DE102017101459A1

DE102017101459A1 - Verfahren und system zur verbesserung von hybridfahrzeugeffizienz

Info

Publication number: DE102017101459A1
Application number: DE102017101459.4A
Authority: DE
Inventors: Kenneth James Miller; Douglas Raymond Martin; Ted Haladyna
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2017-08-10
Also published as: US10322712B2; US20170225672A1; CN107031609A; CN107031609B

Abstract

Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Hybrid-Antriebsstrangs, der eine Maschine und einen Motor/Generator aufweist, werden beschrieben. Die Systeme und Verfahren stellen unterschiedliche Arten zum Übergehen von Maschinenbetriebszuständen zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine bereit, die durch einen Betriebsbereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine getrennt sind. Bei einem Beispiel wird das Maschinendrehmoment mit einer höheren Rate in einem Kraftstoffsparmodus erhöht, um eine Zeitmenge zu erhöhen, in der eine Maschine in einem der zwei Betriebsbereiche mit niedrigem Kraftstoffverbrauch arbeitet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft Verfahren und ein System zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs. Die Verfahren und Systeme können für Hybridfahrzeuge, die Raddrehmoment über eine Maschine, einen Motor und ein Getriebe bereitstellen, besonders nützlich sein.
Stand der Technik und Kurzdarstellung
Eine Maschine eines Hybridfahrzeugs kann das Hybridfahrzeug antreiben oder Energie zum Aufladen einer Batterie des Hybridfahrzeugs liefern. Die Maschine kann einen umfassenden Betriebsbereich haben, so dass die Maschine in einem weiten Bereich von Maschinendrehzahl- und Drehmomentzuständen betrieben werden kann. Es kann jedoch wünschenswert sein, die Maschine in ihren effizientesten Betriebszuständen zu betreiben, um Kraftstoff zu sparen. Eine Art sicherzustellen, dass die Maschine effizient arbeitet, besteht darin, die Maschinenbetriebszustände derart einzustellen, dass die Maschine in Zuständen, bei welchen sie am effizientesten ist, arbeitet. Nichtsdestotrotz können es variierende vom Fahrer verlangte Leistung und Straßenzustände für die Maschine sehr schwierig machen, in einem Betriebsbereich zu bleiben, in dem der Kraftstoffverbrauch am niedrigsten ist. Die Maschine kann daher außerhalb eines Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch betrieben werden, um die Fahrbedingungen zu erfüllen. Der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs kann auf mehr ansteigen als gewünscht wird, falls das Fahrzeug außerhalb von Maschinenbetriebszuständen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch während mehr als einer Schwellenzeitmenge arbeitet.
Die Erfinder haben die oben erwähnten Probleme erkannt und ein Antriebsstrang-Betriebsverfahren entwickelt, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer ersten Beziehung zwischen Fahrernachfrageleistung und angeforderter Antriebsstrangleistung über eine Steuervorrichtung in einem Maschinenleistungsbereich zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einem ersten Betriebsmodus; Bereitstellen einer zweiten Beziehung zwischen der Fahrernachfrageleistung und der angeforderten Antriebsstrangleistung über die Steuervorrichtung in dem Maschinenleistungsbereich in einem zweiten Betriebsmodus, wobei der Maschinenleistungsbereich in einem Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist als der erste und zweite Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine, und Betreiben einer Maschine als Reaktion auf die erste und zweite Beziehung.
Durch Bereitstellen unterschiedlicher Beziehungen zwischen einer Fahrernachfrageleistungsanforderung und einer Maschinenleistungsanforderung kann es möglich sein, Maschinenbetriebszustände zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine schneller überzuführen. Ein Wechsel der angeforderten Maschinenleistung im Vergleich zu angeforderter Fahrernachfrageleistung kann zum Beispiel für einen Maschinenbetriebsbereich, der bei Maschinendrehzahl- und -drehmomentwerten liegt, die zwischen Maschinendrehzahl- und -drehmomentwerten für zwei Betriebsbereiche mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegen, erhöht werden. Ein Fahrer kann folglich von einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zu einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einer kürzeren Zeitspanne übergehen, um die Fahrzeugkraftstoffeinsparung zu verbessern.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Ansatz erhöhte Antriebsstrangeffizienz bereitstellen. Ferner stellt der Ansatz Feedback zu einem Fahrer bereit, das helfen kann, die Fahrzeugkraftstoffeffizienz zu erhöhen. Zusätzlich kann der Ansatz einen Motor gemeinsam mit einer Maschine zum Verbessern des Fahrverhaltens des Fahrzeugs verwenden.
Die oben genannten Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung, allein betrachtet oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, leicht ersichtlich.
Es versteht sich, dass die oben stehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands aufzeigen, dessen Schutzumfang einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile beheben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, das hier als „Ausführliche Beschreibung“ bezeichnet wird, allein oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verständlich, in welchen:
1 eine schematische Darstellung einer Maschine ist,
2 eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeug-Antriebsstrangs ist,
3 eine Plotterdarstellung ist, die eine beispielhafte maschinenbremsenspezifische Kraftstoffverbrauchsgrafik zeigt,
4 eine Plotterdarstellung ist, die eine beispielhafte Art zum Verringern des Maschinenbetriebs in einem niedrigen Maschinenbetriebseffizienzbereich, der zwischen zwei höheren Maschinenbetriebseffizienzbereichen liegt, zeigt,
5 eine Plotterdarstellung einer beispielhaften Fahrzeugbetriebsabfolge ist, und
6 ein beispielhaftes Flussdiagramm zum Betreiben des in den 1 und 2 gezeigten Systems zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung betrifft das Verbessern einer Möglichkeit des Betriebs einer Maschine eines Hybridfahrzeugs mit effizienten Betriebszuständen. Die Maschinenbetriebszustände können verbunden mit Motorbetriebszuständen eingestellt werden, um die Antriebsstrangeffizienz zu verbessern. Bei einem Beispiel kann die Maschine des in 1 gezeigten Typs sein. Die Maschine und der Motor können in einen Antriebsstrang wie in 2 gezeigt eingebaut sein. Die Maschine kann zwei Betriebsbereiche mit niedrigem Kraftstoffverbrauch, wie in der maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchsgrafik (BFSC), die in 3 gezeigt ist, aufweisen. Der Maschinenbetrieb kann wie in 4 gezeigt eingestellt werden, um die Möglichkeit des Betreibens der Maschine in einem effizienten Betriebsbereich zu verbessern. Der Antriebsstrang kann gemäß der Abfolge, die in 5 gezeigt ist, während Sparbetriebsmodus und Nicht-Sparbetriebsmodus arbeiten. Das Hybridfahrzeug kann gemäß dem Verfahren, das durch das Flussdiagramm, das in 6 gezeigt ist, beschrieben wird, arbeiten.
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Brennkraftmaschine 10, die eine Vielzahl von Zylindern, von welchen einer in 1 gezeigt ist, umfasst, durch die elektronische Maschinensteuervorrichtung 12 gesteuert. Die Maschine 10 besteht aus dem Zylinderkopf 35 und dem Block 33, die die Brennkammer 30 und die Zylinderwände 32 aufweisen. Der Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit der Kurbelwelle 40 hin und her. Das Schwungrad 97 und das Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Anlasser 96 (zum Beispiel ein (mit weniger als 30 Volt betriebener) Niederspannungselektromotor) weist eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95 auf. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 zum Eingriff mit dem Hohlrad 99 selektiv vorrücken. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite der Maschine oder an der Rückseite der Maschine installiert sein. Bei einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. Bei einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Basiszustand, wenn er nicht in die Maschinenkurbelwelle eingerückt ist. Die Brennkammer 30 ist mit einem Saugrohr 44 und einem Abgaskrümmer 48 über ein jeweiliges Ansaugventil 52 und Auslassventil 54 in Kommunikation gezeigt. Jedes Ansaug- und Auslassventil kann durch einen Ansaugnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Ansaugnockens 51 kann durch einen Ansaugnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Ansaugventil 52 kann durch die Ventilaktivierungsvorrichtung 59 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Das Auslassventil 54 kann durch die Ventilaktivierungsvorrichtung 58 selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Die Ventilaktivierungsvorrichtungen 58 und 59 können elektromechanische Vorrichtungen sein.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 wird so positioniert gezeigt, dass sie den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert flüssigen Kraftstoff anteilsmäßig zur Impulsbreite von der Steuervorrichtung 12. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoff-Verteilerleitung (nicht gezeigt) aufweist. Bei einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem zur Erzeugung höherer Kraftstoffdrücke verwendet werden.
Zusätzlich ist das Saugrohr 44 in Kommunikation mit dem Turboladerverdichter 162 und dem Maschinenlufteinlass 42 in Verbindung gezeigt. Bei anderen Beispielen kann es sich bei dem Verdichter 162 um einen Laderverdichter handeln. Die Welle 161 koppelt die Turboladerturbine 164 mechanisch mit dem Turboladerverdichter 162. Die optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Stellung einer Drosselklappenplatte 64 ein, um Luftstrom aus dem Verdichter 162 zu dem Einlasskrümmer 44 zu steuern. Druck in der Aufladekammer 45 kann Drosselklappeneinlassdruck genannt werden, da sich der Einlass der Drosselklappe 62 in der Aufladekammer 45 befindet. Der Drosselklappenauslass befindet sich im Saugrohr 44. Bei einigen Beispielen können die Drosselklappe 62 und die Drosselklappenplatte 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Saugrohr 44 derart positioniert sein, dass die Drosselklappe 62 eine Port-Drosselklappe ist. Ein Verdichterrückführungsventil 47 kann selektiv auf mehrere Positionen zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eingestellt werden. Das Wastegate 163 kann über die Steuervorrichtung 12 eingestellt werden, um es Abgasen zu gestatten, die Turbine 164 selektiv zu umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Das Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Maschinenlufteinlass 42 eintritt.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert als Reaktion auf die Steuervorrichtung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken zu der Brennkammer 30. In der Darstellung ist eine UEGO-(Universal Exhaust Gas Oxygen)-Sonde 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt. Als Alternative dazu kann an Stelle der UEGO-Sonde 126 eine Zweizustands-Lambdasonde eingesetzt werden.
Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks aufweisen. Bei einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, jeweils mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
Die Steuervorrichtung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes aufweist: Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports 104, Nurlesespeicher 106 (zum Beispiel nichtflüchtigen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Erhaltungsspeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuervorrichtung 12 empfängt in der Darstellung neben den oben besprochenen Signalen diverse Signale von Sensoren, die mit der Maschine 10 gekoppelt sind, darunter: Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem an die Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Gaspedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der Kraft, die von dem Fuß 132 angelegt wird; einen haptischen Aktuator 131; einen mit einem Bremspedal 150 gekoppelten Positionssensor 154 zur Erfassung der durch den Fuß 152 angelegten Kraft; eine Messung eines Maschinensaugrohrdrucks (MAP) von dem mit dem Saugrohr 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Maschinenpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in die Maschine eintretenden Luftmasse von dem Sensor 120; und eine Messung der Drosselklappenstellung von dem Sensor 68. Der Luftdruck kann ebenfalls erfasst werden (Sensor nicht gezeigt), um von der Steuervorrichtung 12 verarbeitet zu werden. Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, aus denen die Maschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
Während des Betriebs führt jeder Zylinder innerhalb der Maschine 10 in der Regel einen Viertaktzyklus aus: der Zyklus umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Ansaugventil 52 öffnet sich. Über das Saugrohr 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeführt, und der Kolben 36 bewegt sich zu dem Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird typischerweise vom Fachmann unterer Totpunkt (Bottom Dead Center, BDC) genannt.
Während des Verdichtungshubs sind das Ansaugventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem der Kolben 36 am Ende seines Hubs und dem Zylinderkopf am nächsten ist (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel oberer Totpunkt (Top Dead Center, TDC) genannt. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges lediglich als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Ansaug- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder diverse andere Beispiele zu liefern.
2 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 225, das einen Antriebsstrang 200 aufweist. Der Antriebsstrang der 2 weist die in 1 gezeigte Maschine 10 auf. Der Antriebsstrang 200 weist in der Darstellung die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255, die Maschinensteuervorrichtung 12, die Elektromotorsteuervorrichtung 252, die Getriebesteuervorrichtung 254, die Energiespeicher-Steuervorrichtung 253 und die Bremsensteuervorrichtung 250 auf. Die Steuervorrichtungen können über das Controller Area Network (CAN) 299 kommunizieren. Jede Steuervorrichtung kann Informationen zu anderen Steuervorrichtungen liefern, wie zum Beispiel Drehmomentausgabelimits (zum Beispiel Drehmomentausgabe der Vorrichtung oder des Bauteils, die/das gesteuert wird, die nicht überschritten werden darf), Drehmomenteingabelimits (zum Beispiel Drehmomenteingabe der Vorrichtung oder des Bauteils, die/das gesteuert wird, die nicht überschritten werden darf), Sensor- und Aktuatordaten, Diagnoseinformationen (zum Beispiel Informationen in Zusammenhang mit einer verschlechterten Kraftübertragung, Informationen in Zusammenhang mit einer verschlechterten Maschine, Informationen in Zusammenhang mit einem verschlechterten Elektromotor, Informationen in Zusammenhang mit verschlechterten Bremsen). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung Befehle zu der Maschinensteuervorrichtung 12, der Elektromotorsteuervorrichtung 252, der Getriebesteuervorrichtung 254 und der Bremsensteuervorrichtung 250 liefern, um Fahrereingabeforderungen und andere Anforderungen zu verwirklichen, die auf Fahrzeugbetriebszuständen basieren. Zustandsinformationen können einem Fahrer über die Mensch-Maschinenschnittstelle 256 (zum Beispiel Tastatur und Display) geliefert werden.
Als Reaktion darauf, dass ein Fahrer ein Gaspedal freigibt und auf Fahrzeuggeschwindigkeit, kann die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 zum Beispiel ein gewünschtes Raddrehmoment oder ein Radleistungsniveau anfordern, um eine gewünschte Fahrzeugverlangsamungsrate bereitzustellen. Das gewünschte Raddrehmoment kann bereitgestellt werden, indem die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 ein erstes Bremsmoment von der Elektromotorsteuervorrichtung 252 und ein zweites Bremsmoment von der Bremsensteuervorrichtung 250 anfordert, wobei das erste und das zweite Moment das gewünschte Bremsdrehmoment an den Fahrzeugrädern 216 bereitstellen.
Bei anderen Beispielen können Antriebsstrangsteuervorrichtungen anders als in 2 gezeigt aufgeteilt werden. Eine einzige Steuervorrichtung kann zum Beispiel an Stelle der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255, Maschinensteuervorrichtung 12, Elektromotorsteuervorrichtung 252, Getriebesteuervorrichtung 254 und Bremsensteuervorrichtung 250 treten.
Bei diesem Beispiel kann der Antriebsstrang 200 durch die Maschine 10 und den Elektromotor 240 angetrieben werden. Die Maschine 10 kann mit einem Maschinenstartsystem, das in 1 gezeigt ist, oder über einen integrierten Starter-Generator (ISG) 240 angelassen werden. Der ISG 240 (zum Beispiel ein (mit über 30 Volt betriebener) Hochspannungselektromotor) kann auch Elektromotor, Motor und/oder Generator genannt werden. Ferner kann Drehmoment der Kraftmaschine 10 über den Drehmomentaktuator 204 eingestellt werden, wie zum Beispiel eine Kraftstoffeinspritzdüse, eine Drosselklappe usw.
Ein Maschinenausgangsdrehmoment kann durch das Zweimassen-Schwungrad 215 zu einer Eingangsseite oder ersten Seite der Antriebsstrang-Ausrückkupplung 235 übertragen werden. Die Ausrückkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Die stromabwärtige oder zweite Seite 234 der Ausrückkupplung 236 ist mechanisch an die ISG-Eingangswelle 237 gekoppelt gezeigt.
Der ISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Drehmoment zu liefern, oder um Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Vorrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie in einem Regenerierungsmodus gespeichert wird. Der ISG 240 hat eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität als der in 1 gezeigte Anlasser 96. Ferner treibt der ISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird vom Antriebsstrang 200 direkt angetrieben. Es gibt keine Riemen, Zahnräder oder Ketten, um den ISG 240 mit dem Antriebsstrang 200 zu koppeln. Stattdessen dreht sich der ISG 240 mit der gleichen Rate wie der Antriebsstrang 200. Bei der Vorrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie (zum Beispiel eine Hochspannungsbatterie oder -leistungsquelle) kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator oder eine Drosselspule handeln. Die stromabwärtige Seite des ISG 240 ist durch die Welle 241 mit dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 mechanisch gekoppelt. Die stromaufwärtige Seite des ISG 240 ist mechanisch an die Ausrückkupplung 236 gekoppelt. Der ISG 240 kann ein positives oder ein negatives Drehmoment zu dem Antriebsstrang 200 durch Betreiben als ein Motor oder Generator, wie von der Elektromotorsteuervorrichtung 252 vorgegeben, liefern.
Der Drehmomentwandler 206 weist ein Turbinenrad 286 zur Ausgabe von Drehmoment an die Eingangswelle 270 auf. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch an das Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 weist auch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC – Torque Converter Bypass Lock-up Clutch) 212 auf. Drehmoment wird von dem Pumpenrad 285 direkt zu dem Turbinenrad 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird durch die Steuervorrichtung 12 elektrisch betrieben. Alternativ kann die TCC hydraulisch verriegelt werden. Bei einem Beispiel kann der Drehmomentwandler eine Komponente des Getriebes genannt werden.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 Kraftmaschinendrehmoment über Fluidübertragung zwischen dem Turbinenrad 286 des Drehmomentwandlers und dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers zu dem Automatikgetriebe 208, wodurch Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Wenn, im Gegensatz dazu, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 vollständig eingerückt ist, wird das Maschinenausgangsdrehmoment direkt über die Drehmomentwandlerkupplung zu einer Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 208 übertragen. Als Alternative dazu kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die direkt an das Getriebe weitergeleitete Drehmomenthöhe eingestellt wird. Die Steuervorrichtung 12 kann dazu ausgelegt sein, die durch den Drehmomentwandler 212 übertragene Drehmomentmenge einzustellen, indem sie die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung als Reaktion auf diverse Maschinenbetriebszustände oder auf Basis einer fahrerbasierten Anforderung von Maschinenbetrieb einstellt.
Das Automatikgetriebe 208 weist Gangkupplungen (zum Beispiel die Gänge 1–10) 211 und die Vorwärtskupplung 210 auf. Das Automatikgetriebe 208 ist ein Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Verhältnis einer aktuellen Gesamtanzahl von Drehungen der Eingangswelle 270 auf eine aktuelle Gesamtanzahl von Drehungen der Räder 216 zu wechseln. Die Gangkupplungen 211 können ein- oder ausgerückt werden, indem Fluid, das zu den Kupplungen über die Schaltsteuermagnetventile 209 geliefert wird, eingestellt wird. Die Drehmomentausgabe aus dem Automatikgetriebe 208 kann wiederum an die Räder 216 weitergeleitet werden, um das Fahrzeug über die Ausgangswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsantriebsdrehmoment an der Eingangswelle 270 als Reaktion auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs übertragen, bevor ein Ausgangsantriebsdrehmoment an die Räder 216 übertragen wird. Die Getriebesteuervorrichtung aktiviert selektiv die TCC 212, Gangkupplungen 211 und Vorwärtskupplung 210 oder rückt sie ein. Die Getriebesteuervorrichtung deaktiviert selektiv die TCC 212, Gangkupplungen 211 und Vorwärtskupplung 210 oder rückt sie aus.
Ferner kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 angelegt werden, indem die Reibungsradbremsen 218 eingerückt werden. Bei einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht dargestellt) drückt, und/oder als Reaktion auf Anweisungen innerhalb der Bremsensteuervorrichtung 250 eingerückt werden. Ferner kann die Bremsensteuervorrichtung 250 die Bremsen 218 als Reaktion auf Informationen und/oder Anforderungen, die von der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 gemacht werden, anlegen. Auf die gleiche Weise kann eine Reibungskraft auf die Räder 216 durch Ausrücken der Radbremsen 218 als Reaktion darauf, dass der Fahrer seinen Fuß von einem Bremspedal nimmt, auf Anweisungen der Bremsensteuervorrichtung und/oder Anweisungen und/oder Informationen der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung reduziert werden. Die Fahrzeugbremsen können zum Beispiel eine Reibungskraft über die Steuervorrichtung 250 als Teil einer automatisierten Maschinenanhaltevorgehensweise an die Räder 216 anlegen.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Beschleunigen des Fahrzeugs 225, kann die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung ein Fahrernachfragedrehmoment oder eine Leistungsanforderung von einem Gaspedal oder einer anderen Vorrichtung erhalten. Die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 weist dann einen Bruchteil des angeforderten Fahreranfragedrehmoments der Maschine zu, und den restlichen Bruchteil dem ISG. Die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 fordert das Maschinendrehmoment von der Maschinensteuervorrichtung 12 und das ISG-Drehmoment von der Elektromotorsteuervorrichtung 252 an. Falls das ISG-Drehmoment plus Maschinendrehmoment niedriger ist als ein Getriebeeingangsdrehmomentlimit (zum Beispiel ein Schwellenwert, der nicht überschritten werden darf), wird das Drehmoment zu dem Drehmomentwandler 206 geliefert, der dann mindestens einen Bruchteil des angeforderten Drehmoments zu der Getriebeeingangswelle 270 weitergibt. Die Getriebesteuervorrichtung 254 verriegelt die Drehmomentwandlerkupplung 212 selektiv und rückt Gänge über die Gangkupplungen 211 als Reaktion auf Schaltplanungen und TCC-Verriegelungsplanungen ein, die auf Eingangswellendrehmoment und Fahrzeuggeschwindigkeit basieren können. Unter bestimmten Bedingungen, wenn gewünscht werden kann, die Vorrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie aufzuladen, kann ein Ladedrehmoment (zum Beispiel ein negatives ISG-Drehmoment) angefordert werden, während ein Fahrernachfragedrehmoment, das nicht gleich null ist, vorliegt. Die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 kann erhöhtes Maschinendrehmoment anfordern, um das Ladedrehmoment zu überwinden, um das Fahrernachfragedrehmoment zu decken.
Als Reaktion auf eine Anforderung zum Verlangsamen des Fahrzeugs 225 und Bereitstellen von Regenerierungsbremsen, kann die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung ein negatives gewünschtes Raddrehmoment basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalposition liefern. Die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 weist dann einen Bruchteil des negativen gewünschten Raddrehmoments dem ISG 240 zu (zum Beispiel gewünschtes Antriebsstrang-Raddrehmoment), und den restlichen Bruchteil den Reibungsbremsen 218 (zum Beispiel gewünschtes Reibungsbremsen-Raddrehmoment). Ferner kann die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung der Getriebesteuervorrichtung 254 melden, dass das Fahrzeug im Regenerierungsbremsmodus ist, so dass die Getriebesteuervorrichtung 254 die Gänge 211 basierend auf einer einzigen Schaltplanung schaltet, um die Regenerierungseffizienz zu erhöhen. Der ISG 240 liefert ein negatives Drehmoment zu der Getriebeeingangswelle 270, aber das negative Drehmoment, das von dem ISG 240 geliefert wird, kann durch die Getriebesteuervorrichtung 254 begrenzt werden, die ein negatives Drehmomentlimit für die Getriebeeingangswelle ausgibt (zum Beispiel einen Schwellenwert, der nicht überschritten werden darf). Ferner kann das negative Drehmoment des ISG 240 (zum Beispiel auf weniger als einen Schwellenwert des negativen Schwellendrehmoments) basierend auf Betriebszuständen der Vorrichtung 275 zur Speicherung elektrischer Energie durch die Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 oder die Elektromotorsteuervorrichtung 252 begrenzt werden. Irgendein Anteil gewünschten negativen Raddrehmoments, der von dem ISG 240 aufgrund von Getriebe- oder ISG-Limits nicht geliefert werden kann, kann Reibungsbremsen 218 zugewiesen werden, so dass das gewünschte Raddrehmoment durch eine Kombination aus negativem Raddrehmoment von den Reibungsbremsen 218 und dem ISG 240 geliefert wird.
Die Drehmomentsteuerung der diversen Antriebsstrangbauteile kann folglich von der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 mit lokaler Drehmomentsteuerung für die Maschine 10, das Getriebe 208, den Elektromotor 240 und die Bremsen 218, geliefert über die Maschinensteuervorrichtung 12, die Elektromotorsteuervorrichtung 252, die Getriebesteuervorrichtung 254 und die Bremsensteuervorrichtung 250, überwacht werden.
Als ein Beispiel kann eine Maschinendrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination aus Zündzeitpunkt, Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulssteuerung und/oder Luftladung, durch Steuern der Drosselklappenöffnung und/oder der Ventilsteuerzeit, des Ventilhubs und der Aufladung für turboaufgeladene oder mechanisch aufgeladene Maschinen gesteuert werden. Bei einer Dieselmaschine kann die Steuervorrichtung 12 die Maschinendrehmomentausgabe durch Steuern einer Kombination aus Kraftstoffimpulsbreite, Kraftstoffimpulssteuerung und Luftladung steuern. In jedem Fall kann die Maschinensteuerung auf einer Basis Zylinder für Zylinder durchgeführt werden, um die Maschinendrehmomentausgabe zu steuern.
Die Elektromotorsteuervorrichtung 252 kann die Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie von dem ISG 240 steuern, indem Strom, der zu und von Feld- und/oder Ankerwicklungen des ISG fließt, eingestellt wird, wie gemäß dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Getriebesteuervorrichtung 254 empfängt die Getriebeeingangswellenposition über den Positionssensor 271. Die Getriebesteuervorrichtung 254 kann die Getriebeeingangswellenposition in Eingangswellendrehzahl durch Differenzieren eines Signals von dem Positionssensor 271 oder Zählen einer Anzahl bekannter Winkelabstandimpulse während eines vorbestimmten Zeitintervalls umwandeln. Die Getriebesteuervorrichtung 254 kann Getriebeausgangswellendrehmoment von dem Drehmomentsensor 272 empfangen. Als Alternative dazu kann der Sensor 272 ein Positionssensor oder ein Drehmoment- und Positionssensor sein. Falls der Sensor 272 ein Positionssensor ist, kann die Steuervorrichtung 254 Wellenpositionsimpulse während eines vorbestimmten Zeitintervalls zählen, um die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit zu bestimmen. Die Getriebesteuervorrichtung 254 kann auch die Getriebeausgangswellengeschwindigkeit differenzieren, um die Getriebeausgangswellenbeschleunigung zu bestimmen.
Die Bremsensteuervorrichtung 250 empfängt Raddrehzahlinformationen über den Raddrehzahlsensor 221 und Bremsanforderungen von der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255. Die Bremsensteuervorrichtung 250 kann auch Bremspedalpositionsinformationen von dem Bremspedalsensor 154, der in 1 gezeigt ist, direkt oder über den CAN 299 empfangen. Die Bremsensteuervorrichtung 250 kann Bremsen als Reaktion auf einen Raddrehmomentbefehl von der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 liefern. Die Bremsensteuervorrichtung 250 kann auch Rutschschutz- und Fahrzeugstabilitätsbremsen liefern, um das Bremsen und die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Die Bremsensteuervorrichtung 250 kann daher ein Raddrehmomentlimit (zum Beispiel einen negativen Raddrehmoment-Schwellenwert, der nicht überschritten werden darf) zu der Fahrzeugsystemsteuervorrichtung 255 liefern, so dass negatives ISG-Drehmoment nicht veranlasst, dass das Raddrehmomentlimit überschritten wird. Falls die Steuervorrichtung 250 zum Beispiel ein negatives Raddrehmomentlimit von 50 N – m ausgibt, wird das ISG-Drehmoment eingestellt, um weniger als 50 N – m (zum Beispiel 49 N – m) negativen Drehmoments an die Räder zu liefern, darunter Berücksichtigung für Übersetzungsgetriebe.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine beispielhafte Plotterdarstellung oder Grafik eines maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchs gezeigt. Die Grafik des maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchs ist eine Grundlage zum Verteilen einer Fahrernachfrageleistung auf die Maschine und den ISG, oder Elektromotorleistung über Batterieleistung. Die vertikale Achse stellt das Maschinendrehmoment dar, und die horizontale Achse stellt die Maschinendrehzahl dar. Das Maschinendrehmoment nimmt in die Richtung des vertikalen Achsenpfeils zu, und die Maschinendrehzahl nimmt in die Richtung des horizontalen Achsenpfeils ab.
Die Kurven 306, 304, 302 stellen konstante Antriebsstrangleistungskurven dar. Die Kurven 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340, 342 und 344 stellen konstanten Kraftstoffverbrauch dar. Die Kurven 320 und 324 stellen einen selben Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel 235 gm/kWh) dar. Die Kurve 322 stellt einen Betriebsbereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel 240 gm/kWh) dar. Die Kurve 326 stellt 240 gm/kWh dar, die Kurve 328 stellt 245 gm/kWh dar, die Kurve 330 stellt 250 gm/kWh dar, die Kurve 332 stellt 255 gm/kWh dar, die Kurve 334 stellt 260 gm/kWh dar, die Kurve 338 stellt 290 gm/kWh dar, die Kurve 340 stellt 350 gm/kWh dar, die Kurve 342 stellt 400 gm/kWh dar, die Kurve 344 stellt 450 gm/kWh dar. Die Kurve 302 stellt 120 kW angeforderter konstanter Leistung dar, die Kurve 304 stellt 80 kW angeforderter konstanter Leistung dar, und die Kurve 306 stellt 40 kW angeforderter konstanter Leistung dar. Die Kurven 320–344 können durch Betreiben einer Maschine mit diversen Drehzahlen und Drehmomenten, Darstellen mit dem Plotter von Kraftstoffverbrauchswerten für die diversen Maschinendrehzahlen und Drehmomente und dann Verbinden gleicher Kraftstoffverbrauchsraten mit Linien gebildet werden. Die Kraftstoffverbrauchsbereiche, die von den Kurven 320–344 dargestellt werden, können für die einer gut abgestimmten und optimierten Maschine repräsentativ sein.
Falls eine Maschine mit einer Drehzahl und einem Drehmoment für Betriebszustände 360, die auf einer Fahrerantriebsstrangleistungsanforderung gleich 40 kW (zum Beispiel Linie 306) basieren, betrieben wird, können Maschinen- und Antriebsstrangeffizienz durch Betreiben der Maschine mit einer Drehzahl und einem Drehmoment, die innerhalb der Kurve 320 liegen, verbessert werden. Zum Erhöhen der Antriebsstrangeffizienz bei gleichzeitigem Aufrechterhalten einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit oder konstanten Fahrzeugbeschleunigung, kann das Maschinendrehmoment insbesondere von einem Niveau, das an 360 gezeigt ist, auf ein Maschinendrehmomentniveau, das der Stelle, an der der Pfeil, der sich von 360 erstreckt, den Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine, der durch die Kurve 320 eingekreist ist, schneidet, erhöht werden. Dieses erhöhte Maschinendrehmoment erhöht jedoch die Maschinenleistung. Die Motorleistung kann folglich um eine gleichwertige Größe verringert werden, um eine gewünschte Fahrernachfrageleistung zu liefern (zum Beispiel Pdd (Fahrernachfrageleistung) = Peng (Maschinenleistung) + Pbatt (verbrauchte Batterieleistung). Bei einem Einmotorsystem ist Pbatt = Pmot (Motorleistung). Um die Fahrernachfrageleistung zu liefern, während das Maschinendrehmoment erhöht wird, wird das Motordrehmoment verringert (zum Beispiel negativer gemacht), so dass T_DD = T_ENG·k1 + T_MOT·k2, wobei T_DD die Fahrernachfrage nach einer angeforderten Antriebsstrangleistung ist, T_ENG das Maschinendrehmoment ist, k1 und k2 Konstanten für irgendeine Getriebeübersetzung zwischen Motor und Maschine sind, und T_MOT das Motordrehmoment ist. Auf diese Art kann die Antriebsstrangeffizienz durch Einstellen der Maschinen- und Motorbetriebszustände verbessert werden.
Falls eine Maschine mit einer Drehzahl und einem Drehmoment für Betriebszustände 370, die auf einer Fahrerantriebsstrangleistungsanforderung gleich 120 kW (zum Beispiel Linie 302) basieren, betrieben wird, können Maschinen- und Antriebsstrangeffizienz durch Betreiben der Maschine mit einer Drehzahl und einem Drehmoment, die innerhalb der Kurve 320 liegen, verbessert werden. Insbesondere zum Erhöhen der Antriebsstrangeffizienz bei gleichzeitigem Aufrechterhalten einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit, kann das Maschinendrehmoment von einem Niveau, das an 370 gezeigt ist, auf ein Maschinendrehmomentniveau, das der Stelle, an der der Pfeil, der sich von 370 erstreckt, die Kurve 310 schneidet, verringert werden, während konstante Maschinendrehzahl aufrechterhalten wird. Gleichzeitig mit dem Sinken des Maschinendrehmoments, wird das Motordrehmoment erhöht, und die Batterieleistungsausgabe wird im Gleichschritt zur Verringerung der Maschinenleistung erhöht. Auf diese Art kann die Antriebsstrangeffizienz durch Einstellen der Maschinen- und Motorbetriebszustände verbessert werden.
Das Verfahren der 6 stellt ein Übergehen von einem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel dem Bereich innerhalb der Kurve 320) auf einen zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel den Bereich innerhalb der Kurve 324) bereit, um Kraftstoff zu sparen und die Maschinenbetriebszustände von einem ersten Leistungsausgabeniveau auf ein zweites Leistungsausgabeniveau zu wechseln. Der Pfeil 350 zeigt einen Verlauf zum Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen dem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und dem zweiten zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine. Der Bereich zwischen den Kurven 320 und 324 ist ein Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine. Es kann daher wünschenswert sein, eine verringerte Zeitmenge in dem Bereich zwischen den Kurven 320 und 324 zu verbringen.
Die Maschinenleistungsausgabe ist innerhalb des Bereichs, der von der Kurve 320 eingekreist ist, im Vergleich zu der Maschinenausgabe innerhalb des Bereichs, der von der Kurve 324 eingekreist ist, niedriger. Indem man die Maschinenbetriebszustände zwischen dem Bereich, der durch die Kurve 320 eingekreist ist, und dem Bereich, der durch die Kurve 324 eingekreist ist, bewegt, kann der Kraftstoffverbrauch der Maschine an einem niedrigen Niveau gehalten werden, mit Ausnahme der Zeit zum Ändern der Maschinenbetriebszustände von der Kurve 320 zu der Kurve 324, während die Maschinenausgangsleistung variiert wird. Daher kann ein größerer breiterer Leistungsausgabebereich der Maschine durch Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen zwei Bereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine bereitgestellt werden, und die Maschineneffizienz kann durch Betreiben der Maschine in Zuständen innerhalb der Bereiche mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine im Sinne einer größeren Menge an Fahrernachfrageleistungen gehalten werden, was in einem größeren Zeitanteil resultiert, der bei einer Fahrt in den effizienteren Bereichen verbracht wird.
Unter Bezugnahme auf 4 zeigt eine Plotterdarstellung eine beispielhafte Art zum Verringern des Maschinenbetriebs in einem niedrigen Maschinenbetriebseffizienzbereich, der zwischen zwei höheren Maschinenbetriebseffizienzbereichen liegt. Die vertikale Achse stellt die angeforderte Maschinenleistung dar, und die angeforderte Maschinenleistung nimmt in die Richtung des vertikalen Achsenpfeils zu. Die horizontale Achse stellt die Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung dar, und die Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung nimmt in die Richtung des horizontalen Achsenpfeils zu. Bei einem Beispiel basiert die Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung auf einer Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere sind in einer Funktion oder Tabelle, die durch Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit indexiert ist, empirisch ermittelte Werte der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung gespeichert. Die Tabelle oder Funktion gibt die Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung aus.
Die horizontalen Linien 408 und 406 grenzen einen ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz ab (zum Beispiel den Bereich, den die Kurve 320 der 3 einkreist). Die horizontalen Linien 404 und 402 grenzen einen zweiten Maschinenleistungsbereich mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz ab (zum Beispiel den Bereich, den die Kurve 324 der 3 einkreist). Vertikale Linien an den Stellen DP0–DP4 stellen unterschiedliche Niveaus an Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung dar.
Die Linie 410 stellt eine Linie dar, an der das Aufladen der Batterie durch die Maschine über den Motor gleich null oder nicht bereitgestellt ist. Die Fahrzeugbatterie wird an Maschinenleistungsniveaus oberhalb der Linie 410 aufgeladen, und die Fahrzeugbatterie wird an Maschinenleistungsniveaus unterhalb der Linie 410 entladen.
Die dicke Linie 450 stellt eine grundlegende Beziehung zwischen der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und der angeforderten Maschinenleistung dar. Die gestrichelte Linie 452 stellt eine Beziehung zwischen der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und der angeforderten Maschinenleistung dar, wenn der Sparmodus von einem Fahrer oder einer Steuervorrichtung ausgewählt wird.
Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP0 und DP1 anfordert, während die grundlegende Beziehung 450 aktiviert ist, nimmt die Maschinenleistung langsam von einem Leistungsniveau, das anfangs nicht gleich null ist, zu. Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP0 und DP1 anfordert, während die Beziehung des Sparmodus 452 aktiviert ist, nimmt die Maschinenleistung langsam gleich wie bei der grundlegenden Beziehung zu. Die Fahrzeugbatterie wird von der Maschine an diesen angeforderten Antriebsstrangleistungsniveaus aufgeladen.
Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP1 und DP2 anfordert, während die grundlegende Beziehung 450 aktiviert ist, nimmt die Maschinenleistung mit einer höheren Rate zu, die durch die Zunahme der Steigung der Linie 450 angegeben ist. Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP1 und DP2 anfordert, während die Beziehung des Sparmodus 452 aktiviert ist, wird die Maschinenleistung mit einer Steigung erhöht, die geringer ist als die Steigung der Linie 450 zwischen DP1 und DP2, aber die Steigung der Linie 452 wird weiter verringert, so dass die angeforderte Maschinenleistung für einen Wechsel der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung im Vergleich zu Linie 450 weniger steigt. Die Beziehung oder das Profil 452 bleibt daher am Optimalpunkt zwischen den horizontalen Linien 408 und 406, die einen ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz abgrenzen (zum Beispiel den Bereich, der von der Kurve 320 der 3 eingekreist ist).
Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP2 und DP3 anfordert, nimmt die Maschinenleistung mit einer leicht niedrigeren Rate zu, die durch die Verringerung der Steigung der Linie 450 angegeben ist. Die Maschinenleistung nimmt mit einer geringeren Rate im Vergleich zu der Fahrernachfrageleistung zu, wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP2 und DP3 anfordert, während die Beziehung des Sparmodus 452 aktiviert ist. Da die Maschinenleistung daher weniger bei einer Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung zwischen DP1 und DP3 bei der Beziehung des Sparmodus 452 zunimmt, bleibt die Maschinenleistung in dem Bereich, der durch die Linien 408 und 406 abgegrenzt ist, wo die Maschinenkraftstoffeffizienz im Vergleich zu dem Bereich zwischen der Linie 406 und der Linie 404 verbessert wird. Die Kraftstoffeinsparung kann stark verbessert werden, wenn der Sparmodus bei Fahrernachfrageleistungen zwischen DP2 und DP3 aktiv ist. Die Fahrzeugbatterie wird für die Beziehung 452, wenn sie unter die Linie 410 fällt, ebenfalls entladen.
Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP3 und DP4 anfordert, nimmt die Maschinenleistung mit einer selben Rate zu wie durch die konstante Steigung der Linie 450 angegeben ist. Wenn ein Fahrer Antriebsstrangleistungsniveaus zwischen DP3 und DP4 anfordert, während die Beziehung des Sparmodus 452 aktiviert ist, nimmt die Maschinenleistung mit einer schnelleren Rate als durch die Zunahme der Steigung der Linie 452 angegeben zwischen DP3 und DP4 zu. Die Maschinenleistung steigt folglich auf ein Niveau innerhalb des Bereichs, der von den Linien 404 und 402 abgegrenzt ist, mit nur einer kleinen Erhöhung der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung, wenn die Beziehung des Sparmodus 452 aktiv ist. Die Maschine kann daher in weniger effizienten Betriebszuständen arbeiten, weil die Beziehung des Sparmodus 452 für einen viel kleineren Bereich der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung aktiv ist als die grundlegende Beziehung 450. Der Fahrer kann daher dazu neigen, die Maschine zwischen dem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel abgegrenzt durch die Linien 408 und 406) und dem zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine (zum Beispiel abgegrenzt durch die Linien 404 und 402) über eine kleine Änderung der Gaspedalposition überzuführen.
Bei Fahrerantriebsstrangnachfrageleistungen größer als DP4, nimmt die Maschinenleistung sowohl für die grundlegende Beziehung 450 als auch für die Beziehung des Sparmodus 452 zu. Die Beziehung des Sparmodus 452 gibt zwei unterschiedliche Liniensteigungen oberhalb von DP4 an, aber nur eine Steigung kann, falls gewünscht, verwendet werden.
Auf diese Art kann sich die Beziehung des Sparmodus von dem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zu dem zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine mit einer viel kleineren Änderung der Gaspedalposition bewegen. Insbesondere bewegt sich die grundlegende Beziehung 450 von dem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zu dem zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zwischen DP2 und DP4, während sich die Beziehung des Sparmodus 452 von dem ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zu dem zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine zwischen DP3 und DP4 bewegt.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Plotterdarstellung einer beispielhaften Fahrzeugbetriebsabfolge gezeigt. Die Betriebsabfolge der 5 kann über das System der 1 und 2 gemäß dem Verfahren der 6 bereitgestellt werden. 5 zeigt fünf Plotterdarstellungen. Die Plotterdarstellungen sind nach Zeit ausgerichtet und treten gleichzeitig auf. Die vertikalen Markierungen an den Zeitpunkten T0 bis T5 stellen Zeitpunkte dar, die während des Ablaufs von Interesse sind.
Die erste Plotterdarstellung von oben auf 5 ist eine Plotterdarstellung der Gaspedalposition im Vergleich zur Zeit. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Plotterdarstellung zu der rechten Seite der Plotterdarstellung zu. Die vertikale Achse stellt die Gaspedalposition dar, und die Gaspedalposition nimmt in die Richtung des vertikalen Achsenpfeils zu.
Die zweite Plotterdarstellung von oben von 5 ist eine Plotterdarstellung des Maschinendrehmoments im Vergleich zur Zeit. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Plotterdarstellung zu der rechten Seite der Plotterdarstellung zu. Die vertikale Achse stellt das Maschinendrehmoment dar, und das Maschinendrehmoment nimmt in die Richtung des vertikalen Achsenpfeils zu. Die horizontale Linie 502 stellt eine obere Grenze eines zweiten Maschinenleistungsbereichs mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz dar. Die horizontale Linie 504 stellt eine untere Grenze des zweiten Maschinenleistungsbereichs mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz dar. Die horizontale Linie 506 stellt eine obere Grenze eines ersten Maschinenleistungsbereichs mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz dar. Die horizontale Linie 508 stellt eine untere Grenze des ersten Maschinenleistungsbereichs mit höherer Maschinenkraftstoffeffizienz dar. Die Maschine arbeitet in einem höheren Kraftstoffeffizienzbereich, wenn der Maschinendrehmomentverlauf innerhalb des ersten oder zweiten Maschinenleistungsbereichs mit höherer Kraftstoffeffizienz liegt.
Die dritte Plotterdarstellung von oben von 5 ist eine Plotterdarstellung der Maschinendrehzahl im Vergleich zur Zeit. Die vertikale Achse stellt die Maschinendrehzahl dar, und die Maschinendrehzahl nimmt in die Richtung des vertikalen Achsenpfeils zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Plotterdarstellung zur rechten Seite der Plotterdarstellung zu.
Die vierte Plotterdarstellung von oben der 5 ist eine Plotterdarstellung der Sparmodusauswahl (ECO) im Vergleich zur Zeit. Die vertikale Achse stellt einen Sparmoduszustand dar, und der Sparmodus wird ausgewählt, wenn der Verlauf an einem höheren Niveau nahe dem vertikalen Achsenpfeil ist. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Plotterdarstellung zur rechten Seite der Plotterdarstellung zu.
Die fünfte Plotterdarstellung von oben der 5 ist eine Plotterdarstellung des Sparmodus-Pausezustands im Vergleich zur Zeit. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit nimmt von der linken Seite der Plotterdarstellung zur rechten Seite der Plotterdarstellung zu. Die vertikale Achse stellt den Sparmodus-Pausezustand im Vergleich zur Zeit dar, und der Sparmodus ist aufgrund der Gaspedalposition in einem Pausezustand, wenn der Verlauf an einem höheren Niveau nahe des vertikalen Achsenpfeils ist.
Am Zeitpunkt T0 befindet sich das Gaspedal in einer niedrigeren Position, und das Maschinendrehmoment ist niedrig. Die Maschine arbeitet nicht in einem Bereich mit höherer Kraftstoffeffizienz. Die Maschinendrehzahl ist niedrig und der Sparmodus ist nicht ausgewählt. Der Sparmodus wird nicht pausiert, da der Sparmodus nicht ausgewählt ist.
Am Zeitpunkt T1 drückt der Fahrer das Gaspedal, und das Maschinendrehmoment nimmt zu. Die Maschinendrehzahl nimmt ebenfalls zu, während das Maschinendrehmoment zunimmt. Der Sparmodus ist nicht ausgewählt und der Sparmodus wird aufgrund der Gaspedalposition nicht pausiert.
Zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2, nimmt die Gaspedalposition als Reaktion auf den Fahrer zu und ab. Das Maschinendrehmoment nimmt allmählich als Reaktion auf das Drücken des Gaspedals am Zeitpunkt T1 zu. Die Maschine arbeitet an diversen Zeitpunkten zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 in dem ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine und dem zweiten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine.
Am Zeitpunkt T2 wählt der Fahrer den Sparmodus aus, wie durch den Sparmodusauswahlverlauf, der auf ein höheres Niveau übergeht, angegeben. Die Gaspedalposition ist an einem niedrigeren Niveau und das Maschinendrehmoment nimmt als Reaktion auf das Eintreten in den Sparmodus zu. Das Zunehmen des Maschinendrehmoments wird durch den Motor, der die Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt) auflädt, in elektrische Energie umgewandelt. Die Maschine tritt in den ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine als Reaktion auf das Eintreten in den Sparmodus ein.
Am Zeitpunkt T3 drückt der Fahrer das Gaspedal mit einer selben Rate wie am Zeitpunkt T1 gezeigt. Die Verläufe des Gaspedals sind daher am Zeitpunkt T1 und Zeitpunkt T3 gleich. Da jedoch der Sparmodus ausgewählt ist, nimmt das Maschinendrehmoment mit einer schnelleren Rate zu, um die Maschinenbetriebszustände zwischen dem ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine und dem zweiten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine überzuführen. Die Maschine arbeitet folglich während einer kürzeren Zeitspanne in dem Maschinenleistungsbereich mit niedrigerer Kraftstoffeffizienz der Maschine zwischen den Linien 506 und 504. Als Reaktion auf einen ersten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem ersten Gaspedalpositionsfortschritt (zum Beispiel am Zeitpunkt T1), gehen die Maschinenbetriebszustände zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einer ersten Zeitmenge über. Ferner, als Reaktion auf einen zweiten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem zweiten Gaspedalpositionsfortschritt (zum Beispiel am Zeitpunkt T3), gehen die Maschinenbetriebszustände zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einer zweiten Zeitmenge über, die schneller ist als die erste Zeitmenge, wobei der erste Gaspedalpositionsfortschritt und der zweite Gaspedalpositionsfortschritt ein und derselbe Gaspedalfortschritt sind.
Zwischen dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5, nimmt die Gaspedalposition zu und dann ab. Das Fahrzeug bleibt im Sparmodus, und die Maschine arbeitet die meiste Zeit in dem ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine oder dem zweiten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine.
Am Zeitpunkt T4 erhöht der Fahrer allmählich die Gaspedalposition. Kurz danach nimmt das Maschinendrehmoment zu und verlässt den ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine aus, ohne in den zweiten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine einzutreten. Die Maschinendrehzahl nimmt allmählich zu, und das Fahrzeug bleibt in einem Sparmodus.
Am Zeitpunkt T5 ist eine vorbestimmte Zeitmenge, seitdem die Maschine den ersten Maschinenleistungsbereich mit höherer Kraftstoffeffizienz der Maschine verlassen hat, verstrichen. Der Sparmodus gibt folglich einen Pausezustand (kein Betreiben in effizienten Zuständen) des Sparmodus an, so dass der Fahrer gewarnt werden kann, dass das Fahrzeug weniger Kraftstoffeinsparung als gewünscht bereitstellt. Der Fahrer kann die Gaspedalposition erhöhen oder verringern, um wieder in einen der kraftstoffeffizienteren Betriebsmodi einzutreten.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs im Sparmodus gezeigt. Mindestens Abschnitte des Verfahrens der 6 können als ausführbare Anweisungen eingegliedert werden, die in einem nichtflüchtigen Speicher des Systems, das in den 1 und 2 gezeigt ist, gespeichert sind. Zusätzlich können Abschnitte des Verfahrens der 6 in der realen Welt als Vorgänge oder Aktionen stattfinden, die von einer Steuervorrichtung ausgeführt werden, um einen Betriebszustand einer oder mehrerer Vorrichtungen umzuwandeln. Das Verfahren der 6 kann auch die Betriebsabfolge, die in 5 gezeigt ist, bereitstellen.
Bei 602 entscheidet das Verfahren 600, ob der Sparmodus ausgewählt wurde. Der Sparmodus kann über eine Mensch-Maschinenschnittstelle oder alternativ durch eine Steuervorrichtung, die den Sparmodus auswählt, ausgewählt werden. Falls das Verfahren 600 entscheidet, dass der Sparmodus ausgewählt ist, lautet die Antwort Ja, und das Verfahren 600 geht weiter zu 604. Anderenfalls lautet die Antwort Nein, und das Verfahren 600 geht weiter zu 640.
Bei 640 deaktiviert das Verfahren 600 eine zweite Transferfunktion, die die Maschinenleistung als eine Funktion der Fahrernachfrageleistung beschreibt. Die zweite Transferfunktion kann die Maschinenleistung um eine größere Menge für eine kleinere Erhöhung der Fahrernachfrageleistung erhöhen als die erste Transferfunktion, indem die Batterieleistung, die zu dem Motor geliefert wird, verringert wird. Bei einem Beispiel kann die zweite Transferfunktion ähnlich sein wie 452 der 4. Die Gaspedalposition wird nicht in Maschinenleistung über die zweite Transferfunktion umgewandelt, wenn die zweite Transferfunktion deaktiviert ist. Nach dem Deaktivieren der zweiten Transferfunktion geht das Verfahren 600 zu 642 weiter.
Bei 642 aktiviert das Verfahren 600 die erste Transferfunktion, die die Maschinenleistung als eine Funktion der Fahrernachfrageleistung beschreibt. Die erste Transferfunktion kann die Maschinenleistung um eine geringere Menge für eine Erhöhung der Fahrernachfrageleistung als die zweite Transferfunktion während bestimmter Bereiche der Fahrernachfrage erhöhen. Bei einem Beispiel kann die zweite Transferfunktion ähnlich sein wie 450 der 4. Die Gaspedalposition wird in Maschinenleistung über die erste Transferfunktion umgewandelt, wenn die erste Transferfunktion aktiviert ist. Nach dem Aktivieren der zweiten Transferfunktion geht das Verfahren 600 zu 620 weiter.
Bei 604 deaktiviert das Verfahren 600 eine erste Transferfunktion, die die Maschinenleistung als eine Funktion der Fahrernachfrageleistung beschreibt. Die erste Transferfunktion kann die Maschinenleistung um eine geringere Menge für eine Erhöhung der Fahrernachfrageleistung als die zweite Transferfunktion erhöhen. Nach dem Deaktivieren der ersten Transferfunktion geht das Verfahren 600 zu 606 weiter.
Bei 606 aktiviert das Verfahren 600 die zweite Transferfunktion, die die Maschinenleistung als eine Funktion der Fahrernachfrageleistung beschreibt. Die zweite Transferfunktion kann die Maschinenleistung um eine größere Menge für eine Erhöhung der Fahrernachfrageleistung als die erste Transferfunktion erhöhen. Die Gaspedalposition wird in Maschinenleistung über die zweite Transferfunktion umgewandelt, wenn die zweite Transferfunktion aktiviert ist. Nach dem Aktivieren der zweiten Transferfunktion geht das Verfahren 600 zu 608 weiter.
Bei 608 entscheidet das Verfahren 600, ob die Batterie des Fahrzeugs voll aufgeladen ist. Bei einem Beispiel kann das Verfahren 600 basierend auf einer Spannung der Batterie entscheiden, dass die Batterie des Fahrzeugs voll aufgeladen ist. Falls das Verfahren 600 entscheidet, dass die Batterie voll aufgeladen ist, lautet die Antwort Ja, und das Verfahren 600 geht zu 610 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort Nein, und das Verfahren 600 geht weiter zu 612.
Bei 610 empfiehlt das Verfahren 600 dem Fahrer, das Fahrzeug an einem höheren Fahrernachfragedrehmoment zu betreiben, so dass die Batterie entladen werden kann. Der Fahrer kann ein höheres Nachfragedrehmoment befehlen, falls das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die niedriger ist als die Geschwindigkeitsbegrenzung, oder bei anderen Umständen, bei welchen höheres Fahrernachfragedrehmoment gegeben werden kann. Das Verfahren 600 geht zu 620 weiter.
Bei 612 entscheidet das Verfahren 600, ob die Batterie des Fahrzeugs vollständig entladen ist. Bei einem Beispiel kann das Verfahren 600 basierend auf einer Spannung der Batterie entscheiden, dass die Batterie des Fahrzeugs vollständig entladen ist. Falls das Verfahren 600 entscheidet, dass die Batterie vollständig entladen ist, lautet die Antwort Ja, und das Verfahren 600 geht zu 614 weiter. Anderenfalls lautet die Antwort Nein, und das Verfahren 600 geht weiter zu 616.
Bei 614 empfiehlt das Verfahren 600 dem Fahrer, das Fahrzeug an einem niedrigeren Fahrernachfragedrehmoment zu betreiben, so dass die Batterie anhand zusätzlichen Maschinendrehmoments aufgeladen werden kann. Der Fahrer kann weniger Nachfragedrehmoment befehlen, wenn das niedrigere vom Fahrernachfragedrehmoment gegeben werden kann. Das Verfahren 600 geht zu 620 weiter.
Bei 616 entscheidet das Verfahren 600, ob die Maschinenleistung während mehr (G.T.) als einer Zeitschwellenmenge außerhalb eines Maschinenbetriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt. Die Maschinenbetriebsbereiche mit niedrigem Kraftstoffverbrauch können als eine Funktion der Maschinendrehzahl und des Maschinendrehmoments, wie in 3 gezeigt, grafisch dargestellt werden. Bei einem Beispiel wird ein Zähler gestartet, wenn die Maschine nicht in einem Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine arbeitet. Der Zähler zählt Zeit, bis die Maschine in einen Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine eintritt. Falls das Verfahren 600 entscheidet, dass die Maschinenleistung außerhalb eines Maschinenbetriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine während mehr als einer Schwellenzeitmenge ist, lautet die Antwort Ja und das Verfahren 600 geht weiter zu 618. Anderenfalls lautet die Antwort Nein, und das Verfahren 600 geht weiter zu 620.
Bei 618 meldet das Verfahren 600 einem Fahrer, dass er eine Drehmomentnachfrage erhöhen oder verringern soll, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen. Bei einem Beispiel kann die Angabe dem Fahrer über einen haptischen Aktuator, der das Gaspedal vibrieren lässt, bereitgestellt werden. Zusätzlich kann dem Fahrer über eine Mensch-Maschinenschnittstelle eine visuelle Angabe bereitgestellt werden. Das Verfahren 600 geht weiter zu 620, nachdem dem Fahrer eine Angabe bereitgestellt wurde, dass er die Gaspedalposition ändern soll, so dass die Maschine in einen effizienteren Betriebsbereich eintritt (zum Beispiel in den ersten oder zweiten Maschinenbetriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine).
Bei 620 werden Maschine und Motor betrieben, um eine Fahrernachfrageleistung bereitzustellen. Die Fahrernachfrageleistung kann über ein Gaspedal eingegeben werden. Die Gaspedalposition kann in eine Fahrernachfrageleistung anhand einer Funktion umgewandelt werden, die die Beziehung zwischen der Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Fahrernachfrageleistung herstellt. Die Fahrernachfrageleistung wird dann in eine Maschinenleistung basierend auf einer ersten oder zweiten Beziehung zwischen der Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und der Maschinenleistung umgewandelt. Die Motorleistung wird dann basierend auf der Gleichung T_DD = T_ENG + T_MOT ermittelt, wobei T_DD eine Fahrernachfrage nach einer angeforderten Antriebsstrangleistung ist, T_ENG Maschinendrehmoment ist, und T_MOT Motordrehmoment ist. Das Verfahren 600 versucht, die Maschine an einem Drehmoment zu betreiben, das innerhalb des ersten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine oder des zweiten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt, indem das Motordrehmoment eingestellt wird. Das Verfahren 600 geht weiter zum Ende, nachdem die Maschine und der Motor betrieben wurden, um die angeforderte Fahrernachfrageleistung bereitzustellen.
Das Verfahren der 6 stellt daher ein Antriebsstrang-Betriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst:
Bereitstellen einer ersten Beziehung zwischen Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und angeforderter Antriebsstrangleistung über eine Steuervorrichtung in einem Maschinenleistungsbereich zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einem ersten Betriebsmodus; Bereitstellen einer zweiten Beziehung zwischen Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und angeforderter Antriebsstrangleistung (zum Beispiel Maschinen- und Motorleistung) über die Steuervorrichtung in dem Maschinenleistungsbereich in einem zweiten Betriebsmodus, wobei der Maschinenleistungsbereich ein Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine als der erste und der zweite Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist, und Betreiben einer Maschine als Reaktion auf die erste und die zweite Beziehung.
Bei einem Beispiel weist das Verfahren auf, dass in dem Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine eine Steigung einer Linie, die die zweite Beziehung beschreibt, größer ist als eine Steigung einer Linie, die die erste Beziehung beschreibt. Das Verfahren weist auf, dass der erste Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und der zweite Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine auf einer maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchsgrafik basieren. Das Verfahren weist auf, dass der zweite Maschinenleistungsbereich ein höherer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des ersten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine. Das Verfahren weist auf, dass der zweite Maschinenleistungsbereich ein Maschinenleistungsbereich ist, der niedriger ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des zweiten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine. Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen einer Angabe zu einem Fahrer, dass er in den zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine als Reaktion darauf eintreten soll, dass ein Batterieladezustand größer ist als ein erster Schwellenwert. Das Verfahren weist ferner Bereitstellen einer Angabe zu einem Fahrer auf, dass er in den ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine als Reaktion darauf eintreten soll, dass der Batterieladezustand niedriger ist als ein zweiter Schwellenwert.
Das Verfahren der 6 stellt auch ein Antriebsstrang-Betriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: Einstellen des Betriebs einer Maschine als Reaktion auf eine angeforderte Antriebsstrangleistung in einem Betriebsbereich mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine, der zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt, und Bereitstellen von haptischem Feedback zu einem Fahrer als Reaktion darauf, dass die angeforderte Maschinenleistung während einer Zeitmenge, die größer ist als ein Schwellenwert, in dem Betriebsbereich mit hohem Kraftstoffverbrauch liegt. Das Verfahren weist auf, dass ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des Betriebsbereichs mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine ein höherer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine. Das Verfahren weist auf, dass ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des Betriebsbereichs mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine ein niedrigerer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des zweiten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine.
Bei einigen Beispielen weist das Verfahren der 6 auf, dass das haptische Feedback ein vibrierendes Gaspedal ist. Das Verfahren weist auf, dass das haptische Feedback in einem ersten Modus bereitgestellt wird und in einem zweiten Modus nicht, wobei der erste Modus ein Kraftstoffsparmodus ist. Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen von haptischem Feedback zu dem Fahrer als Reaktion darauf, dass ein Batterieladezustand größer ist als ein Schwellenwert, wobei das haptische Feedback eine Anforderung zum Betreiben der Maschine in dem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und nicht in dem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen von haptischem Feedback zu dem Fahrer als Reaktion darauf, dass der Batterieladezustand niedriger ist als ein Schwellenwert, wobei das haptische Feedback eine Anforderung zum Betreiben der Maschine in dem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und nicht in dem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist.
Das Verfahren der 6 stellt auch ein Antriebsstrang-Betriebsverfahren bereit, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf einen ersten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem ersten Gaspedalpositionsfortschritt, Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine innerhalb einer ersten Zeitmenge, und, als Reaktion auf einen zweiten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem zweiten Gaspedalpositionsfortschritt, Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine innerhalb einer zweiten Zeitmenge, wobei der erste Gaspedalpositionsfortschritt und der zweite Gaspedalpositionsfortschritt ein und derselbe Gaspedalpositionsfortschritt sind. Das Verfahren weist auf, dass der erste Gaspedalpositionsfortschritt eine Gaspedalbewegung von einer ersten Position zu einer zweiten Position innerhalb einer Zeitspanne ist. Das Verfahren weist auf, dass die erste Zeitmenge größer ist als die zweite Zeitmenge. Das Verfahren weist auf, dass das Übergehen zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine Betreiben einer Maschine in einem Betriebsbereich mit höherem Maschinenkraftstoffverbrauch aufweist, der in einer maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchsgrafik zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen des Motorbetriebs, um ein gewünschtes Antriebsstrangdrehmoment beim Übergehen von Maschinenbetriebszuständen zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine bereitzustellen. Das Verfahren weist auf, dass der erste angeforderte Maschinenleistungsverlauf während eines Sparmodus auftritt, und dass der zweite angeforderte Maschinenleistungsverlauf während eines Nicht-Sparmodus auftritt.
Es sei darauf verwiesen, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzungsroutinen mit diversen Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem, das die Steuervorrichtung kombiniert mit den diversen Sensoren, Aktuatoren und anderer Kraftmaschinenhardware aufweist, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte, interruptgesteuerte, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Daher können diverse Aktionen, Betriebe und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise zum Erreichen der Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele erforderlich, sondern sie wird zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen, Betriebe und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner kann mindestens ein Abschnitt der beschriebenen Aktionen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Steuersystem zu programmieren ist. Die Steueraktionen können auch den Betriebszustand eines oder mehrerer Sensoren oder Aktuatoren in der physischen Welt umwandeln, wenn die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Kraftmaschinen-Hardwarekomponenten in Kombination mit einer oder mehreren Steuervorrichtungen enthält.

Hiermit endet die Beschreibung. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen erkennen lassen, ohne das Wesen und den Schutzumfang der Beschreibung zu verlassen. Zum Beispiel könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen. ZEICHENERKLÄRUNG

Fig. 6	Fig. 6
START	START
END	ENDE
ECO MODE SELECTED?	SPAR- MODUS AUSGEWÄHLT?
YES	JA
NO	NEIN
DEACTIVATE 1ST TRANSFER FUNCTION DESCRIBING ENGINE POWER AS A FUNCTION OF DRIVER DEMAND POWER	1. TRANSFERFUNKTION, DIE MASCHINENLEISTUNG ALS EINE FUNKTION DER FAHRERNACHFRAGELEISTUNG BESCHREIBT, DEAKTIVIEREN
ACTIVATE 2ND TRANSFER FUNCTION DESCRIBING ENGINE POWER AS A FUNCTION OF DRIVER DEMAND POWER	2. TRANSFERFUNKTION, DIE MASCHINENLEISTUNG ALS EINE FUNKTION DER FAHRERNACHFRAGELEISTUNG BESCHREIBT, AKTIVIEREN
BATTERY FULLY CHARGED?	BATTERIE VOLL AUFGELADEN?
BATTERY FULLY DRAINED?	BATTERIE VOLL ENTLADEN?
ENGINE OUTSIDE OF LOW FUEL USE REGIONS FOR G.T. THRESHOD AMOUNT OF TIME?	MASCHINE AUSSERHALB BETRIEBSBEREICHEN MIT NIEDRIGEM KRAFTSTOFFVERBRAUCH WÄHREND MEHR ALS SCHWELLENZEITMENGE?
INDICATE DRIVER TO INCREASE OR DECREASE TORQUE DEMAND TO INCREASE FUEL EFFICIENCY	DEM FAHRER MELDEN, DASS ER DIE DREHMOMENTNACHFRAGE ERHÖHEN ODER VERRINGERN SOLL, UM DIE KRAFTSTOFFEFFIZIENZ ZU ERHÖHEN
OPERATE ENGINE AND MOTOR BASED ON REQUESTED POWER	MASCHINE UND MOTOR BASIEREND AUF ANGEFORDERTER LEISTUNG BETREIBEN
YES	JA
NO	NEIN
DEACTIVATE 2ND TRANSFER FUNCTION DESCRIBING ENGINE POWER AS A FUNCTION OF DRIVER DEMAND POWER	2. TRANSFERFUNKTION, DIE MASCHINENLEISTUNG ALS EINE FUNKTION DER FAHRERNACHFRAGELEISTUNG BESCHREIBT, DEAKTIVIEREN
ACTIVATE 1ST TRANSFER FUNCTION DESCRIBING ENGINE POWER AS A FUNCTION OF DRIVER DEMAND POWER	1. TRANSFERFUNKTION, DIE MASCHINENLEISTUNG ALS EINE FUNKTION DER FAHRERNACHFRAGELEISTUNG BESCHREIBT, AKTIVIEREN
NO	NEIN
RECOMMEND HIGHER DEMAND TORQUE TO DISCHARGE BATTERY	ERHÖHUNG DER DREHMOMENTNACHFRAGE ZUM ENTLADEN DER BATTERIE EMPFEHLEN
RECOMMEND LOWER DEMAND TORQUE TO CHARGE BATTERY	VERRINGERUNG DER DREHMOMENTNACHFRAGE ZUM AUFLADEN DER BATTERIE EMPFEHLEN
YES	JA
YES	JA
NO	NEIN

Claims

Antriebsstrang-Betriebsverfahren, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer ersten Beziehung zwischen Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und angeforderter Maschinen- und Elektromotorleistung über eine Steuervorrichtung in einem Maschinenleistungsbereich zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine in einem ersten Betriebsmodus, Bereitstellen einer zweiten Beziehung zwischen Fahrerantriebsstrangnachfrageleistung und angeforderter Maschinen- und Elektromotorleistung über die Steuervorrichtung in dem Maschinenleistungsbereich in einem zweiten Betriebsmodus, wobei der Maschinenleistungsbereich ein Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist als der erste und der zweite Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine, und Betreiben einer Maschine und eines Elektromotors, der an eine Batterie angeschlossen ist, als Reaktion auf die erste und zweite Beziehung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Steigung einer Linie, die die erste Beziehung beschreibt, größer ist als eine Steigung einer Linie, die die zweite Beziehung in dem Bereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und der zweite Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine auf einer maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchsgrafik basieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Maschinenleistungsbereich ein höherer Maschinenleistungsbereich als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des ersten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Maschinenleistungsbereich ein niedrigerer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des zweiten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Bereitstellen einer Angabe zu einem Fahrer umfasst, dass er in den zweiten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine als Reaktion darauf eintreten soll, dass ein Batterieladezustand größer ist als ein erster Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner Bereitstellen einer Angabe zu einem Fahrer umfasst, dass er in den ersten Bereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine als Reaktion darauf eintreten soll, dass der Batterieladezustand niedriger ist als ein zweiter Schwellenwert.
Antriebsstrang-Betriebsverfahren, das Folgendes umfasst: Einstellen des Betriebs einer Maschine als Reaktion auf eine angeforderte Antriebsstrangleistung in einem Betriebsbereich mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine, der zwischen einem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und einem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt, und Bereitstellen von haptischem Feedback zu einem Fahrer als Reaktion darauf, dass die angeforderte Maschinenleistung während mehr als einer Schwellenzeitmenge in dem Betriebsbereich mit hohem Kraftstoffverbrauch liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des Betriebsbereichs mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine ein höherer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des ersten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des Betriebsbereichs mit hohem Kraftstoffverbrauch der Maschine ein niedrigerer Maschinenleistungsbereich ist als ein Maschinenleistungsbereich innerhalb des zweiten Betriebsbereichs mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das haptische Feedback ein vibrierendes Gaspedal ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das haptische Feedback in einem ersten Modus und nicht in einem zweiten Modus bereitgestellt wird, wobei der erste Modus ein Kraftstoffsparmodus ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner Bereitstellen von haptischem Feedback zu dem Fahrer als Reaktion darauf umfasst, dass ein Batterieladezustand größer ist als Schwellenwert, wobei das haptische Feedback eine Anforderung zum Betreiben der Maschine in dem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und nicht in dem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner Bereitstellen von haptischem Feedback zu dem Fahrer als Reaktion darauf umfasst, dass ein Batterieladezustand niedriger ist als ein Schwellenwert, wobei das haptische Feedback eine Anforderung zum Betreiben der Maschine in dem ersten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine und nicht in dem zweiten Betriebsbereich mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine ist.
Antriebsstrang-Betriebsverfahren, das Folgendes umfasst: als Reaktion auf einen ersten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem ersten Gaspedalpositionsfortschritt, Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine innerhalb einer ersten Zeitmenge, und als Reaktion auf einen zweiten angeforderten Maschinenleistungsverlauf basierend auf einem zweiten Gaspedalpositionsfortschritt, Übergehen der Maschinenbetriebszustände zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine innerhalb einer zweiten Zeitmenge, wobei der erste Gaspedalpositionsfortschritt und der zweite Gaspedalfortschritt ein gleicher Gaspedalfortschritt sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste Gaspedalpositionsfortschritt eine Gaspedalbewegung von einer ersten Position zu einer zweiten Position innerhalb einer Zeitspanne ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die erste Zeitmenge größer ist als die zweite Zeitmenge.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Übergehen zwischen zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine Betreiben einer Maschine in einem Betriebsbereich mit höherem Kraftstoffverbrauch der Maschine umfasst, der in einer maschinenbremsenspezifischen Kraftstoffverbrauchsgrafik zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine liegt.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner Einstellen des Motorbetriebs umfasst, um ein gewünschtes Antriebsstrangdrehmoment beim Übergang von Maschinenbetriebszuständen zwischen den zwei Betriebsbereichen mit niedrigem Kraftstoffverbrauch der Maschine bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste angeforderte Maschinenleistungsverlauf während eines Sparmodus auftritt, und wobei der zweite angeforderte Maschinenleistungsverlauf während eines Nicht-Sparmodus auftritt.