DE102022119266A1 - Systeme und verfahren zum steuern von motordrehmoment - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern von Motordrehmoment eines Motors eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Verfahren umfassen Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment, insbesondere, aber nicht ausschließlich, Systeme und Verfahren zum Steuern einer Motordrehzahl als Reaktion darauf, dass ein Antriebsdrehmoment- und ein Nebenverbraucherdrehmomentbedarf größer als eine Drehmomentausgabe eines Motors sind.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Durch Verbrauchernachfrage und lokale Gesetzgebung hat die Notwendigkeit reduzierter Motoremissionen zu Motorabgassystemen geführt, die katalytische Wandler umfassen. Da die Nachfrage nach saubereren Emissionen zunimmt und die Gesetzgebung eine Reduzierung der durch Brennkraftmaschinen erzeugten Schadstoffe erfordert, sind zunehmend Lösungen unter Einbeziehung von Nachbehandlungssystemen gewünscht. Katalytische Konverter sind ein spezifischer Typ von Motorabgasnachbehandlungssystem, das Schadstoffe in Abgasen reduziert, indem es eine Redoxreaktion katalysiert. Wie viele Nachbehandlungssysteme erfordern katalytische Konverter jedoch ein Aufwärmen, um am effektivsten zu sein, weshalb elektrisch beheizte katalytische Konverter (electrically heated catalytic converter - eCAT) genutzt werden, um das Anspringen des Katalysators zu unterstützen. In Hybrid-Elektrofahrzeugen (hybrid electric vehicle - HEV) und Mild-Hybrid-Elektrofahrzeugen (mild hybrid electric vehicle - mHEV) wird herkömmlicherweise ein System zum Versorgen des eCATs mit Leistung verwendet, jedoch erfordert die zusätzliche Belastung, die dies für ein System darstellen kann, ein neuartiges Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment.
  • Zusätzlich werden eCATs in Nicht-Hybridfahrzeugen verwendet. Zum Beispiel in einem Fahrzeug mit zwei Lichtmaschinen, die elektrisch isolierte und unabhängige elektrische Systeme versorgen. In dieser Offenbarung kann ein Großteil der Details in der Beschreibung als Beispiele in Hybridfahrzeugen oder Nicht-Hybridfahrzeugen verwendet werden; es versteht sich jedoch, dass die Offenbarungen in dieser Schrift gleichermaßen für alle Fahrzeugplattformen oder Motornachbehandlungssysteme im Allgemeinen gelten können, die Katalysatoren aufweisen, die einen eCAT verwenden, um das Anspringen des Katalysators zu unterstützen.
  • Daher wird gemäß einem ersten Beispiel in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung ein Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment, z. B. eines Motors eines Fahrzeugs, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten elektrischen Maschine, E-Maschine (z. B. einer ersten Lichtmaschine oder einem ersten Motorgenerator) und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine (z. B. einer zweiten Lichtmaschine oder einem zweiten Motorgenerator) umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist (z. B. ein Betrag an Drehmomentausgabe von der Kurbelwelle, die zur Verwendung durch einen oder mehrere Komponenten, die an die Kurbelwelle gekoppelt sind, verfügbar ist), und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist. In einigen Beispielen kann der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf, wie in dieser Schrift definiert, z. B. nur aus einem Drehmomentbedarf von mehreren E-Maschinen bestehen.
  • In einigen Beispielen umfasst das Erhöhen der Drehzahl des Motors Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner elektrisches Verbinden der ersten E-Maschine mit einem ersten Leistungsnetz und elektrisches Verbinden der zweiten E-Maschine mit einem zweiten Leistungsnetz, wobei das erste Leistungsnetz und das zweite Leistungsnetz elektrisch voneinander isoliert sind.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Bestimmen eines Ladezustands einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, z. B. als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf nicht erfüllt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Abschalten einer oder mehrerer elektrischer Komponenten des ersten Leistungsnetzes, z. B. als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine vorbestimmte erste Ladezustandsgrenze ist, oder Entladen der ersten Batterie des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie über der vorbestimmten ersten Ladezustandsgrenze liegt.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Bestimmen eines Ladezustands einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der zweiten E-Maschine verbunden ist, z. B. als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf nicht erfüllt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Entladen der zweiten Batterie des zweiten Leistungsnetzes z. B. als Reaktion darauf, dass der Ladezustand einer zweiten Batterie über einer vorbestimmten zweiten Ladezustandsgrenze liegt.
  • In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Laden einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, z. B. als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Laden einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, z. B. als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • In einigen Beispielen umfasst das zweite Leistungsnetz einen elektrisch beheizten Katalysator (eCAT). In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Bestimmen, ob die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Anschalten des elektrisch beheizten Katalysators als Reaktion darauf, dass die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
  • Gemäß einem zweiten Beispiel in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung wird ein Motor bereitgestellt, der eine Kurbelwelle umfasst, wobei der Motor an eine erste E-Maschine, eine zweite E-Maschine und eine Steuerung gekoppelt ist. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, einen Antriebsdrehmomentbedarf an einer Kurbelwelle eines Motors zu bestimmen; einen Nebenverbraucherdrehmomentbedarf an der Kurbelwelle zu bestimmen, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf der ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf der zweiten E-Maschine umfasst; zu bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine Drehmomentausgabe von der Kurbelwelle ist, und eine Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen zu erhöhen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die Drehmomentausgabe von der Kurbelwelle ist.
  • Gemäß einem dritten Beispiel in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das einen Motor umfasst. In einigen Beispielen umfasst der Motor eine Kurbelwelle und ist an eine erste E-Maschine, eine zweite E-Maschine und eine Steuerung gekoppelt. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, einen Antriebsdrehmomentbedarf an einer Kurbelwelle eines Motors zu bestimmen; einen Nebenverbraucherdrehmomentbedarf an der Kurbelwelle zu bestimmen, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf der ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf der zweiten E-Maschine umfasst; zu bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine Drehmomentausgabe von der Kurbelwelle ist, und eine Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen zu erhöhen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die Drehmomentausgabe von der Kurbelwelle ist.
  • Gemäß einem vierten Beispiel in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung wird ein nicht transitorisches computerlesbares Medium mit darauf codierten Anweisungen zum Ausführen eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment bereitgestellt, das bei Ausführung durch eine Steuerschaltung die Steuerschaltung dazu veranlasst, einen Antriebsdrehmomentbedarf an einer Kurbelwelle eines Motors zu bestimmen; einen Nebenverbraucherdrehmomentbedarf an der Kurbelwelle zu bestimmen, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine umfasst; zu bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine Drehmomentausgabe von der Motorkurbelwelle ist, und eine Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen zu erhöhen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die Drehmomentausgabe von der Motorkurbelwelle ist.
  • Zur Vermeidung von Zweifeln können das System und die Verfahren zum Bereitstellen von Wärme an einen Katalysator eines Nachbehandlungssystems für ein Fahrzeug gemäß einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele verwendet werden, um die Emissionen eines Fahrzeugs zu verbessern. Während die Vorteile der Systeme und des Verfahrens unter Bezugnahme auf Hybridfahrzeuge beschrieben sein können, versteht es sich, dass die Vorteile der vorliegenden Offenbarung nicht auf derartige Fahrzeugtypen beschränkt sind und auch für andere Fahrzeugtypen gelten können, wie etwa Gabelstapler, Lastkraftwagen, Busse, Lokomotiven, Motorräder, Luftfahrzeuge und Wasserfahrzeuge und/oder nicht fahrzeugbasierte Systeme, die einen katalytischen Wandler nutzen, wie etwa elektrische Generatoren, Bergbaumaschinen, Herde und Gasheizungen.
  • Diese Beispiele und andere Aspekte der Offenbarung werden aus dem/den nachstehend beschriebenen Beispiel(en) ersichtlich und werden unter Bezugnahme auf diese(s) erläutert. Es versteht sich auch, dass konkrete Kombinationen der verschiedenen Beispiele und Merkmale, die vorstehend und nachstehend beschrieben sind, oftmals veranschaulichend sind und auch jede andere mögliche Kombination derartiger Beispiele und Merkmale beabsichtigt ist, ungeachtet der Kombinationen, die sich eindeutig gegenseitig ausschließen sollen.
  • Figurenliste
  • Die in dieser Schrift vorgenannten und andere Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen Folgendes gilt:
    • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen des Drehmomentbedarfs, den ein Motor aufweist oder das an diesem anliegt, in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob die Ausgabe elektrischer Leistung einer ersten Lichtmaschine, die an einen Motor gekoppelt ist, einen ersten elektrischen Bedarf eines ersten Leistungsnetzes erfüllt, und zum Ergreifen von nachfolgenden Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 4 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob die Ausgabe elektrischer Leistung einer zweiten Lichtmaschine, die an einen Motor gekoppelt ist, einen zweiten elektrischen Bedarf eines zweiten Leistungsnetzes erfüllt, und zum Ergreifen von nachfolgenden Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Temperatur eines Motornachbehandlungssystems und zum Ergreifen von nachfolgenden Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 6 veranschaulicht ein beispielhaftes Abgassystem, das einen Motor und ein Motornachbehandlungssystem umfasst, in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 7 veranschaulicht ein Steuersystem für elektrische Leistung für ein Hybridfahrzeug in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 8A-8C veranschaulichen ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment basierend auf der elektrischen Last in einem Nachbehandlungssystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 9 veranschaulicht ein Fahrzeug, das einen Motor und ein beispielhaftes Abgassystem umfasst, in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele.
    • 10 bildet eine beispielhafte Steuerschaltung in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele ab.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wenngleich beispielhafte Ausführungsformen angegeben werden, versteht es sich, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Schrift nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu dienen sollen, den Umfang der Offenbarung einzuschränken. Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können im Hinblick auf die folgende Beschreibung, die sich anschließenden Patentansprüche und die beigefügten Zeichnungen besser nachvollzogen werden. Es versteht sich, dass die Figuren lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Es versteht sich auch, dass in den Figuren die gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile anzugeben.
  • Wie vorstehend kurz erörtert, machen aktuelle Vorschriften zu Emissionsnormen erforderlich, dass Hersteller von Brennkraftmaschinen die Betriebsemissionen der von ihnen hergestellten Motoren reduzieren. Diese Motoren werden in einem beliebigen geeigneten Fahrzeugtyp verwendet, wie etwa einem Automobil, einem Motorrad, einem Wasserfahrzeug oder einem Luftfahrzeug. Insbesondere kann das Fahrzeug ein beliebiger geeigneter Hybridfahrzeugtyp sein, wie etwa ein Hybridelektrofahrzeug (HEV), ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), ein Mild-Hybridelektrofahrzeug (mHEV) oder ein beliebiges anderes Fahrzeug, das einen Motor und einen elektrifizierten Antriebsstrang aufweist. Typischerweise verwenden Hybridfahrzeuge zwei oder mehr unterschiedliche Arten von Mitteln, um Energie zu speichern, wie etwa Batterien, um elektrische Energie zu speichern, und Benzin/Diesel, um chemische Energie zu speichern. Das Grundprinzip von Hybridfahrzeugen besteht darin, dass die unterschiedlichen Motortypen unter unterschiedlichen Bedingungen, wie etwa Höchstdrehzahl, Drehmoment oder Beschleunigung, vielfältige Effizienzen aufweisen und daher Umschalten von einem Motortyp zu einem anderen zu höheren Effizienzen führt, als jeder von ihnen allein aufweisen könnte. Unter den vorgeschlagenen neuen Emissionsnormen in Märkten, wie etwa der Europäischen Union (EU), Nordamerika (z. B. USA und Kanada) und dem Vereinigten Königreich (UK), können die erhöhten Effizienzen von Hybridfahrzeugen jedoch nicht ausreichen, um neue Emissionsnormen zu erfüllen.
  • Eine Lösung zum Reduzieren der Emissionen von Fahrzeugen ist die Verwendung eines Abgasnachbehandlungssystems. Abgasnachbehandlungssysteme zielen darauf ab, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Distickstoffoxid, partikuläre Stoffe, Schwefeloxid und flüchtige organische Verbindungen, wie etwa Fluorchlorkohlenwasserstoffe, zu reduzieren.
  • Beispiele für Abgasnachbehandlungssysteme beinhalten Lufteinspritzung (oder Sekundärlufteinspritzung), Abgasrückführung und katalytische Wandler.
  • Elektrisch beheizte Katalysatoren oder eCATs sind eine Art von katalytischem Wandler, die seit einigen Jahren verwendet werden. Ein eCAT umfasst typischerweise ein Heizelement, das innerhalb oder in der Nähe eines Katalysator angeordnet ist. eCATs sind in verschiedenen Anwendungsfällen erforderlich und erfordern je nach Anwendungsfall zum Beispiel eine Leistungsversorgung zwischen 0-2 kW (0 bis 2000 Watt). Zum Beispiel weisen ein oder mehrere Heizelemente innerhalb eines eCATs in einem Nicht-Hybridfahrzeug typischerweise eine Wärmeabgabe von 0-2 kW (0 bis 2000 Watt) auf, wohingegen in einem Hybridfahrzeug das eine oder die mehreren Heizelemente mit dem eCAT typischerweise eine Wärmeleistungsabgabe von 0-4 W (0 bis 4000) aufweisen; wobei diese Zahlen jedoch der Veranschaulichung dienen nicht einschränkend sein sollen. Zusätzlich ist innerhalb der Nicht-Hybridfahrzeugplattform häufig eine verlängerte Heizzeit erforderlich, um die niedrigere Wärmeabgabe von einem oder mehreren Heizelementen auszugleichen.
  • Ein eCAT weist typischerweise eine niedrige Induktivität auf und daher kann der Leistungsverbrauch schnell geändert werden. Der eCAT-Bedarf wird durch das elektrische System des Fahrzeugs, bei dem es sich um den Hybridantriebsstrang in einer HEV-, mHEV- oder PHEV-Plattform handeln kann; oder eine zusätzliche 12-V-/24-V-Batterie in einem Nicht-Hybridfahrzeug unterstützt. Zum Beispiel erfordert der eCAT in einem Kaltstart-Anwendungsfall eine hohe Nennleistung (z. B. ~2 kW), um die Nachbehandlungstemperatur aufrechtzuerhalten. In einigen Beispielen fordert ein Leistungssteuermodul (power control module - PCM) eines Fahrzeugs die hohe Nennleistung von dem elektrischen System des Fahrzeugs für -200 Sekunden an.
  • Wenn das Fahrzeug ein Hybrid ist, wird in einigen Beispielen die zusätzliche Last aufgrund des Bedarfs von dem eCAT vorübergehend durch die Hybridbatterie unterstützt, bis die E-Maschine reagieren kann, um die Last zu unterstützen. In einigen Anwendungsfällen, in denen die E-Maschine den Gesamtbedarf nicht unterstützen kann, muss die Batterie jedoch die eCAT-Leistungsversorgung unterstützen.
  • In einigen Beispielen sollte die Lösung beim Modulieren der Leistung für den eCAT verschiedene Ziele erreichen: Vermeiden von Stufenänderungen der mechanischen Last, die auf die Motorkurbelwelle ausgeübt wird, und/oder Vermeiden von Stufenänderungen der elektrischen Last auf dem Fahrzeugbus, die zu inakzeptablen Spannungsschwankungen führen würden. Zwei mögliche Lösungen bestehen darin, 1) einen zweiten DC-DC-Wandler zu verwenden, der von dem 48-V-Bus angetrieben wird, um den eCAT anzutreiben. Dies hat den Vorteil, dass eine kontinuierliche und langsame Steuerung ermöglicht wird, sodass das Drehmoment für einen riemengetriebenen Anlasser/Generator (belt-integrated starter generator - BISG) und die Leistung für den eCAT perfekt aufeinander abgestimmt werden können, und 2) ein langsames Ein-/Ausschalten des eCATs zu verwenden, bei dem sich das BISG-Drehmoment langsam annähert, um mit dem Bedarf übereinzustimmen, und die 48-V-Batterie das Defizit an erforderlicher Leistung über Lade-/Entladestrom bereitstellt. Beide Lösungen sind jedoch kostspielig.
  • Innerhalb eines Nicht-Hybridfahrzeugs umfasst eine Lösung die Verwendung eines Paars von 12-V-Lichtmaschinen, um die Leistungsbedarfe des Fahrzeugs und des eCATs zu erfüllen (was den 48-V-BISG in einem Hybridfahrzeug ersetzen und die Notwendigkeit einer hohen (z. B. 48-V-)Batterie beseitigt), was eine attraktive Alternative ist. Ein derartiges System kann jedoch typischerweise eine schlechte 12-V-Busspannungsregelung aufweisen.
  • Dementsprechend wird in einigen Beispielen gemäß der vorliegenden Offenbarung ein System bereitgestellt, das zwei isolierte 12-V-Systeme umfasst. In einigen Beispielen ist das erste 12-V-System ein Basisfahrzeugleistungsversorgungssystem, das eine herkömmliche Blei-Säure-Batterie, eine Sammlung von Buslasten und eine erste 12-V-Lichtmaschine umfasst. Das zweite 12-V-System ist dazu konfiguriert, einem eCAT Leistung bereitzustellen, und umfasst eine zweite Lichtmaschine mit einer 12-V-Batterie, den eCAT, und ein Relais (z. B. PWM-Schalter oder Festkörperschalter) oder einem DC-DC-Wandler zum Ein-/Ausschalten und Modulieren des eCATs.
  • In einigen Beispielen ist das zweite 12-V-System von dem ersten 12-V-System elektrisch isoliert. Wenn der eCAT eingeschaltet ist, wird Leistung nur von der zweiten 12-V-Batterie bezogen. Die Leistungsausgabe der zweiten Lichtmaschine wird dann von null hochgefahren, wodurch kein inakzeptabler Lastübergang für die Kurbelwelle vorliegt, bis die Entladeleistung von der zweiten Batterie null beträgt und die Entladeenergie ersetzt wurde. Wenn der eCAT ausgeschaltet ist, steigt die Spannung an dem Bus stark an (abhängig von der Ladungsaufnahme/Impedanz der Batterie) und die Lichtmaschinenlast kann innerhalb von etwa einer Sekunde mit einer koordinierten Änderung des Motordrehmoments heruntergefahren werden. In einigen Beispielen umfasst die zweite Batterie ein Batterieüberwachungssystem (ähnlich einem herkömmlichen Basisfahrzeugbatterieüberwachungssystem), um ihren Zustand zu Diagnosezwecken zu überwachen und den Langzeitladezustand innerhalb eines geeigneten Betriebsfensters zu verwalten.
  • Insbesondere können die in dieser Schrift beschriebenen Systeme und Verfahren verwendet werden, um die Anspringprozedur eines Katalysators in einem eCAT in einem beliebigen Fahrzeug anzugehen und/oder um die Lebensdauer der Batterie des Hybridfahrzeugs zu erhöhen, z. B. durch Minimieren des Energiedurchsatzes der HEV-Batterie während der eCAT-Verwendung, und die Beeinträchtigung ihrer Entlade- und Ladeleistungsfähigkeit über ihre Lebensdauer zu begrenzen, z. B. durch Reduzieren des Energiedurchsatzes und der Zunahme des Innenwiderstands im Laufe der Verwendung. Darüber hinaus kann die HEV-Batterie in einigen Beispielen durch eine kleinere Alternative ersetzt werden, die in der Produktion kostengünstiger ist. Umgekehrt ist in Nicht-Hybridfahrzeugen das Hinzufügen einer zweiten Niederspannungsleistungsversorgung (z. B. 12 V) zum Antreiben eines eCATs mit Leistung eine relativ kostengünstige Möglichkeit zum Hinzufügen eines eCATs und einer Leistungsversorgung zu einer bestehenden Plattform, entweder vor oder nach einem Marktzugang. Zur Vermeidung von Zweifeln kann jede der nachstehend beschriebenen Systemarchitekturen oder mindestens ein Teil davon in einem beliebigen geeigneten Fahrzeug umgesetzt werden und ist nicht auf die Umsetzung in einem beliebigen Typ von Nicht-Hybridfahrzeugen oder Hybridfahrzeugen beschränkt.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. In einigen Beispielen umfasst der Motor eine Kurbelwelle, wobei der Motor an eine erste Lichtmaschine, eine zweite Lichtmaschine und eine Steuerung gekoppelt ist. Der Prozess 100 beginnt bei Schritt 102, bei dem ein Antriebsdrehmomentbedarf an einer Kurbelwelle eines Motors bestimmt wird. In einigen Beispielen kann ein Steuersystem für elektrische Leistung für ein Fahrzeug (in dieser Schrift nachstehend als „das System“ bezeichnet) einen oder mehrere Betriebsparameter des Motors bestimmen, um einen Antriebsdrehmomentbedarf an der Kurbelwelle zu bestimmen. Zum Beispiel kann das System Pferdestärken, Umdrehungen pro Minute (U/min), verrichtete Arbeit, Kraftstoffverbrauch, Gaspedalgrundlast, Motordrehzahl, Luftdruck oder dergleichen bestimmen.
  • Bei Schritt 104 bestimmt das System einen Nebenverbraucherdrehmomentbedarf an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten Lichtmaschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten Lichtmaschine umfasst. In einigen Beispielen kann der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen dritten Drehmomentbedarf umfassen, wobei die Quelle des dritten Drehmomentbedarfs eines oder mehrere von einer Klimaanlage, einem Getriebe, einem Turbo, einem Kompressor, einer Wasserpumpe, einer Luftpumpe, einem Luftverdichter, Kühlerlüftern oder dergleichen ist. Die Reihenfolge der Schritte in 1 dient der Veranschaulichung und in einigen Beispielen kann Schritt 104 Schritt 102 vorangehen. Die erste und die zweite Lichtmaschine können als Elektrizitätsgeneratoren bezeichnet werden. In einigen Beispielen, im Fall eines Hybridfahrzeugs, kann die zweite Lichtmaschine zum Beispiel eine beliebige andere Art von E-Maschine sein, wie etwa ein BISG. In einigen Beispielen kann die E-Maschine als Motorgenerator fungieren; der in einigen Fällen negatives Drehmoment an die Kurbelwelle anwendet, der Kurbelwelle jedoch auch positives Drehmoment bereitstellen kann, wenn er als ein Motor fungiert. Dementsprechend beinhaltet der Umfang der vorliegenden Offenbarung Beispiele, die eine erste und/oder zweite E-Maschine (im Gegensatz zu einer ersten und/oder zweiten Lichtmaschine) umfassen, die der Kurbelwelle positives und negatives Drehmoment bereitstellen können.
  • Bei Schritt 106 bestimmt das System, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine insgesamt verwendbare Drehmomentkapazität von der Motorkurbelwelle ist. Zum Beispiel stellt das System sicher, dass die insgesamt verwendbare Drehmomentkapazität 100 % nicht überschreitet, um zu verhindern, dass der Motor in extremen Anwendungsfällen abgewürgt wird, in denen eine Reserve an Motordrehmomentkapazität, d. h. eine Mindestreserve an Drehmoment für einen Fahrzeugstart, erforderlich ist.
  • Bei Schritt 108 erhöht das System die Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs größer als die insgesamt verwendbare Drehmomentkapazität von der Motorkurbelwelle ist. Wenn zum Beispiel die Motordrehzahl nicht erhöht wird, besteht die Möglichkeit, dass die verfügbare Drehmomentkapazität von dem Motor geringer als die Summe des Drehmomentbedarfs ist und die Motorkurbelwelle wird überlastet. In dieser Situation kann der Motor bei einer Anfahr- oder Beschleunigungsanforderung durch den Bediener des Motors abgewürgt werden, was zu einer schlechten Benutzererfahrung führt.
  • In einigen Beispielen werden die Lastbedarfe an den Motor in der Prioritätsreihenfolge ausgeglichen, um eine Kurbelüberlastung und ein Abwürgen des Motors zu vermeiden. Eine Prioritätsreihenfolge kann zum Beispiel sein: Unterstützen kritischer 12-V-Lasten (z. B. um den Motor am Laufen zu halten); Antreiben des Fahrzeugs (z. B. Starten des Fahrzeugs); Antreiben des eCATs, um Emissionsnormen zu erfüllen (z. B. unter Verwendung der zweiten Lichtmaschine); Unterstützen von nicht kritischen 12-V-Lasten (z. B. beheizte Sitze/beheiztes Lenkrad, Klimaanlage usw.); und Laden einer oder mehrerer Batterieversorgungen, wobei auf diese Weise die Last für die erste Lichtmaschine (z. B. für ein erstes 12-V-System) reduziert wird, da sie nicht mehr benötigt wird, um die 12-V-Last zu unterstützen. In einigen Beispielen können eine oder mehrere Nebenverbraucherdrehmomentbedarfsquellen ausgeschaltet werden, z. B. wenn eine erhöhte Motordrehzahl die erste Lichtmaschine und/oder die zweite Lichtmaschine nicht schnell genug antreibt, um die Gesamtlast von einigen oder allen der 12-V-Bedarfe zu erfüllen.
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehzahl in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Der Prozess 200 beginnt bei Schritt 202, der auf ähnliche Weise wie Schritt 106 des Prozesses 100 ausgeführt werden kann, d. h. die Bestimmung, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine insgesamt verwendbare Drehmomentkapazität von der Motorkurbelwelle ist, oder mit anderen Worten, die Bestimmung, ob der Drehmomentbedarf größer als die insgesamt verwendbare Drehmomentkapazität ist. Zum Beispiel könnte die Motordrehmomentausgabe nicht ihre maximale Kapazität aufweisen und es kann übrige Kapazität vorhanden sein, die verwendet werden könnte, um die Last zu unterstützen. D. h., es kann eine Möglichkeit geben, mehr Last aufzubringen, bevor der Drehmomentschwellenwert erreicht ist und Maßnahmen ergriffen werden müssen, um das Abwürgen abzuschwächen. Wenn das System zum Beispiel bestimmt, dass der Drehmomentbedarf bereits größer als die Drehmomentausgabe des Motors ist, dann ist der Motor bereits abgewürgt, weshalb es nötig ist, Maßnahmen zu ergreifen und abzuschwächen, bevor dieser Punkt erreicht ist.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 202 Ja lautet, geht der Prozess 200 zu Schritt 206 über. Bei Schritt 206 wird die Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze erhöht. Wenn die Antwort auf Schritt 202 Nein lautet, geht der Prozess 200 zu Schritt 204 über. Bei Schritt 204 endet der Prozess 200.
  • In einigen Beispielen wird das Kurbeldrehmoment des Motors nicht erhöht. Zum Beispiel wird ein Anteil des verfügbaren Kurbeldrehmoments für einen Fahrzeugstart geschützt, indem der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf begrenzt oder reduziert wird. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 1 erwähnt, gibt es in einigen Beispielen eine Präferenzreihenfolge des Reduzierens des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle oder des Erhöhens des Drehmomentausgabe von der Motorkurbelwelle. Zum Beispiel Erhöhen der Drehzahl des Motors, nicht unbedingt des Drehmoments. Auf diese Weise treibt das Erhöhen der Drehzahl des Motors die Lichtmaschinen schneller an, sodass sie mehr Elektrizität generieren.
  • In einigen Beispielen wird die Motordrehzahl um 200 bis 500 U/min erhöht, zum Beispiel 300 U/min. Es wird jedoch jedwede Erhöhung von U/min als im Umfang dieser Offenbarung liegend betrachtet. Es ist anzumerken, dass das Erhöhen der Motordrehzahl das verfügbare maximale Motordrehmoment oder das Gesamtdrehmoment leicht erhöhen kann, es jedoch zu einer Erhöhung des Nebenverbraucherdrehmoments kommt, um das erhöhte Drehmoment zu kompensieren. Dementsprechend wird die Motordrehzahl erhöht, um die Drehzahl der ersten und zweiten Lichtmaschine zu erhöhen.
  • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob die Ausgabe elektrischer Leistung einer ersten Lichtmaschine, die an einen Motor gekoppelt ist, einen ersten elektrischen Bedarf eines ersten Leistungsnetzes erfüllt, und zu ergreifender nachfolgender Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Der Prozess 300 kann, wie gezeigt, optional nach dem Prozess 100 beginnen. Ein beliebiger oder mehrere der Schritte des Prozesses 300 können jedoch auch parallel zu einem beliebigen oder mehreren der Schritte in Prozess 200 und/oder Prozess 100 durchgeführt werden.
  • Der Prozess 300 beginnt bei Schritt 302. Bei Schritt 302 verbindet das System die erste Lichtmaschine elektrisch mit einem ersten Leistungsnetz.
  • Bei Schritt 304 bestimmt das System, ob die Ausgabe elektrischer Leistung der ersten Lichtmaschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt. Zum Beispiel bestimmt das System, ob die erste Lichtmaschine ausreichend elektrische Leistung generiert, um eine erste Batterie zu laden.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 304 Ja lautet, geht der Prozess 300 zu Schritt 306 über. Bei Schritt 306 lädt das System eine erste Batterie, die elektrisch mit der ersten Lichtmaschine verbunden ist.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 306 Nein lautet, geht der Prozess 300 zu Schritt 308 über. Bei Schritt 308 bestimmt das System einen Ladezustand einer ersten Batterie, die mit der ersten Lichtmaschine verbunden ist. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass der Ladezustand der ersten Batterie 35 % beträgt.
  • Bei Schritt 310 bestimmt das System, ob der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine erste Ladezustandsgrenze ist. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass der aktuelle Ladezustand der ersten Batterie von 35 % geringer als ein Ladegrenzenschwellenwert, wie etwa 40 %, ist.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 310 Nein lautet, geht der Prozess zu Schritt 312 über. Bei Schritt 312 entlädt das System die erste Batterie des ersten Leistungsnetzes. Zum Beispiel ist in diesem Szenario der Batterieladezustand größer als der untere Schwellenwert oder die erste Ladegrenze, und daher kann das System weiterhin die Systeme antreiben, die durch das erste Leistungsnetz durch Entladen der ersten Batterie angetrieben werden, obwohl die Lichtmaschine die Batterie nicht mit einer ausreichenden Rate lädt.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 310 Ja lautet, geht der Prozess zu Schritt 314 über. Bei Schritt 314 deaktiviert das System eine oder mehrere „nicht kritische“ elektrische Komponenten des ersten Leistungsnetzes. Zum Beispiel kann das System eines oder mehrere der Folgenden abschalten: eine Klimaanlageneinheit, beheizte Sitze, ein beheiztes Lenkrad, nicht notwendige Beleuchtung, Infotainmentsysteme, Klimasteuerungen oder dergleichen. Auf diese Weise nimmt der Nebenverbraucherbedarf ab. Idealerweise ändern die abgeschalteten elektrischen Komponenten das Verhältnis der Ausgabe elektrischer Leistung der ersten Lichtmaschine zu dem elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes, sodass die Antwort auf Schritt 304 Ja lautet. Dementsprechend kann der Prozess 300 nach Schritt 314 optional zu Schritt 304 zurückkehren.
  • 4 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob die Ausgabe elektrischer Leistung einer zweiten Lichtmaschine, die an einen Motor gekoppelt ist, einen zweiten elektrischen Bedarf eines zweiten Leistungsnetzes erfüllt, und zum Ergreifen von nachfolgenden Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Der Prozess 400 kann, wie gezeigt, optional nach dem Prozess 100 beginnen. Ein beliebiger oder mehrere der Schritte des Prozesses 400 können jedoch auch parallel zu einem beliebigen oder mehreren der Schritte in den Prozessen 300, 200 oder 100 durchgeführt werden.
  • Der Prozess 400 beginnt bei Schritt 402. Bei Schritt 402 verbindet das System die zweite Lichtmaschine elektrisch mit einem zweiten Leistungsnetz.
  • Bei Schritt 404 bestimmt das System, ob die Ausgabe elektrischer Leistung der zweiten Lichtmaschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt. Zum Beispiel, ob die zweite Lichtmaschine ausreichend elektrische Leistung generiert, um eine zweite Batterie zu laden.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 404 Ja lautet, geht der Prozess 400 zu Schritt 406 über. Bei Schritt 406 lädt das System eine zweite Batterie, die elektrisch mit der zweiten Lichtmaschine verbunden ist.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 406 Nein lautet, geht der Prozess 400 zu Schritt 408 über. Bei Schritt 408 bestimmt das System den Ladezustand einer zweiten Batterie, die mit der zweiten Lichtmaschine verbunden ist. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass der Ladezustand der zweiten Batterie 35 % beträgt.
  • Bei Schritt 410 bestimmt das System, ob der Ladezustand der zweiten Batterie geringer als eine zweite Ladezustandsgrenze ist. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass der aktuelle Ladezustand der zweiten Batterie von 35 % geringer als ein Ladegrenzenschwellenwert, wie etwa 40 %, ist.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 410 Nein lautet, geht der Prozess 400 zu Schritt 412 über. Bei Schritt 412 entlädt das System die zweite Batterie des zweiten Leistungsnetzes. Zum Beispiel ist in diesem Szenario der Batterieladezustand größer als der untere Schwellenwert oder die zweite Ladegrenze, und daher kann das System weiterhin die Systeme antreiben, die durch das zweite Leistungsnetz durch Entladen der zweiten Batterie angetrieben werden, obwohl die Lichtmaschine die Batterie nicht mit einer ausreichenden Rate lädt.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 410 Ja lautet, kann der Prozess 400, wie gezeigt, optional zu Schritt 404 zurückkehren. In einigen Beispielen ist das zweite Leistungsnetz mit einem eCAT mit mehreren Heizelementen verbunden, die selektiv abgeschaltet werden können, wenn die Motornachbehandlung bei oder nahe der optimalen Betriebstemperatur liegt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • In einigen Beispielen können die unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschriebenen Schritte eine Präferenz- oder Prioritätsreihenfolge aufweisen. Zum Beispiel weist das Erhöhen der Drehzahl des Motors, um die Lichtmaschinendrehzahl zu erhöhen, die erste Präferenz oder Priorität auf, da dies als einfachere und leichtere Möglichkeit angesehen wird, den Antriebsdrehmoment- und Nebenverbraucherdrehmomentbedarf des Motors zu erfüllen. In einigen Beispielen kann der Bediener des Motors jedoch mehr Antriebsdrehmoment anfordern oder der Motor kann sich bei maximaler Motordrehzahl (z. B. U/min) befinden.
  • In einigen Beispielen besteht die zweite Priorität darin, eine Batterie (oder Batterien) zu entladen, um die elektrische(n) Last(en) der isolierten elektrischen Leistungsnetze zu unterstützen, wie vorstehend beschrieben. In einigen Beispielen kann der Ladezustand diese Lösung jedoch nicht für einen langen Zeitraum zulassen.
  • In einigen Beispielen besteht die dritte Priorität darin, mit dem Abschalten der nicht kritischen 12-V-Systemlasten zu beginnen, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Auf diese Weise verringert sich der Bedarf des elektrischen Systems und daher verringert sich auch der Drehmomentbedarf der elektrischen Nebenverbraucher. Gleichermaßen können in einigen Beispielen einzelne Heizelemente des eCATs abgeschaltet werden, diese können jedoch erforderlich sein, um die Motornachbehandlung aufrechtzuerhalten, und weisen daher eine hohe Priorität auf.
  • In einigen Beispielen lautet die Priorität folgendermaßen: kritische Niederspannungslasten (z. B. 12 V), die das Fahrzeug betriebsbereit halten; ein oder mehrere Elemente des eCATs; Nebenlasten (die z. B. in Hybridfahrzeuganwendungen mit Hochspannung (48 V+) abgetriebene Komponenten aufweisen können); nicht kritische Lasten mit niedriger Spannung (z. B. 12 V), wie etwa beheizte Sitze und Klimatisierungseinheiten und dergleichen.
  • In einem Worst-Case-Szenario ist die Motornachbehandlung kalt (d. h. aufgrund von „Kaltstart“-Bedingungen) und befindet sich in einer kalten Umgebung. In diesem Szenario befindet sich der eCAT bei maximalem Leistungsbedarf und die nominalen 12-V-Lastsysteme des ersten Leistungsnetzes sind ebenfalls hoch, dennoch ist eine Reserve an Kurbelwellendrehmoment für den Fahrzeugstart erforderlich. Dementsprechend kann eine Kombination der vorstehenden Reihenfolge von bevorzugten Optionen verwendet werden, um die Startbedingungen zu erfüllen, wie in Bezug auf 7 ausführlicher erklärt.
  • 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen der Temperatur eines Motornachbehandlungssystems und zu ergreifender nachfolgender Maßnahmen in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Der Prozess 500 kann, wie gezeigt, optional nach dem Prozess 100 beginnen. Ein beliebiger oder mehrere der Schritte des Prozesses 500 können jedoch auch parallel zu einem beliebigen oder mehreren der Schritte in den Prozessen 400, 300, 200 oder 100 durchgeführt werden.
  • Der Prozess 500 beginnt bei Schritt 502. Bei Schritt 502 bestimmt das System, ob die Temperatur einer Motornachbehandlung unter einer Schwellenwerttemperatur liegt. Wenn die Antwort auf Schritt 502 Nein lautet, geht der Prozess 500 optional zu Schritt 504 über.
  • Bei Schritt 504 initiiert das System eine Wartezeit. Zum Beispiel kann nach dem Bestimmen, dass die Temperatur der Motornachbehandlung bei der Schwellenwerttemperatur liegt, anstatt sofort erneut zu prüfen eine Wartezeit gestartet werden, bevor zu Schritt 502 zurückgekehrt wird. Auf diese Weise können Rechenressourcen eingespart werden, da Änderungen der Temperatur des Nachbehandlungssystems typischerweise Sekunden bis dutzende Sekunden dauern. In einigen Beispielen wird Schritt 504 weggelassen und der Prozess 500 kehrt zu Schritt 502 zurück.
  • Wenn die Antwort auf Schritt 502 Ja lautet, geht der Prozess 500 zu Schritt 506 über. Bei Schritt 506 schaltet das System einen eCAT an. In einigen Beispielen umfasst der eCAT eine Vielzahl von Heizelementen. In einigen Beispielen umfasst der eCAT einen Katalysator, der stromabwärts der Vielzahl von Heizelementen angeordnet ist.
  • In einigen Beispielen umfasst der Prozess 500 ferner Bestimmen, wie viele einer Vielzahl von Heizelementen selektiv betrieben werden sollen, um eine Schwellenwerttemperatur des Katalysators, z. B. eine optimale Betriebstemperatur des Katalysators (nicht gezeigt), zu erzielen. Zum Beispiel kann bestimmt werden, dass alle Heizelemente betrieben werden müssen, um die Schwellenwerttemperatur zu erfüllen. In einigen Beispielen kann bestimmt werden, dass eine Teilmenge der Vielzahl von Heizelementen betrieben werden muss, um die Schwellenwerttemperatur zu erfüllen.
  • In einigen Beispielen umfasst der Prozess 500 ferner Bestimmen eines oder mehrerer, z. B. einer Teilmenge, der Vielzahl von Heizelementen des Nachbehandlungssystems zum Abschalten als Reaktion darauf, dass das Nachbehandlungssystem eine Schwellenwerttemperatur erreicht, z. B., eine optimale Betriebstemperatur (nicht gezeigt).
  • In einigen Beispielen umfasst das selektive Betreiben von einem oder der mehreren Heizelementen des eCATs Betreiben eines Pulsweitenmodulationsschalters (PWM-Schalter), der elektrisch mit den Heizelementen verbunden ist, um Leistung von einer Leistungsquelle zu den Heizelementen des Nachbehandlungssystems zu modulieren. In einigen Beispielen wird ein Festkörperrelais verwendet, um ein oder mehrere Heizelemente des eCATs zu betreiben. In einigen Beispielen wird ein DC-DC-Wandler verwendet, um den eCAT zu betreiben, der zusätzlich zum Anschalten eine feinere Steuerung bereitstellen kann, wie etwa Modulation der eCAT-Last durch Variieren des Eingangsstroms und/oder der Eingangsspannung zu dem eCAT.
  • 6 veranschaulicht ein beispielhaftes Abgassystem 600, das einen Motor 610 und ein Nachbehandlungssystem umfasst, das einen eCAT 620 umfasst. In einigen Beispielen umfasst der eCAT 620 einen Katalysator 625, dem Wärme durch die in dieser Schrift beschriebenen Verfahren bereitgestellt wird. In einigen Beispielen und wie in 6 gezeigt, ist eine Airbox 612 bereitgestellt, die mit einem Verdichter 614 fluidisch verbunden ist, um Luft aus der Atmosphäre zu saugen. Die Airbox 612 und der Verdichter 614 sind fluidisch mit dem Motor 610 und dem Nachbehandlungssystem verbunden, um Wärmeenergie von einer Vielzahl von Heizelementen 632, die innerhalb des Heizmoduls 630 innerhalb des Nachbehandlungssystems angeordnet sind, an den Rest des Nachbehandlungssystems (z. B. an den Katalysator 625) zu übertragen. In einigen Beispielen können zusätzliche Systeme, wie etwa ein E-Verdichter 614, erforderlich sein, um lokale Emissionsvorschriften zu unterstützen.
  • In einigen Beispielen befindet sich ein Dieselpartikelfilter 640 stromabwärts des Motors 610. Ein Dieselpartikelfilter (diesel particulate filter - DPF) ist ein Filter, das Abgasruß, -koks und/oder -kohle, die gemeinsam als Feinstaub bezeichnet werden, auffängt und speichert. Das DPF ist eine andere Form der Nachbehandlung, die genutzt wird, um Emissionen von Dieselautos zu reduzieren. DPFs weisen eine begrenzte Kapazität auf, wobei der eingeschlossene Feinstaub periodisch entleert oder „verbrannt“ werden muss, um das DPF zu regenerieren, zu dessen Unterstützung auch ein eCAT verwendet werden kann. Dieser Regenerationsprozess verbrennt den überschüssigen Feinstaub, der in dem Filter abgelagert ist, sauber, wodurch die schädlichen Abgasemissionen reduziert werden. In einigen Beispielen kann selektives Betreiben eines oder mehrerer der Heizelemente des Heizmoduls, um dem Katalysator Wärme bereitzustellen, auf einer Menge an Feinstaub in dem Nachbehandlungssystem basieren. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass die Menge an Feinstaub innerhalb des Nachbehandlungssystems über einem Schwellenwert liegt, können mehr Heizelemente des Heizmoduls selektiv betrieben werden, um das Nachbehandlungssystem (z. B. das DPF) zu regenerieren. Wenn jedoch der eCAT verwendet wird, um das Regenerieren des DPFs zu unterstützen, kann eine derartige Aufgabe in einigen Beispielen nur ausgeführt werden, wenn die Ausgabe elektrischer Leistung der zweiten Lichtmaschine den zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt (d. h. die Antwort auf Schritt 404 lautet ja) oder wenn der Ladezustand der zweiten Batterie höher als die zweite Ladezustandsgrenze ist (d. h. die Antwort auf Schritt 410 lautet Nein).
  • In einigen Beispielen kann sich auch ein Benzinpartikelfilter (Benzinpartikelfilter - GPF) stromabwärts des Motors 610 befinden. Das GPF würde das DPF 640 aus 6 in Benzinmotoren ersetzen. GPFs sind eine Emissionsnachbehandlungstechnologie, die auf DPFs basiert und entwickelt wurde, um Partikelemissionen von Benzindirekteinspritzmotoren zu regulieren. Die Technologie wird auch als Benzinpartikelfilter (petrol particulate filter - PPF) bezeichnet. Typischerweise werden Abgase durch das GPF gedrängt, wobei die eingefangenen unerwünschten Kohlenwasserstoffe, Distickstoffoxide und Kohlenstoffmonoxidpartikel erhitzt und zu kleinen Mengen an Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser reduziert werden.
  • In einigen Beispielen ist auch ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction - SCR) 650 bereitgestellt. Eine SCR ist ein weiteres System zur Regulierung von Emissionen, das ein flüssiges Reduktionsmittel durch einen speziellen Katalysator in den Abgasstrom von Motoren, insbesondere Dieselmotoren, einspritzt. Die Reduktionsmittelquelle ist üblicherweise Harnstoff in Automobilqualität, anderweitig als Dieselabgasfluid (diesel exhaust fluid - DEF) bekannt. Das DEF löst eine chemische Reaktion aus, die Stickoxide in Stickstoff, Wasser und geringe Mengen an Kohlendioxid (CO2) umwandelt, was dann durch das Fahrzeugauspuffrohr 670 ausgestoßen wird. Das DEF kann in einem DEF-Tank 660 gelagert werden. Das DEF kann durch eine Anzahl von Pumpen und Ventilen 662 und 664 verteilt werden, wie in 6 gezeigt. Die Anzahl an Pumpen und Ventilen 662 und 664 dient Veranschaulichungszwecken und im gesamten Abgas- und/oder Nachbehandlungssystem können sich zusätzliche Pumpen und Ventile 662 und 664 befinden. Die Lage der Pumpen und Ventile 662 und 664 dient gleichermaßen zu Veranschaulichungszwecken und die Lage der Pumpen und Ventile 662 und 664 kann sich von der in 6 gezeigten unterscheiden.
  • In einigen Beispielen umfasst das Abgassystem eine Vielzahl von Sensoren 672, um das Abgas zu erfassen, das Stickoxide (NOx) und Schwefeloxide (SOx) enthält, um sicherzustellen, dass die endgültigen Emissionen innerhalb einer Vorschriftsmenge liegen. Euro-5-Abgasemissionsvorschrift und Euro-6-Abgasemissionsvorschrift haben im Endeffekt zwingend vorgeschrieben, dass GPFs/DPFs, DEF und SCRs die Emissionsnormen einhalten. Jedoch können für zukünftige Emissionsvorschriften, wie etwa Euro-7, die ab 2026 umgesetzt werden soll, eine derartige Technologie allein nicht ausreichend sein. Die in dieser Schrift beschriebenen Systeme und Ausführungsformen können GPFs, DPFs, DEF und SCRs ersetzen oder mit diesen zusammenarbeiten und die zukünftigen Normen erfüllen.
  • In einigen Beispielen umfasst das Abgassystem ein Abgasrückgewinnungssystem, das durch einen AGR-Schalter 680 eingeschaltet wird. Der AGR-Schalter 680 ermöglicht, dass ein Teil des Abgases oder das gesamte Abgas oder die Wärmeenergie des Abgases durch das Abgassystem zurückgeführt wird, um die Heizwirkung der Heizelemente 632 innerhalb des Heizmoduls 630 weiter zu verstärken, um Anspringen des Katalysators 625 zu unterstützen.
  • 7 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem 700 für elektrische Leistung für ein Fahrzeug darstellt. In dem in 7 gezeigten Beispiel ist das Leistungssteuersystem 700 für eine beispielhafte Fahrzeugsystemarchitektur in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele vorgesehen. In 7 ist eine erste Lichtmaschine 712A und eine zweite Lichtmaschine 712B gezeigt, bei denen es sich um eine Vorrichtung handelt, die in einigen Beispielen negatives Drehmoment an die Kurbelwelle des Motors 610 anwenden kann, um elektrische Energie zu generieren. Die erste und die zweite Lichtmaschine 712A-B können als Elektrizitätsgeneratoren bezeichnet werden. In einigen Beispielen, im Fall eines Hybridfahrzeugs, kann die erste Lichtmaschine 712A und/oder die zweite Lichtmaschine 712B eine E-Maschine sein, wie etwa ein BISG, und fungiert daher in einigen Fällen als Generator, stellt in anderen jedoch auch positives Drehmoment bereit. Dementsprechend wird im Umfang der vorliegenden Offenbarung davon ausgegangen, dass mindestens eine der ersten und der zweiten Lichtmaschine durch eine E-Maschine ersetzt wird, die der Kurbelwelle positives und negatives Drehmoment bereitstellen kann. Wie in dem beispielhaften Fall in 7 gezeigt, sind die Lichtmaschinen über den Frontend-Nebenverbraucherantrieb (front-end accessory drive - FEAD) mechanisch an eine Kurbelwelle 714 des Motors 610 gekoppelt. Dementsprechend werden die erste und die zweite Lichtmaschine 712A-B zusammen mit der Kupplung 716 und dem Getriebe 718 durch die Drehmomentausgabe des Motors angetrieben.
  • In einigen Beispielen ersetzt die zweite Lichtmaschine 712B eine Hybridsystem-E-Maschine. Zum Beispiel kann ein großer Motor in einem großen Fahrzeug, der typischerweise ein Hybridsystem erfordern würde, um Emissionsnormen zu erfüllen, stattdessen ein zweites Niederspannungssystem (z. B. 12 V) und eine zweite Lichtmaschine umfassen, um einen eCAT zu unterstützen. Ein derartiger Ansatz ist im Vergleich zu der Hybridsystem-E-Maschine sehr kostengünstig, da keine Hybridbatterie nötig ist, die sehr kostspielig ist.
  • In einigen Beispielen überträgt die Kurbelwelle 714 Drehmoment auf die Lichtmaschinen 712A-B, wenn sie als ein Generator betrieben wird, wodurch kinetische Energie von dem sich bewegenden Fahrzeug zurück in Elektrizität umgewandelt wird. In einigen Beispielen sind die erste Lichtmaschine 712A und die zweite Lichtmaschine 712B elektrisch voneinander isoliert.
  • In einigen Beispielen weist der Motor 610 ein Abgassystem 720 auf, das einen wie vorstehend in Bezug auf 6 beschriebenen eCAT 620 umfasst. In einigen Beispielen ist der eCAT mit einem Festkörperrelais oder PWM-Schalter oder DC-DC-Wandler 722 elektrisch verbunden. In einigen Beispielen verbindet der Schalter 722 eine Vielzahl von Heizelementen 632 elektrisch mit dem eCAT 620.
  • In dem in 7 gezeigten Beispiel ist die erste Lichtmaschine 712A mit einer ersten Niederspannungsbatterie und einem ersten Niederspannungsbus 730 (z. B. 12 V), die dazu konfiguriert sind, einen oder mehrere Niederspannungsnebenverbraucher 740 des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung zu versorgen, elektrisch verbunden. In einigen Beispielen umfassen der eine oder die mehreren Niederspannungsnebenverbraucher 740 eines oder mehrere der Folgenden: Leuchten, beheizte Sitze, beheiztes Lenkrad, beheizte Windschutzscheibe, Servolenkung, Infotainmentsystem, Grundlasten (Module), Scheibenwischer, Kameras oder dergleichen.
  • In dem in 7 gezeigten Beispiel ist die zweite Lichtmaschine 712B mit einer zweiten Niederspannungsbatterie und einem zweiten Niederspannungsbus 750 (z. B. 12 V), die dazu konfiguriert sind, den eCAT 620 mit elektrischer Leistung zu versorgen, elektrisch verbunden. Die erste Niederspannungsbatterie und der erste Niederspannungsbus 730 und die zweite Niederspannungsbatterie und der zweite Niederspannungsbus 750 sind elektrisch voneinander isoliert.
  • In dem in 7 gezeigten Beispiel umfasst das Leistungssteuersystem 700 eine Steuerung 760, z. B. ein Motorsteuermodul (engine control module - ECM), das mit jedem von der ersten und der zweiten Lichtmaschine 712A-B, dem Motor 610, der ersten Niederspannungsbatterie und dem ersten Niederspannungsbus 730, dem eCAT 620, dem DC-DC-Wandler oder dem PWM-/Festkörperrelaisschalter 722, Niederspannungsfahrzeugsystemen und - nebenverbrauchern 740, der zweiten Niederspannungsbatterie und dem zweiten Niederspannungsbus 750 in Betriebskommunikation stehen kann.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf den in 7 gezeigten Aufbau beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuerung 760 eine eigenständige Steuerung oder eine beliebige andere geeignete Steuerung des Fahrzeugs sein. Zum Beispiel kann die Steuerung mindestens teilweise in eine andere Steuerung des Fahrzeugs integriert sein. Darüber hinaus kann die Steuerung 760 dazu konfiguriert sein, mit einer beliebigen oder mehreren der in 7 gezeigten Fahrzeugkomponenten und/oder beliebigen anderen geeigneten Komponenten des Fahrzeugs betriebsmäßig zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 760 eine eigenständige Steuerung sein, die dazu konfiguriert ist, mit mindestens einem Niederspannungsnebenverbraucher, einer ersten und zweiten Lichtmaschine, dem Motor 610 und einem eCAT 620 betriebsmäßig zu kommunizieren, um Motordrehmomentbedarfe zu steuern und auszugleichen.
  • Während das in 7 gezeigte Beispiel beispielhaft die Verwendung des Steuersystems 700 für ein Fahrzeug veranschaulicht, versteht es sich, dass das Steuersystem 700 in einem geeigneten Fahrzeugtyp umgesetzt werden kann, wie etwa einem Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV), das zusätzlich eine oder mehrere Hochspannungsschaltkreiskomponenten aufweist. Das in 7 gezeigte System 700 ist dazu konfiguriert, dem eCAT 620 über einen DC-DC-Wandler oder einen PWM-Schalter 722 mittels einer isolierten zweiten Niederspannungsbatterie und eines isolierten zweiten Niederspannungsbusses elektrische Leistung bereitzustellen, wie in den vorstehenden und nachstehenden Beispielen beschrieben.
  • Die in dieser Schrift offenbarten Systeme und Verfahren dienen dazu, dahingehende Bedenken bei Doppellichtmaschinensystemen zu beseitigen, dass die zusätzliche Last, die durch eine zweite Lichtmaschine 712B an der Motorkurbelwelle 714 anliegt, die Leistungsfähigkeit für einen Fahrzeugstart beeinträchtigen oder in einigen Anwendungsfällen sogar den Motor abwürgen kann, insbesondere für Anwendungen mit einem verkleinerten Motor oder einem Motor mit „kleinem“/„weniger“ Hubraum oder wenn die 12-V-Fahrzeugsysteme Hochleistungsszenarien anfordern (z. B. wenn das Fahrzeug kalt ist und sich bei eingeschalteter Heizung mit eingeschalteten Leuchten im Dunkeln befindet usw.). Daher wird eine Steuerstrategie zum Ausgleichen und/oder Steuern des Drehmoments an der Kurbelwelle vorgeschlagen, um die Lasten zu erfüllen und die Motorleerlaufqualität und die Leistungsfähigkeit für einen Start aufrechtzuerhalten. Die nachstehenden 8A-8C sind eine beispielhafte Entscheidungsmatrix/Ablaufdiagrammstrategie, z. B. in ihrer Gesamtheit.
  • Wie nachfolgend ersichtlich wird, sind die zu steuernden Variablen die Motordrehzahl, die minimale Motorleerlaufdrehzahl kann erhöht werden, um die Lichtmaschinendrehzahl und damit den Ausgabestrom zu erhöhen; Ausschalten von nicht kritischen Niederspannungslasten (z. B. 12 V), um den Kurbelwellendrehmomentbedarf zu reduzieren; und die Ladung, die von den Batterien angenommen wird und deren Entladung, um die Last zu erfüllen, ohne das Kurbelwellendrehmoment zu drosseln.
  • 8A-8C veranschaulichen ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment basierend auf der elektrischen Last in einem Nachbehandlungssystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Wie gezeigt, kann 8A als eines von zwei Szenarien, „Szenario A“, betrachtet werden (z. B. ein „Warmstart“, wobei keine eCAT-Unterstützung beim Anspringen des Katalysators nötig ist und daher eine geringere elektrische Last erforderlich ist) und ist 8C „Szenario B“ (z. B. ein „Kaltstart“, wobei der eCAT erforderlich ist, um das Anspringen des Katalysators zu unterstützen, um Emissionsnormen zu erfüllen, aufgrund dessen eine größere elektrische Last erzeugt wird). Dementsprechend weisen viele Schritte in „Szenario A“ ein Äquivalent in „Szenario B“ auf, wie in 8A und 8C gezeigt.
  • Der Prozess 800 beginnt bei Schritt 802. Bei Schritt 802 bestimmt das System, ob die Nachbehandlungstemperatur über einem vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 250 Grad Celsius) liegt. In einigen Beispielen kann der Zeitschwellenwert so aktualisiert werden, dass er höher oder niedriger ist. In einigen Beispielen kann der Zeitschwellenwert basierend auf einem oder mehreren Kontextfaktoren und/oder Betriebsparametern erhöht werden. Wenn zum Beispiel die Umgebungstemperatur relativ hoch ist, liegt die Temperatur des Katalysators an einem höheren Startpunkt und der Temperaturabfall ist weniger stark. Schritt 802 bestimmt auch, ob sich das System in „Szenario A“, wie in 8A gezeigt, oder in „Szenario B“ wie in 8C gezeigt, befindet. Wenn die Antwort auf Schritt 802 Ja lautet, geht der Prozess 800 (über Route A) zu Schritt 804A über. Wenn die Antwort auf Schritt 802 Nein lautet, geht der Prozess 800 (über Route E) zu Schritt 804B über.
  • Bei Schritt 804A/B bestimmt das System, ob das verfügbare Kurbelwellendrehmoment den kombinierten Bedarf der elektrischen Lasten des Fahrzeugsystems und des Fahrzeugstarts erfüllt. Ähnlich den 3 und 4. Wenn die Antwort auf Schritt 804A/B Ja lautet, geht der Prozess 800 (über Route B/F) zu Schritt 808 über, der nachstehend erörtert wird. Wenn die Antwort auf Schritt 804AB Nein lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 806A/B über.
  • Bei Schritt 806A/B bestimmt das System, ob die minimale Motorleerlaufdrehzahl auf eine Drehzahl unter dem vorbestimmten maximalen Schwellenwert (z. B. 1200 U/min) erhöht werden kann. Wenn die Antwort auf Schritt 806A/B Ja lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 810A/B über, der nachstehend erörtert wird. Wenn die Antwort auf Schritt 806A/B Nein lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 812A/B über.
  • Bei Schritt 808 bestimmt das System, ob Kurbelwellendrehmomentkapazität zum Laden der Batterien übrig ist. Wenn die Antwort auf Schritt 808 Ja lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 820 über, der nachstehend erörtert wird. Wenn die Antwort auf Schritt 808 Nein lautet, geht der Prozess 808 zu Schritt 822 über, der nachstehend erörtert wird.
  • Bei Schritt 810A/B erhöht das System die minimale Leerlaufdrehzahl auf die maximal zulässige Drehzahl. Nach Schritt 810A/B geht der Prozess 800 zu Schritt 812A/B über.
  • Bei Schritt 812A/B bestimmt das System, ob der Bedarf an elektrischer Leistung erfüllt ist. Wenn die Antwort auf Schritt 812A/B Ja lautet, kehrt der Prozess 800 (über Route C/G) zu Schritt 808 zurück. Wenn die Antwort auf Schritt 812A/B Nein lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 814A/B über.
  • Bei Schritt 814A/B bestimmt das System, ob eine oder beide der Batterien (z. B. 12 V) einen Ladezustand über einem vorbestimmten Schwellenwert (z. B. 40 % Ladezustand) aufweisen. Wenn die Antwort auf Schritt 814A/B Ja lautet, geht der Prozess 800 zu Schritt 818A/B über, der nachstehend erörtert wird. Wenn die Antwort auf Schritt 814A/B Nein lautet, geht der Prozess 800 zu nachstehendem Schritt 816A/B über.
  • Bei Schritt 816A/B fordert die PCM an, dass nicht kritische Lasten des Niederspannungsfahrzeugsystems (z. B. 12 V) für den Komfort (d. h. nicht kritisch) abgeschaltet werden. Nach Schritt 816A/B geht der Prozess 800 (über Route D/H) zu Schritt 822 über, der nachstehend erörtert wird.
  • Bei Schritt 818A/B entlädt das System eine oder beide der Batterien (z. B. 12 V) und schaltet nicht kritische 12-V-Fahrzeugsystemkomfortlasten (d. h. nicht kritische Lasten) ab, wenn ein oder beide der Batterieladezustände einen vorbestimmten minimalen (z. B. niedrigen Schwellenwert) erreicht/erreichen. Nach Schritt 818A/B geht der Prozess 800 (über Route D/H) zu Schritt 822 über, der nachstehend erörtert wird.
  • Bei Schritt 820 ermöglicht das PCM (z. B. die Steuerung 760), dass entweder eine oder beide der Batterien (z. B. 12 V) und der Busse 730 und 750 geladen werden, bis der vorbestimmte minimale (z. B. hohe) Ladezustandsschwellenwert innerhalb des verfügbaren Kurbelwellendrehmoments erreicht wird. Nach Schritt 820 geht der Prozess 800 zu nachstehend erörtertem Schritt 822 über.
  • Bei Schritt 822 wird der Fahrzeugstart durchgeführt und kritische elektrische Systeme werden innerhalb des verfügbaren Kurbelwellendrehmoments (z. B. Drehmomentausgabe von dem Motor) gehalten. Nach Schritt 822 endet der Prozess 800.
  • Der Übersichtlichkeit halber und um unnötige Wiederholungen zu vermeiden soll unter Bezugnahme auf 8A-8C und der vorstehenden Beschreibung, in denen ein Schritt 8xxA/B umfasst, dies als Bezugnahme auf Schritt 8xxA und/oder 8xxB verstanden werden. Die Kennzeichnung A/B bezieht sich auf „Szenario A“ oder „Szenario B“, wie vorstehend erörtert.
  • 9 veranschaulicht ein Fahrzeug, das einen Motor und ein beispielhaftes Abgassystem umfasst, in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele. Gemäß einigen Beispielen wird ein Fahrzeug 901, das ein Steuersystem 900 für elektrische Leistung umfasst, in Übereinstimmung mit einigen Beispielen der Offenbarung bereitgestellt. In dem in 9 gezeigten Beispiel umfasst das Fahrzeug 901 einen Motor 610, der an zwei Generatoren gekoppelt ist, z. B. eine erste und eine zweite Lichtmaschine 904. Die Lichtmaschinen 904 sind elektrisch an eine erste Batterie 906 bzw. eine zweite Batterie 907 gekoppelt (veranschaulicht durch die durchgezogenen Verbindungslinien). Die erste Batterie 906 und die zweite Batterie 907 sind elektrisch voneinander isoliert. Das Fahrzeug umfasst auch einen elektrisch beheizten Katalysator (eCAT) 910, der dazu konfiguriert ist, das Reduzieren von Kohlenwasserstoff- und NOX-Emissionen in dem Abgas, das von dem Motor 610 zu dem Auspuff 912 strömt, zu unterstützen. In dem in 9 gezeigten Beispiel ist der eCAT 910 elektrisch an die zweite Batterie 907 gekoppelt. In dem in 9 gezeigten Beispiel ist die erste Batterie 906 auch an eine Niederspannungsbatterie und einen Niederspannungsbus 914 (z. B. 12 V), die dazu konfiguriert sind, ein oder mehrere Niederspannungssysteme des Fahrzeugs mit elektrischer Leistung zu versorgen, gekoppelt.
  • In dem in 9 gezeigten Beispiel umfasst das Steuersystem 900 eine Steuerung 760, z. B. ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM), die in Betriebskommunikation (veranschaulicht durch die gestrichelten Verbindungslinien) mit jedem von dem Motor 610, den Lichtmaschinen 904, der ersten Batterie 906, der zweiten Batterie 907, dem Niederspannungsbus 914 und dem eCAT 710 steht. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf den in 9 gezeigten Aufbau beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuerung 760 eine beliebige geeignete Art von Steuerungen sein, wie etwa eine eigenständige Steuerung oder eine beliebige andere geeignete Steuerung des Hybridfahrzeugs. Zum Beispiel kann die Steuerung 760 mindestens teilweise in eine andere Steuerung des Fahrzeugs integriert sein. Darüber hinaus kann die Steuerung 760 dazu konfiguriert sein, mit einer beliebigen oder mehreren der in 6 oder 7 gezeigten Fahrzeugkomponenten und/oder beliebigen anderen geeigneten Komponenten des Fahrzeugs betriebsmäßig zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Steuerung 760 eine eigenständige Steuerung sein, die mindestens teilweise dazu konfiguriert ist, mit mindestens einem Niederspannungsnebenverbraucher, einem elektrischen Generator und einem eCat betriebsmäßig zu kommunizieren, um den Drehmomentbedarf an dem Motor 610 zu steuern. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Steuerung 760 dazu konfiguriert sein kann, eines oder mehrere der vorstehend offenbarten Steuerverfahren für elektrische Leistung für ein Hybridfahrzeug wie vorstehend beschrieben auszuführen.
  • 10 bildet eine beispielhafte Steuerschaltung in Übereinstimmung mit mindestens einem der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele ab. Die Steuerung 760 beinhaltet eine Steuerschaltung 1010, die einen Datenspeicher 1012 und eine Verarbeitungsschaltung 1014 umfasst, und einen E/A-Pfad 1020. Die Steuerung 760 kann auf einer beliebigen geeigneten Verarbeitungsschaltung basieren. Im Kontext dieser Schrift ist Verarbeitungsschaltung so zu verstehen, dass sie eine Schaltung bedeutet, die auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrocontrollern, Digitalsignalprozessoren, programmierbaren Logikvorrichtungen, feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application-specific integrated circuits - ASICs) usw. basiert und sie kann einen Prozessor mit mehreren Kernen (z. B. zwei Kernen, vier Kernen, sechs Kernen oder einer beliebigen geeigneten Anzahl an Kernen) beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung z. B. über mehrere separate Prozessoren, mehrere Prozessoren der gleichen Art (z. B. zwei Intel-Core-i9-Prozessoren) oder mehrere unterschiedliche Prozessoren (z. B. einen Intel-Core-i7-Prozessor und einen Intel-Core-i9-Prozessor) verteilt sein.
  • Der Datenspeicher 1012 und/oder Datenspeicher anderer Komponenten anderer Fahrzeugsteuerungen können/kann elektronische Datenspeichervorrichtungen sein. Im Kontext dieser ist der Ausdruck „elektronische Datenspeichervorrichtung“ oder „Datenspeichervorrichtung“ so zu verstehen, dass er eine beliebige Vorrichtung zum Speichern elektronischer Daten, Computersoftware oder Firmware bedeutet, wie etwa Direktzugriffsspeicher, Nur-Lese-Speicher, Festplatten und dergleichen und/oder eine beliebige Kombination davon. In einigen Beispielen führt die Steuerung 760 Anweisungen für eine auf dem Arbeitsspeicher (z. B. dem Datenspeicher 1012) gespeicherte Anwendung aus. Insbesondere kann die Steuerung 760 durch eine Anwendung angewiesen werden, die in dieser Schrift erörterten Verfahren/Funktionen durchzuführen. Computerlesbare Medien beinhalten beliebige Medien, die zum Speichern von Daten in der Lage sind. Die computerlesbaren Medien können transitorisch sein, einschließlich unter anderem, indem sie elektrische oder elektromagnetische Signale weiterverbreiten, oder sie können nicht transitorisch sein, einschließlich unter anderem flüchtiger und nicht flüchtiger Computerspeicher oder Datenspeichervorrichtungen, wie etwa ein(e) Festplatte, Diskette, USB-Laufwerk, DVD, CD, Medienkarten, Registerspeicher, Prozessorcaches, Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM) usw.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 760 dazu konfiguriert sein, Daten über den E/A-Pfad 1020 zu übertragen und/oder zu empfangen. Zum Beispiel kann der E/A-Pfad 1020 einen Kommunikationsanschluss/Kommunikationsanschlüsse beinhalten, der/die dazu konfiguriert ist/sind, Daten an mindestens eines von einem Motorsteuermodul, einem Antriebsstrangsteuermodul und einem Fahrzeugsystemsteuermodul, wie etwa einem eCAT- und/oder Abgassystemsteuermodul, zu übertragen und/oder von diesem zu empfangen. Die Steuerschaltung 1010 kann verwendet werden, um Befehle, Anforderungen und andere geeignete Daten unter Verwendung des E/A-Pfads 1020 zu senden und zu empfangen. Der E/A-Pfad 1020 kann die Steuerschaltung 1010 (und insbesondere die Verarbeitungsschaltung 1014) mit einem oder mehreren Kommunikationspfaden verbinden (nachstehend beschrieben). E/A-Funktionen können durch einen oder mehrere dieser Kommunikationspfade bereitgestellt werden, die in 10 jedoch als einzelner Pfad gezeigt sind, um die Zeichnung nicht zu verkomplizieren.
  • Die Steuerschaltung 1010 kann eine Kommunikationsschaltung (nicht gezeigt) beinhalten, die zum Kommunizieren mit einem Server oder anderen Netzwerken oder Servern geeignet ist. Die Anweisungen zum Ausführen der vorstehend erwähnten Verfahren und Systeme können auf dem Führungsanwendungsserver gespeichert sein. Die Kommunikationsschaltung kann ein Kabelmodem, ein Modem für ein digitales Netzwerk mit integrierten Diensten (integrated services digital network - ISDN), ein Modem für eine digitale Teilnehmerleitung (digital subscriber line - DSL), ein Telefonmodem, eine Ethernet-Karte oder ein drahtloses Modem zur Kommunikation mit anderer Ausrüstung oder eine beliebige andere geeignete Kommunikationsschaltung beinhalten. Derartige Kommunikation können das Internet oder beliebige andere geeignete Kommunikationsnetzwerke oder -pfade einschließen. Zusätzlich kann die Kommunikationsschaltung eine Schaltung beinhalten, die Peer-to-Peer-Kommunikation von Benutzerausrüstungsvorrichtungen oder Kommunikation von Benutzerausrüstungsvorrichtungen an voneinander entfernten Standorten ermöglicht.
  • Im in dieser Schrift verwendeten Sinne ist der Ausdruck „elektronische Datenspeichervorrichtung“ oder „Datenspeichervorrichtung“ so zu verstehen, dass er eine beliebige Vorrichtung zum Speichern elektronischer Daten, Computersoftware oder Firmware bezeichnet, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher, einen Nur-Lese-Speicher, Festplatten, optische Laufwerke, Digital-Video-Disc-Recorder (DVD-Recorder), Compact-Disk-Recorder (CD-Recorder), BLU-RAY-Disk-Recorder (BD-Player), BLU-RAY-3D-Disc-Recorder, digitale Videorecorder (digital video recorder - DVR, manchmal als persönlicher VideoRecorder oder PVR (personal video recorder - PVR) bezeichnet), Festkörpervorrichtungen, Quantendatenspeichervorrichtungen, Spielekonsolen, Spielemedien oder beliebige andere geeignete feste oder entfernbare Datenspeichervorrichtungen und/oder eine beliebige Kombination dergleichen. Der Datenspeicher 1012 kann verwendet werden, um verschiedene Arten von in dieser Schrift beschriebenen Inhalten zu speichern. Nicht flüchtiger Speicher kann auch verwendet werden (z. B., um eine Hochfahrroutine und andere Anweisungen zu starten). Cloud-basierter Datenspeicher kann verwendet werden, um den Datenspeicher 1012 zu ergänzen oder den Datenspeicher 1012 zu ersetzen.
  • Ein Benutzer kann einer Benutzereingabeschnittstelle (nicht gezeigt) Anweisungen an die Steuerschaltung 1010 unter Verwendung senden. Die Benutzereingabeschnittstelle kann eine beliebige geeignete Benutzerschnittstelle sein, wie etwa eine Fernsteuerung, eine Maus, ein Trackball, ein Tastenfeld, eine Tastatur, ein Touchscreen, ein Touchpad, eine Eingabestifteingabe, ein Joystick, eine Spracherkennungsschnittstelle oder andere Benutzereingabeschnittstellen.
  • Es versteht sich, dass sich die vorstehend beschriebenen Beispiele und jegliche der anderen unter Bezugnahme auf 1-10 beschriebenen Beispiele nicht gegenseitig ausschließen. Die Reihenfolge der Beschreibung jeglicher Beispiele ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, 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 dieser Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
  • Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können von einem Fachmann beim Umsetzen der beanspruchten Offenbarung aus einer Studie der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Patentansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Patentansprüchen schließt das Wort „umfasst“ andere Elemente oder Schritte nicht aus und schließt der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ eine Vielzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass gewisse Maßnahmen in voneinander unterschiedlichen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt sind, gibt nicht an, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft genutzt werden kann. Jegliche Bezugszeichen in den Patentansprüchen sollten nicht als den Schutzumfang einschränkend ausgelegt werden.
  • Diese Offenbarung dient zur Veranschaulichung der allgemeinen Grundsätze der vorstehend erörterten Systeme und Prozesse und soll veranschaulichend und nicht einschränkend sein. Allgemeiner soll die vorstehende Offenbarung beispielhaft und nicht einschränkend sein und wird der Umfang der Offenbarung am besten durch Bezugnahme auf die beigefügten Patentansprüche bestimmt. Anders ausgedrückt sollen nur die folgenden Patentansprüche Grenzen dafür setzen, was die vorliegende Offenbarung beinhaltet.
  • Wenngleich die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf konkrete beispielhafte Anwendungen beschrieben ist, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Dem Fachmann erschließt sich, dass verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ein Fachmann würde verstehen, dass die Maßnahmen der in dieser Schrift erörterten Prozesse weggelassen, modifiziert, kombiniert und/oder neu angeordnet werden können und beliebige zusätzliche Maßnahmen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
  • Jedes beliebige in dieser Schrift beschriebene Systemmerkmal kann auch als Verfahrensmerkmal bereitgestellt werden und umgekehrt. Im in dieser Schrift verwendeten Sinne können Mittel plus Funktionsmerkmale alternativ im Hinblick auf ihre entsprechende Struktur ausgedrückt werden. Es versteht sich zudem, dass die vorstehend beschriebenen Systeme und/oder Verfahren auf andere Systeme und/oder Verfahren angewandt oder in Übereinstimmung mit diesen verwendet werden können.
  • Ein beliebiges Merkmal in einem Aspekt kann in einer beliebigen geeigneten Kombination auf andere Aspekte angewandt werden. Insbesondere können Verfahrensaspekte auf Systemaspekte angewandt werden und umgekehrt. Darüber hinaus können beliebige, einige und/oder alle Merkmale in einem Aspekt in einer beliebigen geeigneten Kombination auf beliebige, einige und/oder alle Merkmale in einem beliebigen anderen Aspekt angewandt werden. Es versteht sich auch, dass konkrete Kombinationen der verschiedenen in einem beliebigen Aspekt beschriebenen und definierten Merkmale unabhängig umgesetzt und/oder zur Verfügung gestellt und/oder verwendet werden können.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment Folgendes: Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist.
  • In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Erhöhen der Drehzahl des Motors Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze.
  • In einem Aspekt der Erfindung, beinhaltet das Verfahren elektrisches Verbinden der ersten E-Maschine mit einem ersten Leistungsnetz und elektrisches Verbinden der zweiten E-Maschine mit einem zweiten Leistungsnetz, wobei das erste Leistungsnetz und das zweite Leistungsnetz elektrisch voneinander isoliert sind.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Bestimmen eines Ladezustands einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Abschalten einer oder mehrerer elektrischer Komponenten des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine vorbestimmte erste Ladezustandsgrenze ist; oder Entladen der ersten Batterie des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie über der vorbestimmten ersten Ladezustandsgrenze liegt.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Bestimmen eines Ladezustands einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der zweiten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Entladen der zweiten Batterie des zweiten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand einer zweiten Batterie über einer vorbestimmten zweiten Ladezustandsgrenze liegt.
  • In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Laden einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Laden einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • In einem Aspekt der Erfindung umfasst das zweite Leistungsnetz einen elektrisch beheizten Katalysator, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, ob die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt; und Anschalten des elektrisch beheizten Katalysators als Reaktion darauf, dass die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Motor eine Kurbelwelle, wobei der Motor an eine erste E-Maschine, eine zweite E-Maschine und eine Steuerung gekoppelt ist, wobei die Steuerung zu Folgendem konfiguriert ist: Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf der ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf der zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Kurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Kurbelwelle ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Erhöhen der Drehzahl des Motors Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: elektrisches Verbinden der ersten E-Maschine mit einem ersten Leistungsnetz und elektrisches Verbinden der zweiten E-Maschine mit einem zweiten Leistungsnetz, wobei das erste Leistungsnetz und das zweite Leistungsnetz elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Bestimmen eines Ladezustands einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Abschalten einer oder mehrerer elektrischer Komponenten des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine vorbestimmte erste Ladezustandsgrenze ist; oder Entladen der ersten Batterie des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie über der vorbestimmten ersten Ladezustandsgrenze liegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Bestimmen eines Ladezustands einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der zweiten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Entladen der zweiten Batterie des zweiten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand einer zweiten Batterie über einer vorbestimmten zweiten Ladezustandsgrenze liegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert: Laden einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Laden einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst das zweite Leistungsnetz einen elektrisch beheizten Katalysator, wobei die Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet ist: Bestimmen, ob die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt; und Anschalten des elektrisch beheizten Katalysators als Reaktion darauf, dass die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist; den Motor einer vorherigen Ausführungsform.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein nicht transitorisches computerlesbares Medium darauf codierte Anweisungen zum Ausführen eines Verfahrens zum Steuern von Motordrehmoment auf, die bei Ausführung durch Steuerschaltung die Steuerschaltung zu Folgendem veranlassen: Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern von Motordrehmoment, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf von einer ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf von einer zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Motorkurbelwelle ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhöhen der Drehzahl des Motors Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren elektrisches Verbinden der ersten E-Maschine mit einem ersten Leistungsnetz und elektrisches Verbinden der zweiten E-Maschine mit einem zweiten Leistungsnetz umfasst, wobei das erste Leistungsnetz und das zweite Leistungsnetz elektrisch voneinander isoliert sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen eines Ladezustands einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Abschalten einer oder mehrerer elektrischer Komponenten des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine vorbestimmte erste Ladezustandsgrenze ist; oder Entladen der ersten Batterie des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie über der vorbestimmten ersten Ladezustandsgrenze liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen eines Ladezustands einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der zweiten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Entladen der zweiten Batterie des zweiten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand einer zweiten Batterie über einer vorbestimmten zweiten Ladezustandsgrenze liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Laden der ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Laden der zweiten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, das die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das zweite Leistungsnetz einen elektrisch beheizten Katalysator umfasst und wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, ob die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter einem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt; und Anschalten des elektrisch beheizten Katalysators als Reaktion darauf, dass die Temperatur eines Motornachbehandlungssystems unter dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
  9. Motor, der eine Kurbelwelle umfasst, wobei der Motor an eine erste E-Maschine, eine zweite E-Maschine und eine Steuerung gekoppelt ist, wobei die Steuerung zu Folgendem konfiguriert ist: Bestimmen eines Antriebsdrehmomentbedarfs an einer Kurbelwelle eines Motors; Bestimmen eines Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs an der Kurbelwelle, wobei der Nebenverbraucherdrehmomentbedarf einen ersten Drehmomentbedarf der ersten E-Maschine und einen zweiten Drehmomentbedarf der zweiten E-Maschine umfasst; Bestimmen, ob die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als eine verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Kurbelwelle ist; und Erhöhen einer Drehzahl des Motors als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Summe des Antriebsdrehmomentbedarfs und des Nebenverbraucherdrehmomentbedarfs größer als die verwendbare Drehmomentkapazitätsausgabe von der Kurbelwelle ist.
  10. Motor nach Anspruch 9, wobei das Erhöhen der Drehzahl des Motors Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl des Motors auf eine vorbestimmte Grenze umfasst.
  11. Motor nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: elektrisches Verbinden der ersten E-Maschine mit einem ersten Leistungsnetz und elektrisches Verbinden der zweiten E-Maschine mit einem zweiten Leistungsnetz, wobei das erste Leistungsnetz und das zweite Leistungsnetz elektrisch voneinander isoliert sind.
  12. Motor nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine einen ersten elektrischen Bedarf des ersten Leistungsnetzes erfüllt; und/oder Bestimmen, ob eine Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine einen zweiten elektrischen Bedarf des zweiten Leistungsnetzes erfüllt.
  13. Motor nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Bestimmen eines Ladezustands einer ersten Batterie, die elektrisch mit der ersten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der ersten E-Maschine den ersten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; Abschalten einer oder mehrerer elektrischer Komponenten des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie geringer als eine vorbestimmte erste Ladezustandsgrenze ist; Entladen der ersten Batterie des ersten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand der ersten Batterie über der vorbestimmten ersten Ladezustandsgrenze liegt; Bestimmen eines Ladezustands einer zweiten Batterie, die elektrisch mit der zweiten E-Maschine verbunden ist, als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ausgabe elektrischer Leistung von der zweiten E-Maschine den zweiten elektrischen Bedarf nicht erfüllt; und Entladen der zweiten Batterie des zweiten Leistungsnetzes als Reaktion darauf, dass der Ladezustand einer zweiten Batterie über einer vorbestimmten zweiten Ladezustandsgrenze liegt.
  14. Fahrzeug, das den Motor nach einem der Ansprüche 9 bis 13 umfasst.
  15. Nicht transitorisches computerlesbares Medium, das darauf codierten Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
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