aktualisieren der Parameter des Fahrzeugmodells basierend auf den gemessenen Streckendaten. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Streckendaten ein Verbrennungsmotordrehmoment, ein Drehmoment der elektrischen Maschine, ein Bremsdrehmoment, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Batterieladestatus beinhalten. Ein viertes Beispiel des Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Drehmomentvermittlung so aktualisiert wird, dass sich ein basierend auf der aktualisierten Drehmomentvermittlung berechnetes Fahrzeugprofil einem optimalen Fahrzeugprofil annähert. Ein fünftes Beispiel des Verfahren beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Drehmomentvermittlung so aktualisiert wird, dass eine basierend auf der aktualisierten Vermittlung berechnete durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit maximal ist. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner das Aktualisieren der Drehmomentvermittlung, sodass am Ende der vorbestimmten Route die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff einen ersten Schwellenwert aufweist und ein Batterieladestatus einen zweiten Schwellenwert aufweist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Hybridfahrzeug: ein Rad, einen an das Rad gekoppelten Verbrennungsmotor; eine an das Rad gekoppelte elektrische Maschine; eine an das Rad gekoppelte Bremse; und eine Steuerung, die mithilfe von auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem konfiguriert ist: Laden einer Drehmomentvermittlung für eine Route; Betreiben des Fahrzeugs auf der Route, indem ein Drehmomentbedarf zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine basierend auf der geladenen Drehmomentvermittlung verteilt wird; Messen einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, während das Fahrzeug betrieben wird; Optimieren der Drehmomentvermittlung basierend auf der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff am Ende der Route; und Speichern der optimierten Drehmomentvermittlung. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Konfigurieren der Steuerung zum Optimieren der Drehmomentvermittlung basierend auf einem Fahrzeugmodell. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, das Konfigurieren der Steuerung zum Aktualisieren des Fahrzeugmodells basierend auf der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff. Ein drittes Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und des zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, das Konfigurieren der Steuerung zum Betreiben des Fahrzeugs auf der Route mit einem Bremsdrehmoment, das gleich einem vom Fahrer geforderten Bremsdrehmoment ist.
Es ist zu beachten, dass die hier beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Verbrennungsmotorhardware, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann/können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Verbrennungsmotorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Verbrennungsmotortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Konfigurationen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Schutzumfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, darüber hinaus als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2009/0204280 [0003]

Claims

Verfahren, umfassend: Betreiben eines Hybridantriebsstrangs, um Fahrzeugrädern ein Drehmoment über eine vorbestimmte Route bereitzustellen; und Vermitteln des Drehmoments zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine basierend auf einer Fahrzeugmasse.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfassend das Bestimmen der Fahrzeugmasse basierend auf einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, während der Hybridantriebsstrang betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen der Drehmomentvermittlung zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine basierend auf einem Fahrzeugmodell.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Messen einer Verbrennungsmotordrehmomentausgabe und einer Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine, während der Hybridantriebsstrang betrieben wird, und das Identifizieren des Fahrzeugmodells basierend auf der gemessenen Verbrennungsmotordrehmomentausgabe, der gemessenen Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine und der Fahrzeugmasse.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Fahrzeugmodell ferner basierend auf einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer gemessenen Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff und einem gemessenen Batterieladestatus identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Bestimmen der Drehmomentvermittlung, indem ein Unterschied zwischen einem optimalen Geschwindigkeitsprofil und einem basierend auf dem identifizierten Fahrzeugmodell berechneten Geschwindigkeitsprofil bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Bestimmen der Vermittlung, indem eine basierend auf dem identifizierten Fahrzeugmodell berechnete durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit maximiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment so vermittelt wird, dass am Ende der Route die Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff einen ersten Schwellenwert aufweist und ein Batterieladestatus einen zweiten Schwellenwert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment so vermittelt wird, dass eine Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff am Ende der Route null ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Drehmoment so vermittelt wird, dass ein Batterieladestatus am Ende der Route null ist.
Hybridfahrzeug, umfassend: ein Rad, ein an das Rad gekoppelten Verbrennungsmotor; eine an das Rad gekoppelte elektrische Maschine; eine an das Rad gekoppelte Bremse; und eine Steuerung, die mithilfe von auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zu Folgendem konfiguriert ist: Laden einer Drehmomentvermittlung für eine Route; Betreiben des Fahrzeugs auf der Route, indem ein Drehmomentbedarf zwischen dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine basierend auf der geladenen Drehmomentvermittlung verteilt wird; Messen einer Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff, während das Fahrzeug betrieben wird; Optimieren der Drehmomentvermittlung basierend auf der Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff am Ende der Route; und Speichern der optimierten Drehmomentvermittlung.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 11, ferner umfassend das Konfigurieren der Steuerung zum Optimieren der Drehmomentvermittlung basierend auf einem Fahrzeugmodell.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Konfigurieren der Steuerung zum Aktualisieren des Fahrzeugmodells basierend auf der gemessenen Menge an fahrzeuginternem Kraftstoff mittels einer Systemidentifikation.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Konfigurieren der Steuerung zum Messen von Streckendaten während des Fahrzeugbetriebs und zum Aktualisieren der Parameter des Fahrzeugmodells basierend auf den gemessenen Streckendaten.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Konfigurieren der Steuerung zum Betreiben des Fahrzeugs auf der Route mit einem Bremsdrehmoment, das gleich einem vom Fahrer geforderten Bremsdrehmoment ist.