DE102015220564A1 - Vorrichtung und verfahren zum steuern des betriebs des verbrennungsmotors eines fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum steuern des betriebs des verbrennungsmotors eines fahrzeugs Download PDF

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Yong Kak Choi
Hyungseuk Ohn
Minseok Song
Dong Jun Shin
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Es werden eine Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors und Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors enthält einen Kühlmitteltemperatursensor, der die Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung erfasst. Ferner enthält die Vorrichtung ein erstes und ein zweites Verzeichnis, in denen entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größe einer elektrischen Last des Fahrzeugs eingetragen werden. Eine Steuerung bestimmt einen Betriebspunkt-Kandidaten mittels entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses auf Basis eines Vergleichs zwischen der Kühlmitteltemperatur und einem vorgegebenen Schwellenwert und bestimmt einen optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors anhand des Betriebspunkt-Kandidaten.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs.
  • (b) Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Hybridfahrzeug (z. B. ein Hybrid-Elektrofahrzeug) ist ein Fahrzeugtyp, der durch die effiziente Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Leistungsquellen angetrieben wird. Allgemein nutzt ein Hybridfahrzeug einen Elektromotor mit relativ guter Drehmomentcharakteristik im niedrigen Drehzahlbereich als Hauptantriebsquelle und einen Verbrennungsmotor mit relativ guter Drehmomentcharakteristik im hohen Drehzahlbereich. Deshalb wird ein Verbrennungsmotor, der einen fossilen Kraftstoff verbraucht, bei niedrigen Drehzahlen abgeschaltet und ein Elektromotor dient als Hauptantriebsquelle, so dass das Hybridfahrzeug den Kraftstoffverbrauch verbessern und Abgas reduzieren kann.
  • Ferner wird ein Betriebspunkt eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor auf Basis des erforderlichen Drehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Schaltstufe entsprechend der Betätigung des Fahrers bestimmt. Bei einem Hybridfahrzeug wird ein Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors auf Basis einer optimalen Systembetriebskennlinie (optimal operating line (OOL)) bestimmt, die zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs gewählt wird. Die optimale Systembetriebskennlinie wird auf Basis des Wirkungsgrades bei einer repräsentativen Temperatur jedes Untersystems (z. B. Verbrennungsmotor, Elektromotor, Getriebe oder Batterie) festgelegt. Mit anderen Worten, die optimale Systembetriebskennlinie des Hybridfahrzeugs wird auf Basis des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors im warmgelaufenen Zustand, des Wirkungsgrades eines Elektromotors im warmgelaufenen Zustand, des Wirkungsgrades eines Getriebes im warmgelaufenen Zustand und des Lade- und Entladewirkungsgrades bei einer optimalen Temperatur einer Batterie gewählt.
  • Wenn das Fahrzeug wirklich auf einer Straße fährt, kann der Wirkungsgrad jedes Untersystems aufgrund von Abweichungen zwischen den Fahrzeugen, der Fahrstrecke des Fahrzeugs und äußeren Bedingungen wie die Außentemperatur (z. B. Umgebungsbedingungen) variieren. Die optimale Systembetriebskennlinie der verwandten Technik berücksichtigt die Wirkungsgradschwankungen jedes Untersystems (z. B. Verbrennungsmotor, Elektromotor, Getriebe oder Batterie) nicht und deshalb kann der auf Basis der optimalen Systembetriebskennlinie bestimmte Betriebspunkt des Verbrennungsmotors in einem falschen Bereich statt in einer Zone bestimmt werden, in der der Kraftstoffverbrauch am niedrigsten ist, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
  • Die obigen Ausführungen dieses Abschnitts dienen nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die nicht Bestandteil des hierzulande dem Durchschnittsfachmann bereits bekannten Standes der Technik bilden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs bereit, die die Wirkungsgradschwankung eins Untersystems berücksichtigt, wenn ein Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors gewählt wird, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors bereit, die enthalten kann: eine Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit, die zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung konfiguriert ist; ein erstes und ein zweites Verzeichnis, in denen entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größe der elektrischen Last des Fahrzeugs eingetragen sein können; eine Betriebspunkt-Gewinnungseinheit, die zur Bestimmung eines Betriebspunkt-Kandidaten mittels entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses auf Basis eines Vergleichs zwischen der Kühlmitteltemperatur und einem vorgegebenen Schwellenwert konfiguriert ist; und eine Betriebspunkt-Bestimmungseinheit, die zur Bestimmung eines optimalen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors anhand des Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert ist.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors bereit, das enthalten kann: Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung; Gewinnen eines ersten Betriebspunkt-Kandidaten auf Basis der Kühlmitteltemperatur mittels entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses, in denen entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größe der elektrischen Last des Fahrzeugs eingetragen sein können, und Bestimmen eines optimales Betriebspunktes des Verbrennungsmotors mittels des ersten Betriebspunkt-Kandidaten.
  • Wenn ein Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors bestimmt wird, kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung der Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors auf Basis von Faktoren korrigiert werden, die den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors verändern, um den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors in einem Bereich zu bestimmen, in dem der Kraftstoffverbrauch am niedrigsten, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erschließen sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit dem beiliegenden Zeichnungen.
  • 1 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs das ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführt;
  • 2 ist ein Diagramm, das eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt; und
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für den Betrieb eines Verbrennungsmotors einer Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicle; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb, Brennstoffzellenfahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel so beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl Einheiten zur Ausführung des beispielhaften Prozesses verwendet, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem oder einer Mehrzahl Module ausgeführt werden können. Außerdem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf ein Hardware-Gerät bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere der später beschriebenen Prozesse auszuführen.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die von einem Prozessor, einer Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen für den Fachmann zur einfachen Verwirklichung der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben. Wie für den Fachmann zu erkennen ist, können die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert werden, wobei in keinem Fall von Geist oder Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Der Klarheit der Beschreibung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung halber werden Teile, die mit der Beschreibung nicht in Beziehungen stehen, weggelassen. Im Rahmen der gesamten Beschreibung sind gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass die Begriffe ”aufweisen” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente Bauteile und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung ”und/oder” sämtliche Kombinationen eines oder mehrerer der aufgeführten Positionen. Wenn im Rahmen der gesamten Beschreibung und der anschließenden Ansprüche ein Element als mit einem anderen Element ”gekoppelt” beschrieben wird, kann das Element mit dem anderen Element ”direkt gekoppelt” oder mit dem anderen Element durch ein drittes Element ”elektrisch gekoppelt” sein.
  • Im Folgenden wird eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Steuerverfahrung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors unter Bezugnahme auf die zutreffenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs, das ein Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführt. 1 zeigt als Beispiel ein Hybridfahrzeug mit Hinterradantrieb mit Doppelkupplungsgetriebe (DCT). 1 soll jedoch nur als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dienen, aber der technische Geist der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Der technische Geist der vorliegenden Erfindung kann auf alle Arten von Hybridfahrzeugen angewendet werden, bei denen ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor jeweils getrennte Leistungsabgabepfade haben.
  • Wie in 1 dargestellt kann ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Verbrennungsmotor 10, einen Elektromotor 20, ein Getriebe 30, eine Batterie 40, einen integrierten Starter-Generator 50, Räder 61 und 62 und eine Fahrzeug-Elektrikeinheit 70 enthalten.
  • Der Verbrennungsmotor 10 kann zur Verbrennung von Kraftstoff konfiguriert sein, um Leistung zu erzeugen, und wenn ein Fahrzeug gebremst wird, kann der Elektromotor 20 als Generator konfiguriert sein, um ein Antriebsdrehmoment für den Antrieb des Rads 62 des Fahrzeugs bereitzustellen. Die vom Elektromotor 20 erzeugte elektrische Energie kann in der Batterie 40 gespeichert werden. Wenn das Getriebe 30 als ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Mehrzahl Verbrennungsmotorkupplungen (nicht dargestellt) verwirklicht ist, kann das Getriebe 30 mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sein, um die im Verbrennungsmotor 10 erzeugte Leistung auf Basis der Drehzahl in das erforderliche Drehmoment zu wandeln und das Drehmoment an das Rad 61 zu übertragen.
  • Der integrierte Starter-Generator 50 kann zum Starten des Verbrennungsmotors 10 oder zum Unterstützen der Leistung des Verbrennungsmotors 10 konfiguriert sein. Außerdem kann der integrierte Starter-Generator 50 einen integrierten Starter und Generator (ISG) oder eine hybriden Starter und Generator (HSG) enthalten. Die Elektrikeinheit 70 des Fahrzeugs enthält ein elektronisches Gerät wie ein Navigationsgerät, eine weltweites Navigationssystem (GPS) oder ein digitales Multimedia-Rundfunkgerät (DMB), das elektrische Energie im Fahrzeug verbraucht.
  • Das Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Steuerung wie eine Hybrid-Steuereinheit (HCU) 200, eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit (ECU) 110, eine Elektromotor-Steuereinheit (MCU) 120, eine Getriebesteuereinheit (TCU) 130 und ein Batteriemanagementsystem (BMS) 140 enthalten. Die Hybrid-Steuerung 200 kann eine übergeordnete (z. B. höhere) Steuerung sein, die für den kollektiven Betrieb untergeordneter Steuerungen konfiguriert ist, die mit ihr über ein Netz verbunden sein können, und kann zum Erfassen und Analysieren von Informationen der untergeordneten Steuerungen konfiguriert sein, um das Hybridfahrzeug zu betreiben.
  • Insbesondere kann die ECU 110 mit der mit ihr über das Netz verbundenen HCU 200 zusammenarbeiten, um den Verbrennungsmotor 10 zu betreiben. Die MCU 120 kann mit ihr über das Netz verbundenen HCU 200 zusammenarbeiten, um den Verbrennungsmotor 20 zu betreiben. Die TCU 130 kann zur Betätigung eines im Getriebe 30 angeordneten elektrischen oder hydraulischen Aktor gemäß der Operation der mit ihr über das Netz verbundenen HCU 200 konfiguriert sein, um eine Getriebeverbindung einer gewünschten Schaltstufe herzustellen. Mit anderen Worten, die TCU 130 kann zur Betätigung einer Mehrzahl Verbrennungsmotorkupplungen, die das Getriebe 30 bilden, über den Aktor konfiguriert sein, um die Unterbrechung der im Verbrennungsmotor 10 erzeugten Leistung auszusteuern. Die Batteriesteuerung 140 kann zur kollektiven Erfassung von Informationen hinsichtlich der Batterie 40 wie Spannung, Strom oder Temperatur konfiguriert sein, um den Ladezustand (SOC) und einen Lade- oder Entladestrom der Batterie 40 zu überwachen und einzuregeln, wodurch verhindert wird, dass die Batterie unter eine Grenzspannung überentladen oder über eine Grenzspannung geladen wird.
  • Ferner kann das Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Spannungswandler (z. B. Niederspannungs-Gleichstrom-/Gleichstrom-(DC-DC)Wandler, LDC) 170 enthalten. Der Spannungswandler 170 kann zwischen der Batterie 40 und der Elektrikeinheit 70 des Fahrzeugs geschaltet sein und zum Wandeln einer hohen Ausgangsspannung der Batterie 40 in eine niedrige Spannung für die Elektrikeinheit 70 des Fahrzeugs sowie zur Übertragung der niedrigen Spannung konfiguriert sein. Ferner kann der Spannungswandler 170 zur Überwachung der Ausgangsspannung der Batterie 40 konfiguriert sein, um die Größe der Last der Elektrikeinheit des Fahrzeugs zu erfassen, die die im Fahrzeug aufgenommene elektrische Energie angibt.
  • Das Hybridfahrzeug mit der oben beschriebenen Struktur kann in einem Fahrmodus wie einem Elektrofahrzeugmodus (EV-Modus) betrieben werden, bei dem die Leistung eines Elektromotors 20 genutzt wird, in einem Hybrid-Elektrofahrzeugmodus (HEV-Modus), in dem das Drehmoment des Verbrennungsmotors 10 als Hauptantrieb und das Drehmoment des Elektromotors 20 als Hilfsantrieb genutzt werden, und in einem regenerativen Bremsmodus (RB-Modus), bei dem bei betätigter Bremse oder bei durch Trägheit fahrendem Fahrzeug Brems- und Trägheitsenergie durch Erzeugen von elektrischem Strom vom Elektromotor 20 zum Laden der Batterie 40 gewonnen wird. Das Hybridfahrzeug mit der oben beschriebenen Struktur kann eine Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors enthalten (siehe Bezugszeichen 300 in 2, die nachstehend beschrieben wird) und kann zum Einstellen des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 durch die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors konfiguriert sein.
  • Dabei kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 in mindestens einer der Steuereinheiten 110, 120, 130, 140 und 200 enthalten sein, die das Hybridfahrzeug konfigurieren. Die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann z. B. in der Hybrid-Steuereinheit 200 oder in der Verbrennungsmotor-Steuereinheit 110 enthalten sein.
  • Eine Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors und ein Steuerverfahren für den Betrieb des Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausführlich beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das eine Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
  • Wie in 2 dargestellt kann eine Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311, eine Höhen-Detektoreinheit 312, eine Eintrittslufttemperatur-Detektoreinheit 313, ein Warmlauf-Steuerverzeichnis 321, ein Kaltlauflauf-Steuerverzeichnis 322, eine Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331, eine Höhen-Korrektureinheit 332, eine Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333, eine Abgasrückführungs-(EGR)Korrektureinheit 340, eine Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350, und eine Untersuchungsdaten-Speichereinheit 360 enthalten. Die verschiedenen Einheiten der Vorrichtung können von der Steuerung (z. B. der übergeordneten Steuerung) mit einem Prozessor und einem Speicher betrieben werden. Außerdem können verschiedene Sensoren in den Einheiten zum Sammeln verschiedener Informationen verwendet werden.
  • Die Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 kann einen Kühlmitteltemperatursensor (nicht dargestellt) enthalten. Insbesondere kann die Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer den Verbrennungsmotor 10 kühlenden Kühlmittelleitung mittels des Kühlmitteltemperatursensors konfiguriert sein. Das durch die Kühlmittelleitung zirkulierende Kühlmittel kann vom Verbrennungsmotor 10 erzeugte Wärme durch Wärmeaustausch mit dem Verbrennungsmotor 10 während der Durchströmung durch den Verbrennungsmotor 10 absorbieren. Deshalb kann die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 aus der von der Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 erfassten Kühlmitteltemperatur hergeleitet werden.
  • Die Höhen-Detektoreinheit 312 kann einen Drucksensor (nicht dargestellt) enthalten. Die Höhen-Detektoreinheit 312 kann zum Erfassen des atmosphärischen Drucks mittels des Drucksensors und zur Gewinnung von Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs daraus konfiguriert sein. Der Drucksensor, der in der Höhen-Detektoreinheit 312 enthalten sein kann, kann ein atmosphärischer Drucksensor, ein Vakuum-Drucksensor oder dgl. sein
  • Die Eintrittslufttemperatur-Detektoreinheit 313 kann einen Temperatursensor (nicht dargestellt) enthalten, der in einem Lufteinlasssystem des Fahrzeugs angeordnet sein kann. Die Eintrittslufttemperatur-Detektoreinheit 313 kann zum Erfassen der Eintrittslufttemperatur (oder der Umgebungstemperatur) des Fahrzeugs mittels des Temperatursensors konfiguriert sein. Das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 und das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 sind Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnisse, in denen Verbrennungsmotor-Betriebspunkte eingetragen werden können, die der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Schaltstufe und dem vom Fahrer geforderten Drehmoment des Fahrzeugs entsprechen. Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die aktuelle Schaltstufe und das aktuelle vom Fahrer geforderte Drehmoment eingegeben werden, können das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 und das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 zur Ausgabe eines entsprechenden Verbrennungsmotor-Betriebspunktes konfiguriert sein.
  • Ferner kann das vom Fahrer geforderte Drehmoment auf Basis des Betätigungszustands des Gaspedals, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Betätigungszustands des Bremspedals, der aktuellen Schaltstufe und der Größe der elektrischen Last des Fahrzeugs berechnet werden. Der Betätigungszustand des Gaspedals gibt an, wie stark das Gaspedal betätigt ist (z. B. den auf das Pedal ausgeübten Druck) auf Basis der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer und entspricht einem Gaspedalpositionssensor-(APS)Signal, das vom APS ausgegeben wird. Der Betätigungszustand des Bremspedals gibt die Betätigung oder Freigabe des Bremspedals auf Basis der Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer an und entspricht einem Bremspedalpositionssensor-(BPS)Signal, das vom BPS ausgegeben wird.
  • Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann aus der Beziehung zwischen der Drehzahl (RPM) des Verbrennungsmotors 10 und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 30 hergeleitet werden. Die Schaltstufe gibt die Position der aktuellen Schaltstufe an. Die Größe der elektrischen Last des Fahrzeugs ist die Leistungsaufnahme des Fahrzeugs und kann durch Addieren der Leistungsaufnahme der Elektrikeinheit 70 des Fahrzeugs und der Leistungsaufnahme einer elektrischen Klimaanlage (nicht dargestellt) erhalten werden.
  • Der Zustand des Verbrennungsmotors 10 kann in einen Warmlaufzustand und in einen kalten Zustand unterteilt werden, je nach dem Temperaturbereich, zu dem die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 gehört. Die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 kann aus der Kühlmitteltemperatur der Kühlmittelleitung, die durch den Verbrennungsmotor 10 verläuft, hergeleitet werden. Deshalb kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 anhand der Kühlmitteltemperatur zwischen dem Warmlaufzustand und dem kalten Zustand der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 unterscheiden. Wenn z. B. die von der Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 erfasste Kühlmitteltemperatur höher ist als eine Referenz-Zieltemperatur (a), kann die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 als Warmlaufzustand klassifiziert werden, und wenn die Kühlmitteltemperatur gleich oder niedriger ist als die Referenz-Zieltemperatur (a), kann die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 als kalter Zustand klassifiziert werden.
  • Das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 ist ein Verzeichnis, das zur Bestimmung eines Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 im Warmlaufzustand des Verbrennungsmotors 10 verwendet werden kann. Betriebspunkte des Verbrennungsmotors im Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 können mittels einer optimalen Systembetriebskennlinie (OOL) eingestellt werden, die auf Basis des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 in Warmlaufzustand gewählt wird. Die System-OOL entspricht einem Verbrennungsmotor-Betriebsbereich, der so gewählt wird, dass er Verbrennungsmotor-Betriebspunkte enthält, die als optimaler Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe, und jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment gewählt werden. Ein Betriebspunkt, bei dem der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs am niedrigsten ist, kann als der optimale Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 gewählt werden. Das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 ist ein Verzeichnis, das zur Bestimmung eines Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 im kalten Zustand des Verbrennungsmotors 10 verwendet werden kann. Betriebspunkte des Verbrennungsmotors im Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 können mittels einer optimalen Systembetriebskennlinie (OOL) eingestellt werden, die auf Basis des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 um kalten Zustand gewählt wird.
  • Die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 kann zum Empfangen der Kühlmitteltemperatur von der Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 und zum Bestimmen der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Kühlmitteltemperatur konfiguriert sein. Mit anderen Worten, die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 kann auf Basis der Kühlmitteltemperatur von der Kühlmitteltemperatur-Detektoreinheit 311 zum Bestimmen, ob sich der Verbrennungsmotor 10 im Warmlaufzustand oder im kalten Zustand befindet, konfiguriert sein. Wenn z. B. die Kühlmitteltemperatur höher ist als die Referenzziel-Kühlmitteltemperatur (a), kann die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 zum Bestimmen, dass sich der Verbrennungsmotor 10 im Warmlaufzustand befindet, konfiguriert sein, und wenn die Kühlmitteltemperatur gleich oder niedriger ist als die Referenzziel-Kühlmitteltemperatur (a), kann die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 zum Bestimmen, dass sich der Verbrennungsmotor 10 im kaltem Zustand befindet, konfiguriert sein.
  • Die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 kann zum Bestimmen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes mittels entweder des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 auf Basis der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 konfiguriert sein. Wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 als Warmlaufzustand bestimmt wird, kann die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 so konfiguriert sein, dass sie den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mittels des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 bestimmt. Wenn ferner die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 als im kalten Zustand bestimmt wird, kann die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 so konfiguriert sein, dass sie den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mittels des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 bestimmt.
  • Wenn die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mittels des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 gewinnt, kann der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt als ein Betriebspunkt-Kandidat zur Bestimmung eines Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 ausgegeben werden. Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Beschreibung der von der Betriebspunkt-Gewinnungseinheit mittels des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 gewonnene Verbrennungsmotor-Betriebspunkt als ”erster Betriebspunkt-Kandidat” bezeichnet.
  • Die Höhen-Korrektureinheit 332 kann zum Bestimmen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes konfiguriert sein, der den Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs entspricht, die von der Höhen-Detektoreinheit 312 empfangen werden. Insbesondere kann die Höhen-Korrektureinheit 332 zum Bestimmen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes mittels eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnisses konfiguriert sein, in dem entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jedes Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs eingetragen werden, und kann zum Korrigieren oder Einstellen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes auf Basis der Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs konfiguriert sein, um den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu gewinnen, der den aktuellen Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs entspricht.
  • Insbesondere kann die Höhen-Korrektureinheit 332 zur Verwendung des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 konfiguriert sein, um einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu erhalten, der der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und dem vom Fahrer geforderten Drehmoment des Fahrzeugs entspricht. Wenn der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mittels des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 gewonnen wird, kann die Höhen-Korrektureinheit 332 so konfiguriert sein, dass sie die Verbrennungsmotor-Betriebspunkte auf Basis der aktuellen Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs erhöht oder senkt, um einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu erhalten, der den aktuellen Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs entspricht.
  • Die Höhen-Korrektureinheit 332 kann ferner ein Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis enthalten, in das entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe, und jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs sowie jede Höhe eingetragen werden können, und das auch konfiguriert sein kann, den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt, der den Höhen-Fahrinformationen entspricht, mittels desselben zu bestimmen. Insbesondere gibt das Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis in der Höhen-Korrektureinheit 332 Schwankungen des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 des Fahrzeugs auf Basis der Höhe an und kann durch Eintragen verschiedener Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für individuelle Höhen eingerichtet werden.
  • Wenn der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt auf Basis der Höhen-Fahrinformationen eines Fahrzeugs gewonnen wird, kann die Höhen-Korrektureinheit 332 zur Ausgabe des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes als Betriebspunkt-Kandidat konfiguriert sein, der einen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 bestimmt. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im Folgenden der den Höhen-Fahrinformationen entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkt, der von der Höhen-Korrektureinheit 332 gewonnen wird, als ”zweiter Betriebspunkt-Kandidat” bezeichnet.
  • Die Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 kann zum Empfangen der aktuellen Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs von der Eintrittslufttemperatur-Detektoreinheit 313 und zum Ausgeben des dieser entsprechenden Verbrennungsmotor-Betriebspunktes konfiguriert sein. Die Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 kann zum Bestimmen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes mittels eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnisses konfiguriert sein, in dem entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs eingetragen werden und zum Korrigieren oder Einstellen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes auf Basis der aktuellen Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs, um einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu gewinnen, der der Eintrittslufttemperatur entspricht.
  • Insbesondere kann die Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 oder das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 nutzen, um den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu gewinnen, der der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und dem aktuellen vom Fahrer geforderten Drehmoment des Fahrzeugs entspricht. Wenn der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mittels des Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder des Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 gewonnen wird, kann die Eintrittslufttemperatur Korrektureinheit 333 zum Erhöhen oder Verringern der erhaltenen Verbrennungsmotor-Betriebspunkte auf Basis der aktuellen Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs konfiguriert sein, um einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu gewinnen, der der aktuellen Eintrittslufttemperatur entspricht.
  • Die Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 kann ein Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis enthalten, in dem entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs sowie individuelle Eintrittslufttemperaturen eingetragen sind und kann mittels dieser zur Bestimmung des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes konfiguriert sein, der der aktuellen Eintrittslufttemperatur eines Fahrzeugs entspricht. Insbesondere gibt das Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis in der Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 Schwankungen des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 des Fahrzeugs auf Basis der Eintrittslufttemperatur an und kann durch Eintragen verschiedener Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für individuelle Eintrittslufttemperaturen eingerichtet werden.
  • Wenn der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt auf Basis der Eintrittslufttemperatur gewonnen wird, kann die Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 332 zum Ausgeben des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes als Betriebspunkt-Kandidat konfiguriert sein, der einen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 bestimmt. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im Folgenden der der Eintrittslufttemperatur entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkt, der von der Eintrittslufttemperatur Korrektureinheit 333 gewonnen wird, als ”dritter Betriebspunkt-Kandidat” bezeichnet.
  • Die EGR-Korrektureinheit 340 kann zum Empfangen der EGR-Rate von einer EGR-Vorrichtung (nicht dargestellt) konfiguriert sein. Die EGR-Rate entspricht der Rückführrate des Abgases in der EGR-Vorrichtung und gibt einen charakteristischen Wert der Zeit an, während der ein EGR-Magnetventil geöffnet ist. Die EGR-Korrektureinheit 340 kann zum Empfangen der Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert sein, die von der Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331, der Höhen-Korrektureinheit 332 und der Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 ausgegeben werden, und zum Korrigieren oder Einstellen der Betriebspunkt-Kandidaten auf Basis der EGR-Rate der EGR-Vorrichtung und zum Ausgeben der Betriebspunkt-Kandidaten.
  • Die EGR-Korrektureinheit 340 kann zum Einstellen eines entsprechenden Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der von der EGR-Vorrichtung empfangenen EGR-Rate konfiguriert sein. Ferner können die Betriebspunkt-Kandidaten so korrigiert werden, dass die von der Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331, der Höhen-Korrektureinheit 332 und der Eintrittslufttemperatur Korrektureinheit 333 ausgegebenen Verbrennungsmotor-Betriebspunkte in dem der EGR-Rate entsprechenden Betriebsbereich enthalten sind und an die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 ausgegeben werden.
  • Wenn das Fahrzeug die EGR-Vorrichtung nicht enthält, kann die EGR-Korrektureinheit 340 entfallen. Deshalb können die Betriebspunkt-Kandidaten, die von der Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331, der Höhen-Korrektureinheit 332 und der Eintrittslufttemperatur Korrektureinheit 333 ausgegeben werden, an die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 gesendet werden, ohne die EGR-Korrektureinheit 340 zu durchlaufen. Die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 kann zum Empfangen der Betriebspunkt-Kandidaten von der EGR-Korrektureinheit 340 oder der Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331, der Höhen-Korrektureinheit 332 und der Eintrittslufttemperatur-Korrektureinheit 333 konfiguriert sein und zum Bestimmen eines optimalen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 mittels derselben. Wenn die Betriebspunkt-Kandidaten empfangen werden, kann die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 zum Interpolieren der Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert sein, um den optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 zu erhalten.
  • Die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 kann ferner zum Wählen eines Betriebspunkt-Kandidaten aus der Mehrzahl Betriebspunkt-Kandidaten als Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 konfiguriert sein. Wenn z. B. die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 im kalten Zustand liegt, kann die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 die Interpolation der Betriebspunkt-Kandidaten weglassen und den ersten durch die Betriebspunkt-Gewinnungseinheit 331 gewonnenen Betriebspunkt-Kandidaten als optimalen Betriebspunkt erhalten.
  • Wenn der optimale Betriebspunkt aus den Betriebspunkt-Kandidaten gewonnen wird, kann die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 ferner zum Korrigieren des optimalen Betriebspunktes auf Basis der Betriebstemperatur des Getriebes 30, der Batterie 40 und des Elektromotors 20 konfiguriert sein. Insbesondere können die Betriebstemperatur des Getriebes 30 aus der Öltemperatur des Getriebes 30 und die Betriebstemperatur des Elektromotors 20 aus der Kühlmitteltemperatur der durch den Elektromotor 20 verlaufenden Kühlmittelleitung erhalten werden. Die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 kann zur Ausführung einer Betriebspunktuntersuchung auf Basis des zuvor von der Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 gewählten optimalen Betriebspunktes konfiguriert sein, um den optimalen aktuell gewählten Betriebspunkt zu korrigieren und schließlich den optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 mittels der Betriebspunktuntersuchung zu bestimmen.
  • Wenn der optimale Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 von der Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 bestimmt wird, kann die Untersuchungsdaten-Speichereinheit 360 zum Speichern des optimalen Betriebspunktes entsprechend der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und Schaltstufe konfiguriert sein. Wenn ferner die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 einen weiteren optimalen Betriebspunkt bestimmt, kann die Untersuchungsdaten-Speichereinheit 360 den optimalen Betriebspunkt als Untersuchungsdaten bereitstellen. Die Betriebspunkt-Bestimmungseinheit 350 kann zum Auslesen der optimalen Betriebspunkte aus den in der Untersuchungsdaten-Speichereinheit 360 gespeicherten optimalen Betriebspunkten, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Schaltstufe gewählt werden, konfiguriert sein, die gleich sind der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und Schaltstufe des Fahrzeugs, und die aktuell gewählten optimalen Betriebspunkte mittels derselben korrigieren.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für den Betrieb eines Verbrennungsmotors einer Steuervorrichtung für den Betrieb eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie aus 3 ersichtlich ist, kann eine Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch den Verbrennungsmotor 10 verlaufenden Kühlmittelleitung in Schritt S100 konfiguriert sein.
  • Die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann zum Wählen entweder eines Warmlauf-Steuerverzeichnisses 321 oder eines Kaltlauf-Steuerverzeichnisses 322 auf Basis der in Schritt S100 erfassten Kühlmitteltemperatur als Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis konfiguriert sein, das einen ersten Betriebspunkt-Kandidaten in Schritt S101 bereitstellt. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann zum Vergleichen der Kühlmitteltemperatur mit einem zuvor eingestellten Schwellenwert und zum Bestimmen, ob sich der Verbrennungsmotor 10 im Warmlaufzustand oder im kalten Zustand auf Basis Vergleichsergebnisses konfiguriert sein. Wenn bestimmt wird, dass sich der Verbrennungsmotor 10 im Warmlaufzustand befindet, kann das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 als Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis zum Erhalt des ersten Betriebspunkt-Kandidaten gewählt werden, und wenn bestimmt wird, dass sich der Verbrennungsmotor 10 im kalten Zustand befindet, kann das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 als Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis zum Erhalt des ersten Betriebspunkt-Kandidaten gewählt werden.
  • Wenn das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 oder das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 in Schritt S101 gewählt wird, kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Bestimmen des ersten Betriebspunkt-Kandidaten des Verbrennungsmotors 10 auf Basis des gewählten Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnisses in Schritt S102 konfiguriert sein. In Schritt S102 sind das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 und das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnisse, in die Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und für jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs eingetragen werden können. Das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 ist ferner ein auf Basis des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 im Warmlaufzustand eingerichtetes Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis und das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322 ist ein auf Basis des Wirkungsgrades des im kalten Zustand des Verbrennungsmotors 10 eingerichtetes Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis.
  • Die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann in Schritt S103 zum Bestimmen eines zweiten Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert sein, der den aktuellen Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs entspricht, und zum Bestimmen eines dritten Betriebspunkt-Kandidaten, der der aktuellen Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs entspricht. In Schritt S103 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Bestimmen des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes auf Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, der Schaltstufe und des vom Fahrer geforderten Drehmoments des Fahrzeugs konfiguriert sein und zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes auf Basis der aktuellen Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs, um den zweiten Betriebspunkt-Kandidaten zu gewinnen. In Schritt S103 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 ein Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis nutzen, in dem entsprechende Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und für jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs eingetragen sind, sowie für jede Höhe, um den zweiten Betriebspunkt-Kandidaten zu gewinnen.
  • In Schritt S103 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Bestimmen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes auf Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und des vom Fahrer geforderten Drehmoments des Fahrzeugs konfiguriert sein und um den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt auf Basis der aktuellen Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs zu korrigieren, um den dritten Betriebspunkt-Kandidaten zu erhalten. In Schritt S103 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 ein Verbrennungsmotor-Betriebspunktverzeichnis nutzen, in dem entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für jede Fahrzeuggeschwindigkeit, Schaltstufe und für jedes vom Fahrer geforderte Drehmoment des Fahrzeugs eingetragen sind, sowie auch die jeweilige Eintrittslufttemperatur, um den dritten Betriebspunkt-Kandidaten zu gewinnen.
  • Wenn die ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten in den Schritten S102 und S103 gewonnen werden, kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zur Ausführung einer EGR-Korrektur konfiguriert sein, bei der die ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten auf Basis der EGR-Rate der EGR-Vorrichtung in Schritt S104 korrigiert werden. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann zum Einstellen eines Betriebsbereichs des Verbrennungsmotors 10, der der aktuellen EGR-Rate entspricht, und zum Korrigieren der ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten, die in dem auf Basis der EGR-Rate eingestellten Betriebsbereich enthalten sein sollen, konfiguriert sein.
  • Die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 kann dann mindestens einen der EGR-korrigierten ersten bis dritten Betriebspunkte nutzen, um einen optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 in Schritt S105 zu erhalten. In Schritt S105 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Interpolieren der EGR-korrigierten ersten bis dritten Betriebspunkte konfiguriert sein, um den optimalen Betriebspunkt zu erhalten.
  • In Schritt S105 kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Wählen eines der EGR-korrigierten ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten als optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 konfiguriert sein. Wenn z. B. die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 im kalten Zustand liegt, kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 den ersten Betriebspunkt-Kandidaten als Verbrennungsmotor-Betriebspunkt wählen. Wenn dagegen die EGR-Vorrichtung nicht im Fahrzeug installiert ist, kann Schritt S104, in dem die ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten EGR-korrigiert sind, entfallen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 die ersten bis dritten Betriebspunkt-Kandidaten, die nicht EGR-korrigiert sind, in Schritt S105 zur Gewinnung des optimalen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 10 nutzen.
  • Wenn der optimale Betriebspunkt in Schritt S105 gewonnen wird, kann die Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors 300 zum Korrigieren des optimalen Betriebspunktes auf Basis der Betriebstemperatur eines Getriebes 30, einer Batterie 40 und eines Elektromotors 20 in Schritt S106 konfiguriert sein. Ferner kann der in Schritt S106 korrigierte optimale Betriebspunkt durch eine Betriebspunkt-Untersuchung mittels der zuvor gewählten optimalen Betriebspunkte als Untersuchungsdaten weiter korrigiert werden, um schließlich in Schritt S107 als optimaler Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 10 bestimmt zu werden. Der wie oben beschrieben bestimmte Verbrennungsmotor-Betriebspunkt kann zum Einstellen der Ausgangleistung des Verbrennungsmotors 10 in der ECU 110 dienen.
  • Ferner zeigt 3, dass nach Ausführung von Schritt S102, in der der erste Betriebspunkt-Kandidat gewonnen wird, Schritt S103, in dem die zweiten und dritten Betriebspunkt-Kandidaten gewonnen werden, ausgeführt wird, aber das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Reihenfolge der Schritte zur Gewinnung des ersten Betriebspunkt-Kandidaten und der zweiten und dritten Betriebspunkt-Kandidaten kann geändert werden, und der Schritt der Gewinnung des ersten Betriebspunkt-Kandidaten und der Schritt der Gewinnung der zweiten und dritten Betriebspunkt-Kandidaten können parallel ausgeführt werden.
  • In der verwandten Technik wird die optimale Systembetriebskennlinie (OOL) auf Basis des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 10 bei einer repräsentativen Betriebstemperatur (Warmlaufzustand) gewählt, obwohl der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 variiert. Deshalb berücksichtigt die System-OOL der verwandten Technik die Wirkungsgradschwankungen auf Basis der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 nicht, so dass der auf Basis der System-OOL bestimmte Verbrennungsmotor-Betriebspunkt in einen falschen Bereich bestimmt werden kann, statt in einer Zone, in der der Kraftstoffverbrauch niedrigsten ist, um dadurch den Kraftstoffverbrauch zu senken.
  • Demnach stellt das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben das Warmlauf-Steuerverzeichnis 321 getrennt bereit, das einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt im Warmlaufzustand des Verbrennungsmotors 10 bestimmt, und das Kaltlauf-Steuerverzeichnis 322, das einen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt im kalten Zustand des Verbrennungsmotors 10 bestimmt. Ferner kann eines der Steuerverzeichnisse selektiv auf Basis der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 10 genutzt werden, um den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zu gewinnen, so dass die Wirkungsgradschwankungen des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Betriebstemperatur zur Bestimmung des Verbrennungsmotor-Betriebspunktes berücksichtigt werden können.
  • Ferner können im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wenn der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt bestimmt wird, die Wirkungsgradschwankungen des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Höhe und der Eintrittslufttemperatur und die Wirkungsgradschwankungen des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Fahrstrecke des Fahrzeugs mittels der Betriebspunktuntersuchung berücksichtigt werden, wodurch ein optimaler Verbrennungsmotor-Betriebspunkt gewonnen wird.
  • Wenn wie oben beschrieben der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bestimmt wird, kann der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt unter Berücksichtigung der Faktoren, die den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 10 ändern, um den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt in einem Bereich zu bestimmen, in dem der Kraftstoffverbrauch am niedrigsten ist, um dadurch den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • Das Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann durch Software ausgeführt werden. Wenn das Verfahren durch Software ausgeführt wird, sind Komponenten der vorliegenden Erfindung Codesegmente, die die erforderlichen Aufgaben ausführen. Ein Programm oder Codesegmente können in einem prozessorlesbaren Medium gespeichert werden oder von einem Übertragungsmedium oder einem mit einer Trägerwelle kombinierten Computerdatensignal in einem Kommunikationsnetz übertragen werden.
  • Die beschrieben Zeichnungen und die ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung sind das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dienen nur der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, nicht zur Einschränkung des Gültigkeitsbereichs der vorliegenden Erfindung, der in den anschließenden Ansprüchen definiert ist. Ein Durchschnittsfachmann kann deshalb das Ausführungsbeispiel leicht auswählen und ersetzen. Ferner kann ein Durchschnittsfachmann einige der in der Beschreibung beschriebenen Komponenten weglassen, ohne die Leistung zu verschlechtern oder Komponenten hinzufügen, um die Leistung zu verbessern. Des Weiteren kann ein Durchschnittsfachmann die Reihenfolge der Schritte des beschriebenen Verfahrens entsprechend einer Prozessumgebung oder der Ausrüstung ändern. Deshalb muss der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung mehr durch die Ansprüche und ihre Äquivalente und als durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele bestimmt werden.

Claims (21)

  1. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, aufweisend: einen Kühlmitteltemperatursensor, die zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung konfiguriert ist; ein erstes und ein zweites Verzeichnis, in denen entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größe einer elektrischen Last des Fahrzeugs eingetragen sind; und eine Steuerung, die zum Bestimmen eines Betriebspunkt-Kandidaten mittels des ersten oder des zweiten Verzeichnisses auf Basis eines Vergleichs der Kühlmitteltemperatur mit einem vorgegebenen Schwellenwert konfiguriert ist und die zum Bestimmen eines optimalen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors mittels des Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert ist.
  2. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei das erste Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet ist, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem ersten Bereich liegt, und das zweite Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet ist, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem zweiten Bereich liegt, der niedriger ist als der erste Bereich.
  3. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 2, wobei dann, wenn die Kühlmitteltemperatur höher ist als ein Schwellenwert, die Steuerung konfiguriert ist, den Betriebspunkt-Kandidaten mittels des ersten Verzeichnisses zu bestimmen, und wenn den Kühlmitteltemperatur gleich oder niedriger ist als der Schwellenwert, die Steuerung konfiguriert ist, den Betriebspunkt-Kandidaten mittels des zweiten Verzeichnisses zu bestimmen.
  4. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Höhen-Detektorsensor, der zum Erfassen von Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs konfiguriert ist, wobei die Steuerung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, der den Höhen-Betriebsinformationen entspricht, als Betriebspunkt-Kandidat konfiguriert ist.
  5. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 4, wobei die Steuerung zum Interpolieren des mittels entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses gewonnenen Betriebspunkt-Kandidaten und des mittels der Höhen-Fahrinformationen gewonnenen Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert ist, um den optimalen Betriebspunkt zu erhalten.
  6. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Eintrittslufttemperatursensor, der zum Erfassen der Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs konfiguriert ist, wobei die Steuerung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes als Betriebspunkt-Kandidaten, der der Eintrittslufttemperatur entspricht, konfiguriert ist, und wobei die Steuerung zur Verwendung mindestens eines gewonnenen Betriebspunkt-Kandidaten mittels mindestens entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses und eines Betriebspunkt-Kandidaten anhand der Eintrittslufttemperatur zum Bestimmen des optimalen Betriebspunktes konfiguriert ist.
  7. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 6, wobei die Steuerung zum Interpolieren des durch Nutzung mindestens entweder des ersten oder des zweiten Verzeichnisses gewonnenen Betriebspunkt-Kandidaten und des anhand der Eintrittslufttemperatur erhaltenen Betriebspunkt-Kandidaten konfiguriert ist, um den optimalen Betriebspunkt zu bestimmen.
  8. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Korrigieren des Betriebspunkt-Kandidaten auf Basis der Abgas-Rückführrate (EGR) einer EGR-Vorrichtung; und Anwenden der anhand der EGR-Rate korrigierten Betriebspunkt-Kandidaten zum Bestimmen des optimalen Betriebspunktes.
  9. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Steuerung zum Korrigieren des optimalen Betriebspunktes auf Basis der Betriebstemperatur eines Getriebes, einer Batterie und eines Elektromotors konfiguriert ist.
  10. Steuervorrichtung für den Betrieb des Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist zum: Speichern mindestens eines zuvor gewählten optimalen Betriebspunktes; und Bestimmen des optimalen Betriebspunktes durch eine Betriebspunktuntersuchung mittels mindestens eines gespeicherten optimalen Betriebspunktes.
  11. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, aufweisend: Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung durch einen Sensor; Gewinnen eines ersten Betriebspunkt-Kandidaten durch einen Steuerung mittels entweder eines ersten oder zweiten Verzeichnisses, in das entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkte für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größe einer elektrischen Last des Fahrzeugs auf Basis der Kühlmitteltemperatur eingetragen werden; und Bestimmen eines optimalen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors mittels des ersten Betriebspunkt-Kandidaten durch die Steuerung.
  12. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, wobei das erste Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet wird, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem ersten Bereich liegt, und das zweite Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet wird, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem zweiten Bereich liegt, der niedriger ist als der erste Bereich.
  13. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, wobei die Bestimmung des ersten Betriebspunkt-Kandidaten enthält Gewinnen des Betriebspunkt-Kandidaten mittels des ersten Verzeichnisses, wenn die Kühlmitteltemperatur höher ist als ein vorgegebener Schwellenwert, durch die Steuerung, und Gewinnen des Betriebspunkt-Kandidaten mittels des zweiten Verzeichnisses, wenn die Kühlmitteltemperatur gleich oder niedriger ist als der Schwellenwert, durch die Steuerung.
  14. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Gewinnen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, der den Höhen-Fahrinformationen des Fahrzeugs entspricht, als zweiten Betriebspunkt-Kandidaten durch die Steuerung, wobei bei der Bestimmung eines optimalen Betriebspunktes der optimale Betriebspunkt mittels mindestens entweder des ersten oder des zweiten Betriebspunkt-Kandidaten bestimmt wird.
  15. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 14, ferner aufweisend: Gewinnen eines Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, der der Eintrittslufttemperatur des Fahrzeugs entspricht, als dritten Betriebspunkt-Kandidaten durch die Steuerung, wobei bei der Bestimmung eines optimalen Betriebspunktes mindestens entweder der erste, zweite oder dritte Betriebspunkt-Kandidat zur Bestimmung des optimalen Betriebspunktes verwendet wird.
  16. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 15, wobei bei der Bestimmung eines optimalen Betriebspunktes die ersten, zweiten und dritten Betriebspunkt-Kandidaten interpoliert werden, um den optimalen Betriebspunkt zu bestimmen.
  17. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Korrigieren des ersten Betriebspunkt-Kandidaten auf Basis der Abgasrückführrate (EGR) einer EGR-Vorrichtung durch die Steuerung, wobei bei der Bestimmung eines optimalen Betriebspunktes der erste Betriebspunkt-Kandidat, der auf Basis der EGR-Rate korrigiert wird, zur Bestimmung des optimalen Betriebspunktes verwendet wird.
  18. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Korrigieren des optimalen Betriebspunktes auf Basis der Betriebstemperatur eines Getriebes, einer Batterie und eines Elektromotors durch die Steuerung.
  19. Steuerverfahren für den Betrieb eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Korrigieren des optimalen Betriebspunktes auf Basis mindestens eines der optimalen Betriebspunkte, die zuvor gewählt worden sind, durch die Steuerung.
  20. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die einen Sensor zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur einer durch einen Verbrennungsmotor verlaufenden Kühlmittelleitung steuern; Programmanweisungen, die einen ersten Betriebspunkt-Kandidaten mittels entweder eines ersten oder eines zweiten Verzeichnisses, in das entsprechende Verbrennungsmotor-Betriebspunkts für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Schaltstufe, ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment und die Größer einer elektrischen Last des Fahrzeugs eingetragen werden, auf Basis der Kühlmitteltemperatur gewinnen; und Programmanweisungen, die einen optimalen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors mittels des ersten Betriebspunkt-Kandidaten bestimmen.
  21. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 20, wobei das erste Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet wird, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem ersten Bereich liegt, und das zweite Verzeichnis ein Verzeichnis ist, das auf Basis des Verbrennungsmotor-Wirkungsgrades eingerichtet wird, wenn die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors in einem zweiten Bereich liegt, der niedriger ist als der erste Bereich.
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