DE102019129454A1

DE102019129454A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Motorüberwachung

Info

Publication number: DE102019129454A1
Application number: DE102019129454.1A
Authority: DE
Inventors: David Howard Summers; Richard Buckingham; James Anderson; James McCorrie; Tim Kennedy
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-05-28
Also published as: GB2579356A; GB2579356B; GB201819333D0

Abstract

Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Verbrennungsmotors (7) in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang. Der Hybridfahrzeug-Antriebsstrang beinhaltet eine elektrische Antriebseinheit (8) und den Verbrennungsmotor (7). Das Verfahren beinhaltet das Empfangen einer Drehmomentanforderung. Eine erste Überwachungsphase ist implementiert, um eine erste Gruppe (G-1) von Motorsystemen zu überwachen. Die erste Überwachungsphase umfasst das Steuern des Verbrennungsmotors (7), um einen ersten Betriebszustand (TQE-1) zum Überwachen der ersten Gruppe (G-1) bereitzustellen. Das Verfahren umfasst das Steuern der elektrischen Antriebseinheit (8) derart, dass ein von dem Verbrennungsmotor (7) und der elektrischen Antriebseinheit (8) erzeugtes Gesamtdrehmoment zumindest im Wesentlichen mit der während der ersten Überwachungsphase empfangenen Drehmomentanforderung übereinstimmt. Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auch auf eine Steuerung zur Überwachung des Verbrennungsmotors (7).

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Motorüberwachungsverfahren und eine Vorrichtung. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Verbrennungsmotors, auf ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium, auf eine Steuerung und auf ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Die Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt verlangen die Implementierung eines On-Board-Diagnosesystems (OBD) für Fahrzeuge, die mit einem Verbrennungsmotor (ICE) ausgestattet sind. Das OBD-System besteht aus verschiedenen Monitoren, von denen einige kontinuierlich und andere nicht kontinuierlich arbeiten. Die nicht kontinuierlichen Monitore zeichnen sich durch einen Satz von Parametern aus, die ein Betriebsfenster (WOO) definieren. Das Fenster der Betriebsparameter definiert die vorherrschenden Betriebsbedingungen, unter denen der Monitor arbeiten kann. Die Parameter können ein Betriebsfenster in Bezug auf eine oder mehrere der folgenden Bedingungen definieren: minimale Motordrehzahl, maximale Motordrehzahl, minimaler Luftdruck, maximale Luftmassenstromveränderung usw. Viele der Monitore, die nicht kontinuierlich arbeiten, müssen die Anforderungen des In-Use Monitor Performance Ratio (IUMPR) erfüllen. Die IUMPR-Anforderungen legen ein Mindestverhältnis des Monitorbetriebs fest, das ausreicht, um einen Ausfall während einer Fahrt über die Anzahl der Fahrzeugfahrten zu erkennen, die dem Mindestfahrstandard entsprechen (Motorlaufzeit, Mindestfahrgeschwindigkeit und andere Merkmale). In der Praxis kann der IUMPR von Fahrzeug zu Fahrzeug stark variieren, da das Verhalten des Fahrers (d.h. wie der Fahrer das Fahrzeug bedient) auf dem Monitorfenster der Betriebsparameter Einfluss hat.
Die IUMPR-Anforderungen für hybridisierte Fahrzeuge gelten für einen Mindestfahrstandard, der mit nur zehn (10) Sekunden Betrieb eines Verbrennungsmotors erreicht wird, was eine deutliche Reduzierung gegenüber nicht hybridisierten Fahrzeugen bedeutet. Dies reduziert die Betriebszeiten, in denen die erforderlichen Monitore implementiert werden können. Einige Monitore benötigen mehr als zehn (10) Sekunden Betriebszeit und einige Monitore müssen isoliert von anderen Monitoren laufen. Dementsprechend besteht ein größeres Risiko, die Mindestnorm IUMPR bei einem Hybridfahrzeug nicht zu erfüllen als bei einem Fahrzeug, das ausschließlich von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
Eine Lösung für das oben genannte Problem wäre, den Betrieb des Verbrennungsmotors fortzusetzen, bis alle Monitore ausreichend betrieben wurden, um einen Fehler zu erkennen. Dieser Ansatz würde jedoch den Betrieb des Verbrennungsmotors verlängern.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu beseitigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Verbrennungsmotors, auf ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Medium, auf eine Steuerung und auf ein Fahrzeug, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang vorgesehen, wobei der Hybridfahrzeug-Antriebsstrang eine elektrische Antriebseinheit und den Verbrennungsmotor umfasst. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Drehmomentanforderung und das Implementieren einer ersten Überwachungsphase. Die erste Überwachungsphase kann das Steuern des Verbrennungsmotors zum Bereitstellen einer ersten Betriebsbedingung und das Überwachen einer ersten Gruppe von Motorsystemen unter der ersten Betriebsbedingung umfassen. Die elektrische Antriebseinheit kann so gesteuert werden, dass ein vom Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugtes Gesamtdrehmoment mindestens im Wesentlichen der während der ersten Überwachungsphase empfangenen Drehmomentanforderung entspricht. Die elektrische Antriebseinheit kann so gesteuert werden, dass das kombinierte Drehmoment des Verbrennungsmotors und der elektrischen Antriebseinheit mindestens im Wesentlichen der Drehmomentanforderung entspricht. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen nutzt dieses Verfahren die Eigenschaft eines Hybridfahrzeugantriebsstrangs, die es ermöglicht, das Energiegleichgewicht zwischen der Verbrennung und dem Antrieb der elektrischen Antriebseinheit zu variieren, wodurch der Betriebspunkt der Verbrennung gesteuert werden kann, um Bedingungen bereitzustellen, die für die Überwachung des Verbrennungsmotors geeignet sind, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass das Gesamtdrehmoment zumindest im Wesentlichen der empfangenen Drehmomentanforderung entspricht. Andere Eigenschaften eines hybridisierten Fahrzeugantriebsstrangs, wie z. B. der Motorstopp während der Fahrt (Gleiten), können während der Überwachungsphasen verändert oder ausgesetzt werden.
Das Verfahren kann das Steuern des Verbrennungsmotors zum Erzeugen der ersten Betriebsbedingung umfassen. Das Verfahren kann die Durchführung der ersten Überwachungsphase umfassen, wenn der Verbrennungsmotor unter dem ersten Betriebszustand arbeitet. Alternativ kann das Verfahren auch das Überwachen der Drehmomentanforderung und das Implementieren der ersten Überwachungsphase umfassen, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines ersten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt. Die Bestimmung, dass die Drehmomentanforderung innerhalb des ersten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt, kann eine Eingangsbedingung für die Durchführung der ersten Überwachungsphase darstellen. Der erste vorgegebene Drehmomentbereich kann die erste Betriebsbedingung bereitstellen, die für die Durchführung der ersten Überwachungsphase geeignet ist. Die erste Gruppe von Motorsystemen kann während der ersten Überwachungsphase überwacht werden, während der Verbrennungsmotor unter dem ersten Betriebszustand betrieben wird.
Das Verfahren kann das Definieren einer oder mehrerer Gruppen der zu überwachenden Motorsysteme umfassen. Die Motorsysteme können nach ihren jeweiligen Betriebsparametern gruppiert werden. Ein oder mehrere Motorsysteme mit ähnlichen oder gleichwertigen Fenstern von Betriebsparametern können derselben Gruppe zugeordnet werden. Ein oder mehrere Motorsysteme mit unterschiedlichen Fenstern von Betriebsparametern können verschiedenen Gruppen zugeordnet werden. Die Gruppen können vordefiniert oder dynamisch bestimmt werden. Jeder Gruppe kann ein Satz von Betriebsbedingungen für den Verbrennungsmotor zugeordnet werden. Der Verbrennungsmotor und die elektrische Antriebseinheit können ausgewuchtet werden, um den Betrieb des Verbrennungsmotors im Wesentlichen gleich den definierten Betriebsbedingungen zu halten.
Die Drehmomentanforderung kann einen Drehmomentsollwert umfassen. Die Drehmomentanforderung kann von einem Steuerungssystem, beispielsweise einem Tempomat oder einem adaptiven Geschwindigkeitsregelsystem, oder einem Fahrer des Fahrzeugs erzeugt werden.
Das Verfahren kann nach dem Aktivieren des Verbrennungsmotors eingeleitet werden. Wenn während einer Fahrt eine Anforderung für den Betrieb des Verbrennungsmotors besteht, wird der Verbrennungsmotor aktiviert. Die erste Betriebsbedingung kann eingestellt und aufrechterhalten werden, bis entweder alle Monitore der ersten Gruppe eine Betriebsdauer hatten, die ausreicht, um einen Ausfall zu erkennen, oder bis eine erste Timeout-Periode erreicht ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Überwachungsphase beendet werden, wenn die Drehmomentanforderung außerhalb eines vordefinierten Drehmomentbereichs für die Durchführung der ersten Überwachungsphase liegt. Dieser Prozess kann für jede Gruppe durchgeführt werden. Der Betrieb des Verbrennungsmotors kann dann wieder freigegeben werden, um unter normalen Betriebsbedingungen Drehmoment zu liefern.
Die elektrische Antriebseinheit kann einen oder mehrere elektrische Fahrmotoren umfassen.
Die erste Gruppe von Motorsystemen kann ein oder mehrere Motorsysteme umfassen, die unter dem ersten Betriebszustand zu überwachen sind.
Die erste Überwachungsphase kann das Steuern des Verbrennungsmotors umfassen, um den ersten Betriebszustand aufrechtzuerhalten.
Die erste Gruppe kann ein oder mehrere Motorsysteme umfassen. Die erste Gruppe kann optional vordefiniert werden.
Die erste Betriebsbedingung kann einen ersten Motorsollwert oder einen ersten Motorbetriebsbereich umfassen. Die erste Betriebsbedingung kann einen ersten Soll-Motorsollwert oder einen ersten Soll-Motorbetriebsbereich umfassen. Der erste Soll-Motorbetriebsbereich kann beispielsweise einen ersten oberen Motorbetriebsbereich und/oder einen ersten unteren Motorbetriebsbereich umfassen.
Die Steuerung der elektrischen Antriebseinheit kann das Erzeugen eines regenerativen Drehmoments oder eines Antriebsmoments umfassen.
Die erste Gruppe kann eine Vielzahl von Motorsystemen umfassen. Die Motorsysteme der ersten Gruppe können während der ersten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig überwacht werden. Die gleichzeitige Überwachung der Motorsysteme kann die Überwachung von zwei oder mehr Motorsystemen parallel umfassen. Die fortlaufende Überwachung der Motorsysteme kann die Überwachung von zwei oder mehr Motorsystemen nacheinander (d.h. nacheinander) umfassen. Es versteht sich, dass einige Monitore isoliert (d.h. unabhängig von anderen Monitoren) betrieben werden müssen. So können einige der Motorsysteme in der ersten Gruppe nacheinander überwacht werden, während andere gleichzeitig überwacht werden können.
Die erste Überwachungsphase kann nach Abschluss der Überwachung der ersten Gruppe von Motorsystemen abgeschlossen werden. Nach Abschluss der ersten Überwachungsphase kann eine zweite Überwachungsphase eingeleitet werden.
Die erste Überwachungsphase kann unterbrochen werden, wenn die Überwachung der ersten Gruppe von Motorsystemen nicht innerhalb einer vorgegebenen ersten Timeout-Periode abgeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Überwachungsphase unterbrochen werden, wenn die Überwachung der Drehmomentanforderung außerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt, z.B. wenn die Drehmomentanforderung über einen vordefinierten oberen Drehmomentschwellenwert steigt und/oder unter ein vordefiniertes unteres Drehmoment fällt.
Das Verfahren kann die Neuplanung der ersten Überwachungsphase umfassen, wenn die Überwachung der Motorsysteme unterbrochen wird oder nicht abgeschlossen ist. Wird die erste Überwachungsphase unterbrochen, kann das Verfahren das Fortfahren umfassen, weiterhin nach Möglichkeiten zur vollständigen Überwachung des ersten Motorsystems zu suchen. Die Überwachung kann unabhängig von der ersten Überwachungsphase durchgeführt werden.
Die erste Überwachungsphase kann nach Feststellung des ersten Betriebszustands durchgeführt werden.
Das Verfahren kann das Implementieren einer zweiten Überwachungsphase umfassen, die das Steuern des Verbrennungsmotors zum Bereitstellen eines zweiten Betriebszustands und das Überwachen einer zweiten Gruppe von Motorsystemen unter dem zweiten Betriebszustand umfasst. Das Verfahren kann das Steuern der elektrischen Antriebseinheit umfassen, so dass das vom Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugte Gesamtdrehmoment zumindest im Wesentlichen einer Drehmomentanforderung entspricht, die während der zweiten Überwachungsphase empfangen wurde. Die zweite Gruppe von Motorsystemen kann während der zweiten Überwachungsphase überwacht werden, während der Verbrennungsmotor unter dem zweiten Betriebszustand arbeitet.
Das Verfahren kann das Steuern des Verbrennungsmotors umfassen, um den zweiten Betriebszustand zu erzeugen. Das Verfahren kann die Durchführung der zweiten Überwachungsphase umfassen, wenn der Verbrennungsmotor unter dem zweiten Betriebszustand arbeitet. Alternativ kann das Verfahren auch das Überwachen der Drehmomentanforderung und das Implementieren der zweiten Überwachungsphase umfassen, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines zweiten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt. Die Bestimmung, dass die Drehmomentanforderung innerhalb des zweiten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt, kann eine Eingangsbedingung für die Durchführung der zweiten Überwachungsphase darstellen. Der zweite vorgegebene Drehmomentbereich kann die zweite Betriebsbedingung bereitstellen, die für die Durchführung der zweiten Überwachungsphase geeignet ist.
Das Verfahren kann das Überwachen der Drehmomentanforderung und das Implementieren der zweiten Überwachungsphase umfassen, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines zweiten vorbestimmten Drehmomentbereichs liegt.
Die zweite Überwachungsphase kann das Steuern des Verbrennungsmotors umfassen, um den zweiten Betriebszustand aufrechtzuerhalten.
Die zweite Betriebsbedingung kann einen zweiten Motorsollwert oder einen zweiten Motorbetriebsbereich umfassen. Der zweite Soll-Motorbetriebsbereich kann beispielsweise einen zweiten oberen Motorbetriebsbereich und/oder einen zweiten unteren Motorbetriebsbereich umfassen.
Die zweite Gruppe kann eine Vielzahl von Motorsystemen umfassen. Die Motorsysteme der zweiten Gruppe können während der zweiten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig überwacht werden. Die gleichzeitige Überwachung der Motorsysteme kann die Überwachung von zwei oder mehr Motorsystemen parallel umfassen. Die fortlaufende Überwachung der Motorsysteme kann die Überwachung von zwei oder mehr Motorsystemen nacheinander (d.h. nacheinander) umfassen. Es versteht sich, dass einige Monitore isoliert (d.h. unabhängig von anderen Monitoren) betrieben werden müssen. So können einige der Motorsysteme in der zweiten Gruppe nacheinander überwacht werden, während andere gleichzeitig überwacht werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium mit einer Reihe von darin gespeicherten Anweisungen vorgesehen, die bei ihrer Ausführung einen Prozessor veranlassen, das in einem der vorhergehenden Ansprüche beanspruchte Verfahren durchzuführen.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und einer elektrischen Antriebseinheit in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang vorgesehen. Die Steuerung umfasst einen Prozessor. Der Prozessor kann konfiguriert werden, um eine Drehmomentanforderung zu empfangen. Der Prozessor kann ein erstes Motorsteuersignal erzeugen, um einen ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors einzustellen. Der Prozessor kann eine erste Gruppe von Motorsystemen unter dem ersten Betriebszustand überwachen. Optional kann der Prozessor konfiguriert werden, um ein Motorsteuersignal zum Steuern der elektrischen Antriebseinheit zu erzeugen, so dass ein Gesamtdrehmoment, das von dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugt wird, mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung ist, die während der ersten Überwachungsphase empfangen wurde.
Die erste Gruppe von Motorsystemen kann ein oder mehrere Motorsysteme umfassen, die unter dem ersten Betriebszustand zu überwachen sind. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Gruppe von Motorsystemen ein oder mehrere Motorsysteme umfassen, die unter dem zweiten Betriebszustand zu überwachen sind.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den ersten Betriebszustand zu erzeugen und dann die erste Überwachungsphase durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor konfiguriert werden, um die Drehmomentanforderung zu überwachen und die erste Überwachungsphase zu implementieren, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines ersten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den ersten Betriebszustand während der ersten Überwachungsphase aufrechtzuerhalten.
Die erste Gruppe kann ein oder mehrere Motorsysteme umfassen.
Die erste Betriebsbedingung kann einen ersten Motorsollwert oder einen ersten Motorbetriebsbereich umfassen.
Das Motorsteuersignal kann in Abhängigkeit von einem Drehmomentanforderungssignal erzeugt werden. Das Motorsteuersignal kann die elektrische Antriebseinheit steuern, um ein regeneratives Drehmoment oder ein Antriebsmoment zu erzeugen.
Die erste Gruppe kann eine Vielzahl von Motorsystemen umfassen. Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die Motorsysteme in der ersten Gruppe während der ersten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig zu überwachen.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um ein zweites Motorsteuersignal zu erzeugen, um einen zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors einzustellen und eine zweite Gruppe von Motorsystemen unter dem zweiten Betriebszustand zu überwachen. Das Motorsteuersignal kann die elektrische Antriebseinheit so steuern, dass das vom Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugte Gesamtdrehmoment mindestens im Wesentlichen gleich der während der zweiten Überwachungsphase empfangenen Drehmomentanforderung ist.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um einen zweiten Betriebszustand zu erzeugen und dann eine zweite Überwachungsphase zu implementieren. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor konfiguriert werden, um die Drehmomentanforderung zu überwachen und die zweite Überwachungsphase zu implementieren, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines zweiten vorgegebenen Drehmomentbereichs liegt.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den zweiten Betriebszustand während der zweiten Überwachungsphase aufrechtzuerhalten.
Die zweite Betriebsbedingung kann einen zweiten Motorsollwert oder einen zweiten Motorbetriebsbereich umfassen.
Die zweite Gruppe kann eine Vielzahl von Motorsystemen umfassen. Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die Motorsysteme in der zweiten Gruppe während der zweiten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig zu überwachen.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die erste Überwachungsphase nach Abschluss der Überwachung der ersten Gruppe von Motorsystemen abzuschließen.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die erste Überwachungsphase zu unterbrechen, wenn die Überwachung der ersten Gruppe von Motorsystemen nicht innerhalb einer vorbestimmten ersten Timeout-Periode abgeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Überwachungsphase beendet werden, wenn die Drehmomentanforderung außerhalb eines vordefinierten Drehmomentbereichs für die Durchführung der ersten Überwachungsphase liegt.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die zweite Überwachungsphase nach Abschluss der Überwachung der zweiten Gruppe von Motorsystemen abzuschließen.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um die zweite Überwachungsphase zu unterbrechen, wenn die Überwachung der zweiten Gruppe von Motorsystemen nicht innerhalb einer vorbestimmten zweiten Timeout-Periode abgeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Überwachungsphase beendet werden, wenn die Drehmomentanforderung außerhalb eines vorgegebenen Drehmomentbereichs für die Durchführung der zweiten Überwachungsphase liegt.
Die zweite Überwachungsphase kann nach Abschluss der ersten Überwachungsphase eingeleitet werden.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den ersten Betriebszustand zu erzeugen und dann die erste Überwachungsphase durchzuführen.
Der Prozessor kann konfiguriert werden, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den zweiten Betriebszustand zu erzeugen und dann die zweite Überwachungsphase durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer Steuerung, wie hierin beschrieben, vorgesehen.
Jede hierin beschriebene Steuereinheit oder Steuerung kann geeignet eine Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Das System kann aus einer einzelnen Steuereinheit oder einer elektronischen Steuerung bestehen, oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen ausgeführt oder in diesen untergebracht sein. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die gemeinsam betrieben werden, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um eine Steuerung oder Steuereinheit zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt wird, die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung veranlassen, die hierin beschriebenen Steuertechniken zu implementieren. Der Befehlssatz kann geeignet in den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die der Steuerung zugeordnet sind, um auf der Rechenvorrichtung ausgeführt zu werden. Die Steuereinheit oder Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuereinheiten oder Steuerungen können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, optional auf denselben einen oder mehreren Prozessoren wie die erste Steuerung. Es können auch andere geeignete Vorkehrungen getroffen werden.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die Begleitpersonen beschrieben, in denen:

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Steuerung zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
zeigt eine schematische Darstellung der in dargestellten Steuerung;
zeigt ein Diagramm, das das vom Hybrid-Antriebsstrang erzeugte Drehmoment während der Betriebsüberwachung eines Verbrennungsmotors darstellt;
zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb der Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt; und
zeigt ein Blockdiagramm, das den Betrieb der Steuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Steuerung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Begleitpersonen beschrieben. Die Steuerung 1 ist in einem Fahrzeug 2 vorgesehen, das in der vorliegenden Ausführungsform ein Automobil ist. Es versteht sich, dass die Steuerung 1 in anderen Fahrzeugtypen verwendet werden kann. Wie hierin beschrieben, ist die Steuerung 1 konfiguriert, um Fahrzeugsysteme zu steuern, um die Bestimmung eines In-Use Monitor Performance Ratio (IUMPR) zu verbessern.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 2 vier (4) Räder W1-4 und eine Fahrzeugkarosserie 4. Die Räder W1-4 sind an den Vorder- und Hinterachsen 5, 6 vorgesehen. Das erste Rad W1 ist ein linkes Vorderrad; das zweite Rad W2 ist ein rechtes Vorderrad; das dritte Rad W3 ist ein linkes Hinterrad; und das vierte Rad W4 ist ein rechtes Hinterrad. Das Fahrzeug 2 ist ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) mit einem Hybrid-Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor 7 und eine elektrische Antriebseinheit 8 umfasst. Die elektrische Antriebseinheit 8 kann einen oder mehrere elektrische Fahrmotoren umfassen oder aus ihnen bestehen. Das Fahrzeug umfasst eine Traktionsbatterie 9 und einen Wechselrichter 10 zum Steuern der elektrischen Antriebseinheit 8. Der Verbrennungsmotor 7 ist mit einem Abgassystem 11 (in 1 gestrichelt dargestellt) zur Verarbeitung der vom Verbrennungsmotor 7 emittierten Abgase verbunden. Das Abgassystem 11 umfasst mindestens einen Katalysator 12 und mindestens einen Sauerstoffsensor 13 zum Messen eines Sauerstoffgehalts der Abgase. Der Verbrennungsmotor 7 und die elektrische Antriebseinheit 8 sind selektiv betreibbar, um ein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs zu erzeugen (hierin als positives Drehmoment bezeichnet); und ein Drehmoment zum Verzögern des Fahrzeugs (hierin als negatives Drehmoment bezeichnet). Die elektrische Antriebseinheit 8 kann beispielsweise während des Betriebs als Generator ein negatives Drehmoment erzeugen, z.B. um regenerative Fahrzeugbremsungen durchzuführen, um elektrische Energie zum Laden der Traktionsbatterie 9 zu erzeugen. Der Verbrennungsmotor 7 ist antriebsmäßig mit der Vorderachse 5 verbunden, um ein Drehmoment auf die ersten und zweiten Räder W1, W2 zu übertragen. Die elektrische Antriebseinheit 8 ist antriebsmäßig mit der Hinterachse 6 verbunden, um ein Drehmoment auf die dritten und vierten Räder W3, W4 zu übertragen. In alternativen Implementierungen können der Verbrennungsmotor 7 und die elektrische Antriebseinheit 8 fahrerisch mit derselben Achse verbunden sein, d.h. beide entweder mit der Vorderachse 5 oder der Hinterachse 6.
Wie hierin beschrieben, sind der Verbrennungsmotor 7 und der elektrische Antrieb 8 unabhängig voneinander steuerbar. Einer oder beide der Verbrennungsmotoren 7 und der elektrischen Antriebseinheit 8 können gesteuert werden, um ein Drehmoment zu erzeugen, das mindestens im Wesentlichen gleich einer Drehmomentanforderung TQR ist. Eine Antriebssteuereinheit 14 ist zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors 7 und des elektrischen Antriebs 8 vorgesehen, um ein kombiniertes Drehmoment zu erzeugen, das mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR ist. Die Drehmomentanforderung TQR kann von einem Fahrer (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 2 erzeugt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der Stellung eines Gaspedals (nicht dargestellt). Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomentanforderung von einer Fahrzeugsteuerung erzeugt werden, z.B. um eine Tempomatfunktion (oder einen adaptiven Tempomat) zu implementieren.
Die Antriebssteuereinheit 14 ist betreibbar, um einen oder mehrere der folgenden Betriebsparameter zu bestimmen: eine Fahrzeughöhe ALT; eine Fahrzeuggeschwindigkeit VREF; eine Motordrehzahl (U/min) ES; eine Motorlast (%) EL; eine Temperatur (°C) T2 des Katalysators 12; eine Temperatur (°C) T3 des Sauerstoffsensors 13; einen Abgasmassenstrom (kg/h) EMF; und eine Änderung (Δ) des Abgasmassenstroms (g/h) ΔEMF. Die Betriebsparameter des Fahrzeugs 2 und des Verbrennungsmotors 7 können gemessen oder modelliert werden. Die Katalysatortemperatur T2 kann in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors modelliert oder mit einem Katalysator-Temperatursensor gemessen werden (nicht dargestellt). Die Temperatur des Sauerstoffsensors T3 kann in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors modelliert oder mit einem Temperatursensor gemessen werden (nicht dargestellt). Die Fahrzeughöhe ALT und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit VREF können von einem oder mehreren fahrzeugseitigen Sensoren gemessen oder indirekt mit Bezug auf ein Navigationssystem bestimmt werden.
Das Fahrzeug 2 umfasst ein On-Board-Diagnosesystem (OBD) (im Allgemeinen durch die Referenznummer 15 gekennzeichnet), das konfiguriert ist, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 7 zu überwachen. Das OBD-System 16 umfasst eine OBD-Steuerung 16 mit einem Prozessor 17 und einem Speicher 18. Wie in 1 dargestellt, ist die OBD-Steuerung 16 in der vorliegenden Ausführungsform vom Antriebsstrangsteuergerät 14 diskret. Die OBD-Steuerung 16 kommuniziert mit dem Antriebsstrangsteuergerät 14 entweder direkt oder über einen Kommunikationsbus (nicht dargestellt). In einer Variante kann die OBD-Steuerung 16 in das Antriebsstrangsteuergerät 11 integriert werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist das OBD-System 15 konfiguriert, um eine Vielzahl von Monitoren zu implementieren (gekennzeichnet durch die Referenznummer 17-n). In der vorliegenden Ausführungsform ist das OBD-System 15 konfiguriert, um einen Spülstromwächter 17-1, einen Katalysatormonitor 17-2, einen Sauerstoffsensor-Reaktionswächter 17-3 und einen Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-(AFR)-lmbalance-Monitor 17-4 zu implementieren. Die Monitore 17-n können nur dann implementiert werden, wenn sich die Betriebsparameter des Fahrzeugs 2 und/oder des Verbrennungsmotors 7 in einem entsprechenden Betriebsfenster (WOO) befinden. Die Betriebsfenster definieren die erforderlichen Betriebsbedingungen für die Leistung des zugehörigen Monitors 17-n, um die Berichtsanforderungen des In-Use Monitor Performance Ratio (IUMPR) zu erfüllen. Für verschiedene Monitore 17-n können unterschiedliche Betriebsfenster definiert werden. Für jeden der Monitore 17-n kann ein Betriebsfenster vorgegeben werden. Das OBD-System 15 kommuniziert mit dem Antriebsstrangsteuergerät 14, um zu bestimmen, wann sich die Betriebsparameter des Fahrzeugs 2 und des Verbrennungsmotors 7 innerhalb des vorgegebenen Betriebsfensters befinden. Jedes Betriebsfenster kann eine Obergrenze, eine Untergrenze oder einen Bereich jeder Betriebsbedingung definieren. Die für jedes Betriebsfenster definierten Betriebsbedingungen sollten für einen vorbestimmten Zeitraum beibehalten werden, um die Fertigstellung des jeweiligen Monitors 17-n zu ermöglichen.
Das für die Leistung des Spülstromwächters 17-1 definierte Betriebsfenster umfasst: die Fahrzeughöhe ALT, die Fahrzeuggeschwindigkeit VREF und die Motorlast EL. Der Katalysatormonitor 17-2, der Sauerstoffsensor-Reaktionsmonitor 17-3 und der Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR)-Imbalance-Monitor 17-4 umfassen jeweils: die Katalysatortemperatur T2, die Sauerstoffsensortemperatur T3, die Motordrehzahl ES, die Motorlast EL, den Abgasmassenstrom EMF und die Änderung des Abgasmassenstroms ΔEMF. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das OBD-System 15 konfiguriert, um die Monitore 17-n mit Betriebsfenstern zu gruppieren, die sich zumindest teilweise überlappen. Die Monitore 17-n mit Betriebsfenstern, die sich überlappen (entweder eine teilweise, signifikante oder vollständige Überlappung), können in einer oder mehreren Gruppen G-n zusammengefasst werden. Der eine oder die mehreren Monitore 17-n in jeder Monitorgruppe G-n werden dann als Batch, entweder gleichzeitig oder nacheinander (d.h. nacheinander), in einer entsprechenden Überwachungsphase implementiert. Für den Abschluss jeder Überwachungsphase wird eine Timeout-Periode definiert. Die Timeout-Periode für jede Überwachungsphase wird als die Zeit festgelegt, die benötigt wird, um jeden Monitor 17-n in der entsprechenden Monitorgruppe G-n unter idealen Bedingungen zuzüglich einer vorgegebenen Marge abzuschließen, um nicht-ideale Bedingungen zu berücksichtigen. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Überwachungsphase nicht innerhalb der vordefinierten Zeitspanne abgeschlossen ist, beendet das OBD-System 15 die aktuelle Überwachungsphase und geht zur nächsten Überwachungsphase über. In einer Variante können die Timeout-Perioden dynamisch sein, z.B. um die für jede Überwachungsphase zugeteilte Zeit je nach Fortschritt zu erhöhen oder zu verringern. Das OBD-System 15 kann konfiguriert werden, um die Gruppen G-n in einer vorgegebenen Reihenfolge zu implementieren, beispielsweise nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors 7. In einer Variante könnte das OBD-System 15 konfiguriert werden, um die Gruppen G-n in einer dynamischen Abfolge zu implementieren, beispielsweise in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 2 und/oder des Verbrennungsmotors 7.
Eine Zusammenfassung der Betriebsfenster, die für den Spülstromwächter 17-1, den Katalysatormonitor 17-2, den Sauerstoffsensor-Reaktionsmonitor 17-3 und den Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) Ungleichgewichtswächter 17-4 definiert sind, sind nachfolgend aufgeführt.
Spülstromüberwachung
Das Betriebsfenster entspricht dem Drehmoment < 70nm.
Katalysatorüberwachung
Das Betriebsfenster entspricht einem Drehmoment im Bereich von 80nm bis 350nm.
Sauerstoffsensor Reaktionsüberwachung
Das Betriebsfenster entspricht einem Drehmoment im Bereich von 80nm bis 350nm.
Zylinder AFR Unwuchtüberwachung
Das Betriebsfenster entspricht einem Drehmoment im Bereich von 100nm bis 420nm.
In der vorliegenden Ausführungsform definiert das OBD-System 15 eine erste Überwachungsgruppe G-1, die den Spülstromwächter 17-1 umfasst (oder aus ihm besteht). Eine erste Überwachungsphase mit einer ersten Timeout-Periode von 40 Sekunden und einem Drehmomentsollwert von 50 nm ist zum Abschluss der ersten Überwachungsgruppe G-1 definiert. Das OBD-System 15 definiert eine zweite Überwachungsgruppe G-2, die den Katalysatormonitor 17-2, den Sauerstoffsensor-Reaktionsmonitor 17-3 und den Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) Ungleichgewichtsmonitor 17-4 umfasst (oder aus diesem besteht). Eine zweite Überwachungsphase mit einer zweiten Timeout-Periode von 120 Sekunden und einem Drehmomentsollwert von 120 nm ist zum Abschluss der zweiten Überwachungsgruppe G-2 definiert. Die erste und zweite Timeout-Periode sind in der vorliegenden Ausführungsform festgelegt. In einer Variante können die Timeout-Perioden dynamisch geändert werden, z.B. um die Fertigstellung aller Monitore 17-n, die eine zugehörige Monitorgruppe G-n bilden, sicherzustellen.
Das OBD-System 15 weist für jede Monitorgruppe G-n einen Motorbetriebspunkt für den Verbrennungsmotor 7 zu. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Motorbetriebspunkt ein Motordrehmoment. Die Verwendung des Motordrehmoments als Motorbetriebspunkt ist sinnvoll, wenn beispielsweise der Verbrennungsmotor 7 direkt mit dem Fahrzeugantrieb verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Motorbetriebspunkt die Motordrehzahl ES und/oder die Motorlast EL umfassen. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn der Verbrennungsmotor 7 nicht direkt mit dem Antriebsstrang verbunden ist.
Das OBD-System 15 definiert für jede Monitorgruppe G-n ein Soll-Motor-(Soll-)Drehmoment TQE-n. Das Soll-Motordrehmoment TQE-n setzt ein Soll-Betriebsdrehmoment für den Verbrennungsmotor 7, um die Implementierung jedes der Monitore 17-n in dieser Monitorgruppe G-n zu ermöglichen. Das Antriebsstrangsteuergerät 14 ist konfiguriert, um den Verbrennungsmotor 7 zu steuern, um das Soll-Motordrehmoment TQE-n auszugeben, während das OBD-System 15 die Monitore 17-n in dieser Monitorgruppe G-n implementiert. Das Soll-Motordrehmoment TQE-n ist so definiert, dass es innerhalb eines Schnittpunktes der Betriebsfenster für die Monitore 17-n in jeder Monitorgruppe G-n liegt. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann das Soll-Motordrehmoment TQE-n in oder nahe einer Mitte des Schnittpunktes der Betriebsfenster für die Monitore 17-n in dieser Monitorgruppe G-n definiert sein. Das Soll-Motordrehmoment TQE-n kann in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und den Motorlastbedingungen bestimmt werden, die in jedem der Monitore 17-n gelten. So kann beispielsweise das Soll-Motordrehmoment TQE-n für den stationären Fahrzeugbetrieb auf einer ebenen Fläche mit dem Fahrzeuggetriebe im Antrieb bestimmt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein erstes Soll-Motordrehmoment TQE-1 für die erste Monitorgruppe G-n definiert; und ein zweites Soll-Motordrehmoment TQE-2 für die zweite Monitorgruppe G-n. Das erste und zweite Soll-Motordrehmoment TQE-1, TQE-2 sind unterschiedlich. Die Antriebsstrangsteuereinheit 14 ist konfiguriert, um die elektrische Antriebseinheit 8 zu steuern, um ein entsprechendes Solldrehmoment des Elektromotors TQM-n zu erzeugen, um eine aktuelle Drehmomentanforderung TQR zu erfüllen.
Der Betrieb des OBD-Systems 15 wird nun anhand einer ersten Tabelle 100 in 3 beschrieben. Das erste Diagramm 100 stellt eine grafische Darstellung des angeforderten Drehmoments in Bezug auf die Zeit (t) für eine vom Fahrzeug 2 durchgeführte Fahrt dar. Ein erstes Profil TP1 stellt die Drehmomentanforderung TQR dar. Ein zweites Profil TP2 stellt das Soll-Motordrehmoment TQE-n für den Verbrennungsmotor 7 dar; und ein drittes Profil TP3 stellt das Soll-Motordrehmoment TQM-n für die elektrische Antriebseinheit 8 dar. Wie hierin beschrieben, steuert das Antriebsstrangsteuergerät 14 den Verbrennungsmotor 7 und den Elektroantrieb 8 so, dass die Summe aus dem Soll-Motordrehmoment TQE-n und dem Soll-Elektromotordrehmoment TQM-n mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR ist.
Das OBD-System 15 ist konfiguriert, um die Monitore 17-n zu implementieren, um die Berichtsanforderungen des In-Use Monitor Performance Ratio (IUMPR) zu erfüllen. Wie hierin beschrieben, werden die Monitore 17-n in den vordefinierten Monitorgruppen G-n durchgeführt. Die erste Monitorgruppe G-1 wird in einem ersten Zeitraum (t1 bis t2) durchgeführt; und die zweite Monitorgruppe G-2 wird in einem zweiten Zeitraum (t2 bis t3) durchgeführt. Es versteht sich, dass eine oder mehrere zusätzliche Monitorgruppen G-n implementiert werden können. Der Zeitraum für die Implementierung jeder Monitorgruppe G-n ist vordefiniert. Das Soll-Motordrehmoment TQE-n wird gesteuert, um die Implementierung des einen oder mehrerer Monitore 17-n in jeder Monitorgruppe G-n zu ermöglichen. Insbesondere steuert das Antriebsstrangsteuergerät 14 den Verbrennungsmotor 7, um ein Drehmoment zu erzeugen, das mindestens im Wesentlichen gleich dem für die aktuelle Überwachungsgruppe G-n definierten Motordrehmoment TQE-n ist. Das Antriebsstrangsteuergerät 14 steuert das elektrische Antriebsaggregat 8, um ein zusätzliches Drehmoment zu erzeugen, um sicherzustellen, dass das Gesamtabtriebsdrehmoment mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR ist. Insbesondere steuert das Antriebsstrangsteuergerät 14 das elektrische Antriebssystem 8, um das Solldrehmoment des Elektromotors TQM-n zu erzeugen. Das Soll-Elektromotordrehmoment TQM-n wird durch Subtraktion des Soll-Motordrehmoments TQE-n von der Drehmomentanforderung TQR bestimmt. Im Einsatz sind das Soll-Motordrehmoment TQE-n und das Elektromotordrehmoment TQM-n kombiniert mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR. Es versteht sich, dass das Drehmoment TQM-n des Elektromotors positiv oder negativ sein kann, um die Drehmomentanforderung TQR zu erfüllen.
Das OBD-System 15 wird nach Ablauf einer Motorstart- und Systemstabilisierungsperiode (t0 bis t1) aktiviert. Zur Implementierung des Spülstromwächters 17-1 (aus dem sich die erste Überwachungsgruppe G-1 zusammensetzt) wird der Verbrennungsmotor 7 so gesteuert, dass er den ersten für die erste Überwachungsphase definierten Motorsollwert (t1 bis t2) erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der erste Motorsollwert dem ersten Soll-Motordrehmoment TQE-1. Das vom Verbrennungsmotor 7 erzeugte Drehmoment wird mindestens im Wesentlichen gleich dem ersten Soll-Motordrehmoment TQE-1 gehalten, während das OBC-System 15 den Spülstromwächter 17-1 implementiert. Während der ersten Überwachungsphase (t1 bis t2) wird das Solldrehmoment des Elektromotors TQM-n in Abhängigkeit von einer empfangenen Drehmomentanforderung TQR eingestellt. Das Solldrehmoment des Elektromotors TQM-n wird so gesteuert, dass das vom Verbrennungsmotor 7 und der elektrischen Antriebseinheit 8 erzeugte kombinierte Drehmoment mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR ist. Selbst wenn sich die Drehmomentanforderung TQR während der ersten Überwachungsphase (t1 bis t2) ändert, ist das Gesamtdrehmoment also mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR. Das erste Soll-Motordrehmoment TQE-1 bleibt bis zum Ablauf der ersten Überwachungsphase (t2) erhalten.
Der Verbrennungsmotor 7 wird dann so gesteuert, dass der für die zweite Überwachungsphase (t2 bis t3) definierte zweite Motorsollwert erreicht wird. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der zweite Motorsollwert dem zweiten Soll-Motordrehmoment TQE-2. Das vom Verbrennungsmotor 7 erzeugte Drehmoment wird mindestens im Wesentlichen gleich dem zweiten Soll-Motordrehmoment TQE-2 gehalten, während das OBD-System 15 den Katalysator-Monitor 17-2, den Sauerstoffsensor-Reaktionsmonitor 17-3 und den Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AFR) Ungleichgewichtsmonitor 17-4 implementiert. Während der zweiten Überwachungsphase (t2 bis t3) wird das Elektromotordrehmoment TQM-n in Abhängigkeit von einer empfangenen Drehmomentanforderung TQR gesteuert. Das Elektromotordrehmoment TQM-n wird so gesteuert, dass das vom Verbrennungsmotor 7 und der elektrischen Antriebseinheit 8 erzeugte kombinierte Drehmoment mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR ist. Selbst wenn sich die Drehmomentanforderung TQR während der zweiten Überwachungsphase (t2 bis t3) ändert, ist das Gesamtdrehmoment also mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR. Wie in 3 dargestellt, sinkt die Drehmomentanforderung TQR während der zweiten Überwachungsphase (t2 bis t3) auf einen Wert, der kleiner ist als das zweite Soll-Motordrehmoment TQE-2. Um das kombinierte Drehmoment des Verbrennungsmotors 7 und der elektrischen Antriebseinheit 8 mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung TQR zu halten, stellt die Antriebssteuereinheit 14 ein negatives (-ve) Elektromotordrehmoment TQM-n so ein, dass eine regenerative Bremsung durchgeführt wird. Das zweite Soll-Motordrehmoment TQE-2 bleibt bis zum Ablauf der zweiten Überwachungsphase (t3) erhalten. Dieser Vorgang wird für jede Monitorgruppe G-n wiederholt. Im dargestellten Beispiel wird während einer nachfolgenden Überwachungsphase (tn-1 bis tn) ein negatives (-ve) Elektromotordrehmoment TQM-n für die Dauer der Überwachungsphase aufrechterhalten, um sicherzustellen, dass die Drehmomentanforderung TQR erfüllt ist. Im dargestellten Beispiel kann die Drehmomentanforderung TQR ausschließlich vom elektrischen Antrieb 8 erfüllt werden und der Verbrennungsmotor 7 kann nach Abschluss der zweiten Überwachungsphase (bei t3) deaktiviert werden.
Ein erstes Blockdiagramm 200, das den Betrieb des OBD-Systems 15 darstellt, ist in dargestellt. Der Prozess beginnt mit dem Start des Verbrennungsmotors 7 (Block 205). Es wird eine Systemstabilisierung durchgeführt (BLOCK 210), die beispielsweise eine Katalysatorheizung und die Aktivierung der Steuerung der Betankung im geschlossenen Kreislauf umfasst. Ein Gruppenzähler (n) für das OBD-System 15 wird als gleich eins (n=1) (BLOCK 215) eingestellt. Ein Motorsollwert für die aktuelle Monitorgruppe G-n wird aktiviert und ein Gruppentimer gestartet (Block 220). Es wird geprüft, ob alle Monitore 17-n in der aktuellen Monitorgruppe G-n implementiert sind. In der vorliegenden Ausführungsform erhöht ein OBD-Zähler einen jedem Monitor 17-n zugeordneten Zähler, wenn er abgeschlossen ist. Die Prüfung stellt anschließend fest, ob jeder Monitor 17-n in der aktuellen Monitorgruppe G-n durch den OBD-Zähler (BLOCK 225) erhöht wurde. Wenn die Monitore 17-n alle inkrementiert wurden, wird geprüft, ob es im OBD-Prozess (BLOCK 230) eine andere Gruppe G-n gibt. Wenn die Monitore 17-n in der Monitorgruppe G-n nicht alle inkrementiert wurden, wird geprüft, ob der Gruppentimer kleiner ist als die für die aktuelle Überwachungsphase (BLOCK 235) definierte Timeout-Periode. Wenn der Gruppentimer kleiner als die in Bezug auf die aktuelle Überwachungsphase definierte Timeout-Periode ist, wird der Gruppentimer inkrementiert (BLOCK 240) und die Prüfung wiederholt, um festzustellen, ob alle Monitore 17-n in der Monitorgruppe G-n durch den OBD-Zähler (BLOCK 225) inkrementiert wurden. Wenn der Gruppentimer nicht kleiner als die für die aktuelle Überwachungsphase definierte Timeout-Periode ist, wird geprüft, ob es im OBD-Prozess (BLOCK 235) eine andere Gruppe G-n gibt. Wenn noch Restgruppen G-n vorhanden sind, wird ein Gruppenzähler (n) erhöht (Block 245) und der Prozess für die nächste Monitorgruppe (Block 220) wiederholt. Stellt die Prüfung fest, dass es keine Restgruppen G-n (BLOCK 235) gibt, wird der Prozess abgebrochen (BLOCK 250). Das Antriebsstrangsteuergerät 14 kann den Verbrennungsmotor 7 und/oder den elektrischen Antrieb 8 in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung TQR weiter steuern.
Im Einsatz aktiviert das OBD-System 15 eine Überwachungsphase und setzt einen Soll-Drehmomentsollwert für den Verbrennungsmotor 7, der für die Implementierung eines oder mehrerer dieser Überwachungsphase zugeordneter Monitore 17-n geeignet ist. Die elektrische Antriebseinheit 8 wird so gesteuert, dass die Drehmomentanforderung TQR erfüllt wird, während die Monitore 17-n implementiert sind. Der Verbrennungsmotor 7 kann auf dem Sollwert gehalten werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Monitore 17-n abgeschlossen werden. Durch Bilden einer oder mehrerer Monitorgruppen G-n, die mindestens einen Monitor 17-n umfassen, die gemeinsame oder überlappende Betriebsparameter erfordern, können die Monitore 17-n während eines kürzeren Betriebsfensters des Verbrennungsmotors 7 abgeschlossen werden.
Das OBD-System 15 wird vorstehend als Definition eines diskreten Wertes für die Soll-Motordrehmomentanforderung TQE-n beschrieben. In einer Variante kann das OBD-System 15 einen Soll-Motordrehmomentbereich definieren. So kann beispielsweise die Motordrehmomentanforderung TQE-n eine obere Drehmomentgrenze und/oder eine untere Drehmomentgrenze umfassen. In dieser Anordnung kann das Soll-Motordrehmoment TQE-n einen Soll-Betriebsdrehmomentbereich für den Verbrennungsmotor 7 festlegen, um die Implementierung jedes der Monitore 17-n in dieser Überwachungsgruppe G-n zu ermöglichen. Das Antriebsstrangsteuergerät 14 steuert den Verbrennungsmotor 7 so, dass er innerhalb des definierten Drehmomentbereichs des Motors arbeitet, während das OBD-System 15 die Monitore 17-n in dieser Monitorgruppe G-n implementiert. Der Drehmomentbereich des Zielmotors kann beispielsweise einen Schnittpunkt der Betriebsfenster für die Monitore 17-n in jeder Monitorgruppe G-n umfassen. Das erste Soll-Motordrehmoment TQE-1 kann einen ersten Motordrehmomentbereich für die erste Überwachungsgruppe G-1 definieren; und das zweite Soll-Motordrehmoment TQE-2 kann einen zweiten Motordrehmomentbereich für die zweite Überwachungsgruppe G-2 definieren. Der erste und zweite Drehmomentbereich des Zielmotors in diesem Beispiel können sich voneinander unterscheiden. Die Antriebsstrangsteuereinheit 14 ist konfiguriert, um die elektrische Antriebseinheit 8 zu steuern, um ein entsprechendes Solldrehmoment des Elektromotors TQM-n zu erzeugen, um eine aktuelle Drehmomentanforderung TQR zu erfüllen. Dieser Ansatz kann eine verbesserte Integration mit anderen Motorsteuerungsstrategien ermöglichen, z.B. um den Motorstopp während der Fahrt zu ermöglichen (eine „Glide“-Funktion des Fahrzeugs) und/oder die Eco-Stop-Funktion des Motors innerhalb einer Überwachungsphase zu deaktivieren. Die Drehmomentanforderung TQR, die als Reaktion auf eine Fahreranforderung erzeugt wird, bestimmt, auf welche Phase reagiert wird. Wenn sich die Drehmomentanforderung TQR wesentlich von den für eine Stromüberwachungsphase geforderten Bedingungen unterscheidet, wird diese Überwachungsphase nicht bedient.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf ein zweites Blockdiagramm 300 beschrieben, das in 5 dargestellt ist. Ähnliche Referenznummern werden für ähnliche Komponenten verwendet.
Das OBD-System 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform soll bestimmen, wann eine Drehmomentanforderung, beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeugs oder einem fahrzeugseitigen System erzeugt, geeignet ist, einen Überwachungsvorgang durchzuführen. Das OBD-System 15 kann eine aus einer Vielzahl von Überwachungsgruppen G-n in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung auswählen. So kann beispielsweise das OBD-System 15 eine Überwachungsgruppe G-n mit einem Drehmoment-Betriebssollwert oder einem Drehmoment-Betriebsfenster auswählen und ausführen, das mit der aktuellen Drehmomentanforderung übereinstimmt. Das Drehmoment-Betriebsfenster kann beispielsweise eine obere Drehmomentgrenze und/oder eine untere Drehmomentgrenze definieren.
Ein zweites Blockdiagramm 300, das den Betrieb des OBD-Systems 15 darstellt, ist in dargestellt. Der Prozess beginnt mit dem Start des Verbrennungsmotors 7 (Block 305). Es wird eine Systemstabilisierung durchgeführt (BLOCK 310), die beispielsweise eine Katalysatorheizung und die Aktivierung der Steuerung der Betankung im geschlossenen Kreislauf umfasst. Das OBD-System 15 überwacht die Drehmomentanforderung, z.B. durch Abfrage eines Netzwerkbusses am Fahrzeug 2. Das OBD-System 15 führt eine Überprüfung durch, um festzustellen, ob die Drehmomentanforderung innerhalb einer Motorsollwertanforderung einer der Vielzahl von Monitorgruppen G-n (BLOCK 315) übereinstimmt. Wenn eine der Vielzahl von Monitorgruppen G-n identifiziert wird, wird eine Überprüfung durchgeführt, um festzustellen, ob alle Monitore 17-n innerhalb der identifizierten Gruppe G-n abgeschlossen sind (BLOCK 320). In der vorliegenden Ausführungsform wird ein IMUPR-Zähler erhöht, wenn ein Monitor 17-n abgeschlossen ist, was bedeutet, dass der Monitor 17-n ausgeführt wurde. Auf den IMUPR-Zähler wird zugegriffen, um zu bestimmen, welche Monitore 17-n innerhalb der identifizierten Gruppe G-n abgeschlossen sind. Wenn alle Monitore 17-n abgeschlossen sind, fährt das OBD-System 15 fort, ohne ein Soll-Motordrehmoment einzustellen (Block 325). Wenn das OBD-System 15 bestimmt, dass die Drehmomentanforderung innerhalb einer Motorsollwertanforderung einer der Vielzahl von Monitorgruppen G-n (BLOCK 315) übereinstimmt, stellt das OBD-System 15 das Motorsolldrehmoment für die identifizierte Monitorgruppe G-n (BLOCK 345) ein. Anschließend werden die Monitore 17-n in der identifizierten Monitorgruppe G-n durchgeführt. Die Monitore 17-n in der ersten Gruppe (G-1) können nacheinander oder gleichzeitig ausgeführt werden. Das OBD-System 15 führt eine Überprüfung durch, um festzustellen, ob eine vordefinierte Frist für den Abschluss des Überwachungsprozesses abgelaufen ist (BLOCK 330). Wenn die vordefinierte Zeitspanne abgelaufen ist, fährt das OBD-System 15 fort, ohne das Soll-Motordrehmoment (Block 335) einzustellen. Der Prozess endet dann (Block 340). Wenn die vordefinierte Zeitbegrenzung nicht abgelaufen ist, überwacht das OBD-System 15 weiterhin die Drehmomentanforderung, um festzustellen, wann die Drehmomentanforderung mit einer Motorsollwertanforderung einer der Vielzahl von Monitorgruppen G-n (BLOCK 315) übereinstimmt. Der Prozess bestimmt dann weiter, ob alle Monitore 17-n innerhalb der identifizierten Gruppe G-n abgeschlossen sind (Block 320).
Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang, wobei der Hybridfahrzeug-Antriebsstrang eine elektrische Antriebseinheit und den Verbrennungsmotor umfasst; wobei das Verfahren umfasst: Empfangen einer Drehmomentanforderung; Implementieren einer ersten Überwachungsphase, umfassend das Steuern des Verbrennungsmotors, um einen ersten Betriebszustand bereitzustellen, und das Überwachen einer ersten Gruppe von Motorsystemen unter dem ersten Betriebszustand; und Steuern der elektrischen Antriebseinheit derart, dass ein vom Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugtes Gesamtdrehmoment zumindest im Wesentlichen der während der ersten Überwachungsphase empfangenen Drehmomentanforderung entspricht.
Nichtflüchtiges, computerlesbares Medium mit einem darin gespeicherten Satz von Anweisungen, die bei Ausführung einen Prozessor veranlassen, das in Anspruch 1 beanspruchte Verfahren durchzuführen.
Steuerung zum Steuern eines Verbrennungsmotors und einer elektrischen Antriebseinheit in einem Hybridfahrzeug-Antriebsstrang, wobei die Steuerung einen Prozessor umfasst, der konfiguriert ist zum: Empfangen einer Drehmomentanforderung; Erzeugen eines ersten Motorsteuersignals, um einen ersten Betriebszustand des Verbrennungsmotors einzustellen und eine erste Gruppe von Motorsystemen unter dem ersten Betriebszustand zu überwachen; und wobei der Prozessor konfiguriert ist, um ein Motorsteuersignal zum Steuern der elektrischen Antriebseinheit zu erzeugen, so dass ein Gesamtdrehmoment, das von dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugt wird, mindestens im Wesentlichen gleich der Drehmomentanforderung ist, die während der ersten Überwachungsphase empfangen wird.
Steuerung nach Anspruch 3, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Drehmomentanforderung zu überwachen und die erste Überwachungsphase zu implementieren, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines ersten vorbestimmten Drehmomentbereichs liegt.
Steuerung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den ersten Betriebszustand während der ersten Überwachungsphase aufrechtzuerhalten.
Steuerung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, worin die erste Betriebsbedingung einen ersten Motorsollwert oder einen ersten Motorbetriebsbereich umfasst.
Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste Gruppe eine Vielzahl von Motorsystemen umfasst, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Motorsysteme in der ersten Gruppe während der ersten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig zu überwachen.
Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um ein zweites Motorsteuersignal zu erzeugen, um einen zweiten Betriebszustand des Verbrennungsmotors einzustellen und eine zweite Gruppe von Motorsystemen unter dem zweiten Betriebszustand zu überwachen; wobei das Motorsteuersignal die elektrische Antriebseinheit so steuert, dass das von dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Antriebseinheit erzeugte Gesamtdrehmoment mindestens im Wesentlichen gleich der während der zweiten Überwachungsphase empfangenen Drehmomentanforderung ist.
Steuerung nach Anspruch 8, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Drehmomentanforderung zu überwachen und die zweite Überwachungsphase zu implementieren, wenn die Drehmomentanforderung innerhalb eines zweiten vorbestimmten Drehmomentbereichs liegt.
Steuerung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um den Verbrennungsmotor zu steuern, um den zweiten Betriebszustand während der zweiten Überwachungsphase aufrechtzuerhalten.
Steuerung nach Anspruch 10, worin der zweite Betriebszustand einen zweiten Motorsollwert oder einen zweiten Motorbetriebsbereich umfasst.
Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die zweite Gruppe eine Vielzahl von Motorsystemen umfasst, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Motorsysteme in der zweiten Gruppe während der zweiten Überwachungsphase nacheinander oder gleichzeitig zu überwachen.
Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei das Motorsteuersignal die elektrische Antriebseinheit steuert, um ein regeneratives Drehmoment oder ein Antriebsmoment zu erzeugen.
Fahrzeug, umfassend eine Steuerung, wie sie in einem der Ansprüche 3 bis 13 beansprucht wird.