DE112007000515T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs - Google Patents

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Joel M. Northville Maguire
Madhusudan Wests Bloomfield Raghavan
Robert P. Southfield Roesser
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, wenigstens einem Motor/Generator und einer aufladbaren Batterie, wobei das Verfahren umfasst:
Aufzeichnen wenigstens eines Satzes von Routeneingangsdaten, die einen Startpunkt und einen Endpunkt einer bevorzugten Route des Fahrzeugs umfassen;
Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route zum Erreichen des Endpunkts auf der Grundlage des wenigstens einen Satzes von Routeneingangsdaten;
Wählen einer Antriebsstrangsteuerstrategie zum Erzielen der optimal Kraftstoff sparenden Route, wobei die Antriebsstrangsteuerstrategie das Bestimmen, wann die Maschine und der wenigstens eine Motor/Generator betrieben werden sollen und wann die Batterie geladen werden soll, umfasst; und
Ausführen der Antriebsstrangsteuerstrategie.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Hybridfahrzeug mit einem Steuerverfahren zum Verbessern des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer optimalen Energiemanagementstrategie zum Maximieren der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Hybridfahrzeugs, das in einem Ladung aufbrauchenden Modus arbeitet.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Herkömmliche Hybridfahrzeuge werden durch eine Maschine und einen oder mehrere Elektromotoren/Generatoren angetrieben, die wiederum durch eine aufladbare Batterie gespeist werden. In einem Ladung aufbrauchenden Modus wird zugelassen, dass sich die Batterie im Verlauf der Fahrt langsam entlädt oder auf einen Mindest- oder Schwellenladepegel abfällt, wobei sie beispielsweise mittels verfügbarer Energie von der Maschinenleistung, dem Motor/Generator und/oder durch Herstellen einer Steckverbindung zwischen der Batterie und einer verfügbaren Energiequelle wie etwa einer elektrischen Steckdose, wenn das Fahrzeug sein Ziel erreicht hat, aufgeladen werden kann.
  • Während des Hybridfahrzeugbetriebs wählt ein Steuerverfahren typischerweise eine bevorzugte Leistungsquelle oder eine Kombination von Leistungsquellen (d. h. die Maschine und/oder einen oder mehrere Moto ren/Generatoren), um das Hybridfahrzeug in einer optimal Kraftstoff sparenden Weise anzutreiben. Das Steuerverfahren überwacht außerdem den Batterieladepegel und plant das Aufladen der Batterie, um sicherzustellen, dass die Motoren/Generatoren für das Antreiben des Hybridfahrzeugs betriebsbereit bleiben. Die Batterie wird in einem Ladung aufbrauchenden Modus oder in einem Ladung aufrechterhaltenden Modus gehalten. Im Allgemeinen nimmt eine Batterie einen Ladung aufbrauchenden Modus ein, wenn ein Steuerverfahren den Motor/Generator als bevorzugte Leistungsquelle wählt, wie etwa dann, wenn das Fahrzeug aus dem Stillstand beschleunigt und der Batterie Energie entzieht, wodurch die Batterieladung aufgebraucht wird. Im Ladung aufrechterhaltenden Modus wird die Batterie auf einem bestimmten Ladepegel gehalten, wodurch der Batterieladepegel bewahrt oder aufrechterhalten wird.
  • Die Wirksamkeit eines gegebenen Steuerverfahrens oder Steueralgorithmus beim Management der Wahl und/oder Kombination verfügbarer Hybrid-Leistungsquellen wird durch verschiedene äußere Faktoren beeinflusst. Beispielsweise beeinflussen die Distanz einer Reise mit dem Fahrzeug oder einer Route, die Routentopographie und die Häufigkeit des Bremsens im Verlauf der Route jeweils das Fahrzeuggeschwindigkeitsprofil über jener Route. Die Fähigkeit des "Vorausschauens" auf einer geplanten Route beim Bestimmen einer optimalen Antriebsstrangstrategie kann daher dazu beitragen, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Hybridfahrzeugs über die Route zu maximieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß wird ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs mit einer Brennkraftmaschine und einem Motor/Generator geschaffen. Das Verfahren umfasst das Aufzeichnen wenigstens eines Sat zes von Routeneingangsdaten, die einen Start- und einen Endpunkt einer gewünschten Route umfassen, das Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route für das Fahrzeug, das Wählen einer Antriebsstrangsteuerstrategie anhand des optimalen Routenprofils und das Ausführen der Strategie.
  • In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Empfangen von Echtzeit-Verkehrsdaten als zusätzlichen Satz von Routeneingangsdaten.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Empfangen topographischer Informationen, die die Topographie der optimal Kraftstoff sparenden Route beschreiben, als weiteren Satz von Routeneingangsdaten.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das ununterbrochene Auswerten der Echtzeit-Verkehrsdaten und das Aktualisieren der Route und der Antriebsstrangsteuerstrategie auf der Grundlage der ununterbrochen ausgewerteten Echtzeit-Verkehrsdaten.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Festlegen eines Schwellen-Batterieladepegels, das Bestimmen des momentanen Ladepegels und das Bestimmen der Antriebsstrangsteuerstrategie anhand des Unterschieds zwischen dem Schwellenladezustand und dem momentanen Ladezustand.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Antriebsstrangsteuerstrategie das Antreiben des Fahrzeugs durch die Maschine und umfasst bei der Maschine entweder die Kompressionszündung mit homogener Ladung, die Saugrohreinspritzung, ein aktives Kraftstoffmanagement, eine Direkteinspritzungsstrategie oder eine Strategie mit variablem Verdichtungsverhältnis.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Antriebsstrangsteuerstrategie das Verwenden von Ethanol und/oder Benzin und/oder Dimethylether und/oder Dieselkraftstoff, um die Brennkraftmaschine zu betreiben.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Optimieren des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs mit einem Hybrid-Antriebsstrang, der eine Maschine, eine Batterie und wenigstens einen Motor/Generator umfasst. Das Verfahren umfasst das Ermitteln des Vorhandenseins oder des Fehlens einer bevorzugten Route für das Fahrzeug, das den Startpunkt und den Endpunkt der bevorzugten Route umfasst, und das Wählen einer Strategie der Antriebsstrangsteuerung entweder im Ladung aufbrauchenden Modus oder im Ladung aufrechterhaltenden Modus. Die Ladung aufbrauchende Strategie wird gewählt, wenn eine bevorzugte Route bestimmt worden ist, während die Ladung aufrechterhaltende Strategie gewählt wird, wenn keine bevorzugte Route bestimmt worden ist.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Hybridfahrzeug geschaffen, das eine Maschine, einen Motor/Generator, eine Batterie, die mit der Maschine und dem Motor/Generator funktionell verbunden und dadurch aufladbar ist, ein Navigationssystem, das dazu dient, teilweise anhand eines Startpunkts und eines Endpunkt, die vom Benutzer gewählt worden sind, eine optimal Kraftstoff sparende Route zu bestimmen, und ein Antriebsstrangsteuermodul (power train control module, PCM), das funktionell mit dem Navigationssystem verbunden ist, umfasst. Das PCM erfasst den Batterieladepegel und bestimmt anhand des Ladepegels eine optimale Antriebsstrangstrategie entlang der optimal Kraftstoff sparenden Route, wenn vom Benutzer gewählte Punkte gewählt worden sind, und erhält bei Fehlen von vom Benutzer gewählten Start- und Endpunkten den erfassten Ladepegel aufrecht.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung empfangen mehrere Fahrzeugsensoren Echtzeit-Verkehrsdaten von einer externen Quelle, wobei das PCM die Echtzeit-Verkehrsdaten empfängt und auf der Grundlage der empfangenen Echtzeit-Verkehrsdaten und der vom Benutzer gewählten Punkte die optimale Route bestimmt.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung schnell deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 ist ein Ablaufplan, der das bevorzugte Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFOHRUNGSFORMEN
  • In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten hinweisen, ist in 1 eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Hyb ridfahrzeug 10 ist zur Veranschaulichung gezeigt, wobei im Umfang der Erfindung alternative Hybridfahrzeugkonfigurationen ins Auge gefasst werden können. Das Hybridfahrzeug 10 umfasst eine Maschine 12, die mit einem Getriebe 14 funktionell verbunden ist. Das Getriebe 14 umfasst wenigstens einen Elektromotor/Generator 16, der durch eine aufladbare Batterie 18 gespeist wird, wenn er als Motor wirksam ist, und der dazu dient, die Batterie 18 aufzuladen, wenn er als Generator arbeitet. Die Getriebeleistung oder das Drehmoment wird auf die Räder 19 übertragen, um dadurch das Hybridfahrzeug 10 vorzutreiben oder anzutreiben. Mit der Maschine 12 und dem Getriebe 14 ist ein Antriebsstrangsteuermodul oder (power train control module, PCM) 22 wirksam verbunden.
  • Wenn das Hybridfahrzeug 10 angetrieben oder betrieben wird, entwirft das PCM 22 eine optimale Antriebsstrangsteuerstrategie zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 10 in einer optimal Kraftstoff sparenden Weise. Die Antriebsstrangsteuerstrategie kann beispielsweise eine Bestimmung darüber, wann die Maschine 12 und der Elektromotor/Generator 16 betrieben werden sollen und/oder wann die Batterie geladen werden soll, umfassen. Wie im Folgenden im Einzelnen beschrieben wird, umfasst das PCM 22 ein Steuerverfahren oder einen Steueralgorithmus 38 (siehe 2), das bzw. der, wie weiter unten beschrieben wird, ausgestaltet oder programmiert ist, um "vorauszuschauen", und die Antriebsstrangsteuerstrategie und eine optimale Route für eine bestimmte Reise erzeugt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich "vorausschauen" auf die Fähigkeit, künftige Fahrbedingungen oder Ereignisse zu erahnen.
  • Um "Vorausschauen" zu können, ist das PCM 22 mit einem Fahrzeug-Navigationssystem 24 funktionell verbunden. Um das Verfahren der vorliegenden Erfindung einzuleiten, gibt der Bediener manuell die Routeneingangsdaten für eine bevorzugte Route in Form des Startpunkts und des Endpunkts in das Navigationssystem 24 ein. Das Navigationssystem 24 kann den momentanen Ort des Fahrzeugs 10 mittels eines globalen Positionierungssystems oder GPS (nicht gezeigt) erlangen, oder der momentane Ort kann alternativ manuell durch den Bediener eingegeben werden. Dadurch wird das PCM 22 mit Daten, die den Startpunkt und den Endpunkt einer bevorzugten Route oder Reise identifizieren, versorgt.
  • Das PCM 22 umfasst eine Speichervorrichtung 26. In der Speichervorrichtung 26 ist eine elektronische Karte wie etwa jene, die von TeleAtlas, ansässig in Southfield, Michigan, erhältlich sind, gespeichert. Anhand der elektronischen Karte sowie des Startpunkts und des Endpunkts einer bestimmten Route oder Reise kann das PCM 22 eine optimale Route wählen. Die Bestimmung, welche Route optimal ist, basiert vorzugsweise in erster Linie auf der Fahrzeug-Kraftstoffwirtschaftlichkeit, jedoch können weitere Überlegungen beispielsweise die geschätzte Zeit für die Reise, die für die Reise benötigte Strecke und/oder Verkehrsregelungen umfassen. Die elektronische Karte umfasst vorzugsweise Höhen- oder Topographieinformationen, die gleichfalls bei der Wahl einer optimalen Route verwendet werden können. Als ein Beispiel kann eine kürzere Route mit extremen Höhenänderungen wie etwa einer hügeligen oder bergigen Topographie einen höheren Kraftstoffverbrauch erfordern als eine längere Route mit einer im Allgemeinen konstanten oder flachen Erhebung.
  • Das PCM 22 empfangt Daten zum "Vorausschauen" in Form von Echtzeit-Verkehrsinformationen von einer oder mehreren einer Vielzahl externer Quellen 28. Die Echtzeit-Verkehrsquellen 28 können beispielsweise ein OnStar®-System, eine Satellitenfunkgerät, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung und/oder eine Mobilfunkverbindung umfassen. Diese Echtzeit-Verkehrsdaten können von dem PCM 22 beim Bestimmen der optimalen Route verwendet werden. Als ein Beispiel kann eine kürzere Route mit übermäßiger Verkehrsstauung im Vergleich zu einer längeren Route mit geringem Verkehr ein häufigeres Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs erfordern und dadurch den Kraftstoffverbrauch erhöhen, so dass die längere Route die optimale wäre.
  • Das PCM 22 empfangt Fahrzeugdaten von einem oder mehreren einer Vielzahl von Fahrzeugsensoren 30. Die Fahrzeugsensoren sind ausgestaltet oder programmiert, um verschiedenartige Fahrzeugcharakteristika wie beispielsweise den Kraftstoffpegel, die verbleibende Batterieladung oder den momentanen Ladepegel, die Temperatur und/oder die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl oder andere ähnliche Fahrzeugcharakteristika zu empfangen und/oder zu überwachen. Diese empfangenen oder überwachten Sensordaten werden dazu verwendet, die Antriebsstrangsteuerstrategie zu bestimmen. Als ein Beispiel kann es dann, wenn der Batterieladepegel niedrig, d. h. kleiner oder gleich einem Vorgabe- oder Schwellen-Batterieladepegel ist, erforderlich sein, die Maschine 12 zu betreiben, um das Fahrzeug 10 anzutreiben und die Batterie 18 zu laden, damit eine angemessene Fahrzeugleistung aufrechterhalten wird.
  • Nachdem oben die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird nun das bevorzugte Verfahren erläutert. 2 zeigt ein Verfahren oder einen Algorithmus 38 der vorliegenden Erfindung. Genauer zeigt 2 ein Blockdiagramm, das Schritte schildert, die von dem PCM 22 (in 1 gezeigt) ausgeführt werden.
  • Mit dem Schritt 40 beginnend bestimmt der Algorithmus 38, ob eine bevorzugte Route gewählt oder eingegeben ist, beispielsweise durch Ermitteln, ob vom Benutzer gewählte Start- und Endpunkte, die eine bevorzugte Route beschreiben, in das Navigationssystem 24 (siehe 1) eingegeben worden sind. Wie oben angegeben worden ist, können Startpunktdaten von einem GPS (nicht gezeigt) erlangt werden oder durch den Fahrzeugbediener manuell in das Navigationssystem 24 (siehe 1) eingegeben werden. Die Daten, die den Endpunkt der Reise identifizieren, werden vorzugsweise manuell von dem Fahrzeugbediener eingegeben. Wenn im Schritt 40 die Startpunkt- und Endpunktdaten nicht eingegeben sind, geht der Algorithmus 38 per Vorgabe zum Schritt 52 und führt eine herkömmlichere "Ladung aufrechterhaltende Strategie" oder einen diesbezüglichen Modus ein, wie nachstehend ausführlicher definiert wird. Andernfalls geht der Algorithmus 38 zum Schritt 42 weiter.
  • Im Schritt 42 werden die Routendaten von dem PCM 22 (siehe 1) empfangen und im Speicher 26 aufgezeichnet. Der Algorithmus 38 geht dann zum Schritt 44 weiter.
  • Im Schritt 44 wählt der Algorithmus 38 eine optimale Route und entwirft eine Antriebsstrangsteuerstrategie. Zwischen diesen zwei Zielen kann ein Zusammenhang bestehen, derart, dass die Wahl einer optimalen Route die Antriebsstrangsteuerstrategie beeinflussen kann und umgekehrt. Die optimale Route und die Antriebsstrangsteuerstrategie werden daher vorzugsweise gemeinsam auf der Grundlage der oben bereits beschriebenen empfangenen oder überwachten Daten zum "Vorausschauen", beispielsweise von den Echtzeit-Verkehrsquellen 28, den Fahrzeugdaten von den Fahrzeugsensoren 30 und/oder den in der Speichervorrichtung 26 (siehe 1) gespeicherten oder aufgezeichneten Karteninformationen oder topographischen Informationen, gewählt. Die gewählte oder bestimmte optimale Route wird dem Fahrzeugbediener vorzugsweise über das Navigationssystem 24 (siehe 1) übermittelt.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform betreibt die Antriebsstrangsteuerstrategie von Schritt 44 das Hybridfahrzeug 10 (siehe 1) in einem "Ladung aufbrauchenden Modus". Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein "Ladung aufbrauchender Modus" ein Modus, in dem das Fahrzeug 10 in erster Linie durch den Elektromotor/Generator 16 angetrieben wird, derart, dass die Batterie 18 erschöpft oder nahezu erschöpft ist, wenn das Fahrzeug 10 sein Ziel erreicht. Mit anderen Worten, während des Ladung aufbrauchenden Modus wird die Maschine 12 in dem Maße betrieben, wie es erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass die Batterie 18 nicht erschöpft ist, bevor das Ziel erreicht ist. Ein herkömmliches Hybridfahrzeug arbeitet in einem "Ladung aufrechterhaltenden Modus", wobei dann, wenn der Batterieladepegel unter einen vorgegebenen Pegel (z. B. 25%) fällt, die Maschine automatisch betrieben wird, um die Batterie aufzuladen. Daher kann das Hybridfahrzeug 10 durch Betreiben in einem Ladung aufbrauchenden Modus einen Teil des Kraftstoffs oder den gesamten Kraftstoffs einsparen, der andernfalls bei einem herkömmlichen Hybridfahrzeug aufgewandt würde, um den Batterieladepegel von 25% aufrechtzuerhalten. Wohlgemerkt wird das Fahrzeug 10 vorzugsweise nur dann im Ladung aufbrauchenden Modus betrieben, wenn die Batterie 18, nachdem das Ziel erreicht ist, aufgeladen werden kann, indem eine Steckverbindung zwischen ihr und einer Energiequelle (nicht gezeigt) hergestellt wird.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform betreibt die Antriebsstrangstrategie von Schritt 44 die Maschine 12 (siehe 1) mittels der Kompressionszündung mit homogener Ladung oder HCCI (homogeneous charge compression ignition). Wie Fachleuten bekannt ist, ist HCCI eine effiziente Betriebsart, in der eine Brennkraftmaschine Druck erzeugt, um die Verbrennungsgase zu entzünden (d. h. ohne Zündfunken zu entzünden). Es sind weitere Betriebsarten der Maschine 12, die ausgestaltet sind, um den Wirkungsgrad und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, ins Auge gefasst. Alternative Betriebsarten der Maschine 12 können bei spielsweise eine gegenwärtige Basis-Verbrennungstechnologie wie etwa die Saugrohreinspritzung sowie andere moderne Verbrennungsstrategien wie etwa die variable Ventilbetätigung (variable valve actuation, VVA), das aktive Kraftstoffmanagement (auch als bedarfsabhängiger Hubraum oder Zylinderabschaltung bekannt), die Direkteinspritzung oder das variable Verdichtungsverhältnis umfassen.
  • Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform betreibt die Antriebsstrangstrategie von Schritt 44 die Maschine 12 mittels verschiedener Kraftstofftypen, um den Wirkungsgrad und den Kraftstoffverbrauch einer bestimmten Anwendung zu verbessern. Solche Kraftstoffe können beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff umfassen oder können alternative Kraftstoffe wie etwa Ethanol oder Dimethylether umfassen. Sobald im Schritt 44 eine optimale Route gewählt worden ist und eine Antriebsstrangstrategie bestimmt worden ist, geht der Algorithmus 38 zum Schritt 46 weiter.
  • Im Schritt 46 führt der Algorithmus 38 die im Schritt 44 entworfene Antriebsstrangstrategie aus. Genauer steuert das PCM 22 (siehe 1) die Maschine 12 und das Getriebe 14, das den Elektromotor/Generator 16 und die Batterie 18 umfasst, so, dass das Fahrzeug 10 in der durch die Antriebsstrangstrategie vorgeschriebenen Weise angetrieben wird. Der Algorithmus geht dann zum Schritt 48 weiter.
  • Im Schritt 48 wertet der Algorithmus 38 ununterbrochen Routeneingabedaten aus, die Daten von den Echtzeit-Verkehrsquellen 28 (siehe 1) zum "Vorausschauen" und Fahrzeugdaten von den Fahrzeugsensoren 30 umfassen. Dieser Schritt wird ausgeführt, um neuen Informationen, die zu Beginn, wo die optimale Route gewählt wurde und die Antriebsstrangstrategie entworfen wurde, nicht verfügbar waren, Rechnung zu tragen.
  • Als ein Beispiel kann es dann, wenn das Fahrzeug entlang einer im Voraus gewählten optimalen Route fährt und das PCM 22 Echtzeit-Verkehrsinformationen empfangt, die angeben, dass auf der momentan gewählten Route infolge eines Verkehrsunfalls ein Stau entsteht, erforderlich sein, eine alternative Route zu wählen. Der Algorithmus geht dann zum Schritt 50 weiter.
  • Im Schritt 50 bestimmt der Algorithmus 38, ob die Eingangsdaten von Schritt 48 eine Änderung der Route oder der Steuerstrategie notwendig machen. Wenn im Schritt 50 die Eingangsdaten von Schritt 48 keine Änderung der Route oder der Steuerstrategie notwendig machen, setzt der Algorithmus 38 in einer Schleife mit dem Schritt 48 fort und wertet ununterbrochen die Eingangsdaten aus. Wenn im Schritt 50 die ausgewerteten Eingangsdaten von 48 eine Änderung der Route oder der Steuerstrategie notwendig machen, kehrt der Algorithmus 38 zum Schritt 44 zurück.
  • Im Schritt 52 (siehe Schritt 40) stellt, wie oben bereits beschrieben worden ist, der Algorithmus 38 per Vorgabe einen "Ladung aufrechterhaltenden Modus" ein. Im Schritt 52 erfasst oder misst das PCM 22 den momentanen oder gegenwärtigen Ladepegel der Batterie 18 und vergleicht diesen momentanen Ladepegel mit einer Schwellen- oder Mindest-Batterieladung. Der Algorithmus 38 geht dann zum Schritt 54 weiter, in dem das PCM 22 den voreingestellten Ladung aufrechterhaltenden Modus ausführt, womit der Ladepegel der Batterie 18 auf oder über dem Schwellen-Batterieladepegel aufrechterhalten wird.
  • Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Einzelnen beschrieben worden ist, erkennen jene, die mit dem Fachgebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, vertraut sind, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Praktizieren der Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche.
  • Zusammenfassung
  • Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs geschaffen, das das Aufzeichnen eines Start- und eines Endpunkts einer gewünschten Route, das Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route und das Ausführen einer auf der Route basierenden Antriebsstrangsteuerstrategie umfasst. Echtzeit-Verkehrsdaten und topographische Daten werden ununterbrochen ausgewertet, wobei anhand der Daten die Route und die Antriebsstrangsteuerstrategie aktualisiert werden. Außerdem wird ein Hybridfahrzeug mit einer Maschine, einem Motor/Generator, einer Batterie und einem Navigationssystem, das einen Routen-Startpunkt und einen Routen-Endpunkt empfangt, geschaffen. Ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM) erfasst die Batterieladung und bestimmt anhand des erfassten Ladepegels eine Antriebsstrangstrategie entlang einer optimal Kraftstoff sparenden Route, wenn die Punkte gewählt worden sind, und hält bei Fehlen von vom Benutzer gewählten Routenpunkten den Ladepegel aufrecht. Um die optimal Kraftstoff sparende Route zu bestimmen, empfangen Sensoren Echtzeit-Verkehrsdaten und umfasst das Navigationssystem topographische Daten.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, wenigstens einem Motor/Generator und einer aufladbaren Batterie, wobei das Verfahren umfasst: Aufzeichnen wenigstens eines Satzes von Routeneingangsdaten, die einen Startpunkt und einen Endpunkt einer bevorzugten Route des Fahrzeugs umfassen; Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route zum Erreichen des Endpunkts auf der Grundlage des wenigstens einen Satzes von Routeneingangsdaten; Wählen einer Antriebsstrangsteuerstrategie zum Erzielen der optimal Kraftstoff sparenden Route, wobei die Antriebsstrangsteuerstrategie das Bestimmen, wann die Maschine und der wenigstens eine Motor/Generator betrieben werden sollen und wann die Batterie geladen werden soll, umfasst; und Ausführen der Antriebsstrangsteuerstrategie.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Empfangen von Echtzeit-Verkehrsdaten umfasst, wobei der wenigstens eine Satz von Routeneingangsdaten die empfangenen Echtzeit-Verkehrsdaten umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Empfangen topographischer Informationen, die die Topographie der Route beschreiben, umfasst, wobei der wenigstens eine Satz von Routeneingangsdaten die empfangenen topographischen Informationen umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das ununterbrochene Auswerten der Echtzeit-Verkehrsdaten und das Aktualisieren der Route und der Antriebsstrangsteuerstrategie wenigstens teilweise auf der Grundlage der ununterbrochen ausgewerteten Echtzeit-Verkehrsdaten umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route das Festlegen eines Schwellenladepegels für die Batterie, das Bestimmen des momentanen Ladepegels der Batterie und das Bestimmen der Antriebsstrangsteuerstrategie wenigstens teilweise anhand des Unterschieds zwischen dem momentanen Batterieladepegel und dem Schwellen-Batterieladepegel umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Entwerfen der Antriebsstrangsteuerstrategie das Antreiben des Fahrzeugs durch die Maschine umfasst und ferner das Anwenden entweder der Kompressionszündung mit homogener Ladung, der Saugrohreinspritzung, eines aktiven Kraftstoffmanagements, einer Direkteinspritzungsstrategie oder einer Strategie mit variablem Verdichtungsverhältnis umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen einer Antriebsstrangsteuerstrategie das Verwenden von Ethanol und/oder Benzin und/oder Dimethylether und/oder Dieselkraftstoff, um die Brennkraftmaschine zu betreiben, umfasst.
  8. Verfahren zum Optimieren des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs mit einem Hybrid-Antriebsstrang, der eine Maschine, eine Batterie und wenigstens einen Motor/Generator umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln des Vorhandenseins oder des Fehlens eines vom Benutzer gewählten Endpunkts für eine bevorzugte Route; und Wählen entweder eines Ladung aufbrauchenden Modus oder eines Ladung aufrechterhaltenden Modus, wobei der Ladung aufbrauchende Modus gewählt wird, wenn das Vorhandensein ermittelt worden ist, und wobei die Ladung aufrechterhaltende Strategie gewählt wird, wenn das Fehlen ermittelt worden ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das dann, wenn die Ladung aufbrauchende Strategie gewählt wird, ferner das Erfassen des momentanen Ladepegels der Batterie, das Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route anhand des erfassten momentanen Ladepegels und das Bestimmen einer Antriebsstrangsteuerstrategie zum Optimieren des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeug über die Route umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Empfangen von Echtzeit-Verkehrsdaten umfasst, wobei das Bestimmen einer optimal Kraftstoff sparenden Route das ununterbrochene Auswerten der empfangenen Echtzeit-Verkehrsdaten und das Aktualisieren der Antriebsstrangsteuerstrategie in Ansprechen auf die ausgewerteten Echtzeit-Verkehrsdaten umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Empfangen topographischer Informationen, die die Topographie der Route beschreiben, und das Aktualisieren der Antriebsstrangsteuerstrategie in Ansprechen auf die topographischen Informationen umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, das dann, wenn die Ladung aufrechterhaltende Strategie gewählt wird, ferner das Erfassen eines Ladepegels der Batterie und das ununterbrochene Aufladen der Batterie, um dadurch den erfassten Ladepegel zu erhalten, umfasst.
  13. Hybridfahrzeug, umfassend: eine Maschine; einen Motor/Generator; eine Batterie, die funktionell mit der Maschine und dem Motor/Generator verbunden und durch die Maschine und/oder den Motor/Generator aufladbar ist; ein Navigationssystem, das dazu dient, einen Startpunkt und einen Endpunkt, die vom Benutzer gewählt worden sind, zu empfangen; und ein Antriebsstrangssteuermodul (PCM), das mit dem Navigationssystem funktionell verbunden ist, wobei das PCM dazu dient, einen Ladepegel der Batterie zu erfassen und teilweise anhand des erfassten Ladepegels eine Antriebsstrangstrategie entlang einer optimal Kraftstoff sparenden Route zu bestimmen, wenn die Routen-Start- und -Endpunkte gewählt worden sind, und dazu dient, den erfassten Ladepegel der Batterie bei Fehlen der Routen-Start- und -Endpunkte aufrechtzuerhalten.
  14. Hybridfahrzeug nach Anspruch 13, das mehrere Fahrzeugsensoren umfasst, die dazu dienen, Echtzeit-Verkehrsdaten von einer externen Quelle relativ zu dem Fahrzeug zu empfangen, wobei das PCM ausgestaltet ist, um die Echtzeit-Verkehrsdaten zu empfangen und teilweise auf der Grundlage der empfangenen Echtzeit-Verkehrsdaten und der Start- und Endpunkte die optimal Kraftstoff sparende Route zu bestimmen.
  15. Hybridfahrzeug nach Anspruch 13, wobei das Navigationssystem topographische Daten für die Route umfasst und das PCM die Route teilweise auf der Grundlage der topographischen Daten bestimmt.
  16. Hybridfahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Antriebsstrangstrategie das Antreiben des Fahrzeugs mit der Maschine umfasst und bei der Maschine entweder die Kompressionszündung mit homogener Ladung, die Saugrohreinspritzung, ein aktives Kraftstoffmanagement, eine Direkteinspritzungsstrategie oder eine Strategie mit variablem Verdichtungsverhältnis umfasst.
  17. Hybridfahrzeug nach Anspruch 13, wobei die Antriebsstrangstrategie das Verwenden von Ethanol und/oder Benzin und/oder Dimethylether und/oder Dieselkraftstoff, um die Brennkraftmaschine zu betreiben, umfasst.
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