DE102020116042A1 - Verfahren und system zum bestimmen der motordrehzahl - Google Patents

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Abstract

Diese Offenbarung stellt Verfahren und ein System zum Bestimmen der Motordrehzahl bereit. Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das einen Motor und eine elektrische Maschine beinhaltet, werden beschrieben. In einem Beispiel kann eine Drehzahl des Motors eingestellt werden, sodass der Motor Leistung zum Antreiben der elektrischen Maschine bereitstellt, ohne in kurzer Zeit zahlreiche schnelle Änderungen der Motordrehzahl zu erzeugen.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System für ein Fahrzeug, das eine elektrische Maschine zum Zuführen von elektrischer Leistung zu externen elektrischen Leistungsverbrauchern beinhaltet.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Ein Fahrzeug kann eine elektrische Maschine beinhalten, die elektrische Leistung aus Leistung erzeugt, die von einem Motor erzeugt wird. Insbesondere kann der Motor die elektrische Maschine drehen und die elektrische Maschine kann Ladung erzeugen, um sie externen elektrischen Leistungsverbrauchern zuzuführen. Die Ausgabe der elektrischen Maschine kann auf einer Menge an elektrischer Leistung basieren, die über externe elektrische Leistungsverbraucher verbraucht wird, oder von dieser abhängig sein. Die Menge an elektrischer Leistung, die von den externen elektrischen Leistungsverbrauchern verbraucht wird, kann im Laufe der Zeit variieren. Manchmal kann die Menge an elektrischer Leistung, die von den externen Leistungsverbrauchern verbraucht wird, gering sein und dadurch erreicht werden, dass der Motor die elektrische Maschine mit der Motorleerlaufdrehzahl dreht. Wenn der Motor mit der Leerlaufdrehzahl betrieben wird, kann der Kraftstoffverbrauch des Motors reduziert werden. Zu anderen Zeiten kann die Menge an elektrischer Leistung, die von den externen Leistungsverbrauchern verbraucht wird, größer sein, sodass der Motor nicht genügend Leistung erzeugen kann, um die Anforderungen der externen Leistungsverbraucher zu erfüllen, während der Motor mit der Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Daher kann die Motordrehzahl auf eine höhere Drehzahl erhöht werden, sodass die Motorausgabe erhöht werden kann, um die Anforderungen der externen Leistungsverbraucherverbraucher zu erfüllen. Wenn jedoch die Motordrehzahl als Reaktion auf Laständerungen, die von den externen elektrischen Leistungsverbrauchern erzeugt werden, erhöht und verringert wird, können Erhöhungen und Verringerungen der Motordrehzahl für Personen, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befinden können, wahrnehmbar und unangenehm sein. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit zum Einstellen der Motordrehzahl bereitzustellen, die das Erfüllen elektrischer Lasten ermöglicht, während die Möglichkeit verringert wird, Personen zu stören, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befinden, das den externen elektrischen Leistungsverbraucher elektrische Ladung zuführt.
  • Kurzdarstellung
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend genannten Probleme erkannt und ein Antriebsstrangbetriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; Speichern einer Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten in einem Speicherpuffer über eine Steuerung, wobei der Speicherpuffer eine Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen beinhaltet, wobei jeder von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen einen von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten beinhaltet; Verschieben von mindestens einem von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten von einem ersten der eindeutigen Speicherbereiche in einen zweiten der eindeutigen Speicherbereiche als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit; und Einstellen der Motordrehzahl auf einen maximalen angeforderten momentanen Motordrehzahlwert, der in dem Puffer über die Steuerung gespeichert wird.
  • Durch Verarbeiten einer Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten in einem Speicherpuffer einer Steuerung kann es möglich sein, externen elektrischen Leistungsverbrauchern eine angeforderte Menge an Leistung bereitzustellen, ohne dass sich die Motordrehzahl in kurzer Zeit wiederholt ändern muss. Ferner kann der Speicherpuffer den Betrieb des Motors mit der Leerlaufdrehzahl, einer Drehzahl, bei der die maximale Motorleistung erzeugt wird, und mit Motordrehzahlen zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Drehzahl, bei der eine Spitzenleistung des Motors erzeugt wird, ermöglichen, sodass die Effizienz der elektrischen Leistungserzeugung verbessert werden kann. Der Speicherpuffer kann Vorteile gegenüber herkömmlichen Tiefpassfiltern erster Ordnung aufweisen, da er schneller auf neue Puffereingaben reagieren kann, die größer als andere Puffereingaben sind. Ferner kann der Puffer die Möglichkeit eines Wechselns der Motordrehzahl verringern, der auf Änderungen der Lasten der elektrischen Leistungsverbraucher zurückzuführen sein kann.
  • Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz die Möglichkeit schneller und zahlreicher Änderungen der Motordrehzahl verringern, die mit Änderungen der elektrischen Last der elektrischen Verbrauchers zusammenhängen können. Darüber hinaus kann der Ansatz ermöglichen, dass der Motor über einen Drehzahlbereich betrieben wird, sodass die Motoreffizienz für elektrische Lasten verbessert werden kann, die kleiner als eine volle elektrische Nennlast sind. Ferner kann der Ansatz separate Beschränkungen für die Änderungsrate der Motordrehzahl beinhalten, um elektrische Anforderungen zu erfüllen (z. B. Motordrehzahlen zu erhöhen) und den Kraftstoffverbrauch des Motors zu verringern (z. B. Motordrehzahlen zu verringern).
  • Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
  • Es sollte sich verstehen, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die beliebige der vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile überwinden.
  • Figurenliste
  • Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch die Lektüre eines Beispiels für eine Ausführungsform, hierin als detaillierte Beschreibung bezeichnet, umfassender ersichtlich, wenn diese für sich oder mit Bezug auf die Zeichnungen herangezogen wird, in denen Folgendes gilt:
    • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Motors;
    • 2 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeugkraftübertragung, die beispielhafte elektrische Leistungsausgänge beinhaltet;
    • Die 3A und 3B zeigen einen beispielhaften Speicherpuffer, der eine Vielzahl von momentanen Motordrehzahlanforderungen enthält;
    • 4 zeigt Verläufe eines beispielhaften Ablauf des Motor- und Wechselstromgeneratorbetriebs; und
    • Die 5 und 6 zeigen ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Motors und einer elektrischen Maschine, um eine angeforderte Menge an elektrischer Leistung von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an Wechselstrom-elektrische Wechselstrom-Leistungsverbraucher zu liefern.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft das Betreiben eines Fahrzeugs, das einen Motor und eine elektrische Maschine beinhaltet. Die elektrische Maschine kann dazu betrieben werden, externen elektrischen Wechselstrom-(AC-)Leistungsverbrauchern elektrische Leistung bereitzustellen. Das Fahrzeug kann einen Motor vom in 1 gezeigten Typ beinhalten. Der Motor und die elektrische Maschine können in einer Kraftübertragung enthalten sein, wie in 2 gezeigt. Eine Fahrzeugsteuerung kann einen Puffer in einem Direktzugriffsspeicher beinhalten, wie in den 3A und 3B gezeigt, um das Verfahren aus den F IG. 5 und 6 zu ermöglichen. Der Motor und die elektrische Maschine können wie in 4 gemäß dem Verfahren aus den 5 und 6 betrieben werden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen in den 1 und 2 gezeigten Sensoren. Die Steuerung setzt die in den 1 und 2 gezeigten Aktoren ein, um den Betrieb des Motors und der Kraftübertragung oder des Antriebsstrangs auf Grundlage der empfangenen Signale und von im Speicher der Steuerung 12 gespeicherten Anweisungen einzustellen.
  • Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Block 33, die eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Ein Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit einer Kurbelwelle 40 hin und her. Ein Schwungrad 97 und ein Zahnkranz 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein optionaler Anlasser 96 (z. B. eine (mit weniger als 30 Volt betriebene) elektrische Niederspannungsmaschine) beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv über das Solenoid 93 vorantreiben, damit es das Hohlrad 99 in Eingriff nimmt. Der optionale Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Hinterseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Leistung zuführen. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht in Eingriff mit der Motorkurbelwelle 40 und dem Schwungradhohlrad 99 steht.
  • Die Brennkammer 30 kommuniziert der Darstellung nach über das Einlassventil 52 bzw. Auslassventil 54 mit dem Ansaugkrümmer 44 und dem Abgaskrümmer 48. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 59 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Das Auslassventil 54 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 58 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Die Ventilanschaltvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen sein.
  • Eine Direktkraftstoffeinspritzung 66 ist der Darstellung nach so positioniert ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Eine Einlasskanal-Kraftstoffeinspritzung 67 ist der Darstellung nach so positioniert ist, dass sie Kraftstoff in den Einlasskanal des Zylinders 30 einspritzt, was dem Fachmann als Einspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 geben flüssigen Kraftstoff proportional zu Impulsbreiten ab, die durch die Steuerung 12 bereitgestellt werden. Kraftstoff wird an die Kraftstoffeinspritzungen 66 und 67 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) abgegeben, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr (nicht gezeigt) beinhaltet.
  • Zusätzlich kommuniziert der Ansaugkrümmer 44 der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Eine optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position einer Drosselklappe 64 ein, um einen Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in einer Ladedruckkammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, sodass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist. Ein Verdichterrückführungsventil 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt in den Motorlufteinlass 42 einströmende Luft.
  • Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen sensor - UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Dreiwegekatalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
    Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Wabenkörper und eine Drei-Wege-Katalysator-Beschichtung beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jeweils mit mehreren Wabenkörpern, verwendet werden.
  • Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, einen Festwertspeicher 106 (z. B. nicht transitorischen Speicher), einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuerung 12 empfängt der Darstellung nach zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren, die Folgende beinhalten: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von dem an die Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Gaspedal 130 (z. B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelten Positionssensor 134; einen zum Erfassen einer durch einen menschlichen Fahrer 132 ausgeübten Kraft an ein Bremspedal 150 (z. B. eine Mensch-Maschine-Schnittstelle) gekoppelten Positionssensor 154, eine Messung eines Motorkrümmerdrucks (manifold pressure - MAP) von einem an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der Luftmasse, die in den Motor eintritt, von dem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von dem Sensor 68. Der Luftdruck kann zudem zum Verarbeiten durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmen werden kann.
  • Die Steuerung 12 kann zudem eine Eingabe von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 empfangen. Eine Anforderung zum Starten oder Stoppen des Motors oder des Fahrzeugs kann über einen Menschen erzeugt und in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 eingegeben werden. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle 11 kann es sich um eine Touchscreen-Anzeige, eine Drucktaste, einen Schlüsselschalter oder eine andere bekannte Vorrichtung handeln.
  • Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und öffnet sich das Einlassventil 52. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, bei der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
  • Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um so die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
  • Während des Expansionstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in eine Drehleistung der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtakts das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 freizusetzen, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist zu beachten, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang oder eine Kraftübertragung 200 beinhaltet. Der Antriebsstrang aus 2 beinhaltet den in 1 gezeigten Motor 10. Der Antriebsstrang 200 beinhaltet der Darstellung nach eine Fahrzeugsystemsteuerung 255, eine Motorsteuerung 12, eine Steuerung 252 für eine elektrische Maschine, eine Getriebesteuerung 254, eine Steuerung 253 für eine Energiespeichervorrichtung und eine Bremssteuerung 250. Die Steuerungen können über ein Controller-Area-Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede der Steuerungen kann anderen Steuerungen Informationen bereitstellen, wie etwa Leistungsausgabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungsausgabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungseingabebeschränkungen (z. B. nicht zu überschreitende Leistungseingabe der gesteuerten Vorrichtung oder Komponente), Leistungsausgabe der gesteuerten Vorrichtung, Sensor- und Aktordaten, Diagnoseinformationen (z. B. Informationen in Bezug auf ein beeinträchtigtes Getriebe, Informationen in Bezug auf einen beeinträchtigten Motor, Informationen in Bezug auf eine beeinträchtigte elektrische Maschine, Informationen in Bezug auf beeinträchtigte Bremsen). Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann außerdem Fahrzeugbetriebsbedingungen, wie etwa die Motorraumtemperatur, die Ausgangsleistung der DCAC-Wandler 287 und 288 und den Batterie-SOC, über Spannungs-, Strom-, Temperatur- und Drucksensoren 279 bestimmen. Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 für die elektrische Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 Befehle bereitstellen, um Fahrereingabeanforderungen und andere Anforderungen, die auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren, zu erfüllen.
  • Beispielsweise kann die Fahrzeugsystemsteuerung 255 als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal freigibt, und auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit eine gewünschte Radleistung oder einen gewünschten Radleistungspegel anfordern, um eine gewünschte Fahrzeugabbremsrate bereitzustellen. Die angeforderte gewünschte Radleistung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 eine erste Bremsleistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine und eine zweite Bremsleistung von der Motorsteuerung 12 anfordert, wobei die erste und die zweite Leistung eine gewünschte Kraftübertragungsbremsleistung an den Fahrzeugrädern 216 bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann zudem eine Reibungsbremsleistung über die Bremssteuerung 250 anfordern. Die Bremsleistungen können als negative Leistungen bezeichnet werden, da sie die Kraftübertragung und die Raddrehung verlangsamen. Positive Leistung kann die Kraftübertragung und die Raddrehung beibehalten oder beschleunigen.
  • In anderen Beispielen kann die Aufteilung der Steuerung der Antriebsstrangvorrichtungen anders aufgeteilt sein als in 2 gezeigt. Zum Beispiel kann eine einzelne Steuerung an die Stelle der Fahrzeugsystemsteuerung 255, der Motorsteuerung 12, der Steuerung 252 der elektrischen Maschine, der Getriebesteuerung 254 und der Bremssteuerung 250 treten. Alternativ können die Fahrzeugsystemsteuerung 255 und die Motorsteuerung 12 eine einzelne Einheit sein, während die Steuerung 252 für die elektrische Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 eigenständige Steuerungen sind.
  • In diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch den Motor 10 und/oder die elektrische Maschine 240 mit Leistung versorgt werden. Der Motor 10 kann über ein in 1 gezeigtes optionales Motorstartsystem oder über einen in die Kraftübertragung integrierten Anlasser/Generator (integrated starter/generator - ISG) 240, auch als integrierter Anlasser/Generator bekannt, gestartet werden. Der Kraftübertragungs-ISG 240 (z. B. elektrische Hochspannungsmaschine (mit mehr als 30 Volt betrieben)) kann auch als elektrische Maschine, Elektromotor und/oder Generator bezeichnet werden. Ferner kann die Leistung des Motors 10 über einen Leistungsaktor 204, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzung, eine Drossel usw., eingestellt werden.
  • Der bidirektionale DC/DC-Wandler 281 kann elektrische Energie von einem Hochspannungsbus 274 an einen Niederspannungsbus 273 oder umgekehrt übertragen. Die Niederspannungsbatterie 280 ist elektrisch an den Niederspannungsbus 273 gekoppelt. Eine Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie ist elektrisch an den Hochspannungsbus 274 gekoppelt. Die Niederspannungsbatterie 280 führt dem Anlassermotor 96 selektiv elektrische Energie zu und kann elektrische Energie von dem Wechselstromgenerator oder dem integrierten Anlasser/Generator (BISG) 202 aufnehmen. Der BISG 202 ist der Darstellung nach über den Riemen 201 an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Der Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (direct current to alternating current - DCAC) 287 kann elektrische Energie von der Niederspannungsbatterie 280 und/oder dem BISG 202 aufnehmen. Der DCAC 287 kann eine Menge an Leistung, die an die Ausgangssteckdose 231 und die externen elektrischen Wechselstrom-(AC-)Leistungsverbraucher 227 abgegeben wird, an die Fahrzeugsystemsteuerung 255 übermitteln, sodass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 die Motorsteuerung 12 anweisen kann, eine angeforderte Motordrehzahl und/oder ein angefordertes Drehmoment als Reaktion auf die Menge an elektrischer Leistung, die den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern 227 zugeführt wird, bereitzustellen.
  • Die elektrische Maschine 240 kann dem DCAC 288 Wechselstrom zuführen und der DCAC 288 kann den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern 227 über die Steckdose 230 AC-Leistung zuführen. Die externen elektrischen Leistungsverbraucher 227 befinden sich außerhalb des Fahrzeugs 225 und können mit Leistung versorgt werden, wenn das Getriebe 208 beispielsweise in die Parkposition eingelegt ist. Der DCAC 288 kann eine Menge an Leistung, die an die Ausgangssteckdose 231 und die externen elektrischen AC-Leistungsverbraucher 227 abgegeben wird, an die Fahrzeugsystemsteuerung 255 übermitteln, sodass die Fahrzeugsystemsteuerung 255 die Motorsteuerung 12 anweisen kann, eine angeforderte Motordrehzahl und/oder ein angefordertes Drehmoment als Reaktion auf die Menge an elektrischer Leistung, die den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern 227 zugeführt wird, bereitzustellen. Die externen elektrischen AC-Leistungsverbraucher 227 können Tools, Unterhaltungsgeräte und Beleuchtung beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Eine Motorausgangsleistung kann durch ein Zweimassenschwungrad 215 zu einem Eingang oder einer ersten Seite einer Antriebsstrangtrennkupplung 235 übertragen werden. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt sein. Die stromabwärtige oder zweite Seite 234 der Trennkupplung 236 ist der Darstellung nach mechanisch über die Welle 237 an das Drehmomentwandlerpumpenrad 285 gekoppelt. Die Trennkupplung 236 kann vollständig geschlossen sein, wenn der Motor 10 die Fahrzeugräder 216 mit Strom versorgt. Die Trennkupplung 236 kann vollständig geöffnet sein, wenn der Motor 10 abgestellt ist (z. B. keinen Kraftstoff verbrennt).
  • Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet eine Turbine 286, um Leistung an die Welle 241 auszugeben. Die Eingangswelle 241 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an den ISG 240. Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 (torque converter bypass lock-up clutch - TCC). Leistung wird direkt von dem Pumpenrad 285 an die Turbine 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird von der Steuerung 12 elektrisch betätigt. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. In einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als Komponente des Getriebes bezeichnet werden. Das Drehmoment kann über Fluid von dem Pumpenrad 285 zu 286 übertragen werden.
  • Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig außer Eingriff gebracht ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 mittels Fluidübertragung zwischen der Drehmomentwandlerturbine 286 und dem Drehmomentwandlerpumpenrad 285 oder umgekehrt Motorleistung an das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Dagegen kann, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, die Motorausgangsleistung über die Drehmomentwandlerkupplung direkt an die Eingangswelle 241 des ISG 240 übertragen werden. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise in Eingriff gebracht sein, wodurch ermöglicht wird, dass die Menge an direkt an den ISG weitergeleitetem Drehmoment eingestellt wird. Die Getriebesteuerung 254 kann dazu konfiguriert sein, die Menge an durch den Drehmomentwandler 212 übertragenem Drehmoment durch Einstellen der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf verschiedene Motorbetriebsbedingungen oder auf Grundlage einer fahrerbasierten Motorbetriebsanforderung einzustellen.
  • Der Drehmomentwandler 206 beinhaltet zudem eine Pumpe 283, die Fluid mit Druck beaufschlagt, um die Trennkupplung 236, die Vorwärtskupplung 210 und die Gangkupplungen 211 zu betreiben. Die Pumpe 283 wird über das Pumpenrad 285 angetrieben, das sich mit derselben Drehzahl wie der ISG 240 dreht.
  • Der ISG 240 kann dazu betrieben werden, dem Antriebsstrang 200 Leistung bereitzustellen oder um Antriebsstrangleistung in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Regenerationsmodus in der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert wird. Der ISG 240 steht in elektrischer Verbindung mit der Energiespeichervorrichtung 275. Der ISG 240 hat eine höhere Ausgangsleistungskapazität als der in 1 gezeigte Anlasser 96. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird direkt vom Antriebsstrang 200 angetrieben. Es existieren keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den ISG 240 an den Antriebsstrang 200 zu koppeln. Vielmehr dreht sich der ISG 240 mit derselben Rate wie der Antriebsstrang 200. Bei der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie (z. B. Hochspannungsbatterie oder - leistungsquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder einen Induktor handeln. Die stromabwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Eingangswelle 270 des Automatikgetriebes 208 gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Turbine 286 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Der ISG 240 kann dem Antriebsstrang 200 eine positive oder eine negative Leistung bereitstellen, indem er als Elektromotor oder Generator, wie von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine angewiesen, betrieben wird.
  • Der ISG 240 kann die Turbine 286 drehen, die wiederum das Pumpenrad 285 drehen kann, um den Motor 10 während des Motorstarts zu starten. Der Drehmomentwandler 206 kann das Drehmoment des ISG 240 multiplizieren, um den Motor 10 zu drehen, wenn die Kraftübertragungstrennkupplung 236 vollständig geschlossen ist. Somit kann das Drehmoment des ISG 240 über den Drehmomentwandler 206 erhöht werden, um den Motor 10 während des Motorstarts zu drehen. Die TCC 212 kann vollständig geöffnet sein, wenn der ISG 240 den Motor 10 ankurbelt, sodass das Drehmoment des ISG 240 multipliziert werden kann. Alternativ kann die TCC 212 teilweise geöffnet sein, wenn der ISG 240 den Motor 10 ankurbelt, um die Drehmomentübertragung auf den Motor 10 zu verwalten. Der ISG 240 kann sich beim Ankurbeln des Motors mit einer höheren Drehzahl als der Motor 10 drehen.
  • Das Automatikgetriebe 208 beinhaltet die Gangkupplungen 211 (z. B. für die Gänge 1-10) und die Vorwärtskupplung 210. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen. Alternativ kann das Getriebe 208 ein stufenloses Getriebe sein, das die Fähigkeit hat, ein Getriebe mit festen Übersetzungsverhältnissen und feste Übersetzungsverhältnisse zu simulieren. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Übersetzungsverhältnis von einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Eingangswelle 270 zu einer tatsächlichen Gesamtzahl von Drehungen der Räder 216 zu ändern. Die Gangkupplungen 211 können durch Einstellen eines Fluids, das den Kupplungen über Schaltsteuerungs-Elektromagnetventile 209 zugeführt wird, ein- oder ausgerückt werden. Die Leistungsausgabe von dem Automatikgetriebe 208 kann zudem an die Räder 216 weitergegeben werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Konkret kann das Automatikgetriebe 208 eine Eingangsantriebsleistung an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf eine Fahrzeugfahrtbedingung vor dem Übertragen einer Ausgangsantriebsleistung an die Räder 216 übertragen. Die Getriebesteuerung 254 aktiviert selektiv die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 oder kuppelt diese selektiv ein. Die Getriebesteuerung schaltet zudem selektiv die TCC 212, die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 ab oder kuppelt diese selektiv aus.
  • Ferner kann durch das Betätigen der Reibungsradbremsen 218 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass ein menschlicher Fahrer mit dem Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremssteuerung 250 betätigt werden. Ferner kann die Bremssteuerung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen, die durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 erfolgen, betätigen. In gleicher Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 als Reaktion darauf, dass der menschliche Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt, als Reaktion auf Bremssteuerungsanweisungen und/oder Fahrzeugsystemsteuerungsanweisungen und/oder -informationen durch Lösen der Radbremsen 218 reduziert werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil eines automatisierten Motorstoppvorgangs über die Steuerung 250 eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
  • Als Reaktion auf eine Anforderung zum Beschleunigen des Fahrzeugs 225 kann die Fahrzeugsystemsteuerung eine Fahrerbedarfsleistung oder Leistungsanforderung von einem Gaspedal oder einer anderen Vorrichtung erhalten. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann einen Teil der angeforderten Fahrerbedarfsleistung dem Motor und den restlichen Teil dem ISG zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 fordert die Motorleistung von der Motorsteuerung 12 und die ISG-Leistung von der Steuerung 252 der elektrischen Maschine an. Falls die Motorleistung, die durch den Drehmomentwandler 206 fließt, und die ISG-Leistung unter einem Getriebeeingangsleistungsgrenzwert (z. B. einem nicht zu überschreitenden Schwellenwert) liegen, wird die Leistung an die Getriebeeingangswelle 270 abgegeben. Die Getriebesteuerung 254 verriegelt selektiv die Drehmomentwandlerkupplung 212 und kuppelt Gänge über die Gangkupplungen 211 als Reaktion auf Schaltpläne und TCC-Überbrückungspläne ein, die auf der Eingangswellenleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basieren können. Unter einigen Bedingungen kann, wenn es gewünscht sein kann, die Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie aufzuladen, eine Ladeleistung (z. B. eine negative ISG-Leistung) angefordert werden, während eine Fahrerbedarfsleistung ungleich Null vorliegt. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 kann eine erhöhte Motorleistung anfordern, um die Ladeleistung zu überwinden, um die Fahrerbedarfsleistung zu erfüllen.
  • Als Reaktion auf eine Anforderung, das Fahrzeug 225 zu verlangsamen und eine regenerative Bremsung bereitzustellen, kann die Fahrzeugsystemsteuerung auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition eine negative gewünschte Radleistung (z. B. gewünschte oder angeforderte Antriebsstrangradleistung) bereitstellen. Die Fahrzeugsystemsteuerung 255 weist dann dem ISG 240 und dem Motor 10 einen Teil der negativen gewünschten Radleistung zu. Die Fahrzeugsystemsteuerung kann außerdem einen Teil der angeforderten Bremsleistung den Reibungsbremsen 218 zuweisen (z. B. gewünschte Reibungsbremsradleistung). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuerung die Getriebesteuerung 254 benachrichtigen, dass sich das Fahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus befindet, sodass die Getriebesteuerung 254 die Gänge 211 auf Grundlage eines eindeutigen Schaltplans wechselt, um die Regenerationseffizienz zu erhöhen. Der Motor 10 und der ISG 240 können der Getriebeeingangswelle 270 eine negative Leistung zuführen, wobei die von dem ISG 240 und dem Motor 10 bereitgestellte negative Leistung durch die Getriebesteuerung 254, die eine Beschränkung für die negative Getriebeeingangswellenleistung (z. B. einen nicht zu überschreitender Schwellenwert) ausgibt, beschränkt sein kann. Ferner kann die negative Leistung des ISG 240 auf Grundlage von Betriebsbedingungen der Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie, durch die Fahrzeugsystemsteuerung 255 oder die Steuerung 252 der elektrischen Maschine begrenzt (z. B. auf weniger als einen Schwellenwert für die negative Schwellenleistung beschränkt) sein. Ein beliebiger Teil der gewünschten negativen Radleistung, die aufgrund von Getriebe- oder ISG-Beschränkungen nicht vom ISG 240 bereitgestellt werden kann, kann dem Motor 10 und/oder den Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, sodass die gewünschte Radleistung durch eine Kombination aus negativer Leistung (z. B. absorbierter Leistung) über die Reibungsbremsen 218, den Motor 10 und den ISG 240 bereitgestellt wird.
  • Entsprechend kann die Leistungssteuerung der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 überwacht werden, wobei eine lokale Leistungssteuerung für den Motor 10, das Getriebe 208, die elektrische Maschine 240 und die Bremsen 218 über die Motorsteuerung 12, die Steuerung 252 der elektrischen Maschine, die Getriebesteuerung 254 und die Bremssteuerung 250 bereitgestellt wird.
  • Als ein Beispiel kann eine Motorleistungsausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und/oder Luftladung, durch Steuern von Drosselöffnung und/oder Ventilansteuerung, Ventilhub und Aufladung für turboaufgeladene oder aufgeladene Motoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuerung 12 die Motorleistungsausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulszeitpunkt und Luftladung steuern. Motorbremsleistung oder negative Motorleistung kann durch Drehen des Motors bereitgestellt werden, wobei der Motor Leistung erzeugt, die nicht ausreicht, um den Motor zu drehen. Somit kann der Motor eine Bremsleistung erzeugen, indem er mit einer geringen Leistung betrieben wird, während er Kraftstoff verbrennt, wobei ein oder mehrere Zylinder deaktiviert sind (z. B. keinen Kraftstoff verbrennen) oder wobei alle Zylinder deaktiviert sind und während der Motor gedreht wird. Die Menge an Motorbremsleistung kann durch Einstellen der Motorventilsteuerung eingestellt werden. Die Motorventilsteuerung kann eingestellt werden, um die Motorkompressionsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. Ferner kann die Motorventilsteuerung eingestellt werden, um die Motorexpansionsarbeit zu erhöhen oder zu verringern. In allen Fällen kann die Motorsteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis durchgeführt werden, um die Motorleistungsausgabe zu steuern.
  • Die Steuerung 252 der elektrischen Maschine kann die Leistungsausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 durch Einstellen des Stroms, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, steuern, wie es in der Technik bekannt ist.
  • Die Getriebesteuerung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über den Positionssensor 271. Die Getriebesteuerung 254 kann die Position der Getriebeeingangswelle über das Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg in die Eingangswellendrehzahl umwandeln. Die Getriebesteuerung 254 kann das Drehmoment der Getriebeausgangswelle von einem Drehmomentsensor 272 empfangen. Alternativ kann es sich bei dem Sensor 272 um einen Positionssensor oder Drehmoment- und Positionssensoren handeln. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuerung 254 Wellenpositionsimpulse über ein vorbestimmtes Zeitintervall hinweg zählen, um die Drehzahl der Getriebeausgangswelle zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen. Die Getriebesteuerung 254, die Motorsteuerung 12 und die Fahrzeugsystemsteuerung 255 können außerdem zusätzliche Getriebeinformationen von den Sensoren 277 empfangen, die Drucksensoren der Pumpenausgangsleitung, hydraulische Drucksensoren des Getriebes (z. B. Fluiddrucksensoren der Getriebekupplung), ISG-Temperatursensoren, Sensoren zum Bestimmen des über die Getriebekupplungen übertragenen Drehmoments, Gangschalthebelsensoren und Umgebungstemperatursensoren beinhalten können, aber nicht darauf beschränkt sind. Die Getriebesteuerung 254 kann zudem eine angeforderte Gangeingabe von dem Gangschalthebel 290 (z. B. einer Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtung) empfangen. Der Gangschalthebel kann Positionen für die Gänge 1-N (wobei N eine obere Gangzahl ist), D (Fahren) und P (Parken) beinhalten.
  • Die Bremssteuerung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuerung 255. Die Bremssteuerung 250 kann zudem Bremspedalpositionsinformationen von dem in 1 gezeigten Bremspedalsensor 154 direkt oder über das CAN 299 empfangen. Die Bremssteuerung 250 kann als Reaktion auf einen Radleistungsbefehl von der Fahrzeugsystemsteuerung 255 Bremsung bereitstellen. Die Bremssteuerung 250 kann außerdem ein Antiblockier- und Fahrzeugstabilitätsbremsung bereitstellen, um die Fahrzeugbremsung und -stabilität zu verbessern. Daher kann die Bremssteuerung 250 eine Radleistungsbeschränkung (z. B. einen nicht zu überschreitenden Schwellenwert für die negative Radleistung) für die Fahrzeugsystemsteuerung 255 bereitstellen, sodass eine negative ISG-Leistung nicht dazu führt, dass die Radleistungsbeschränkung überschritten wird. Beispielsweise wird, falls die Steuerung 250 eine Beschränkung für die negative Radleistung von 50 Nm ausgibt, die ISG-Leistung so eingestellt, dass sie weniger als 50 Nm (z. B. 49 Nm) negative Leistung an den Rädern bereitstellt, einschließlich des Berücksichtigens der Getriebeübersetzung.
  • Somit stellt das System aus den 1 und 2 ein System bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; eine elektrische Maschine, die mechanisch an den Motor gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, um eine Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, einzustellen und wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Filtern jeder von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen über ein digitales Filter mit gleitendem Durchschnitt. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zur Ratenbegrenzung der maximalen momentanen Motordrehzahl. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Verschieben von Werten in dem Speicherpuffer. Das System beinhaltet, dass die Werte in einer First-In-First-Out-Reihenfolge verschoben werde. Das System beinhaltet, dass die Werte als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit verschoben werden.
  • Unter Bezugnahme auf 3A ist nun eine grafische Darstellung eines Speicherpuffers gezeigt. In diesem Beispiel beinhaltet der Speicherpuffer 300 zehn Speicherbereiche oder -zellen, die mit 301-310 bezeichnet sind. Die tatsächliche Gesamtzahl der Speicherbereiche in dem Speicherpuffer kann als tatsächliche Gesamtzahl der Speicherpufferschritte bezeichnet werden. Der Speicherbereich 301 enthält den Wert der letzten momentanen gefilterten Motordrehzahlanforderung und der Speicherbereich 310 enthält den Wert der chronologisch ältesten momentan gefilterten Motordrehzahlanforderung, die in dem Speicherpuffer enthalten ist. In diesem Beispiel beträgt der Zeitschritt zwischen den Werten in den zehn Speicherbereichen fünf Sekunden und der Zeitschritt kann als Speicherpuffer-Zeitschritt bezeichnet werden. Wenn also der Eingabewert in dem Speicherbereich 302 zum ersten Mal bei 100 Sekunden relativ zu einer Startzeit in den Speicherpuffer gestellt wurde, dann tritt der Eingabewert in dem Speicherbereich 301 bei 95 Sekunden relativ zu derselben Startzeit auf. Da der Puffer 300 zehn Eingabewerte enthält, die in zehn Speicherbereichen gespeichert sind, beträgt die Länge des Speicherpuffers ferner 10 Einträge, was 50 Sekunden zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Eingabewert zum ersten Mal in dem Speicherbereich 301 des Speicherpuffers installiert wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem der Eingabewert 310 zum ersten Mal in den Speicherpuffer in dem Speicherbereich 301 gestellt wurde. Diese Zeit kann als Pufferzeitlänge bezeichnet werden. Der maximale oder größte Eingabewert, der gegenwärtig in dem Speicherpuffer 300 enthalten ist, ist 1295 und ist gegenwärtig in dem Speicherbereich 310 gespeichert. Natürlich kann die Länge des Speicherpuffers 300 größer oder kleiner als zehn Speicherbereiche sein und die Pufferschrittzeit kann größer oder kleiner als 5 Sekunden sein, ohne vom Umfang oder der Absicht dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme auf 3B ist eine grafische Darstellung des in 5 gezeigten Speicherpuffers 300 erneut gezeigt, außer fünf Sekunden später. In diesem Beispiel beinhaltet der Speicherpuffer 300 ebenfalls zehn Speicherbereiche oder -zellen, die mit 301-310 bezeichnet sind. Der in dem Speicherbereich bei 301 gespeicherte Eingabewert wurde jedoch auf einen Wert von 1245 geändert, sodass der Speicherbereich 301 den Wert der letzten momentanen gefilterten Motordrehzahlanforderung enthält. Zusätzlich wurde jeder der zuvor in den Speicherbereichen 301-309 gespeicherten Eingabewerte in seinen jeweiligen benachbarten Speicherbereich verschoben. Beispielsweise ist der in 3A gezeigte Eingabewert, der in dem Speicherbereich 301 gespeichert war, nun in dem Speicherbereich 302 gespeichert. Gleichermaßen ist der in 3A gezeigte Eingabewert, der in dem Speicherbereich 302 gespeichert war, nun in dem Speicherbereich 303 gespeichert usw. Der in 3A gezeigte Eingabewert, der in dem Speicherbereich 310 gespeichert war, wurde aus dem Speicherpuffer 300 entfernt. Somit folgt der Speicherpuffer 300 einem First-In-First-Out-Prinzip zum Verarbeiten von Eingabewerten und zum Aktualisieren des Speicherpuffers 300. Der maximale oder größte Eingabewert, der jetzt im Speicherpuffer 300 enthalten ist, ist 1289 oder Eingabenummer 304.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist eine prophetische Sequenz gezeigt, die zeigt, wie die Motordrehzahl gemäß dem Verfahren aus den 5 und 6 in Zusammenwirkung mit dem System aus den 1 und 2 gesteuert wird. Die Verläufe sind zeitlich ausgerichtet und treten gleichzeitig auf. Die Verläufe sind zeitlich ausgerichtet und treten gleichzeitig auf. Die vertikalen Linien bei t0-t11 zeigen bestimmte Zeiten von Interesse.
  • Der erste Verlauf von oben aus 4 ist ein Verlauf der Motordrehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Motordrehzahl dar und die Motordrehzahl nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Linie 402 stellt die Motordrehzahl dar.
  • Der zweite Verlauf von oben in 4 ist ein Verlauf der elektrischen Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Menge an elektrischer Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers dar und die elektrische Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 404 stellt die Menge an elektrischer Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers dar.
  • Zum Zeitpunkt t0 wird der Motor mit der Leerlaufdrehzahl betrieben und die elektrische Leistungsausgabe des DCAC-Wandlers an externe elektrische AC-Leistungsverbraucher ist Null. Zum Zeitpunkt t1 wird der Motor immer noch mit der Leerlaufdrehzahl betrieben und die elektrische Leistungsausgabe des DCAC-Wandlers an externe elektrische AC-Leistungsverbraucher nimmt zu. Die Menge der Erhöhung der DCAC-Ausgangsleistung kann eine Funktion der Menge an elektrischer Leistung, die von externen elektrischen Leistungsverbrauchern verbraucht wird, sein. Kurz danach wird die Motordrehzahl erhöht, sodass die Drehmomentkapazität des Motors erhöht wird, wodurch die Wechselstromgenerator- oder BISG-Ausgabe erhöht werden kann, um die elektrische Leistung des DCAC-Wandlers zu erreichen oder zu überschreiten. Die erhöhte Motordrehmomentkapazität ermöglicht es dem Motor, Leistung zu erzeugen, die ausreicht, um die Wechselstromgeneratorausgabe zu erhöhen, um den Leistungsverbrauch der externen elektrischen AC-Leistungsverbraucher zu erreichen. Die Motordrehzahl wird kurz nach dem Erhöhen der DCAC-Wandlerausgabe erhöht und die Batterie führt dem DCAC Leistung zu, wenn die Motorleistung und die elektrische Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators oder des BISG nicht ausreichen, um die elektrische Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers (nicht gezeigt) zu erreichen. Die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, nimmt zu und nimmt dann kurz danach ab.
  • Zum Zeitpunkt t2 wird die Motordrehzahl verringert, da die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, zuvor unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1 verringert wurde. Die Verringerung der Motordrehzahl kann ermöglichen, dass der Motor betrieben wird, während er weniger Kraftstoff verbraucht. Zum Zeitpunkt t3 wird die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, in Richtung Null verringert. Die Motordrehzahl bleibt jedoch unverändert. Zum Zeitpunkt t4 wird die Motordrehzahl weiter verringert und geht kurz danach als Reaktion auf die elektrische Ausgabe des DCAC-Wandlers zur Leerlaufdrehzahl über und die Menge an elektrischer Leistung, die von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, nimmt zum Zeitpunkt t3 ab. Die Menge an elektrischer Leistung, die über den DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, nimmt zum Zeitpunkt t5 zu und die Motordrehzahl wird kurz danach erhöht, sodass die Ausgabe des Wechselstromgenerators die Ausgabe des DCAC-Wandlers erreichen oder überschreiten kann. Die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, nimmt kurz nach dem Zeitpunkt t5 ab. Trotzdem wird die Motordrehzahl erst zum Zeitpunkt t6 verringert, da der Speicherpuffer eine maximale momentane gefilterte Motordrehzahlanforderung enthält, die der kurz nach dem Zeitpunkt t5 angeforderten momentanen gefilterten Motordrehzahl entspricht. Zum Zeitpunkt t6 wird die im Speicherpuffer enthaltene maximale momentan gefilterte Motordrehzahlanforderung verringert, wodurch die Motordrehzahl verringert wird.
  • Die elektrische Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers nimmt zwischen dem Zeitpunkt t6 und dem Zeitpunkt t7 zu und ab; die Motordrehzahl ist jedoch ausreichend hoch, sodass der Motor eine Leistung bereitstellen kann, die ausreicht, um die Ausgangsleistung des DCAC-Wandlers zu erreichen. Zum Zeitpunkt t7 nimmt die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, zu. Kurz danach wird die Motordrehzahl erhöht, sodass die Motorausgangsleistung ausreicht, um den Wechselstromgenerator anzutreiben, der dem DCAC-Wandler und den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern elektrische Leistung zuführt. Zum Zeitpunkt t8 wird die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC-Wandler ausgegeben und von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, auf ein niedrigeres Niveau verringert. Trotzdem bleibt die Motordrehzahl unverändert, ohne aufgrund der maximalen momentanen gefilterten Motordrehzahlanforderung, die in dem Speicherpuffer gespeichert ist, verringert zu werden. Zum Zeitpunkt t9 wird die Motordrehzahl verringert, bleibt jedoch über der Leerlaufdrehzahl, sodass der Motor eine Leistung ausgeben kann, die ausreicht, um die Ausgabe des DCAC-Wandlers zu erreichen. Die Motordrehzahl wird als Reaktion auf die Abnahme des Werts der maximalen momentanen gefilterten Motordrehzahlanforderung verringert.
  • Zum Zeitpunkt t10 wird die elektrischen Ausgabe des DCAC-Wandlers und die Menge an elektrischer Leistung, die von den externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern verbraucht wird, wieder verringert. Die Motordrehzahl bleibt jedoch gegenüber der Motordrehzahl kurz nach dem Zeitpunkt t9 unverändert. Die Motordrehzahl bleibt bis zum Zeitpunkt t11 unverändert, wenn die maximale momentane gefilterte Motordrehzahlanforderung abnimmt.
  • Auf diese Weise kann eine Motordrehzahlanforderung über einen Speicherpuffer verarbeitet werden, sodass sich die Motordrehzahl mit geringerer Frequenz ändern kann, um die Möglichkeit zu vermeiden, Personen zu stören, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befinden können, während das Fahrzeug externen AC-Leistungsverbrauchern elektrische Leistung zuführt. Insbesondere kann die Motordrehzahl erhöht werden, während eine maximale momentane gefilterte Motordrehzahlanforderung unverändert ist und in einem Speicherpuffer gespeichert ist. Die Motordrehzahl kann verringert werden, sobald der Wert der maximalen momentanen gefilterten Motordrehzahlanforderung, die in dem Speicherpuffer enthalten ist, aus dem Speicherpuffer gelöscht wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ist nun ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugmotors gezeigt. Das Verfahren kann die Möglichkeit häufiger Änderungen der Motordrehzahl verringern, während der Motor einen DCAC-Wandler über einen Wechselstromgenerator oder eine andere elektrische Maschine Leistung zuführt. Das Verfahren aus den 4 und 5 kann in das System aus den 1 und 2 eingebunden sein und mit diesem zusammenwirken. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens aus 5 und 6 als in nicht transitorischem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen eingebunden sein, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Aktoren in der physischen Welt verändert, durchgeführt werden können.
  • Bei 502 bestimmt das Verfahren 500 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können den eingelegten Getriebegang, den Betriebszustand des DCAC-Wandlers (z. B. aktiviert oder deaktiviert), die Motortemperatur, die Umgebungstemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Betriebszustand der elektrischen Maschine (z. B. aktiviert oder deaktiviert), die Temperatur der elektrischen Maschine, die Menge an elektrischer Leistung, die von dem DCAC ausgegeben wird, die Drehzahl der elektrischen Maschine, die Motordrehzahl, die Motorlast, die Motortemperatur und den Ladezustand (state of charge - SOC) der Speichervorrichtung für elektrische Energie beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Verfahren 500 kann die Fahrzeugbetriebsbedingungen über das in den 1 und 2 beschriebene System bestimmen. Das Verfahren 500 geht zu 504 über.
  • Bei 504 beurteilt das Verfahren 500, ob externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern elektrische AC-Leistung zugeführt werden soll. In einem Beispiel kann externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern als Reaktion auf eine Anforderung zur Abgabe von elektrische AC-Leistung an externe elektrische AC-Leistungsverbraucher elektrische AC-Leistung zugeführt werden. In einem Beispiel kann die Anforderung zur Abgabe elektrischer AC-Leistung an externe elektrische AC-Leistungsverbraucher über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eingegeben werden. Ferner kann das Verfahren 500 ausgewählte Fahrzeugbetriebsbedingungen erfordern, bevor elektrische AC-Leistung an elektrische AC-Leistungsverbraucher abgegeben werden kann. Beispielsweise kann das Verfahren 500 erfordern, dass das Getriebe des Fahrzeugs in die Parkposition eingelegt ist, dass die Motortemperatur unter einer Schwellentemperatur liegt und dass eine Ölmenge im Motor größer als eine Schwellenmenge ist. Wenn das Verfahren 500 beurteilt, dass externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern elektrische AC-Leistung zugeführt werden soll, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 500 geht zu 506 über. Andernfalls geht das Verfahren 500 zu 560 über.
  • Bei 560 deaktiviert das Verfahren 500 den DCAC und führt den externen AC-Leistungsverbrauchern keine elektrische Leistung mehr zu. Das Verfahren 500 kann das Fahrzeug auch über den Fahrzeugmotor auf einer Straße antreiben. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
  • Bei 506 kann das Verfahren 500 den Motor des Fahrzeugs aktivieren, wenn der Motor nicht bereits aktiviert ist, sodass der Motor einer elektrischen Maschine, die dem DCAC elektrische Leistung zuführt, Leistung zuführen kann. Der Motor wird über das Zuführen von Kraftstoff und eines Zündfunkens zu dem Motor aktiviert werden. Der Motor beginnt, den Kraftstoff zu verbrennen, wenn er aktiviert wird. Das Verfahren 500 geht zu 508 über.
  • Bei 508 bestimmt das Verfahren 500 die elektrische Ausgabe des DCAC-Wandlers. Der DCAC-Wandler kann seine elektrische Ausgangsleistung an die Fahrzeugsystemsteuerung übermitteln. Das Verfahren 500 geht zu 510 über.
  • Bei 510 bestimmt das Verfahren 500 eine Temperatur des Fahrzeugs (z. B. die Motorraumtemperatur). Das Verfahren 500 kann die Fahrzeugtemperatur über einen Temperatursensor bestimmen. Das Verfahren 500 geht zu 512 über.
  • Bei 512 bestimmt das Verfahren 500 einen gewünschten Batterieladezustand (SOC). In einem Beispiel kann der gewünschte Batterieladezustand im Speicher der Steuerung gespeichert und über die Umgebungstemperatur referenziert werden. Das Verfahren 500 kann den gewünschten Batterieladezustand durch Referenzieren einer Tabelle oder Funktion bestimmen, die in einem nicht transitorischen Speicher der Steuerung gespeichert ist. Das Verfahren 500 geht nach dem Bestimmen des gewünschten Batterieladezustands zu 514 über.
  • Bei 514 bestimmt das Verfahren 500 den tatsächlichen Batterieladezustand. In einem Beispiel kann der tatsächliche Batterieladezustand basierend auf der Batteriespannung und der Coulomb-Zählung geschätzt werden. Das Verfahren 500 geht nach dem Bestimmen des tatsächlichen Batterieladezustands zu 516 über.
  • Bei 516 bestimmt das Verfahren 500 einen Multiplikator für die Batterieladezustandsrückmeldung. In einem Beispiel kann der Multiplikator für die Batterieladezustandsrückmeldung über Referenzieren oder Indizieren einer Funktion oder Tabelle, die einen empirisch bestimmten Multiplikator für die Batterieladezustandsrückmeldung ausgibt, bestimmt werden. Die in der Tabelle oder Funktion gespeicherten Werte können über Betreiben des Fahrzeugs, Überwachen des Batterie-SOC und Einstellen der Multiplikatorwerte, bis der Batterie-SOC innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer gleich dem gewünschten SOC ist, bestimmt werden. Ferner können die in der Tabelle oder Funktion gespeicherten Werte über die Differenz zwischen dem gewünschten SOC minus dem tatsächlichen SOC indiziert oder referenziert werden. In einem Beispiel ist der Multiplikator für die SOC-Rückmeldung ein Wert kleiner als eins (z. B. 0,95), wenn der tatsächliche SOC größer als der gewünschte SOC ist und der Multiplikator für die SOC-Rückmeldung kann ein Wert größer als eins sein (z. B. 1,05), wenn der tatsächliche SOC geringer als der gewünschter SOC ist. Das Verfahren 500 geht zu 518 über.
  • Bei 518 bestimmt das Verfahren 500 als Reaktion auf die elektrische DCAC-Ausgangsleistung, die Motorraumtemperatur und den SOC-Multiplikator eine angeforderte momentane Drehzahl der elektrischen Maschine (z. B. eine gewünschte Wechselstromgenerator-, ISG- oder BISG-Drehzahl). In einem Beispiel wird eine Beziehung zwischen der elektrischen DCAC-Leistungsausgabe und der Drehzahl der elektrischen Maschine über die elektrische DCAC-Leistungsausgabe geteilt durch die DCAC-Effizienz (z. B. 1000 Watt/0,92) referenziert. Die angeforderte momentane Drehzahl der elektrischen Maschine wird als Reaktion auf den Multiplikator für die SOC-Rückmeldung weiter eingestellt. Die angeforderte momentane Drehzahl der elektrischen Maschine kann über die folgende Gleichung ausgedrückt werden: N _ elec _ mach = f ( DCAC _ out / DCAC _ eff ) ⋅ g ( Under _ temp ) ⋅ SOC _ mult
    Figure DE102020116042A1_0001
    wobei N_elec_mach die angeforderte Drehzahl der elektrischen Maschine ist, f eine Funktion ist, die eine angeforderte Drehzahl der elektrischen Maschine zurückgibt, DCAC eff eine Effizienz des DCAC-Wandlers ist, g eine Funktion ist, die einen Multiplikatorwert zurückgibt, Under_temp eine Motorraumtemperatur des Fahrzeugs ist und SOC_mult der bei 516 bestimmte SOC-Multiplikator ist. Das Verfahren 500 geht nach dem Bestimmen der angeforderten momentanen Drehzahl der elektrischen Maschine (z. B. der angeforderten Drehzahl für den Wechselstromgenerator, ISG oder BISG, um dem DCAC Leistung bereitzustellen) zu 520 über.
  • Bei 520 bestimmt das Verfahren 500 ein Verhältnis von Wechselstromgenerator oder BISG zu Motorscheibe. In einem Beispiel wird das Verhältnis von Wechselstromgenerator oder BISG zu Motorscheibe in nicht transitorischem Speicher der Steuerung gespeichert und von der Steuerung abgerufen. Das Verfahren 500 geht zu 522 über.
  • Bei 522 bestimmt das Verfahren 500 eine momentane Motordrehzahlanforderung. In einem Beispiel wird die momentane Motordrehzahlanforderung durch Multiplizieren der angeforderten momentanen Drehzahl der elektrischen Maschine mit dem Verhältnis von Wechselstromgenerator oder BISG zu Motorscheibe bestimmt. Wenn der ISG jedoch dem DCAC elektrische Leistung bereitstellt, entspricht die momentane Motordrehzahlanforderung der angeforderten momentanen Geschwindigkeit der elektrischen Maschine. Das Verfahren 500 geht zu 524 über.
  • Bei 524 wendet das Verfahren 500 ein Filter mit gleitendem Durchschnitt auf die angeforderte momentane Motordrehzahl an. In einem Beispiel kann das Filter mit gleitendem Durchschnitt ausgedrückt werden als: Filt _ req _ inst _ eng _ spd = Req _ inst _ eng _ spd ( k ) + Req _ inst _ eng _ spd ( k - 1 ) 2
    Figure DE102020116042A1_0002
    wobei Filt_req_inst_eng_spd der gleitende Durchschnitt der gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahl ist, Req_inst_eng_spd die angeforderte momentane Motordrehzahl ist und k ist die Probennummer ist. In diesem Beispiel wird der gleitende Durchschnitt der gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahl als Durchschnitt von zwei Werten der angeforderten momentanen Motordrehzahl beschrieben; der gleitende Durchschnitt der gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahl kann jedoch über zwei oder mehr Werte der angeforderten momentanen Motordrehzahl bestimmt werden. Das Verfahren 500 geht zu 526 über.
  • Bei 526 verschiebt das Verfahren 500 alle in einem Puffer gespeicherten Werte in einen nächsten Bereich in dem Puffer. Zum Beispiel wird, wie in den 3A und 3B beschrieben, der in dem Speicherbereich 301 gespeicherte Wert in den Speicherbereich 302 verschoben, wird der in dem Speicherbereich 302 gespeicherte Wert in den Speicherbereich 303 verschoben usw., bis der in dem letzten Speicherbereich des Puffers gespeicherte Wert (z. B. 310 aus 3A) verworfen wird. Das Verfahren 500 speichert zudem in einem ersten Speicherbereich oder in einer ersten Speicherzelle eines Speicherpuffers einen maximalen Wert der gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahl, die während einer letzten Pufferschrittzeit aufgetreten ist. Wenn der Pufferzeitschritt 5 Sekunden beträgt, wird somit der größte Wert der gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahlen, die während des Pufferzeitschritts aufgetreten ist, in den ersten Speicherbereich des Puffers eingegeben (z. B. den in 3A gezeigten Bereich 301). Der Vorgang aus Schritt 526 wird jedes Mal durchgeführt, wenn der Pufferzeitschritt abläuft (z. B. jedes Mal, wenn der Pufferzeitschritt von einem Wert von null Sekunden bis zu einem Wert von fünf Sekunden zählt, wobei der Pufferzeitschritt fünf Sekunden beträgt). Natürlich kann der Pufferzeitschritt für verschiedene Anwendungen unterschiedliche Werte annehmen. In einigen Anwendungen kann der Pufferzeitschritt beispielsweise zehn Sekunden betragen. Das Verfahren 500 geht zu 528 über.
  • Bei 528 bestimmt das Verfahren 500 den maximalen Wert der Vielzahl von gefilterten angeforderten momentanen Motordrehzahlen, um eine angeforderte rohe momentane Motordrehzahl zu bestimmen. Das Verfahren 500 geht nach dem Bestimmen der angeforderten rohen momentane Drehzahl zu 530 über.
  • Bei 530 wendet das Verfahren 500 eindeutige positive und negative Ratenbegrenzungen auf die angeforderte rohe momentane Motordrehzahl an. Beispielsweise kann das Verfahren 500 ermöglichen, dass die angeforderte rohe momentane Motordrehzahl um 700 RPM/Sekunde erhöht wird und das Verfahren 500 kann ermöglichen, dass die angeforderte rohe momentane Motordrehzahl um 300 RPM/Sekunde abnimmt. Durch Ermöglichen, dass die angeforderte rohe momentane Motordrehzahl schneller zunimmt als sie abnimmt, ermöglicht das Verfahren 500, dass die Motordrehzahl schnell auf ein Niveau zunimmt, bei dem die Motorleistung verwendet werden kann, um externen elektrischen AC-Leistungsverbrauchern Leistung zuzuführen. Ferner kann es durch Verringern der Rate, mit der die Motordrehzahl verringert werden kann, möglich sein, Schwingungen der Motordrehzahl zu verringern und den Motor schrittweise in Betriebsbedingungen mit geringerem Kraftstoffverbrauch zu überführen. Die angeforderte rohe Motordrehzahl ist jetzt eine begrenzte angeforderte rohe Motordrehzahl. Das Verfahren 500 geht zu 532 über.
  • Bei 532 fordert und steuert Verfahren 500 die Motordrehzahl auf die begrenzte angeforderte rohe Motordrehzahl. Die Motordrehzahl kann über Einstellen einer Position eines Drehmomentaktors, wie etwa einer Drossel, einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, eines Drosselklappenposition, der Nockenansteuerung und des Zündfunkenzeitpunkts, eingestellt werden. Das Verfahren 500 geht zum Ende über.
  • Somit stellt das Verfahren aus den 5 und 6 ein Antriebsstrangbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; Speichern einer Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten in einem Speicherpuffer über eine Steuerung, wobei der Speicherpuffer eine Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen beinhaltet, wobei jeder von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen einen von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten beinhaltet; Verschieben von mindestens einem von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten von einem ersten der eindeutigen Speicherbereiche in einen zweiten der eindeutigen Speicherbereiche als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit; und Einstellen der Motordrehzahl auf einen maximalen angeforderten momentanen Motordrehzahlwert, der in dem Puffer über die Steuerung gespeichert wird. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus einer Vielzahl von angeforderten momentanen Drehzahlwerten der elektrischen Maschine.
  • In einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren, dass die angeforderten momentanen Drehzahlwerte der elektrischen Maschine eine Funktion einer Menge an elektrischer Leistung sind, die über externe elektrische Leistungsverbraucher verbraucht wird. Das Verfahren beinhaltet, dass sich die externen elektrischen Leistungsverbraucher außerhalb eines Fahrzeugs befinden und dass sich der Motor innerhalb eines Fahrzeugs befindet. Das Verfahren beinhaltet ferner das Einstellen der Motordrehzahl über einen Motordrehmomentaktor. Das Verfahren umfasst ferner das Anwenden eines Filters mit gleitendem Durchschnitt auf die Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten. Das Verfahren umfasst ferner das Verschieben eines neuen angeforderten momentanen Motordrehzahlwerts in einen von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit. Das Verfahren umfasst ferner das Verschieben eines von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit.
  • Das Verfahren aus den 5 und 6 stellt ein System für ein Antriebsstrangbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; und Einstellen einer Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, und wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass die Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen als Reaktion auf eine Pufferzeitlänge in dem Speicherpuffer gespeichert werden. Das Verfahren beinhaltet, dass der Speicherpuffer eine von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen für eine vorbestimmte Pufferzeitdauer speichert. Das Verfahren beinhaltet, dass ein vorbestimmter Pufferzeitschritt jeden Wert von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen, die in dem Speicherpuffer gespeichert sind, trennt. Das Verfahren umfasst ferner die Ratenbegrenzung der Drehzahl des Motors. Das Verfahren beinhaltet, dass die Ratenbegrenzung das Verringern einer Rate der Verringerung der Drehzahl des Motors auf weniger als einen Schwellenwert beinhaltet.
  • In einer anderen Darstellung stellt das vorliegende Verfahren ein Antriebsstrangbetriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; Einstellen einer Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet; und wobei der Speicherpuffer eine vorbestimmte tatsächliche Gesamtzahl von Speicherzellen oder -bereichen beinhaltet, die aktualisierte Werte in einem vorbestimmten Zeitintervall empfangen. Das Verfahren beinhaltet, dass das vorbestimmte Zeitintervall eine Pufferschrittzeit ist. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Befehlen einer Motordrehzahl auf eine angeforderte maximale momentane Motordrehzahl über einen gesamten Zeitraum, in dem sich die angeforderte momentane Motordrehzahlanforderung in dem Speicherpuffer befindet.
  • Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht transitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. 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 in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Ein(e) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen kann bzw. können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann zumindest ein Teil der beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Steuersystem programmiert werden soll. Durch die Steuerhandlungen kann zudem der Betriebszustand eines oder mehrerer Sensoren oder Aktoren in der physischen Welt umgewandelt werden, wenn die beschriebenen Handlungen ausgeführt werden, indem die Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuerungen beinhaltet.
  • Damit ist die Beschreibung abgeschlossen. Beim Lesen derselben durch einen Fachmann kämen viele Änderungen und Modifikationen in den Sinn, ohne vom Geist und Umfang der Beschreibung abzuweichen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Antriebsstrangbetriebsverfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; Speichern einer Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten in einem Speicherpuffer über eine Steuerung, wobei der Speicherpuffer eine Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen beinhaltet, wobei jeder von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen einen von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten beinhaltet; Verschieben von mindestens einem von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten von einem ersten der eindeutigen Speicherbereiche in einen zweiten der eindeutigen Speicherbereiche als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit; und Einstellen der Motordrehzahl auf einen maximalen angeforderten momentanen Motordrehzahlwert, der in dem Puffer über die Steuerung gespeichert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Bestimmen der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus einer Vielzahl von angeforderten momentanen Drehzahlwerten der elektrischen Maschine gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die angeforderten momentanen Drehzahlwerte der elektrischen Maschine eine Funktion einer Menge an elektrischer Leistung, die über externe elektrische Leistungsverbraucher verbraucht wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform befinden sich die externen elektrischen Leistungsverbraucher außerhalb eines Fahrzeugs und wobei sich der Motor innerhalb eines Fahrzeugs befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch Einstellen der Motordrehzahl über einen Motordrehmomentaktor gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Anwenden eines Filters mit gleitendem Durchschnitt auf die Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Verschieben eines neuen angeforderten momentanen Motordrehzahlwerts in einen von Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Verschieben eines von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit gekennzeichnet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsstrangbetriebsverfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; und Einstellen einer Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, und wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen als Reaktion auf eine Pufferzeitlänge in dem Speicherpuffer gespeichert.
  • Gemäß einer Ausführungsform speichert der Speicherpuffer eine von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen für eine vorbestimmte Pufferzeitdauer.
  • Gemäß einer Ausführungsform trennt ein vorbestimmter Pufferzeitschritt jeden Wert von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen, die in dem Speicherpuffer gespeichert sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Ratenbegrenzung der Drehzahl des Motors gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Ratenbegrenzung das Verringern einer Rate der Verringerung der Drehzahl des Motors auf weniger als einen Schwellenwert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor; eine elektrische Maschine, die mechanisch an den Motor gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, um eine Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, einzustellen und wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch zusätzliche Anweisungen zum Filtern jeder von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen über ein digitales Filter mit gleitendem Durchschnitt gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch zusätzliche Anweisungen zur Ratenbegrenzung der maximalen momentanen Motordrehzahl gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch zusätzliche Anweisungen zum Verschieben der Werte in dem Speicherpuffer gekennzeichnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden die Werte in einer First-In-First-Out-Reihenfolge verschoben.
  • Gemäß einer Ausführungsform werden Werte als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit verschoben.

Claims (14)

  1. Antriebsstrangbetriebsverfahren, umfassend: Antreiben eines Fahrzeugs über einen Motor; Speichern einer Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten in einem Speicherpuffer über eine Steuerung, wobei der Speicherpuffer eine Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen beinhaltet, wobei jeder von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen einen von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten beinhaltet; Verschieben von mindestens einem von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten von einem ersten der eindeutigen Speicherbereiche in einen zweiten der eindeutigen Speicherbereiche als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit; und Einstellen der Motordrehzahl auf einen maximal angeforderten momentanen Motordrehzahlwert, der über die Steuerung in dem Puffer gespeichert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus einer Vielzahl von angeforderten momentanen Drehzahlwerten der elektrischen Maschine.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die angeforderten momentanen Drehzahlwerte der elektrischen Maschine eine Funktion einer Menge an elektrischer Leistung sind, die über externe elektrische Leistungsverbraucher verbraucht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei sich die externen elektrischen Leistungsverbraucher außerhalb eines Fahrzeugs befinden und sich der Motor innerhalb eines Fahrzeugs befindet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen des Motordrehmoments über einen Motordrehmomentaktor.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Anwenden eines Filters mit gleitendem Durchschnitt auf die Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Verschieben eines neuen angeforderten momentanen Motordrehzahlwerts in einen von der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Verschieben eines von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlwerten aus der Vielzahl von eindeutigen Speicherbereichen als Reaktion auf das Ablaufen der Pufferschrittzeit.
  9. System, umfassend: einen Motor; eine elektrische Maschine, die mechanisch an den Motor gekoppelt ist; und eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sind, um eine Drehzahl des Motors über eine Steuerung als Reaktion auf eine Menge an elektrischer Leistung, die von einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler an einen oder mehrere elektrische Leistungsverbraucher ausgegeben wird, einzustellen und wobei die Drehzahl des Motors auf eine maximale momentane Motordrehzahl eingestellt wird, die in einem Speicherpuffer enthalten ist, der eine Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen beinhaltet.
  10. System nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Filtern jeder von der Vielzahl von angeforderten momentanen Motordrehzahlen über ein digitales Filter mit gleitendem Durchschnitt.
  11. System nach Anspruch 10, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zur Ratenbegrenzung der maximalen momentanen Motordrehzahl.
  12. System nach Anspruch 9, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Verschieben von Werten in dem Speicherpuffer.
  13. System nach Anspruch 12, wobei die Werte in einer First-In-First-Out-Reihenfolge verschoben werde.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Werte als Reaktion auf das Ablaufen einer Pufferschrittzeit verschoben werden.
DE102020116042.9A 2019-06-19 2020-06-17 Verfahren und system zum bestimmen der motordrehzahl Pending DE102020116042A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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US16/446,447 US11098661B2 (en) 2019-06-19 2019-06-19 Methods and system for determining engine speed
US16/446447 2019-06-19

Publications (1)

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DE102020116042A1 true DE102020116042A1 (de) 2020-12-24

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