DE112010005338T5

DE112010005338T5 - Steuersystem für ausrüstung an einem fahrzeug mit hybridelektrischem antriebsstrang und elektronisch gesteuertem voreilventil

Info

Publication number: DE112010005338T5
Application number: DE112010005338T
Authority: DE
Inventors: Jay Bissontz
Original assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Current assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2013-01-24
Also published as: CN102791507B; AU2010347252B2; AU2010347252A1; US8838314B2; WO2011109017A1; CN102791507A; MX2012010000A; US20120323429A1; SE537779C2; BR112012022248A2; SE1250988A1

Abstract

Ein Steuersystem für ein Voreilventil eines hydraulischen Systems umfasst ein elektronisches Steuermodul, einen elektronischen Systemcontroller, ein Fernleistungsmodul und ein Magnetventil. Das elektronische Steuermodul überwacht eine Drehmomentabgabe eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors und Generators. Der elektronische Systemcontroller ist in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul. Der elektronische Systemcontroller überwacht einen Drehmomentbedarf eines ersten hydraulischen Kreises des hydraulischen Systems und eines zweiten hydraulischen Kreises des hydraulischen Systems. Das Fernleistungsmodul ist in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Systemcontroller. Das Magnetventil ist in elektrischer Verbindung mit dem Fernleistungsmodul. Das Magnetventil ist mit dem Voreilventil verbunden und hat eine erste offener Stellung eine geschlossene Stellung. Das Voreilventil ist in Fluidverbindung mit einem ersten hydraulischen Kreis und einem zweiten hydraulischen Kreis. Das Magnetventil bewegt sich in die erste offene Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal des elektronischen Systemcontrollers.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine hydraulische Last für eine Nebenabtriebs-(„PTO”)Ausrüstung an einem Fahrzeug mit hybridelektischem Antriebsstrang und genauer ein System und ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Voreilventils für ein hydraulisches System an einem Fahrzeug mit hybridelektrischem Antriebsstrang.
Hintergrund
Viele Fahrzeuge nutzen heutzutage hybridelektrische Antriebsstränge, um die Effizienz des Fahrzeugs zu verbessern. Ein hybridelektrischer Antriebsstrang umfasst in der Regel einen Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt, der elektrische Leistung generiert, die genutzt werden kann, um Elektromotoren anzutreiben, die genutzt werden, um das Fahrzeug zu bewegen. Die Elektromotoren können genutzt werden, um Rädern des Fahrzeugs Leistung zuzuführen, um das Fahrzeug zu bewegen, oder die Elektromotoren können genutzt werden, um Leistung, die von dem Verbrennungsmotor den Rädern und einem Getriebe zugeführt wird, zu ergänzen. Unter bestimmten Betriebsbedingungen können die Elektromotoren den Rädern die gesamte Leistung zuführen, wie z. B. bei geringer Geschwindigkeit. Zusätzlich zum Bereitstellen von Leistung zum Bewegen des Fahrzeugs kann der hybridelektrische Antriebsstrang verwendet werden, um einen Nebenabtrieb des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen, welcher manchmal auch als elektrischer Nebenabtrieb oder ePTO bezeichnet wird, wenn er durch einen hybridelektrischen Antriebsstrang mit Leistung versorgt wird, der wiederum vom Nebenabtrieb angetriebene Anbauteile mit Leistung versorgt.
In einigen Fahrzeugen, wie z. B. Lastkraftwagen, kann ein Nebenabtrieb verwendet werden, um eine hydraulische Pumpe für ein fahrzeugeigenes hydraulisches System anzutreiben. In einigen Konfigurationen kann ein vom Nebenabtrieb angetriebenes Anbauteil mit Leistung versorgt werden, während das Fahrzeug fährt. In anderen Konfigurationen kann ein von dem Nebenabtrieb angetriebenes Anbauteil mit Leistung versorgt werden, während das Fahrzeug steht und das Fahrzeug von dem Verbrennungsmotor mit Leistung versorgt wird. Wieder andere können angetriebene werden, während das Fahrzeug entweder steht oder fährt. Schalteranordnungen für den Bediener sind in jedem Typ von Nebenabtriebskonfigurationen vorgesehen.
In einigen Nebenabtriebsanwendungen kann der fahrzeugeigene Verbrennungsmotor eine Leistungsfähigkeit aufweisen, die ihn als Quelle für Antriebsleistung für eine Nebenabtriebanwendung aufgrund des relativ niedrigen Leistungsbedarfs oder intermittierenden Betriebs der Nebenabtriebsanwendung ineffizient macht. Unter solchen Umständen kann der hybridelektrische Antriebsstrang den Nebenabtrieb antreiben, also eine Nutzung des Elektromotors/Generators anstelle des Verbrennungsmotors eingesetzt werden, um einen mechanischen Nebenabtrieb zu unterstützen. Bei geringem Leistungsbedarf wird der Elektromotor und Generator in der Regel relativ niedrige Blindverluste im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor aufweisen. Wenn der Leistungsbedarf intermittierend ist aber eine schnelle Reaktion bereitgestellt wird, bietet der Elektromotor und Generator eine solche Betriebsbereitschaft, ohne die Leerlaufverluste eines Verbrennungsmotors zu erleiden.
Einige Hydrauliksysteme beinhalten eine Mehrzahl von hydraulischen Kreisen, so dass mehrere hydraulisch betriebene Komponenten vorhanden sein können. Jede der Mehrzahl von hydraulischen Kreisen hat in der Regel eine zugehörige Hydraulikpumpe, um unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit für den hydraulischen Kreis zu liefern. Diese hydraulischen Systeme weisen in der Regel ein Voreilventil auf, welches es Hydraulikflüssigkeit von einem hydraulischen Kreis ermöglicht, zu einem anderen hydraulischen Kreis abgezweigt zu werden, falls hohe hydraulische Lasten innerhalb eines der Kreise auftreten. Deshalb ermöglicht das Voreilventil Hydraulikflüssigkeit aus einem anderen hydraulischen Kreis in den hydraulischen Kreis einzutreten, der zusätzlichen hydraulischen Druck erfordert, falls der Bedarf für Hydraulikdruck innerhalb eines der Kreise größer ist, als die Hydraulikpumpe für diesen Kreis erzeugen kann.
Oft wird ein Voreilventil aktiv, bevor der hydraulische Kreis tatsächlich zusätzlichen Hydraulikdruck erfordert, und ein hoher Gegendruck wird in dem hydraulischen Kreis erzeugt, in den Hydraulikflüssigkeit von einem anderen Kreis abgezweigt wird. Dieser hohe Gegendruck kann einen hohen Verschleiß oder Schaden an dem hydraulischen System einschließlich der Hydraulikpumpe verursachen. Zusätzlich verursacht der frühzeitige Betrieb des Voreilventils ein zusätzliches Drehmoment, das der Hydraulikpumpe des Kreises zugeführt wird, in den Hydraulikflüssigkeit abgezweigt wird, was einen zusätzlichen Bedarf generiert, welcher dem Verbrennungsmotor oder dem Elektromotor und Generator abverlangt wird. Dieses ist besonders ineffizient, wenn der hydraulische Kreis, welcher Hydraulikflüssigkeit von einem anderen Kreis erhält, diese zusätzliche Flüssigkeite nicht benötigt, da die zusätzliche Leistung von dem Verbrennungsmotor oder dem Elektromotor und Generator in keiner Weise zu zusätzlicher Arbeit, die von einer hydraulisch angetriebenen Komponente ausgeführt wird, führt. Deshalb besteht ein Bedarf für ein Steuersystem für einen hybridelektrischen Antriebsstrang, welches eine Last an einem hydraulischen Kreis vor der Aktivierung des Voreilventils ermittelt.
Der Elektromotor und Generator bleibt herkömmlich leistungslos, bis eine Aktivierungseingabe oder ein Leistungsbedarfsignal geliefert wird, sobald das hybridelektrische Fahrzeug, das mit einem elektrischen Nebenabtrieb ausgerüstet ist, in den Betriebsmodus für den elektrischen Nebenabtrieb eintritt. Typischerweise resultiert das Leistungsbedarfsignal aus einer Bedienereingabe, die von einem an der Karosserie montierten Schalter erhalten wird, welcher Teil eines Datenverbindungsmoduls ist. Ein solches Modul kann ein fernbedientes Leistungsmodul sein, welches in dem US-Patent 6 272 402 von Kelwaski beschrieben ist, dessen gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Der Schalter leitet das Leistungsbedarfsignal über einen Datenbus, wie beispielsweise einem Controller Area Network (CAN), welcher heute üblicherweise verwendet wird, um Fahrzeugsteuerfunktionen zu integrieren.
Ein Leistungsbedarfsignal zum Betreiben des Fahrmotors ist nur eines der möglichen Eingaben, welche auftreten können und welche von einem Fahrmotor-Controller erhalten werden können, welcher an dem Controller Area Network des Fahrzeugs angeschlossen ist. Aufgrund des Typs, der Zahl und der Komplexität der möglichen Eingaben, die von dem Datenverbindungsmodul, welches durch einen Lkw-Ausrüstungshersteller (TEM) oder aus anderen Quellen zugefügt wird können Probleme in Bezug auf eine adäquate Steuerung des Elektromotors und Generators auftreten, insbesondere während der Anfangsphase der Produkteinführung oder während der Instandhaltung am Einsatzort, insbesondere falls das Fahrzeug Änderungen durch den Betreiber unterworfen oder beschädigt wurde. Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass der Fahrmotor nicht wie erwartet arbeitet. Bei der Einführung eines Produkts kann sich der Lkw-Ausrüstungshersteller in einer Situation wieder finden, in welcher das Datenverbindungsmodul aufgrund von Programmierproblemen, welche mit anderen Fahrzeugprogrammierungen zusammenwirken, oder anderen Architekturproblemen keine akkuraten Leistungsbedarfsanfragen für den Elektromotor- und Generatorbetrieb für einen Betrieb des elektrischen Nebenabtriebs liefern kann.
Kurzfassung
Nach einem Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und Generator, eine Nebenabtriebseinheit, einen ersten hydraulischen Kreis, einen zweiten hydraulischen Kreis, ein Voreilventil, einen Solenoid und einen elektrischen bzw. elektronischen Systemcontroller auf. Der Elektromotor und Generator ist mit dem Verbrennungsmotor verbunden. Die Nebenabtriebseinheit wird wahlweise von dem Elektromotor und Generator angetrieben. Der erste hydraulische Kreis hat eine erste Hydraulikpumpe, die mechanisch mit der Nebenabtriebseinheit verbunden ist und durch die Nebenabtriebseinheit angetrieben wird. Der zweite hydraulische Kreis hat eine zweite Hydraulikpumpe, die mechanisch mit der Nebenabtriebseinheit verbunden ist und von der Nebenabtriebseinheit angetrieben wird. Das Voreilventil ist in Fluidverbindung mit dem ersten hydraulischen Kreis und dem zweiten hydraulischen Kreis angeordnet. Das Voreilventil hat eine erste offene Stellung, die es der Flüssigkeit ermöglicht, vom zweiten hydraulischen Kreis zum ersten hydraulischen Kreis zu fließen, und eine geschlossene Stellung, welche die Flüssigkeiten daran hindert, von dem ersten hydraulischen Kreis zum zweiten hydraulischen Kreis zu fließen. Der Solenoid ist mit dem Voreilventil verbunden. Der Solenoid stellt das Voreilventil zwischen der ersten offenen Stellung und der geschlossenen Stellung ein. Der elektronische Systemcontroller ist in elektrischer Kommunikation mit dem Solenoid. Der elektronische Systemcontroller generiert einen Steuerausgang für den Solenoid zum Einstellen des Voreilventils. Der elektronische Systemcontroller überwacht einen Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises und einen Drehmomentbedarf des zweiten hydraulischen Kreises und erzeugt einen Steuerausgang zum Einstellen des Voreilventils in die erste offene Stellung, wenn der Drehmomentbedarf einen ersten Schwellwert überschreitet, und generiert einen Steuerausgang zum Einstellen des Voreilventils in der geschlossenen Stellung, wenn der Drehmomentbedarf unter einen zweiten Schwellwert fällt.
Nach einem Verfahren wird eine Methode zum Steuern einer Stellung eines Voreilventils eines hydraulischen Systems, welches einen ersten hydraulischen Kreis und einen zweiten hydraulischen Kreis aufweist, vorgeschlagen. Ein Drehmomentbedarf einer ersten hydraulisch angetriebenen Einheit, die mit einem ersten hydraulischen Kreis des hydraulischen Systems verbunden ist, wird überwacht. Ein Drehmoment, welches durch wenigstens eine Leistungsquelle, die mit einer Hydraulikpumpe des ersten hydraulischen Kreises verbunden ist, erzeugt wird, wird überwacht. Die Methode ermittelt basierend auf dem Drehmoment, welches durch die wenigstens eine Leistungsquelle, die mit der Hydraulikpumpe des ersten hydraulischen Kreises verbunden ist, erzeugt wird, ob der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit einen ersten vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Ein Voreilventil ist in eine ersten offenen Stellung eingestellt, welche es der Hydraulikflüssigkeit ermöglicht, von einem zweiten hydraulischen Kreis zu dem ersten hydraulischen Kreis zu fließen, wenn der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit den ersten vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist ein Steuersystem für ein Fahrzeug, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, ein elektronisches Steuermodul, einen elektronischen Systemcontroller, ein Hybrid-Steuermodul, eine Ferndrossel und eine hydraulische Verstellpumpe auf. Der elektronische Systemcontroller ist in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Steuermodul angeordnet. Das Hybrid-Steuermodul ist in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Steuermodul und dem elektronischen Systemcontroller angeordnet. Ein Fernregler ist in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Steuermodul angeordnet. Die hydraulische Verstellpumpe hat einen Verstell-Einstellabschnitt, der in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Systemcontroller angeordnet ist. Der variable Verstellabschnitt hat wenigstens eine erste Stellung und eine zweite Stellung. Hierin wird der variable Verstellabschnitt von der ersten Stellung in die zweite Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem elektronischen Systemcontroller bewegt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist ein Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, ein elektronisches Steuermodul, einen elektronischen Systemcontroller, ein Fernleistungsmodul und ein Magnetventil auf. Das elektronische Steuermodul ist zum Überwachen einer Drehmomentabgabe eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors und Generators ausgebildet. Der elektronische Systemcontroller ist in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Steuermodul angeordnet. Der elektronische Systemcontroller ist zum Überwachen eines Drehmomentbedarfs eines ersten hydraulischen Kreises des hydraulischen Systems und eines zweiten hydraulischen Kreises des hydraulischen Systems angepasst. Das Fernleistungsmodul ist in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Systemcontroller angeordnet. Das Magnetventil ist in elektrischer Kommunikation mit dem Fernleistungsmodul angeordnet. Das Magnetventil ist mit einem Voreilventil verbunden. Das Magnetventil weist eine erster offener Stellung und eine geschlossene Stellung auf. Das Voreilventil ist in Fluidverbindung mit dem ersten hydraulischen Kreis und dem zweiten hydraulischen Kreis angeordnet. Das Magnetventil wird in Antwort auf ein Ausgangssignal des elektronischen Systemcontrollers in die erste offene Stellung bewegt, wenn die Differenz zwischen der Drehmomentabgabe und dem Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises einen ersten vorbestimmten Schwellwert erreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, welches für einen Nebenabtriebsbetrieb ausgerüstet ist.
2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm für ein Steuersystem für das Fahrzeug nach 1.
3 ist ein Diagramm eines Zustandsautomaten, der sich auf einen Nebenabtriebsbetrieb bezieht, der in das Steuersystem nach 2 implementiert werden kann.
4A–D sind schematische Illustrationen eines Hybrid-Antriebsstrangs, der angewendet wird, um einen Nebenabtriebsbetrieb zu unterstützen.
5 ist ein Systemdiagramm für ein Chassis und eine Karosserie mit einer gestarteten Hybrid-Elektromotor- und Generatorsteuerung für einen Nebenabtriebsbetrieb.
6 ist ein Kennfeld für Eingabe- und Ausgabeorte für den elektronischen Systemcontroller nach 5.
7 ist ein Kennfeld für Eingabe- und Ausgabeorte für den elektronischen Systemcontroller nach 5.
8 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang mit einem durch einen Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System und einem elektronisch gesteuerten Voreilventil aufweist.
9 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems für ein Fahrzeug, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang mit einem durch einen Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System und einem elektronisch gesteuerten Voreilventil aufweist.
Detaillierte Beschreibung
Nun bezugnehmend auf die Figuren und insbesondere auf 1 wird ein hybrid-beweglicher Lastkraftwagen 1 mit Arbeitsbühne gezeigt. Der hybrid-bewegliche Lastkraftwagen 1 mit Arbeitsbühne dient als ein Beispiel für ein Fahrzeug für mittlere Lasten, welches eine Nebenabtriebseignung oder eine elektrische Nebenabtriebseignung unterstützt. Es ist zu verstehen, dass die hierin genannten Ausführungsbeispiele, möglicherweise mit geeigneten Modifikationen, mit jedem geeigneten Fahrzeug verwendet werden können. Zusätzliche Informationen in Bezug auf Hybrid-Antriebsstränge können dem US-Patent Nr. 7 281 595 mit dem Titel „System For Integrated Body Equipment With a Vehicle Hybrid Powertrain” entnommen werden, welches dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde und welche vollständig hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Der bewegliche Lastkraftwagen 1 mit Arbeitsbühne schließt eine Nebenabtriebslast, vorliegend eine Arbeitsbühneneinheit 2, die auf eine Ladefläche an einem hinteren Abschnitt des Lastkraftwagens 1 montiert ist, ein. Während der Konfiguration für einen elektrischen Nebenabtriebsbetrieb kann das Getriebe für den beweglichen Lastkraftwagen 1 mit Arbeitsbühnen in einer Parkstellung gebracht werden, eine Feststellbremse kann angezogen sein, Abstützfüße können ausgefahren sein, um das Fahrzeug zu stabilisieren, und eine Anzeige von einem Bordnetz, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als 5 km/h beträgt, kann erhalten werden, bevor das Fahrzeug in den Nebenabtriebsmodus eintritt. Für andere Arten von Fahrzeugen können unterschiedliche Anzeigen die Bereitschaft für den Nebenabtriebsbetrieb anzeigen, welche das Anhalten des Fahrzeuges einschließen können oder nicht.
Die Arbeitsbühneneinheit 2 weist einen unteren Ausleger 3 und einen oberen Ausleger 4 auf, die gelenkig miteinander verbunden sind. Der untere Ausleger ist seinerseits zum Drehen auf der Lastkraftwagen-Ladefläche an einem Gestell 6 und einem drehbaren Lagerbock 7 montiert. Der drehbare Lagerbock 7 weist ein Gelenk 8 für ein Ende des unteren Auslegers 3 auf. Ein Korb 5 ist an dem freien Ende des oberen Auslegers 4 gesichert und stützt Personen während des Anhebens des Korbs auf und den Korb innerhalb des Arbeitsbereichs. Der Korb 5 ist gelenkig an dem freien Ende des Auslegers 4 angebracht, um eine horizontale Orientierung beizubehalten. Eine Hebereinheit 9 ist zwischen dem Lagerbock 7 und dem unteren Ausleger 3 angebracht. Ein Gelenk 10 verbindet einen Zylinder 11 des unteren Auslegers 9 mit dem Lagerbock 7. Eine Kolbenstange 12 erstreckt sich von dem Zylinder 11 und ist gelenkig an dem Ausleger 3 durch ein Gelenk 13 angebracht. Die Zylindereinheit 9 für den unteren Ausleger ist mit einer Druckversorgung für eine geeignete Hydraulikflüssigkeit verbunden, was es der Baugruppe ermöglicht, angehoben und abgesenkt zu werden. Eine Quelle für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit kann ein automatisches Getriebe oder eine separate Pumpe sein. Das äußere Ende des unteren Auslegers 3 ist mit dem oberen und Gelenkende des oberen Auslegers 4 verbunden. Ein Gelenk 16 verbindet das äußere Ende des unteren Auslegers 3 mit dem Gelenkende des oberen Auslegers 4 miteinander. Eine Kompensations-Zylindereinheit oder -baugruppe 17 für den oberen Ausleger ist zwischen dem unteren Ausleger 3 und dem oberen Ausleger 4 angeschlossen, welche den oberen Ausleger um das Gelenk 16 bewegt, um den oberen Ausleger relativ zu dem unteren Ausleger 3 zu positionieren. Die Kompensations-Zylindereinheit 17 ermöglicht eine unabhängige Bewegung des oberen Auslegers 4 relativ zum unteren Ausleger 3 und stellte eine Ausgleichsbewegung zwischen den Auslegern bereit, um den oberen Ausleger mit dem unteren Ausleger anzuheben. Die Einheit 17 wird mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit von derselben Quelle wie die Einheit 9 versorgt.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein vereinfachtes Schema eines Steuersystems 21 dargestellt, welches ein System repräsentiert, welches mit einer Steuerung des Fahrzeugs 1 verwendbar ist. Ein elektronischer Systemcontroller 24, einer Art eines Bordcomputers, ist durch eine offene Datenverbindung 18 (hier dargestellt als ein SAE-konformer J1939-CAN-Bus) mit einer Vielzahl von lokalen Controllern verbunden, welche ihrerseits eine direkte Steuerung der meisten Funktionen des Fahrzeugs 1 ausführen. Der elektronische Systemcontroller („ECS”) 24 kann auch direkt mit ausgewählten Eingaben und Ausgaben und anderen Bussen verbunden sein. Direkte „Chassiseingaben” schließen eine Zündschaltereingabe, eine Eingabe für die Bremspedalstellung, eine Eingabe für die Haubenstellung und einen Sensor für die Feststellbremsenstellung ein, welche angeschlossen sind, um Signale für den ESC 24 zu liefern. Es können andere Eingaben für den ECS 24 vorhanden sein. Signale für die Steuerung des Nebenabtriebsbetriebs von innerhalb der Kabine können unter Verwendung eines oder mehreren Kabinenschalterpaketen 56 implementiert werden. Das Kabinenschalterpaket 56 ist mit dem ESC 24 über eine geschützte Datenverbindung 64 verbunden, die den SAE-J1708-Standard erfüllt. Die Datenverbindung 64 ist eine Datenverbindung mit niedriger Baudrate, typischerweise in der Größenordnung von 9,7 kBaud. Fünf Controller zusätzlich zu dem ESC 24 sind als mit der offenen Datenverbindung 18 verbunden dargestellt. Die Controller sind der Verbrennungsmotorcontroller („ECM”) 46, der Getriebecontroller 42, der Anzeige-Cluster-Controller 58, ein Hybridcontroller 48 und ein Antiblockiersystem-(„ABS”)Controller 50. Bei einem gegebenen Fahrzeug können auch andere Controller vorgesehen sein. Die Datenverbindung 18 ist ein Bus für ein offenes Controller Area Network („CAN”), welches den SAE-J1939-Standard erfüllt und gemäß gegenwärtiger Praxis eine Datenübertragung mit bis zu 250 kBaud unterstützt. Es wird verstanden werden, dass andere Controller an dem Fahrzeug 1 in Kommunikation mit der Datenverbindung 18 installiert sein können. Wie üblich, steuert der ABS-Controller 50 die Anwendung der Bremsen 52 und erhält Radgeschwindigkeits-Sensorsignale von einem Sensor 54. Die Radgeschwindigkeit wird über die Datenverbindung 18 berichtet und durch den Getriebecontroller 42 überwacht.
Das Fahrzeug 1 ist als ein paralleles hybridelektrisches Fahrzeug dargestellt, welches einen Antriebsstrang 20, in welchem entweder der Ausgang des Verbrennungsmotors 28, des Elektromotors und Generators 32 oder von beidem verwendet wird, mit den Antriebsrädern 26 gekuppelt werden kann. Der Verbrennungsmotor 28 kann ein Dieselmotor sein. Wie bei anderen Vollhybridsystemen ist das System dafür vorgesehen, das Trägheitsmoment des Fahrzeuges während des Bremsens oder der Verzögerung zurückzugewinnen. Der Elektromotor und Generators 32 wird von den Rädern als ein Generator angetrieben und die während des Bremsens oder Verzögerns erzeugte Elektrizität in Batterien gespeichert. Später kann die gespeicherte elektrische Leistung zum Antreiben des Elektromotors und Generators 32 anstelle des oder zusätzlich zum Verbrennungsmotor(s) 28 verwendet werden, um den Bereich der konventionellen Kraftstoffversorgung des Fahrzeugs auszudehnen. Der Antriebsstrang 20 ist eine bestimmte Variation eines Hybriddesigns, welches eine Unterstützung für einen Nebenabtrieb entweder von dem Verbrennungsmotor 28 oder von dem Elektromotor und Generator 32 bereitstellt. Wenn der Verbrennungsmotor 28 für den Nebenabtrieb verwendet wird, kann er mit einem effizienten Leistungsabgabepegel betrieben werden und verwendet werden, um gleichzeitig den Nebenabtriebsbetrieb zu unterstützen und den Elektromotor und Generator 32 in seinem Generatormodus anzutreiben, um die Fahrbatterien 34 zu laden. Üblicherweise verbraucht eine Nebenabtriebsanwendung weniger Leistung als die Leistungsabgabe bei einer thermisch effizienten Drosseleinstellung für den Verbrennungsmotor 28.
Der Elektromotor und Generator 32 wird verwendet, um die kinetische Energie des Fahrzeugs während einer Verzögerung zurückzugewinnen, indem die Antriebsräder 26 den Elektromotor und Generator 32 antreiben. Zu solchen Zeiten trennt die Automatikkupplung 30 den Verbrennungsmotor 28 von dem Elektromotor und Generator 32. Der Verbrennungsmotor 28 kann eingesetzt werden, um sowohl Elektrizität zu generieren und das Nebenabtriebssystem 22 zu betreiben, Bewegungsleistung für die Antriebsräder 26 zu liefern oder um Antriebsenergie zu liefern und einen Generator zum Erzeugen von Elektrizität anzutreiben. Wenn das Nebenabtriebssystem 22 eine Arbeitsbühneneinheit 2 ist, ist es unwahrscheinlich, dass es verwendet wird, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, und in der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, dass das Fahrzeug in der Tat für den elektrischen Nebenabtrieb angehalten wird, aber es können andere Nebenabtriebsanwendungen vorliegen, bei denen dieses nicht getan wird.
Der Antriebsstrang 20 gewährleistet eine Rückgewinnung von kinetischer Energie in Antwort darauf, dass der Elektromotor und Generator 32 durch die kinetische Energie des Fahrzeugs rückwärts angetrieben wird. Der Übergang zwischen positivem und negativem Fahrmotorbeitrag wird durch den Hybridcontroller 48 erkannt und geregelt. Während des Bremsens erzeugt der Elektromotor und Generator 32 Elektrizität, welche durch einen Wandler 36 auf die Fahrbatterien 34 angelegt wird. Der Hybridcontroller 48 schaut nach dem Datenverbindungsverkehr des ABS-Controllers 50, um zu ermitteln, ob regeneratives kinetisches Bremsen die Voraussetzung für ein Rutschen der Räder erhöhen oder verbessern würde, falls ein regeneratives Bremsen initiieren wurde. Der Getriebecontroller 42 erkennt einen zugehörigen Datenverkehr auf der Datenverbindung 18 und übersetzt diese Daten als ein Steuersignal für eine Anwendung auf den Hybridcontroller 48 über die Datenverbindung 68. Der Elektromotor und Generator 32 erzeugt während des Bremsens Elektrizität, welche über einen Hybridwandler 36 an die Fahrbatterien 34 angelegt wird. Etwas von der elektrischen Leistung kann von dem Hybridwandler abgezweigt werden, um eine konventionelle 12-Volt-Gleichspannungs-Chassisbatterie 60 über einen spannungsmindernden Gleichspannungswandler 62 zu laden.
Die Fahrbatterien können das einzige elektrische Leistungsspeichersystem für das Fahrzeug 1 sein. In Fahrzeugen, die älter sind als die Ausarbeitung der vorliegenden Patentanmeldung, verbleibt eine Vielzahl von 12-Volt-Anwendungen in allgemeinem Gebrauch und das Fahrzeug 1 kann mit einem parallelen 12-Volt-System zum Unterstützen des Fahrzeugs ausgerüstet sein. Dieses mögliche parallele System ist aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. Das Einschließen eines solchen parallelen Systems würde die Verwendung bereits vorhandener und kostengünstiger Komponenten, die für Motorfahrzeuge konstruiert sind, ermöglichen, wie zum Beispiel Glühlampen für die Beleuchtung. Jedoch kann die Verwendung von 12-Volt-Komponenten Gewichtsprobleme nach sich ziehen und eine zusätzliche Komplexität zur Folge haben.
Der Elektromotor und Generator 32 kann verwendet werden, um das Fahrzeug 1 durch Ziehen von Leistung von der Batterie 34 über den Wandler 36 anzutreiben, welcher Dreiphasen-340-Volt-Mittelwertleistung liefert. Die Batterie 34 wird manchmal als die Fahrbatterie bezeichnet, um sie von einer sekundären 12-Volt-Bleibatterie 60 zu unterscheiden, welche verwendet wird, um Leistung für verschiedene Fahrzeugsysteme zu liefern. Jedoch tendieren Nutzfahrzeuge mit großer Masse dazu, einen wesentlich geringeren Nutzen von einem Hybridantrieb als Automobile zu ziehen. Deshalb wird die gespeicherte elektrische Leistung auch verwendet, um ein elektrisches Nebenabtriebssystem 22 mit Leistung zu versorgen. Zusätzlich wird der Elektromotor und Generator 32 verwendet, um den Verbrennungsmotor 28 zu starten, wenn die Zündung in der Startposition ist. Unter einigen Umständen wird der Verbrennungsmotor 28 verwendet, um den Elektromotor und Generator 32 mit dem Getriebe 38 in einer neutralen Stellung anzutreiben, um Elektrizität zum Wiederaufladen der Batterie 34 zu generieren und/oder mit dem Nebenabtriebssystem 22 gekuppelt, um Elektrizität zum Wiederaufladen der Batterie 34 zu generieren und das Nebenabtriebssystem 22 zu betreiben. Dieses würde in Reaktion auf eine starke Verwendung des Nebenabtriebssystems 22 auftreten, welche die Ladung der Batterie 34 in Anspruch nimmt. Typischerweise hat der Verbrennungsmotor 28 eine wesentlich größere Ausgangsleistung als sie zum Betreiben des Nebenabtriebssystems 22 verwendet wird. Deshalb wäre die direkte Verwendung zum Antreiben des Nebenabtriebssystems 22 während der gesamten Zeit aufgrund von Blindleistung, die in dem Verbrennungsmotor auftritt, oder Leerlaufverlusten, welche auftreten können, falls der Betrieb intermittierend ist, sehr ineffizient. Eine größere Effizienz wird erreicht, wenn der Verbrennungsmotor nahe seiner Nennleistung zum Wiederaufladen der Batterie 34 läuft und Leistung für den Nebenabtrieb liefert, um dann den Verbrennungsmotor abzuschalten und die Batterie 34 zum Liefern von Elektrizität zu dem Elektromotor und Generator 32 zum Betreiben des Nebenabtriebssystems 22 zu verwenden.
Eine Arbeitsbühneneinheit 2 ist ein Beispiel für ein System, welches nur sporadisch durch Arbeiter genutzt wird, um zunächst den Korb 5 anzuheben und später neu zu positionieren. Das Betreiben der Arbeitsbühneneinheit 2 unter Verwendung des Fahrmotors 32 verhindert Leerlauf des Verbrennungsmotors 28. Der Verbrennungsmotor 28 läuft periodisch mit einer effizienten Geschwindigkeit, um die Batterie 34 wieder aufzuladen, falls die Batterie 34 in einem Stadium relativer Entladung ist. Der Status der Ladung der Batterie 34 wird durch den Hybridcontroller 48 ermittelt, welcher diese Information an den Getriebecontroller 42 über die Datenverbindung 68 übermittelt. Der Getriebecontroller 42 kann seinerseits den ESC 24 mittels einer Mitteilung an den ESC 24 anweisen, den Verbrennungsmotor 28 einzukuppeln, welcher (ESC 24) seinerseits eine Verbrennungsmotor-Betriebsanforderung (nämlich ein Verbrennungsmotorstart- und -topsignal) an den ECM 46 sendet. Die Verfügbarkeit des Verbrensnungsmotors 28 kann von bestimmten programmierten (oder festverdrahteten) Verriegelungen, wie beispielsweise einer Haubenstellung, abhängen.
Der Antriebsstrang 20 umfasst einen Verbrennungsmotor 28, der in Reihe mit einer Automatikkupplung 30 verbunden ist, welche ein Trennen des Verbrennungsmotors 28 von dem Rest des Antriebsstrangs ermöglicht, wenn der Verbrennungsmotor nicht für Antriebsleistung oder zum Wiederaufladen der Batterie 34 verwendet wird. Die Automatikkupplung 30 ist direkt mit dem Elektromotor und Generator 32 gekuppelt, welcher seinerseits mit dem Getriebe 38 verbunden ist. Das Getriebe 38 wird seinerseits verwendet, um Leistung von dem Elektromotor und Generator 32 für entweder das Nebenabtriebssystem 22 oder zum Antreiben der Räder 26 zu verwenden. Das Getriebe 38 ist bidirektional und kann verwendet werden, um Energie von den Antriebsrädern 26 zurück zu dem Elektromotor und Generator 32 zu übertragen. Der Elektromotor und Generator 32 kann verwendet werden, um Bewegungsenergie an das Getriebe 38 zu liefern (sowohl alleine als auch in Kombination mit dem Verbrennungsmotor 28). Wenn er als Generator verwendet wird, liefert der Elektromotor und Generator 32 Elektrizität zu einem Wandler 36, welcher eine Gleichspannung zum Wiederaufladen der Batterie 34 liefert.
Ein Steuersystem 21 implementiert eine Kooperation der gerade beschriebenen Steuerelemente. Der ESC 24 erhält Eingaben, die sich auf eine Drosselklappenstellung, Bremspedalstellung, Zündstatus und Nebenabtriebeingaben von einem Benutzer beziehen und leitet diese zu dem Getriebecontroller 42, welcher seinerseits die Signale zu dem Hybridcontroller 48 leitet. Der Hybridcontroller 48 ermittelt basierend auf dem verfügbaren Batterieladestatus, ob der Verbrennungsmotor 28 oder der Fahrmotor 32 den Leistungsbedarf erfüllen. Der Hybridcontroller 48 mit dem ESC 24 erzeugt geeignete Signale für eine Anwendung auf die Datenverbindung 18 zum Anweisen des ECM 46, den Verbrennungsmotor 28 einzuschalten oder abzuschalten, und, falls er an ist, mit welcher Leistungsabgabe der Verbrennungsmotor laufen soll. Der Getriebecontroller 42 steuert ein Einrücken der Automatikkupplung 30. Der Getriebecontroller 42 steuert weiterhin den Status des Getriebes 38 in Antwort auf den Getriebedrucktasten-Controller 72, welcher ermittelt, in welchem Gang das Getriebe ist oder ob das Getriebe Antriebsmoment an die Antriebsräder 26 oder an eine Hydraulikpumpe, welche Teil des Nebenabtriebssystems 22 ist, (oder einfach unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit an das Nebenabtriebssystem 22, wenn das Getriebe 38 als Hydraulikpumpe dient,) liefert oder ob das Getriebe im Leerlauf ist. Nur zum Zwecke der Veranschaulichung, ein Fahrzeug kann mit mehr als einem Nebenabtriebssystem ausgerüstet sein und ein sekundäres pneumatisches System, welches eine Multi-Magnetventilgruppe 85 und eine pneumatische Nebenabtriebsvorrichtung 87 verwendet, ist nur zur Verdeutlichung unter direkter Steuerung des ESC 24 dargestellt.
Die Steuerung für den Nebenabtrieb 22 ist herkömmlich durch ein oder mehrere Fernleistungsmodule (RPMs) implementiert. Fernleistungsmodule sind Daten verbundene Eingabe-/Ausgabe-Erweiterungsmodule, die dem ESC 24 fest zugeordnet sind, welcher programmiert ist, diese zu nutzen. Wenn die RPMs 40 als Nebenabtriebcontroller arbeiten, können sie konfiguriert sein, festverdrahtete Ausgaben 70 und festverdrahtete Eingaben, welche durch die Nebenabtriebseinheit 22 verwendet werden, zu und von der Last/der Arbeitsbühneneinheit 2 zu liefern. Anforderungen für eine Bewegung von der Arbeitsbühneneinheit 2 und Positionsberichte werden an die geschützte Datenverbindung 74 zum Übertragen an den ESC 24 angelegt, welcher diese spezifische Anforderungen für andere Controller übersetzt, zum Beispiel eine Anforderung für Nebenabtriebsleistung. Das ESC 24 ist auch programmiert, Ventilstadien durch die RPMs 40 in der Nebenabtriebseinheit 22 zu steuern. Die Fernleistungsmodule werden genauer in dem US-Patent Nr. 6 272 402 beschrieben, welches dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde und welches vollständig durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Als das vorstehend genannte Patent geschrieben wurde, wurde das, was heute als „Fernleistungsmodul” bezeichnet wird, als „Fernschnittstellenmodul” bezeichnet. Es ist vorgesehen, dass die TEMs, welche die Nebenabtriebseignung bereitstellen, ein Fahrzeug mit RPMs 40 bestellen oder ausrüsten, um den Nebenabtrieb zu unterstützen, und ein Schalterpaket 57 zum Verbinden mit dem RPM 40 liefern. TEMs werden umgangssprachlich als „Karosseriebauer” bezeichnet und Signale von einem RPM 40, die für von Karosseriebauer gelieferte Fahrzeuge bereitgestellt werden, werden als „Karosserie-Leistungsbedarfsignal” genannt.
Karosserie-Leistungsbedarfsignale können Gegenstand von Verfälschungen, Fahrzeugschäden oder Architekturkonflikten über das fahrzeugeigene Controller Area Network sein. Dementsprechend wird ein alternativer Mechanismus bereitgestellt, Leistungsbedarfsignale für den Nebenabtrieb von dem fahrzeugeigenen konventionellen Steuernnetzwerk zu generieren. Ein Weg zum Gewährleisten einer Bedieneraktivierung eines solchen Leistungsbedarfsignals ohne die Verwendung eines RPM 40 ist, die fahrzeugeigene konventionelle Steuerungen einschließlich Steuerungen, welche etwas zur Folge haben, was „Chassiseingaben” genannt wird. Leistungsbedarfsignale für einen Nebenabtriebsbetrieb, die von solchen alternativen Mechanismen stammen, werden „Chassis-Leistungsbedarfsignale” genannt. Ein Beispiel für diese könnte zweifaches Blinken der Scheinwerfer, wenn die Feststellbremse angezogen wird, oder andere leicht zu merkende, jedoch scheinbar spezifische Steuerungsverwendungen sein, solange die Steuerauswahl nicht das für den Nebenabtrieb bestimmte RPM 40 einbezieht.
Sowohl der Getriebecontroller als auch der ESC 24 arbeiten als Portale und/oder Übersetzungseinrichtungen zwischen den verschiedenen Datenverbindungen. Die geschützte Datenverbindungen 68 und 74 arbeiten bei wesentlich höheren Baudraten als die offene Datenverbindung 18 und deshalb ist ein Puffer für Mitteilungen, die von einer Verbindung zur anderen geleitet werden, vorgesehen. Zusätzlich kann eine Mitteilung umformatiert werden oder eine Mitteilung an einer Verbindung kann geändert werden in einen anderen Typ von Mitteilung an die zweite Verbindung, zum Beispiel eine Bewegungsanforderung über die Datenverbindung 74 kann übersetzt werden in eine Anforderung für ein Einrücken des Getriebes von dem ESC 24 an den Getriebecontroller 42. Die Datenverbindungen 18, 68 und 74 sind alle Controller Area Networks und erfüllen das SAE-J1939-Protokoll. Die Datenverbindung erfüllt das SAE-J1708-Protokoll.
Bezugnehmend auf 3 wird ein Zustandsautomat 300 verwendet, um ein mögliches Steuerregime zu erläutern. In den Zustandsautomaten 300 wird durch einen der beiden den elektrischen Nebenabtrieb ermöglichenden Stadien 302, 304 eingetreten, abhängig davon, ob der Verbrennungsmotor 28 in Betrieb ist, um die Fahrbatterien 34 zu laden, oder nicht. In dem Status, der den elektrischen Nebenabtrieb ermöglicht, sind die Bedingungen erfüllt, die den Betrieb des elektrischen Nebenabtriebs auslösen, jedoch die aktuelle Nebenabtriebseignung nicht mit Leistung versorgt ist. Abhängig vom Status der Ladung der Fahrbatterie 34 kann der Verbrennungsmotor 28 in Betrieb sein (Status 302) oder nicht laufen (Status 304). In jedem Status, in dem der Verbrennungsmotor 28 an ist, ist die Automatikkupplung 30 eingerückt (+). Der Status der Ladung, welcher ein Laden der Batterie auslöst, ist niedriger als der Status der Ladung, bei welchem das Laden unterbrochen wird, um häufiges Wechseln des Verbrennungsmotor 28 zwischen an und aus zu vermeiden. Die Stadien, die einen elektrischen Nebenabtrieb ermöglichen (302, 304), sorgen dafür, dass das Getriebe 38 ausgekuppelt ist. Im Status 302, in dem die Batterien 34 geladen werden, ist der Elektromotor und Generator 32 im Generatormodus. Im Status 304, in welchem die Batterien 34 als geladen angesehen werden, braucht der Status des Elektromotors und Generator 32 nicht definiert zu sein und kann in seinem vorherigen Status verbleiben.
Vier Betriebsstadien für den elektrischen Nebenabtrieb 306, 308, 310 und 312 sind definiert. Diese Stadien treten in Antwort von entweder einem Karosserieleistungsbedarf oder einem Chassisleistungsbedarf auf. Innerhalb des Nebenabtriebs funktioniert das Laden der Fahrzeugbatterie weiterhin. Status 306 sorgt dafür, dass der Verbrennungsmotor 28 an ist, die Automatikkupplung 30 eingerückt ist, der Elektromotor und Generator 32 in seinem Generatormodus ist und im Getriebe ein Gang für den Nebenabtrieb eingelegt ist. In Status 308 ist der Verbrennungsmotor 28 aus, die Automatikkupplung 30 ist ausgekuppelt, der Fahrmotor ist in seinem Antriebsmodus und läuft und im Getriebe 38 ist in ein Gang für den Nebenabtrieb eingelegt. Die Stadien 306 und 308 werden als Gruppe verlassen, wenn ein Karosserie-Leistungsbedarfsignal fehlt (was in Antwort auf eine Beendigung der Nebenabtriebseignung auftreten kann) oder wenn ein Chassis-Leistungsbedarfsignal auftritt. Änderungen der Stadien, die von dem Status der Batterieladung stammen, kann eine Änderung innerhalb der Gruppe zwischen den Stadien 306 und 308 erfordern. Die Betriebsstadien 310 und 312 für den elektrischen Nebenabtrieb sind jeweils identisch mit den Stadien 306 und 308, davon abgesehen, dass ein Fehlen des Karosserie-Leistungsbedarfsignals nicht darin resultiert, dass einer der Stadien 310, 312 verlassen wird. Nur das Fehlen eines Chassis-Leistungsbedarfsignals resultiert in einem Verlassen der Betriebstadien 310 oder 312 für den elektrischen Nebenabtrieb als Gruppe, obwohl ein Übergang innerhalb der Gruppe (nämlich zwischen 310 und 312) von einem Batterie-Ladestatus resultieren kann. Nach einem Fehlen des Chassis-Leistungsbedarfsignals hängt die Richtung des Verlassens der Stadien 310, 312 davon ab, ob ein Karosserie-Leistungsbedarfsignal vorhanden ist. Wenn es vorhanden ist, bewegt sich der Betriebsstatus von den Stadien 310 oder 312 zu den Stadien 306 bzw. 308. Wenn es nicht vorhanden ist, dann zu den Stadien 302 oder 304. Wenn das Karosserie-Leistungsbedarfsignal aufgrund eines Verlassens der Bedingung für die elektrische Nebenabtriebsfähigkeit, werden die Stadien 302 oder 304 entlang der „AUS”-Route verlassen. Für einen Übergang innerhalb einer Gruppe, insbesondere von einem Stadium Verbrennungsmotor 28 aus zu Verbrennungsmotor 28 an, kann ein zwischengeschalteter Status vorgesehen sein, bei welchem die Automatikkupplung 30 eingerückt ist, um es dem Fahrmotor zu ermöglichen, den Verbrennungsmotor anzukurbeln.
Die 4A bis D verdeutlichen grafisch, was an einem Fahrzeug in den verschiedenen Stadien des Zustandsautomaten, der durch eine geeignete Programmierung des ESC 24 implementiert ist, auftritt. 4A korrespondiert zum Status 304, einem der den elektrischen Nebenabtrieb ermöglichenden Stadien. 4B korrespondiert zum Status 302, dem anderen den elektrischen Nebenabtrieb ermöglichenden Status. 4C korrespondiert zu den Stadien 308 und 312, während 4D zu den Stadien 306 und 310 korrespondiert. In 4A ist der Verbrennungsmotor 28 aus (Status 100), die Automatikkupplung ist ausgekuppelt (Status 102), der Status des Elektromotors und Generators 32 kann undefiniert sein, wird jedoch als im Antriebsmodus befindlich dargestellt (104). Mit dem Elektromotor und Generator 32 in dem Antriebsmodus ist die Batterie in einem Status 108 bereit zum Entladen gezeigt. Das Getriebe ist mit eingelegtem Gang (106) gezeigt, obwohl dieses wahlfrei ist. In 4B tritt Batterieladen 128 als Ergebnis des laufenden 120 Verbrennungsmotors auf, die Automatikkupplung ist eingerückt 122, so dass Motordrehmoment durch die Automatikkupplung auf den Elektromotor und Generator 32 angewendet wird, welcher in seinem Generatormodus 124 arbeitet. Das Getriebe ist im Leerlauf 126.
4C entspricht den Stadien 308 und 312 des Zustandsautomaten 300, in welchem der Verbrennungsmotor 28 aus ist 100, die Automatikkupplung 30 ausgekuppelt ist 102. Die Batterie 34 wird entladen 108, um den Fahrmotor in seinem Antriebsmodus 104 zu betreiben, um Drehmoment auf das Getriebe 38 anzuwenden, in welchem ein Gang eingelegt ist 126, um Antriebsmoment für den Nebenabtrieb anzuwenden. 4D entspricht den Stadien 306 und 310 des Zustandsautomaten 300. Der Verbrennungsmotor 28 läuft 120, um Leistung durch Einrücken 122 der Automatikkupplung zu liefern, um den Elektromotor und Generator 32 in seinem Generatormodus zu betreiben, um elektrische Leistung für ein Laden (128) der Batterie zu liefern und Drehmoment durch das Getriebe an die Nebenabtriebsanwendung zu liefern.
Die 5–7 verdeutlichen eine spezifische Steueranordnung und eine Netzwerkarchitektur, auf welcher der Zustandsautomat 300 implementiert sein kann. Zusätzliche Informationen zu Steuersystemen für Hybrid-Antriebsstränge können der US-Patentanmeldung Nr. 12/239,885, angemeldet am 29. September 2008 mit dem Titel „Hybrid Electric Vehicle Traction Motor Driven Power take off Control System” entnommen werden, welche dem Anmelder der vorlegenden Patentanmeldung übertragen wurde und welche hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist, wie auch der US-Patentanmeldung Nr. 12/508,737, angemeldet am 24. Juli 2009, welche dem Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung übertragen wurde und welche hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Anordnung liefert auch eine Steuerung über einen Betrieb eines sekundären pneumatischen Nebenabtriebs 87, um zu verdeutlichen, dass ein konventioneller Nebenabtrieb mit einem elektrischen Nebenabtrieb an einem Fahrzeug gemischt werden kann. Der elektronische Systemcontroller 24 steuert den sekundären pneumatischen Nebenabtriebs 87 unter Verwendung einer Mehrfach-Magnetventil-Baugruppe 85. Der verfügbare Luftdruck bestimmt die Steuerantworten und dementsprechend ist ein Luftdruckgeber 99 angeschlossen, um Druckluftangaben als eine Eingabe für den elektronischen Systemcontroller 24 zu liefern. Alternativ kann ein elektrischer Nebenabtrieb implementiert sein, der das pneumatische System verwendet, wenn der Fahrmotor-Nebenabtrieb eine Luftpumpe ist.
Das J1939 konforme Kabel 74, welches den ESC 24 mit dem RPM 40 verbindet, ist ein Kabel mit verdrillter Leitung (Twisted Pair). RPM 40 ist mit sechs festverdrahteten Eingängen (A–F) und einem Ausgang gezeigt. Ein Kabel mit verdrillter Leitung 64, welches den SAE-J1708-Standard erfüllt, verbindet den ESC 24 mit einer Einlage 64 für das Kabinen-Armaturenbrett, in welchem verschiedene Steuerschalter montiert sind. Das offene J1939-Kabel mit verdrillter Leitung 18 verbindet den ESC 24 mit dem Anzeigecontroller 58, dem Hybridcontroller 48 und dem Getriebecontroller 42. Der Getriebecontroller 42 ist mit einer geschlossenen Verbindung zu der in der Kabine montierten Getriebe-Steuerkonsole 72 versehen. Eine Verbindung zwischen den Hybridcontroller 48 und der Konsole 72 ist in dieser Konfiguration weggelassen, obwohl sie in bestimmten Zusammenhängen vorgesehen sein kann.
6 verdeutlicht ein Detail der Eingabe- und der Ausgabepin-Verwendung für das RPM 40 für eine spezifische Anwendung. Eingabepin A ist die Eingabe für eine Bedarfschaltung 1 des hybridelektrischen Fahrzeugs, welches ein 12-Volt-Gleichspannung- oder Massesignal sein kann. Wenn es aktiv ist, läuft der Fahrmotor kontinuierlich. Eingabepin B ist die Eingabe für eine Bedarfsschaltung 2 des hybridelektrischen Fahrzeugs, welches ein 12-Volt-Gleichspannungs- oder Massesignal sein kann. Wenn es aktiv ist, läuft der Fahrmotor kontinuierlich. Eingabepin C ist die Eingabe für eine Bedarfsschaltung 3 des hybridelektrischen Fahrzeugs, welches ein 12-Volt-Gleichspannungs- oder Massesignal sein kann. Wenn das Signal aktiv ist, läuft der Fahrmotor kontinuierlich. Eingabepin D ist die Eingabe für eine Bedarfschaltung 4 des hybridelektrischen Fahrzeugs, welches ein 12-Volt-Gleichspannungs- oder Massesignal sein kann. Wenn das Signal aktiv ist, läuft der Fahrmotor kontinuierlich. Mit anderen Worten kann der Konstrukteur vier entfernte Orte für Schalter vorsehen, von welchen der Bediener ein Karosserie-Leistungsbedarfsignal für den Nebenabtrieb veranlassen kann, um den Fahrmotor zu betreiben. Eingabepin E ist eine Eingabe zum Fernabschalten des Nebenabtriebs des hybridelektrischen Fahrzeugs. Das Signal kann entweder ein 12-Volt-Gleichspannungs- oder Masse sein. Wenn es aktiv ist, wird der Nebenabtrieb abgeschaltet. Eingabepin F ist ein Rückmeldesignal, dass der elektrischer Nebenabtrieb des hybridelektrischen Fahrzeugs in Eingriffe ist. Das Signal ist ein Massesignal, welches von einem an den Nebenabtrieb montierten Druck- oder kugelarretierten Rückmeldeschalter stammt. Der Ausgabepin trägt das aktuelle Leistungsbedarfsignal. Wie angegeben, kann dieser Gegenstand von verschiedenen Verriegelungen sein. In dem Beispiel sind die Verriegelungsbedingungen, dass die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als 3 Meilen/h (ca. 5 km/h) ist, die Getriebeeinstellung neutral ist und die Feststellbremse angezogen ist.
7 verdeutlicht den Ort von Chassis-Ausgabepins und Chassis-Eingabepins an dem elektronischen Systemcontroller 24.
Das System, welches hier beschrieben wird, stellt einen sekundären Mechanismus für die Steuerung des hybridelektrischen Motors und Generators bereit, obwohl die Verwendung von verschiedenen Originalausrüstungshersteller-(OEM)Chassis-Eingaben die TEM-Eingabe-(Bedarfs-)Signalquelleneinrichtung (zum Beispiel den RPM 40) umgehen. Starten dieses Betriebsmodus kann so einfach wie gewünscht durch die Verwendung eines einzelnen in der Kabine montierten Schalters gemacht werden, welcher in einem Schalterpaket 56 angeordnet sein kann, oder komplexer und weniger offensichtlich durch die Verwendung einer Sequenz von Steuereingaben, die als ein „Code” wirken, gemacht werden. Zum Beispiel kann bei einem Fahrzeug in dem Modus für den elektrischen Nebenabtrieb die Betriebsbremse nieder gedrückt und gehalten und das Fernlicht zweimal auf- und abgeblendet werden. Sobald die Betriebsbremse gelöst wird, können nachfolgende Aktivierungen des Fernlichts ein Signal zum Umschalten des Betriebs des Fahrmotors generieren. In jedem Fall werden die Stadien der TEM-Eingaben ignoriert oder umgangen, wenn der Fahrmotor unter der Steuerung der „Chassis veranlassten” Eingaben ist.
Sich nun der 8 zuwendend, ist ein hybridelektrischer Antriebsstrang mit einem von einem Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800 gezeigt. Der hybridelektrische Antriebsstrang mit einem von einem Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800 umfasst einen Verbrennungsmotor 802, einen Elektromotor und Generator 803, einen Nebenabtrieb 804 und eine erste Hydraulikpumpe 806 und eine zweite Hydraulikpumpe 808. Der Nebenabtrieb 804 ist dafür angepasst, Leistung von entweder dem Verbrennungsmotor 802 oder dem Elektromotor und Generator 803 zu erhalten. Der Nebenabtrieb 804 treibt die erste Hydraulikpumpe 806 und die zweite Hydraulikpumpe 808.
Wie in 8 gezeigt, ist die erste Hydraulikpumpe 806 eine hydraulische Verstellpumpe, wie zum Beispiel eine Flügelpumpe, während die zweite Hydraulikpumpe 808 eine hydraulische Verstellpumpe ist, wie beispielsweise eine Kolbenpumpe. Die erste Hydraulikpumpe 806 liefert Hydraulikflüssigkeit zu einem ersten hydraulischen Kreis 810, während die zweite Hydraulikpumpe Hydraulikflüssigkeit zu einem zweiten hydraulischen Kreis 812 liefert.
Es ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor 802 verwendet werden kann, um den Nebenabtrieb 804 anzutreiben, die erste Hydraulikpumpe 806 mit Leistung zu versorgen, während der Elektromotor und Generator 803 typischerweise verwendet wird, die zweite Hydraulikpumpe 808 mit Leistung zu versorgen. Die Verwendung der ersten Hydraulikpumpe 806 oder zweiten Hydraulikpumpe 808 hängt häufig von dem Lastpegel ab, der an ein hydraulisches System 805 angelegt ist. Eine große hydraulische Last wird die erste Hydraulikpumpe 806 verwenden, die durch den Verbrennungsmotor 802 angetrieben wird, während eine kleine hydraulische Last die zweite Hydraulikpumpe 808 verwenden wird, die durch den Elektromotor und Generator 803 angetrieben wird.
Es ist nach einem anderen Ausführungsbeispiel auch vorgesehen, dass die erste Hydraulikpumpe 806 und die zweite Hydraulikpumpe 808 beide durch den Elektromotor und Generator 803 mit Leistung versorgt werden.
Ein Voreilventil 814 ist in Fluidverbindung mit sowohl dem ersten hydraulischen Kreis 810 als auf dem zweiten hydraulischen Kreis 812 vorgesehen. Das Voreilventil 814 wird durch einen Solenoid 816 aktiviert, der in Kommunikation mit einem elektrischen System 900 (9) ist, wie nachfolgend beschrieben wird. Das Voreilventil 814 kann eingestellt werden, um Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten hydraulischen Kreis 810 zu ermöglichen, mit Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten hydraulischen Kreis 812 gemischt zu werden. Das Voreilventil 814 kann auch eingestellt werden, um Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten hydraulischen Kreis 812 zu ermöglichen, mit Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten hydraulischen Kreis 810 gemischt zu werden. Deshalb wird das Voreilventil 814 durch den Solenoid 816 aktiviert, um es Hydraulikflüssigkeit innerhalb des zweiten hydraulischen Kreises 812 zu ermöglichen, in den ersten hydraulischen Kreis 810 zu fließen, falls zusätzliche Hydraulikflüssigkeit in dem ersten hydraulischen Kreis 810 benötigt wird. In ähnlicher Weise wird das Voreilventil 814 durch den Solenoid 816 aktiviert, um es Hydraulikflüssigkeit innerhalb des ersten hydraulischen Kreises 810 zu ermöglichen, in den zweiten hydraulischen Kreis 812 zu fließen, falls zusätzliche Hydraulikflüssigkeit in dem zweiten hydraulischen Kreis 812 benötigt wird. Wie in 8 gezeigt, ist das Voreilventil 814 eingestellt, um es Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen, in den ersten hydraulischen Kreis 810 von dem zweiten hydraulischen Kreis 812 zu fließen.
Wie in 8 dargestellt, umfasst der erste hydraulische Kreis einen hydraulisch angetriebenen Erdbohrer 818, während der zweiten hydraulischen Kreis eine Mehrzahl von Hydraulikzylindern 820a, 820b, 820c umfasst. Deshalb wird zusätzliche Hydraulikflüssigkeit zu dem hydraulisch angetriebenen Erdbohrer 818 zugeführt, wenn das Voreilventil 814 Hydraulikflüssigkeit von dem zweiten hydraulischen Kreis 812 zu dem ersten hydraulischen Kreis 810 abzweigt, während weniger Hydraulikflüssigkeit zu der Mehrzahl von Hydraulikzylindern 820a–820c zugeführt wird. Deshalb kann der hydraulische Erdbohrer 818 zusätzlicher Arbeit basierend auf der zusätzlichen Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten hydraulischen Kreis 812 ausführen.
Sich nun der 9 zuwendend, ist ein Steuersystem 900 für einen hybridelektrischen Antriebsstrang mit einem von einem Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800 dargestellt. Das Steuersystem 900 umfasst ein elektronisches Steuermodul, ein Verbrennungsmotor-Steuermodul (ECM) 910, einen elektronischen Systemcontroller (ESC) 912. Das ECM 910 und der ESC 912 sind über eine erste Datenverbindung 914 verbunden, so dass Kommunikation zwischen dem ECM 910 und der ESC 912 möglich ist. Das ECM 910 überwacht eine Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotors 802 und eine Drehmomentabgabe des Elektromotors und Generators 803.
Der ESC 912 überwacht einen voraussichtlich Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises 810 und das zweiten hydraulischen Kreises 812. Der voraussichtliche Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises 810 und des zweiten hydraulischen Kreises 812 kann sich auf eine Stellung von Controller 916a, 916b, 916c stützen, welche zum Beispiel den Erdbohrer 818 oder die hydraulischen Zylinder 820a–820c des hybridelektrischen Antriebsstrangs mit einem von Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800 gemäß 8 steuern kann. Die Controller 916a–916c sind mit einem Fernleistungsmodul (RPM) 916 des Steuersystems 900 verbunden. Das RPM 918 ist mit dem ESC 912 über eine zweite Datenverbindung 920 verbunden. Der ESC 912 überwacht zusätzlich die Strömung von Hydraulikflüssigkeit durch das Voreilventil 814 sowie die Stellung des Solenoids 816 des Voreilventils 814. Das Voreilventil 814 und der Solenoid 816 sind mit dem RPM 918 verbunden.
Der ESC 912 weist eine Programmierung auf, die dafür angepasst ist, den Betrieb des Voreilventils 814 über den Solenoid 816 zu steuern. Der ESC 912 überwacht einen Drehmomentbedarf der hydraulischen Kreise 810, 812, um zu ermitteln, die Drehmomentanforderungen über einem ersten vordefinierten Schwellwert sind. Sobald der Drehmomentbedarf von einem der hydraulischen Kreise den vordefinierten Schwellwert übersteigt, wird der Solenoid 816 des Voreilventils 814 aktiviert, um Hydraulikflüssigkeit von einem der hydraulischen Kreise 810, 812 in den anderen hydraulischen Kreis 812, 810 durch das Voreilventil 814 abzuzweigen. Zum Beispiel ist das Voreilventil 814, wie in 8 gezeigt, eingestellt, um Hydraulikflüssigkeit von dem zweiten hydraulischen Kreis 812 in den ersten hydraulischen Kreis 810 abzuzweigen.
Der ESC 912 überwacht den Drehmomentbedarf der hydraulischen Kreise 810, 812 sowie die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotor 802 und des Elektromotor und Generators 803. Der ESC 912 ist programmiert, das Abzweigen von Hydraulikflüssigkeit durch das Voreilventil 814 nur dann zu stoppen, wenn der Drehmomentbedarf des hydraulischen Kreises 810, 812 unter einen zweiten vordefinierten Schwellwert fällt.
Es wird vorausgesetzt, dass der zweite vordefinierte Schwellwert niedriger ist als der erste vordefinierte Schwellwert. Durch das Vorsehen des zweiten vordefinierten Schwellwerts niedriger als den ersten vordefinierten Schwellwert wird eine „tote Zone” erzeugt, um einen schnellen Übergang (Flackern) des Magnetventils 816 des Voreilventils 814 zu vermeiden. Die „tote Zone”, der Unterschied zwischen dem ersten Schwellwert und dem zweiten Schwellwert, erzeugt eine stabilere Steuerung des Voreilventils 814, insbesondere während eines Übergangsbetriebs des hybridelektrischen Antriebsstrangs mit einem durch den Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800.
Der ESC 912 kann zusätzlich Eingaben von einem in der Kabine angeordnet Regelpedal 922 oder einem Fernregler 924 sowie den Controller 916a–916c verwenden, um einen angenommenen Drehmomentbedarf der hydraulischen Kreise 810, 812 zu generieren. Der angenommene Drehmomentbedarf wird in einem Bereich von etwa 100 ms bis etwa 2000 ms generiert, bevor der Drehmomentbedarf innerhalb der hydraulische Kreise 810, 812 tatsächlich ansteigt. Der angenommene Drehmomentbedarf der hydraulische Kreise 810, 812 ermöglicht es dem Voreilventil 814 geringfügig früher aktiviert zu werden, reduziert jeder Performanceverzögerung, die verursacht wird, wenn das erforderliche Drehmoment des hydraulischen Kreises 810, 812 das Drehmoment übersteigt, welches durch die Hydraulikpumpen 806, 808 des hybridelektrischen Antriebsstrangs mit einem durch den Nebenabtrieb angetriebenen hydraulischen System 800 erzeugt wird.
Es wird vorausgesetzt, dass das RPM 918 den Solenoid 816 des Voreilventils in einer Vielzahl von Arten steuert. Nach einem Ausführungsbeispiel liefert das RPM 918 ein Signal, welches den Solenoid 816 von einer ersten Stellung, in der das Voreilventil 814 geschlossen ist, in eine zweite Stellung, in der das Voreilventil 814 Hydraulikflüssigkeit von dem ersten hydraulischen Kreis 810 abgezweigt, oder in eine dritte Stellung bewegt, in der das Voreilventil 814 Hydraulikflüssigkeit von dem zweiten hydraulischen Kreis 812 abgezweigt. Es wird zusätzlich vorausgesetzt, dass das RPM 918 den Solenoid unter Verwendung von Pulsweitenmodulation steuern kann, so dass das Voreilventil 814 inkrementell eingestellt werden kann, um gerade die erforderliche Flüssigkeit zu dem ersten hydraulischen Kreis 810 oder dem zweiten hydraulischen Kreis 812 zu liefern. Es wird weiterhin vorausgesetzt, dass das RPM 918 den Solenoid unter Verwendung einer Spannungssteuerung steuern kann, so dass das Voreilventil 814 inkrementell eingestellt werden kann, um gerade die erforderliche Flüssigkeit zu dem ersten hydraulischen Kreis 810 oder dem zweiten hydraulischen Kreis 812 zu liefern.
Der erste vordefinierten Schwellwert und der zweite vordefinierten Schwellwert des ESC 912 können vorprogrammiert sein oder durch eine adaptive Lernstrategie eingestellt werden. Die adaptive Lernstrategie zum Generieren des ersten und zweiten Schwellwertes des ESC 912 verwendet einen Algorithmus, der die Drehmomentanforderungen der hydraulischen Kreise 810, 812 sowie die Drehmomentabgabe des Verbrennungsmotor 802 und des Elektromotor und Generators 803 überwacht und den ersten und zweiten Schwellwert mit der Zeit basierend auf den überwachten Parametern anpasst. Auf diese Weise wird der Schwellwert, an dem das Voreilventil 814 aktiviert wird, sehr nahe einem Punkt, an dem sich der tatsächliche Drehmomentbedarf und die aktuelle Drehmomentabgabe treffen und in gleicher Weise wird der zweite Schwellenwert sehr nahe einem Punkt, an dem der Drehmomentbedarf wahrscheinlich nicht die aktuellen Drehmomentabgabe übersteigt. Eine solche adaptive Lernstrategie kann in Anwendungen wertvoll sein, bei denen die Betriebsbedingungen über die Zeit ähnlich bleiben.
Es wird verstanden werden, dass ein Steuersystem als Hardware zum Ausführen des Verfahrens implementiert werden kann. Das Steuersystem kann mit jeder oder einer Kombination der folgenden Technologien implementiert werden, welcher in der Technik alle wohl bekannt sind: eine diskrete Schaltkreislogik(en), welche logische Gatter zum implementieren logischer Funktionen basierend auf Datensignalen aufweist, ein anwendungsspezifisch integrierter Schaltkreis (ASIC) mit geeigneten kombinatorischen logischen Gatter, ein programmierbares Gatterfeld(er) (PGA), ein feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) usw.
Wenn das Steuersystem als Software implementiert ist, sollte verstanden werden, dass das Steuersystem in jedem computerlesbaren Medium für die Verwendung durch oder in Verbindung mit jedem computerbezogenen System oder Verfahren gespeichert sein kann. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerlesbares Medium jedes Medium sein, dass das Programm für die Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehle ausführenden System, Vorrichtung oder Einheit speichern, kommunizieren, übertragen oder transportieren kann. Das computerlesbare Medium kann zum Beispiel, aber nicht darauf beschränkt, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleiter-System, -Vorrichtung, -Einheit oder -Übertragungsmedium sein. Spezifischere Beispiele (eine nichtausschließliche Liste) für das computerlesbare Medium würde das folgende einschließen: eine elektrische Verbindung (elektronisch) mit einer oder mehreren Leitungen, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) (elektronisch), einen Festwertspeicher (ROM) (elektronisch), einen löschbar programmierbaren Festwertspeicher (EPROM, EEPROM oder Flash-Speicher) (elektronisch), eine optische Faser (optisch) oder einen tragbaren Kompaktdisketten-Festwertspeicher (CD-ROM) (optisch). Das Steuersystem kann in jedem Computer lesbare Medium für die Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehle ausführenden Systeme, Vorrichtung oder Einheit verkörpert sein, wie zum Beispiel einem computerbasierten System, einem Prozessor enthaltenen System oder anderen Systemen, welches die Befehle von dem Befehle ausführenden System, Vorrichtung oder Einheit abrufen und die Instruktionen ausführen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6272402 [0007, 0034]
US 7281595 [0022]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

SAE-konformer J1939-CAN-Bus [0025]
SAE-J1708-Standard [0025]
SAE-J1939-Standard [0025]
SAE-J1939-Protokoll [0036]
SAE-J1708-Protokoll [0036]
SAE-J1708-Standard [0042]

Claims

Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang, umfassend: einen Verbrennungsmotor; einen Elektromotor und Generator, der mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Nebenabtriebeinheit, die wahlweise von dem Elektromotor und Generator angetrieben wird; einen ersten hydraulischen Kreis, der eine erste Hydraulikpumpe aufweist, welche mechanisch mit der Nebenabtriebseinheit verbunden ist und von der Nebenabtriebseinheit angetrieben wird; einen zweiten hydraulischen Kreis, der eine zweite hydraulische Pumpe aufweist, welche mechanisch mit der Nebenabtriebseinheit verbunden ist und von der Nebenabtriebseinheit angetrieben wird; ein Voreilventil, welches in Fluidverbindung mit dem ersten hydraulischen Kreis und dem zweiten hydraulischen Kreis angeordnet ist, wobei das Voreilventil eine erste offene Stellung, die dafür angepasst ist, es der Flüssigkeit zu ermöglichen, von dem zweiten hydraulischen Kreis zu dem ersten hydraulischen Kreis zu fließen, und eine geschlossene Stellung aufweist, welche dafür angepasst ist, die Flüssigkeiten daran zu hindern, von dem ersten hydraulischen Kreis zu dem zweiten hydraulischen Kreis zu fließen; ein Solenoid, der mit dem Voreilventil verbunden ist, wobei der Solenoid das Voreilventil zwischen der ersten offenen Stellung und der geschlossenen Stellung einstellt; einen elektronischen Systemcontroller in elektrischer Verbindung mit dem Solenoid, wobei der elektronische Systemcontroller einen Steuerausgang für den Solenoid generiert, um das Voreilventil einzustellen; wobei der elektronische Systemcontroller einen Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises und einen Drehmomentbedarf des zweiten hydraulischen Kreises überwacht und einen Steuerausgang zum Einstellen des Voreilventils in die erster offener Stellung generiert, wenn der Drehmomentbedarf einen ersten Schwellwert überschreitet, und einen Steuerausgang zum Einstellen des Voreilventils in die geschlossene Stellung generiert, wenn der Drehmomentbedarf unter einen zweiten Schwellwert fällt.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei das Voreilventil eine zweite offene Stellung aufweist, die dafür angepasst ist, es der Flüssigkeit zu ermöglichen, von dem ersten hydraulischen Kreis zu dem zweiten hydraulischen Kreis zu fließen.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein elektronisches Steuermodul, wobei das elektronische Steuermodul in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Systemcontroller angeordnet ist und das elektronische Steuermodul dafür angepasst ist, eine Drehmomentabgabe des Elektromotors und Generators und des Verbrennungsmotors zu überwachen, wobei sich der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert teilweise auf die Drehmomentabgabe des Elektromotors und Generators und des Verbrennungsmotor stützen.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei die erste Hydraulikpumpe eine Verstellpumpe ist.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei die zweite Hydraulikpumpe eine Kolbenpumpe ist.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein elektronisches Steuermodul, wobei das elektronische Steuermodul in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Systemcontroller angeordnet ist und das elektronische Steuermodul dafür angepasst ist, eine Drehmomentabgabe des Elektromotors und Generators und des Verbrennungsmotors zu überwachen, wobei der erste Schwellenwert auf der Drehmomentabgabe des Elektromotors und Generators und des Verbrennungsmotor basiert.
Fahrzeug mit einem hybridelektrischen Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei Nebenabtriebseinheit wahlweise von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
Ein Verfahren zum Steuern der Stellung eines Voreilventils eines hydraulischen Systems, welches einen ersten hydraulischen Kreis und einen zweiten hydraulischen Kreis aufweist, umfassend: Überwachen eines Drehmomentbedarfs einer ersten hydraulisch angetriebenen Einheit, die mit einem ersten hydraulischen Kreis des hydraulischen Systems verbunden ist; Überwachen eines Drehmoments, welches durch wenigstens eine Leistungsquelle erzeugt wird, die mit einer Hydraulikpumpe des ersten hydraulischen Kreises verbunden ist; Ermitteln, ob der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit einen ersten vorbestimmten Schwellwert übersteigt, der sich auf ein Drehmoment stützt, welches durch die wenigstens eine Leistungsquelle, die mit der Hydraulikpumpe des ersten hydraulischen Kreises verbunden ist, stützt; und Einstellen des Voreilventils in eine erste offene Stellung, die es der Flüssigkeit ermöglicht, von dem zweiten hydraulischen Kreis zu dem ersten hydraulischen Kreis zu fließen, wenn der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit den ersten vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: Ermitteln, ob der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit niedriger als ein zweiter vorbestimmten Schwellwert ist, der sich auf ein Drehmoment stützt, dass durch die wenigstens eine Leistungsquelle, die mit der Hydraulikpumpe des ersten hydraulischen Kreises verbunden ist, erzeugt wird; und Einstellen des Voreilventils in eine geschlossene Stellung, die die Hydraulikflüssigkeit daran hindert, von dem zweiten hydraulischen Kreis zu dem ersten hydraulischen Kreis zu fließen, wenn der Drehmomentbedarf der hydraulisch angetriebenen Einheit niedriger als der zweite vorgebestimmte Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite vorbestimmte Schwellwert niedriger ist als der erste vorgebestimmte Schwellwert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite vorgebestimmte Schwellwert gleich dem ersten vorbestimmten Schwellwert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: Überwachen des Drehmomentbedarfs einer zweiten hydraulischen angetriebenen Einheit, die mit einem zweiten hydraulischen Kreis eines hydraulischen Systems verbunden ist; Überwachen des Drehmoments, welches durch wenigstens eine Leistungsquelle erzeugt wird, die mit einer Hydraulikpumpe des zweiten hydraulischen Kreises verbunden ist; Ermitteln, ob der Drehmomentbedarf der zweiten hydraulisch angetriebenen Einheit niedriger als ein dritter vorbestimmten Schwellwert ist, der sich auf ein Drehmoment stützt, welches durch die wenigstens eine Leistungsquelle, die mit der Hydraulikpumpe des zweiten hydraulischen Kreises verbunden ist, generiert wird; und Einstellen des Voreilventils in eine erste offene Stellung, die es der Hydraulikflüssigkeit ermöglicht, von dem zweiten hydraulischen Kreis zu dem ersten hydraulischen Kreis zu fließen, wenn der Drehmomentbedarf der ersten hydraulisch angetriebenen Einheit den ersten vorbestimmten Schwellwert überschreitet, und der Drehmomentbedarf der zweiten hydraulisch angetriebenen Einheit unter den dritten vorbestimmten Schwellwert fällt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei sich der erste vorbestimmte Schwellwert auf eine adaptive Lernstrategie stützt.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, umfassend: ein elektronisches Steuermodul, welches dafür angepasst ist, eine Drehmomentabgabe eines Verbrennungsmotor und eines Elektromotors und Generators zu überwachen; einen elektronischen Systemcontroller, der in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul angeordnet ist, wobei der elektronische Systemcontroller dafür angepasst ist, einen Drehmomentbedarf eines ersten hydraulischen Kreises eines hydraulischen Systems und eines zweiten hydraulischen Kreises des hydraulischen Systems zu überwachen; ein Fernleistungsmodul, welches in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Systemcontroller angeordnet ist; ein Magnetventil, welches in elektrischer Verbindung mit dem Fernleistungsmodul angeordnet ist, wobei das Magnetventil mit einem Voreilventil verbunden ist und das Magnetventil eine erste offener Stellung und eine geschlossene Stellung aufweist, wobei das Magnetventil in Flüssigkeitsverbindung mit einem ersten hydraulischen Kreis und einem zweiten hydraulischen Kreis ist; wobei das Magnetventil in die erste offene Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem elektronischen Systemcontroller bewegt wird, wenn die Differenz zwischen der Drehmomentabgabe und dem Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises einen ersten vorbestimmten Schwellwert erreicht.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 14, wobei das Magnetventil in die geschlossene Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem elektronischen Steuercontroller bewegt wird, wenn die Differenz zwischen der Drehmomentabgabe und dem Drehmomentbedarf einen zweiten vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 14, wobei der Drehmomentbedarf des ersten hydraulischen Kreises sich auf einen Eingang von einem Controller stützt, der in elektrischer Verbindung mit dem Fernleistungsmodul ist.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 14, wobei das Magnetventil eine zweite offene Stellung aufweist; und das Ventil in die zweite offene Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem elektronischen Systemcontroller bewegt wird, wenn die Differenz zwischen der Drehmomentabgabe und dem Drehmomentbedarf des zweiten hydraulischen Kreises einen dritten vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 17, wobei das Magnetventil in die geschlossene Stellung in Antwort auf ein Ausgangssignal von dem elektronischen Systemcontroller bewegt wird, wenn die Differenz zwischen der Drehmomentabgabe und dem Drehmomentbedarf des zweiten hydraulischen Kreises einen zweiten vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 14, wobei die Drehmomentabgabe sich auf eine Stellung eines Reglers stützt, welcher in elektrischer Kommunikation mit dem elektronischen Steuermodul ist.
Steuersystem für ein Voreilventil für ein hydraulisches System eines Fahrzeugs, welches einen hybridelektrischen Antriebsstrang aufweist, nach Anspruch 14, wobei das Magnetventil ein Proportionalventil ist.