DE102017109290A1

DE102017109290A1 - Minimierung des hochfahrens des verbrennungsmotors und von getriebeschaltvorgängen bei einem hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102017109290A1
Application number: DE102017109290.0A
Authority: DE
Inventors: Kukhyun Ahn; David Richens Brigham; Mohammad SHAKIBA-HERFEH; Alexander T. Zaremba; Mark John Jennings
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20170327105A1; US10023179B2; CN107444396A

Abstract

Ein Hybridfahrzeug umfasst Antriebsstrangkomponenten wie einen Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe und einen Traktionsmotor, der selektiv mit dem Motor über eine Kupplung und mit dem Getriebe gekoppelt ist. Mindestens eine Steuereinrichtung ist zum Steuern dieser Antriebsstrangkomponenten programmiert. Das Fahrzeug wird über einen Fahrzyklus angetrieben, der mehrere Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge beinhaltet. Eine Kraftstoffverbrauchsmenge, die während dieser Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge verbraucht wird, wird auf einer Bordspeichervorrichtung gespeichert. Anschließend wird das Starten des Motors und werden Schaltvorgänge des Getriebes auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsmenge blockiert, die mit den Verbrennungsmotorstarts und den Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, die während des Fahrzyklus durchgeführt wurden, wie von der Speichervorrichtung abgerufen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerstrategie in einem Hybridfahrzeug, die die Anzahl von Hochfahrvorgängen [engl. pull ups] des Verbrennungsmotors und von Getriebeschaltvorgängen für die Fahrbarkeit verringert, während Kraftstoffeffizienz und Emissionen berücksichtigt werden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybridelektrofahrzeuge (HEVs, hybrid electric vehicles) beinhalten eine Brennkraftmaschine und einen Traktionsmotor, um Leistung bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Um Kraftstoff zu sparen, kann der Motor verwendet werden, um das Fahrzeug anzutreiben, während der Verbrennungsmotor ausgeschaltet werden kann. Bei einem erhöhten Fahrerbedarf, einem reduzierten Ladezustand in einer Batterie oder anderen Bedingungen kann der Verbrennungsmotor neu gestartet werden. Ebenso kann ein Gang in dem Getriebe eingelegt werden, der am besten geeignet ist, um Leistung effizient zu liefern, einschließlich Zeiten, in denen der Verbrennungsmotor sowohl gestoppt als auch neu gestartet wird. Übermäßiges Starten und Stoppen des Motors und Durchführen von Getriebeschaltvorgängen können die Fahrbarkeit des Fahrzeugs beeinträchtigen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe und einen Traktionsmotor, der selektiv mit dem Motor und dem Getriebe gekoppelt ist. Ein Startermotor ist selektiv mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Mindestens eine Steuereinrichtung ist dazu programmiert, während eines Fahrereignisses Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge durchzuführen. Dann wird die mindestens eine Steuereinrichtung dazu programmiert, anschließend Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsmenge zu blockieren, die mit den während des Fahrereignisses durchgeführten Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgängen verbunden ist.
Die Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, kann eine berechnete Größenordnung an Kraftstoff sein, der während solcher Ereignisse verbraucht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs in einem Hybridfahrzeug das Durchführen mehrerer Verbrennungsmotorstarts während eines ersten Fahrereignisses. Dann beinhaltet das Verfahren während eines zweiten nachfolgenden Fahrereignisses das Blockieren von Verbrennungsmotorstarts auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den während des ersten Fahrereignisses durchgeführten Verbrennungsmotorstarts verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug zuerst während eines ersten Fahrereignisses das Durchführen mehrerer Getriebeschaltvorgänge. Dann beinhaltet das Verfahren während eines zweiten Fahrereignisses das Blockieren von Getriebeschaltvorgängen auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den während des ersten Fahrereignisses durchgeführten Getriebeschaltvorgängen verbunden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Schema eines Beispiels eines Hybridelektrofahrzeugs dar, das verschiedene Antriebsstrangkomponenten zeigt, die durch ein Steuersystem gesteuert werden.
2 stellt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Optimierungsprozesses dar, der von einer Steuervorrichtung in dem Fahrzeug ausgeführt wird, bei dem Fahrzeugbedingungen in Entscheidungen einfließen, ob der Verbrennungsmotor gestartet, der Verbrennungsmotor gestoppt oder Getriebeschaltvorgänge durchgeführt werden sollen oder nicht.
3 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das eine Ausführungsform eines Algorithmus repräsentiert, der durch das Steuersystem implementiert ist, um ein Hochfahren des Verbrennungsmotors und Getriebeschaltvorgänge zu steuern.
4 stellt eine Auftragung des normierten Kraftstoffverbrauchs während einer Anzahl von Hochfahrvorgängen des Verbrennungsmotors im Laufe mehrerer Fahrereignisse dar, während das Steuersystem der vorliegenden Offenbarung gemäß verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt wird.
5 stellt eine Auftragung des normierten Kraftstoffverbrauchs während einer Anzahl von Getriebeschaltvorgängen im Laufe mehrerer Fahrereignisse dar, während das Steuersystem der vorliegenden Offenbarung gemäß verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und weitere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu dargestellt; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollen spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart sind, nicht als beschränkend ausgelegt werden, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einem einschlägigen Fachmann nahezubringen, wie die Ausführungsformen in unterschiedlicher Weise angewandt werden können. Wie einschlägige Durchschnittsfachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf irgendeine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren weiteren Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung in Einklang stehen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Mit Bezug auf 1 ist ein schematisches Diagramm eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. 1 stellt repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten dar. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs kann variieren. Das HEV 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 14, der ein Automatikgetriebe 16 antreibt, das als modulares Hybridgetriebe (MHT, modular hybrid transmission) bezeichnet werden kann. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, beinhaltet das Getriebe 16 eine elektrische Maschine wie einen Elektromotor/Generator (M/G) 18, eine zugehörige Traktionsbatterie 20, einen Drehmomentwandler 22 und ein Mehrstufenübersetzungs-Automatikgetriebe oder Schaltgetriebe 24. Der Verbrennungsmotor 14, M/G 18, der Drehmomentwandler 22 und das Automatikgetriebe 16 sind nacheinander in Reihe geschaltet, wie in 1 dargestellt.
Der Verbrennungsmotor 14 und der M/G 18 sind beide Antriebsquellen für das HEV 10. Der Verbrennungsmotor 14 stellt im Allgemeinen eine Energiequelle dar, die eine Brennkraftmaschine beinhalten kann, wie etwa einen Benzin-, Diesel- oder Erdgas-betriebenen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle. Der Verbrennungsmotor 14 erzeugt eine Motorleistung und ein entsprechendes Motordrehmoment, das dem M/G 18 zugeführt wird, wenn eine Ausrückkupplung 26 zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem M/G 18 mindestens teilweise eingerückt ist. Der M/G 18 kann durch irgendeine von einer Vielzahl von Typen von elektrischen Maschinen implementiert werden. Beispielsweise kann M/G 18 ein Permanentmagnet-Synchronmotor sein. Leistungselektronik stimmt Gleichstrom(DC, direct current)-Leistung, die von der Batterie 20 bereitgestellt wird, auf die Anforderungen des M/G 18 ab, wie nachfolgend beschrieben wird. Beispielsweise kann die Leistungselektronik dem M/G 18 einen dreiphasigen Wechselstrom (AC, alternating current) zuführen.
Wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt ist, ist ein Leistungsfluss vom Verbrennungsmotor 14 zum M/G 18 oder vom M/G 18 zum Verbrennungsmotor 14 möglich. Beispielsweise kann die Ausrückkupplung 26 eingerückt sein und M/G 18 kann als Generator betrieben werden, um die von einer Kurbelwelle 28 und der M/G-Welle 30 bereitgestellte Rotationsenergie in elektrische Energie umzuwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert werden kann. Die Ausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt sein, um den Verbrennungsmotor 14 von dem Rest des Antriebsstrangs 12 zu isolieren, so dass der M/G 18 als einzige Antriebsquelle für das HEV 10 dienen kann. Die Welle 30 erstreckt sich durch den M/G 18. Der M/G 18 ist kontinuierlich antreibbar mit der Welle 30 verbunden, während der Verbrennungsmotor 14 nur dann mit der Welle 30 antreibbar verbunden ist, wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt ist.
Ein separater Startermotor 31 kann selektiv mit dem Verbrennungsmotor 14 in Eingriff gebracht werden, um den Verbrennungsmotor zu drehen, damit eine Verbrennung beginnen kann. Sobald der Verbrennungsmotor gestartet ist, kann der Startermotor 31 von dem Verbrennungsmotor über beispielsweise eine Kupplung (nicht gezeigt) zwischen dem Startermotor und dem Verbrennungsmotor 14 gelöst werden. In einer Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor 14 durch den Startermotor 31 gestartet, während die Ausrückkupplung 26 offen ist, wobei der Verbrennungsmotor von dem M/G 18 abgetrennt ist. Sobald der Verbrennungsmotor gestartet und mit dem M/G 18 eine geeignete Motordrehzahl erreicht worden ist, kann die Ausrückkupplung 26 den Verbrennungsmotor mit dem M/G koppeln, um es dem Verbrennungsmotor zu ermöglichen, Antriebsmoment bereitzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Startermotor 31 nicht vorgesehen und stattdessen wird der Verbrennungsmotor 14 durch den M/G 18 gestartet. Hierzu rückt die Ausrückkupplung 26 teilweise ein, um Drehmoment von dem M/G 18 auf den Verbrennungsmotor 14 zu übertragen. Der M/G 18 kann erforderlich sein, um das Drehmoment zu steigern, um Fahreranforderungen gerecht zu werden, während auch der Verbrennungsmotor 14 gestartet wird. Die Ausrückkupplung 26 kann dann vollständig eingerückt sein, sobald die Motordrehzahl auf die Drehzahl des M/G gebracht worden ist.
Der M/G 18 ist über die Welle 30 mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist somit mit dem Verbrennungsmotor 14 verbunden, wenn die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein an der M/G-Welle 30 befestigtes Laufrad und eine an einer Getriebeeingangswelle 32 befestigte Turbine. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine hydraulische Kopplung zwischen Welle 30 und Getriebeeingangswelle 32 bereit. Der Drehmomentwandler 22 überträgt Leistung von dem Laufrad zur Turbine, wenn sich das Laufrad schneller dreht als die Turbine. Die Größe des Turbinendrehmoments und des Laufraddrehmoments hängt im Allgemeinen von den Relativdrehzahlen ab. Wenn das Verhältnis von Laufraddrehzahl zu Turbinendrehzahl hoch genug ist, ist das Turbinendrehmoment ein Vielfaches des Laufraddrehmoments. Es kann auch eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 vorgesehen sein, die, wenn sie eingerückt ist, das Laufrad und die Turbine des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch koppelt, was eine effizientere Leistungsübertragung ermöglicht. Die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 kann als eine Startkupplung betrieben werden, um einen sanften Fahrzeugstart zu ermöglichen. Alternativ oder in Kombination kann eine Startkupplung ähnlich der Ausrückkupplung 26 zwischen dem M/G 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen vorgesehen sein, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 beinhalten. Bei einigen Anwendungen wird die Ausrückkupplung 26 allgemein als eine vorgeschaltete Kupplung bezeichnet, und die Startkupplung 34 (die eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung sein kann) wird allgemein als eine nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Getriebegehäuse 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die selektiv in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen durch selektiven Eingriff von Reibungselementen wie Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt) angeordnet sind, um die gewünschten mehreren diskreten oder Stufenantriebsverhältnisse festzulegen. Die Reibelemente sind durch einen Schaltplan steuerbar, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um das Verhältnis zwischen einer Getriebeabtriebswelle 36 und der Getriebeeingangswelle 32 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 wird automatisch von einem Verhältnis zu einem anderen auf der Grundlage von verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbedingungen durch eine zugehörige Steuereinrichtung geschaltet, wie etwa einer Antriebsstrang-Steuereinrichtung (PCU, powertrain control unit). Das Schaltgetriebe 24 stellt dann ein Antriebsstrang-Abtriebsdrehmoment an die Abtriebswelle 36 bereit.
Es versteht sich, dass das mit einem Drehmomentwandler 22 verwendete hydraulisch gesteuerte Schaltgetriebe 24 nur ein Beispiel für eine Schaltgetriebe- oder Getriebeanordnung ist; ein beliebiges Mehrfachverhältnis-Schaltgetriebe, das Eingangsdrehmoment(e) von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Motor akzeptiert und dann Drehmoment an eine Abtriebswelle bei den verschiedenen Verhältnissen bereitstellt, ist für die Verwendung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Beispielsweise kann das Schaltgetriebe 24 durch ein automatisiertes mechanisches (oder manuelles) Getriebe (AMT, automated mechanical transmission) implementiert sein, das einen oder mehrere Servomotoren beinhaltet, um Schaltgabeln entlang einer Schaltschiene zu verschieben/zu drehen, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis auszuwählen. Wie allgemein von einschlägigen Durchschnittsfachleuten verstanden, kann ein AMT beispielsweise in Anwendungen mit höheren Drehmomentanforderungen verwendet werden.
Wie in der repräsentativen Ausführungsform von 1 gezeigt, ist die Abtriebswelle 36 mit einem Differential 40 verbunden. Das Differential 40 treibt ein Paar Räder 42 über jeweilige Achsen 44 an, die mit dem Differential 40 verbunden sind. Das Differential überträgt ungefähr gleiches Drehmoment an jedes Rad 42, während es leichte Drehzahlunterschiede zulässt, wie etwa wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Es können verschiedene Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden, um Drehmoment von dem Antriebsstrang auf ein oder mehrere Räder zu verteilen. Bei einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung beispielsweise in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebsmodus oder der jeweiligen Betriebsbedingung variieren.
Der Antriebsstrang 12 beinhaltet weiter eine zugehörige Steuereinrichtung 50, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (PCU). Während die Steuereinrichtung 50 als eine Steuereinrichtung dargestellt ist, kann sie Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Steuereinrichtungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie etwa als eine Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC, vehicle system controller). Es versteht sich daher, dass die Antriebsstrangsteuereinheit 50 und eine oder mehrere weitere Steuereinrichtungen gemeinsam als „Steuereinrichtung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen wie das Starten/Stoppen, das Betreiben von M/G 18 zur Bereitstellung von Raddrehmoment oder Ladungsbatterie 20, das Auswählen oder Planen von Getriebeschaltvorgängen usw. zu steuern. Die Steuereinrichtung 50 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) beinhalten, die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien in Verbindung steht. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können eine flüchtige und nichtflüchtige Speicherung in einem Nur-Lese-Speicher (ROM, read-only memory), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM, random-access memory) und einem Keep-Alive-Speicher (KAM, keep-alive memory) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen implementiert sein, wie etwa PROMs (programmierbare Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROMs), EEPROMs (elektrisch löschbare PROMs), Flash-Speicher oder irgendwelchen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinrichtung bei der Steuerung des Verbrennungsmotors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuereinrichtung kommuniziert mit verschiedenen Verbrennungsmotor-/Fahrzeugsensoren und Aktoren über eine Ein-/Ausgabe(I/O)-Schnittstelle, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle implementiert sein kann, die verschiedene Rohdaten oder Signalaufbereitung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor sie der CPU zugeführt werden. Wie allgemein in der repräsentativen Ausführungsform von 1 dargestellt, kann die Steuereinrichtung 50 Signale zu und/oder von dem Verbrennungsmotor 14, der Ausrückkupplung 26, dem M/G 18, der Startkupplung 34, dem Schaltgetriebe 24 und der Leistungselektronik 56 kommunizieren. Obwohl nicht explizit dargestellt erkennen einschlägige Durchschnittsfachleute verschiedene Funktionen oder Komponenten, die von der Steuereinrichtung 50 in jedem der oben identifizierten Untersysteme gesteuert werden können. Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, die direkt oder indirekt unter Verwendung einer Steuerlogik betätigt werden können, die von der Steuereinrichtung ausgeführt wird, beinhalten das Kraftstoffeinspritz-Timing, die Menge und die Dauer, die Drosselklappenstellung, den Zündzeitpunkt der Zündkerzen (für Ottomotoren), Einlass-/Auslassventil-Timing und -Dauer, Frontend-Zubehörantrieb(FEAD, front-end accessory drive)-Komponenten wie etwa ein Wechselstromgenerator, Klimaanlagenkompressor, Batterieladung, regeneratives Bremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für Ausrückkupplung 26, Startkupplung 34 und Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, die über die I/O-Schnittstelle Eingänge kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise Turbolader-Ladedruck, Kurbelwellenposition (PIP), Motordrehzahl (RPM), Raddrehzahlen (WS1, WS2), Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), Kühlmitteltemperatur (ECT), Ansaugstutzendruck (MAP), Gaspedalposition (PPS), Zündschalterstellung (IGN), Drosselklappenstellung (TP), Lufttemperatur (TMP), Abgassauerstoff (EGO) oder andere Abgaskomponenten-Konzentration oder -Anwesenheit, Einlassluftstrom (MAF), Getriebeübersetzungsverhältnis oder -betriebsmodus, Getriebeöltemperatur (TOT), Getriebeturbinendrehzahl (TS), Status der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 (TCC), Verzögerung oder Schaltbetrieb (MDE) anzuzeigen.
Die Steuerlogik oder -funktionen, die von der Steuereinrichtung 50 ausgeführt werden, können durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme in einer oder mehreren Figuren dargestellt werden. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logiken bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multi-Threading und dergleichen implementiert sein können. Von daher können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Obwohl nicht immer explizit dargestellt, wird ein einschlägiger Durchschnittsfachmann erkennen, dass ein(e) oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen wiederholt in Abhängigkeit von der jeweiligen verwendeten Verarbeitungsstrategie durchgeführt werden können. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern ist vielmehr zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung vorgesehen. Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software implementiert sein, die von einer Mikroprozessor-basierten Fahrzeug-, Verbrennungsmotor- und/oder Antriebsstrang-Steuereinrichtung, wie etwa der Steuereinrichtung 50, ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in Software, Hardware oder einer Kombination von Software und Hardware in einer oder mehreren Steuereinrichtungen je nach der jeweiligen Anwendung implementiert sein. Wenn die Steuerlogik in Software implementiert ist, kann sie in einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer ausgeführt werden, um das Fahrzeug oder seine Untersysteme zu steuern. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl von bekannten physischen Vorrichtungen beinhalten, die eine elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicherung verwenden, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
Ein Fahrpedal 52 wird von dem Fahrer des Fahrzeugs verwendet, um ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen geforderten Antriebsbefehl bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben. Im Allgemeinen erzeugt das Niederdrücken und Freigeben des Pedals 52 ein Gaspedalpositionssignal, das von der Steuereinrichtung 50 als Bedarf an erhöhter Leistung bzw. verringerter Leistung interpretiert werden kann. Die Steuereinrichtung 50 befiehlt auf der Grundlage von mindestens einer Eingabe von dem Pedal Drehmoment von dem Verbrennungsmotor 14 und/oder dem M/G 18. Die Steuereinrichtung 50 steuert zudem das Timing der Getriebeschaltvorgänge im Schaltgetriebe 24 sowie das Ein- und Ausrücken der Ausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34. Wie die Ausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 über einen Bereich zwischen den Einrück- und der Ausrückposition moduliert werden. Dies erzeugt zusätzlich zu dem durch die hydrodynamische Kopplung zwischen dem Laufrad und der Turbine erzeugten variablen Schlupf einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22. Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 34 je nach Anwendung verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden.
Um das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 14 anzutreiben, ist die Ausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingerückt, um mindestens einen Teil des Verbrennungsmotordrehmoments durch die Ausrückkupplung 26 zu dem M/G 18 und dann von dem M/G 18 zu dem Drehmomentwandler 22 und dem Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Wenn der Verbrennungsmotor 14 alleine das zum Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Drehmoment bereitstellt, kann dieser Betriebsmodus als der „Verbrennungsmotormodus“, der „Nur-Verbrennungsmotormodus“ oder der „mechanische Modus“ bezeichnet werden.
Der M/G 18 kann den Verbrennungsmotor 14 unterstützen, indem er zusätzliche Leistung zur Drehung der Welle 30 bereitstellt. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Hybridmodus“, ein „Verbrennungsmotor-Motor-Modus“ oder ein „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
Um mit dem Fahrzeug mit dem M/G 18 als alleiniger Leistungsquelle zu fahren, bleibt der Leistungsfluss derselbe, außer dass die Ausrückkupplung 26 den Verbrennungsmotor 14 von dem Rest des Antriebsstrangs 12 trennt. Während dieser Zeit kann die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 14 deaktiviert oder sonst AUS-geschaltet sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Traktionsbatterie 20 überträgt gespeicherte elektrische Energie durch die Verdrahtung 54 an die Leistungselektronik 56, die beispielsweise einen Inverter beinhalten kann. Die Leistungselektronik 56 wandelt die Gleichspannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung um, die von dem M/G 18 verwendet werden kann. Die Steuereinrichtung 50 befiehlt der Leistungselektronik 56, Spannung von der Batterie 20 in eine Wechselspannung umzuwandeln, die an dem M/G 18 bereitgestellt wird, um an der Welle 30 ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als ein „Nur-Elektro-Modus“, „EV(electric vehicle)-Modus“ oder „Motormodus“ bezeichnet werden.
In jedem Betriebsmodus kann der M/G 18 als Motor fungieren und eine Antriebskraft für den Antriebsstrang 12 bereitstellen. Alternativ kann der M/G 18 als Generator fungieren und kinetische Energie von dem Antriebsstrang 12 in elektrische Energie umwandeln, die in der Batterie 20 gespeichert werden kann. Der M/G 18 kann beispielsweise als ein Generator fungieren, während der Verbrennungsmotor 14 eine Antriebskraft für das Fahrzeug 10 bereitstellt. Der M/G 18 kann zusätzlich als Generator in Zeiten des regenerativen Bremsens wirken, wobei Rotationsenergie von den sich drehenden Rädern 42 durch das Schaltgetriebe 24 zurückgeführt wird und zur Speicherung in der Batterie 20 in elektrische Energie umgewandelt wird.
Es versteht sich, dass das in 1 dargestellte Schema lediglich beispielhaft ist und nicht beabsichtigt ist, beschränkend zu sein. Es sind andere Konfigurationen vorgesehen, die ein selektives Einrücken sowohl eines Verbrennungsmotors als auch eines Motors zur Übertragung durch das Getriebe einsetzen. Beispielsweise kann der M/G 18 von der Kurbelwelle 28 versetzt sein und/oder der M/G 18 kann zwischen dem Drehmomentwandler 22 und dem Getriebe 24 vorgesehen sein. Weitere Konfigurationen sind vorgesehen, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Ein Unterschied zwischen der in 1 gezeigten Reihenanordnung und anderen HEV-Systemen (wie etwa ein Powersplit) ist die erhöhte Anzahl von diskreten Regelgrößen, die gemanagt werden müssen, um Kraftstoff und Emissionen zusammen zu optimieren. Die Energiemanagementstrategie für die Anordnung von 1 erfordert das Fordern des Zustands des Drehmomentwandlers, der Anzahl der Gänge und des Zustands der Ausrückkupplung sowie des erforderlichen Drehmoments von M/G und Verbrennungsmotor. Sobald diese Variablen definiert sind, werden die Batterieleistung und der Motorbetriebspunkt demzufolge bestimmt. Es gibt einen Leistungsverlust bei den diskreten Änderungen der Steuereingänge; zum Beispiel erfordern Getriebeschaltvorgänge Schlupfkupplungen in dem Getriebe, das durch das Schalten Energie in Form von Wärme abgibt. Das Ignorieren solcher Verluste führt zu einer ungenauen Schätzung des Kraftstoffverbrauchs durch das Energiemanagement-Steuersystem, das nicht-optimale Steuerungen erzeugt.
Andererseits ziehen die theoretischen Ansätze, wie etwa Verfahren, die auf dem Minimumprinzip von Pontrjagin (PMP) basieren, Fahrbarkeitsprobleme, wie etwa die Anzahl der Verbrennungsmotorstarts („Hochfahren“) und die Häufigkeit der Getriebeschaltvorgänge, nicht in Betracht. Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs mit derartigen Fahrbarkeitsüberlegungen bereit. Hochfahren des Verbrennungsmotors und häufige Getriebeschaltvorgänge werden durch das Minimumprinzip von Pontrjagin in dem Optimierungsverfahren umgesetzt. Strafterme können in Hamilton-Kostenfunktionen eingeführt werden und können ausgewählt werden, um den Kraftstoffverbrauch und die Fahrbarkeit zu verbessern. Die offenbarte Steuerstrategie verbessert die Fahrbarkeit des Fahrzeugs durch eine Bestrafung des Hochfahrens des Verbrennungsmotors und von Getriebeschaltvorgängen, um übermäßiges EPUD (engine pull-up and pull-downs; Hochfahren und Herunterfahren des Verbrennungsmotors, Starten und Stoppen des Verbrennungsmotors), häufiges Schalten und unerwünschte Interaktion zwischen den Getriebeschaltvorgängen und Starts/Stoppen des Verbrennungsmotors zu vermeiden.
Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen wird die Anzahl der Getriebeschaltvorgänge und EPUDs begrenzt, um die Fahrbarkeit unter gleichzeitiger Berücksichtigung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen zu verbessern. In dieser Offenbarung wird ein geschätzter Kraftstoffverbrauch für eine bevorstehende EPUD und/oder einen bevorstehenden Getriebeschaltvorgang bei der Bestimmung berücksichtigt, ob der Verbrennungsmotor gestartet oder gestoppt werden soll und ob das Getriebe in einen anderen Gang geschaltet werden soll. Anders ausgedrückt schätzt die Steuerstrategie die Kraftstoffmenge, die erforderlich oder verloren wäre, um einen Verbrennungsmotorstart, einen Motorstopp oder eine Getriebeschaltung zu erreichen, bevor eine solche Aktion durchgeführt wird. Strafparameter werden in der PMP-Steuerstrategie definiert, um die Anzahl des Hochfahrens des Verbrennungsmotors, des Herunterfahrens des Verbrennungsmotors und der Getriebeschaltvorgänge zu verringern, um eine bessere Fahrbarkeit zu erreichen.
Die Optimierung des Kraftstoffs innerhalb des Steuersystems des Hybridfahrzeugs kann als Minimierung der folgenden Kostenfunktion während der Fahrzyklen von der Zeit Zeit t₀ bis tf angegeben werden, bei der der Kraftstoffverbrauch des Motors für den gesamten Zyklus minimiert wird:
wobei mf die Kraftstoffrate des Motors ist, die von dem Verbrennungsmotordrehmoment Te, der Motordrehzahl ωe und der Batterieleistung Pbat abhängt. Die Kostenfunktion unterliegt auch den Ladezustand(SOC, state of charge)-grenzen in der Batterie.
Die oben genannte Kostenfunktion kann für quasi-statische Fahrzeugmodelle mit Dynamik der Batterie wie folgt gelöst werden:
wobei ibat der Batteriestrom ist, Q_bat die Batteriekapazität ist, Pbat die Batterieleistung ist, V_OC die Leerlaufspannung der Batterie ist und R der Innenwiderstand der Batterie ist.
Der Hamilton-Operator für die oben genannten Funktionen mit der SOC-Dynamik-Einschränkung kann wie folgt geschrieben werden: min H(t) = m ._f(T_e, ω_e, P_bat) + X·SOC .(P_bat(t)) wobei X ein Koeffizient ist, der die durch das Optimierungsverfahren zu bestimmende Ko-Zustandsvariable darstellt und die Gewichtung zwischen dem elektrischen und dem chemischen Leistungsverbrauch charakterisiert. Der Wert des Koeffizienten hängt vom Fahrzyklus ab.
Bei diesem Kontrollsystem können Fahrbarkeitsüberlegungen berücksichtigt werden. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Optimierungsprozesses, bei dem aus den Fahrzeugdaten und der Straßenlast das erforderliche Drehmoment und die Drehzahl jedes Bauteils für das Energiemanagementsteuersystem berechnet werden können. Fahrbarkeitsüberlegungen können im Block „DSSO-Regeln“ berücksichtigt werden, in dem Kandidaten mit schlechter Fahrbarkeit von der Optimierung ausgeschlossen würden. Unter Bezugnahme auf 2 stellt n die Anzahl der Gänge bei dem Automatikgetriebe dar, und m stellt die Länge des Hamilton-Operators dar und beinhaltet alle möglichen Möglichkeiten von Verbrennungsmotor- und M/G-Zuständen, die einen erforderlichen Leistungsbedarf bereitstellen, ohne die Leistungsbeschränkungen des Verbrennungsmotors, des M/G und der Batterie zu verletzen. NanFlag ist der Ausgangsvektor des DSSO-Blocks. Dieser Vektor enthält Einträge von 1 für die akzeptablen Optionen und NaN (Not a Number, keine Nummer) für diejenigen, die zu schlechter Fahrbarkeit führen. Durch Multiplizieren dieses Vektors mit dem Hamilton-Vektor würden die Einträge, die gegen die DSSO-Regeln verstoßen, herausgefiltert. T_diff,des und ω_diff,des repräsentieren das gewünschte Drehmoment bzw. die gewünschte Drehzahl am Eingang des Differentials. T_gbx,des und ω_gbx,des repräsentieren das gewünschte Drehmoment bzw. die gewünschte Drehzahl am Eingang des Getriebegehäuses. T_TC,des und ω_TC,des repräsentieren das gewünschte Drehmoment bzw. die gewünschte Geschwindigkeit am Eingang des Drehmomentwandlers und R ist der Satz reeller Zahlen. Die aktuelle oder vorherige Fahrzeuggeschwindigkeit im Fahrzyklus und die F-Terme des Fahrzeugs definieren das Drehmoment und die Drehzahl am Rad. F-Terme repräsentieren die Koeffizienten der Regressionsfunktion der Aerodynamik- und Widerstandskräfte am Fahrzeug. Das heißt, F-terms: {F₀, F₁, F₃}, wobei F_veh = F₀ + F₁V_veh + F₂V 2 / veh. ist. Die DSSO-Regeln streichen die inakzeptablen Kandidaten hinsichtlich der Fahrbarkeit und der Gewinner des Restes liefert das befohlene Motordrehmoment, die befohlene Drehzahl und die befohlene Batterieleistung, die den gewünschten Getriebeschaltvorgang- und Drehmomentwandlerzustand definiert.
Die oben beschriebene Optimierungsstrategie kann, wenn sie ohne Einschränkung implementiert wird, zu häufigem Hochfahren des Verbrennungsmotors und häufigen Gangschaltungen führen, was Bedenken hinsichtlich der Fahrbarkeit aufkommen lässt und einen übermäßigen Kraftstoffverbrauch verursachen kann, der in der Kostenfunktion nicht berücksichtigt wird. Getriebeschaltvorgänge und Hochfahrvorgänge des Verbrennungsmotors erfordern zusätzliche Leistung, die direkt vom Verbrennungsmotor oder von der Batterie unter Verwendung von Energie bereitgestellt wird, die von dem Verbrennungsmotor ersetzt werden muss. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen hier kann die Hamilton-Funktion modifiziert werden, um den Kraftstoff-äquivalenten Verlust von Verbrennungsmotor-Hochfahr- und Getriebeschaltereignissen zu integrieren, wie in der folgenden Gleichung angedeutet H(t) = m .f(T_e, ω_e, P_bat) + X·SOC .(P_bat(t)) + + K_EPU{P_eng(t) > 0&P_eng(t – δt) = 0} + K_EPD{P_eng(t) = 0&P_eng(t – δt) > 0} + + K_GS{abs(sign(GN(t) – GN(t – δt))) = 0} wobei die Funktionen abs und sign Absolutwert- bzw. Vorzeichenfunktionen sind, GN die Gangzahl ist und t – δt die vorherige Zeitinstanz anzeigt. Die Koeffizienten KEPU, KEPD und KGS sind Designparameter, die die Bedeutung der Fahrbarkeitsfaktoren charakterisieren. KEPU ist der Strafkoeffizient für das Hochfahren des Verbrennungsmotors, KEPD ist der Strafkoeffizient für das Herunterfahren des Verbrennungsmotors, und KGS ist der Strafkoeffizient für einen Getriebeschaltvorgang. Der erste und der zweite hinzugefügte Term bestrafen das Hoch- und Herunterfahren des Verbrennungsmotors, so dass die Anzahl der EPUD minimiert wird und die Zeitdauer mit eingeschaltetem Motor länger ist, sobald die Steuereinrichtung entscheidet, den Verbrennungsmotor zu verwenden. Der dritte hinzugefügte Term bestraft die Getriebeschaltvorgänge, um die Energie zu berücksichtigen, die bei Schaltvorgängen im Getriebe verloren gegangen ist.
Während Verbrennungsmotorhochfahrereignissen kommt es zu einem zusätzlichen Leistungsverbrauch aufgrund der zusätzlichen Elektromotorleistung, um den Verbrennungsmotor anzukurbeln und einem zusätzlichen Kraftstoffverbrauch, um den Motor mit dem Antriebssystem zu synchronisieren. Ähnlich wie bei Hochfahrvorgängen des Verbrennungsmotors kommt es während Getriebeschaltereignissen zu einem Verlust an Leistung aufgrund von Verlusten in Getriebekupplungen und bei Drehmomentwandlerschlupf. In beiden Fällen kann der äquivalente Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage des durchschnittlichen Antriebsstrangwirkungsgrads pro Fahrt und des Leistungsverlusts aufgrund jedes Ereignisses von früheren Fahrereignissen während des aktuellen Fahrzyklus oder früherer Fahrzyklen berechnet werden. Diese Daten können in einer Bordspeichereinheit gespeichert und aktualisiert werden, wo sie während zukünftiger Fahrzyklen abgerufen werden. In einer anderen Ausführungsform werden die Daten über eine drahtlose Signalübertragung (z. B. Cloud-Computing) in einer Speichereinheit außerhalb des Fahrzeugs gespeichert. Diese Daten können als Strafkoeffizienten in der oben beschriebenen modifizierten Hamilton-Funktion verwendet werden.
3 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das eine Ausführungsform eines durch die Steuereinrichtung implementierten Algorithmus 100 dar, um Hochfahrvorgänge des Verbrennungsmotors und Getriebeschaltvorgänge auf der Grundlage der gespeicherten und abgerufenen Daten von vorherigen Fahrten zu steuern, wie oben beschrieben. Bei 102 wird das Fahrzeug während einer Vielzahl von Fahrzyklen gefahren. Eine Vielzahl von Sensoren ermöglicht die Erfassung und Speicherung von Daten. Die Daten repräsentieren alle oben erörterten Fahrzustände und Ergebnisse, einschließlich der Leistungsaufnahme, des Kraftstoffverbrauchs, der Energiewirkungsgrade im Verbrennungsmotor und dem M/G, der Verschlechterung des Ladungszustandes usw. Bei 104 bestimmt die Steuereinrichtung den durchschnittlichen Antriebsstrangwirkungsgrad pro Fahrt während eines oder mehrerer der Fahrzyklen und/oder des aktuellen Fahrzyklus. Bei 106 bestimmt die Steuereinrichtung den Leistungsverlust aufgrund der Hochfahrvorgänge des Verbrennungsmotors und der Getriebeschaltvorgänge, die über vorherige Fahrzyklen ausgeführt wurden.
Die Steuereinrichtung berechnet dann bei 108 für jeden Hochfahrvorgang des Verbrennungsmotors und Getriebeschaltvorgang eine äquivalente Kraftstoffverbrauchsgröße (Menge). Diese Größe stellt eine berechnete und geschätzte Kraftstoffmenge dar, die verwendet wird, um die Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge während der vorhergehenden Fahrzyklen auszuführen. Diese Daten werden verwendet, um zu bestimmen, ob zukünftige Verbrennungsmotorstarts oder Getriebeschaltvorgänge in der Folge eine unerwünschte Kraftstoffverbrauchsmenge verursachen würden, wie oben beschrieben.
Insbesondere überwacht das Steuersystem bei 110 kontinuierlich, ob ein Hochfahren des Verbrennungsmotors oder ein Getriebeschaltvorgang angefordert wird. Wenn nicht, kehrt der Algorithmus bei 112 zurück. Wenn tatsächlich ein Hochfahren des Verbrennungsmotors oder ein Getriebeschaltvorgang angefordert wird, bestraft der Algorithmus bei 114 das Angeforderte auf der Grundlage des äquivalenten Kraftstoffverbrauchs, wie oben erläutert. Beispielsweise werden die Koeffizienten KEPU, KEPD und KGS als Designparameter für die Bestrafung verwendet. Bei 116 stellt die Steuereinheit den Verbrennungsmotorhochfahr- oder Getriebeschaltbefehl mit dem ermittelten Straffaktor ein und bestimmt bei 118 erneut, ob der Verbrennungsmotorhochfahr- oder Getriebeschaltbefehl im Hinblick auf die Strafe noch angefordert wird. Dies kann erfolgen, indem der neue Befehl und/oder der Straffaktor mit einem Schwellenwert verglichen wird. In einer Situation, in der die Strafe groß genug ist, um die ursprüngliche Bestimmung eines Verbrennungsmotorhochfahrvorgangs oder Getriebeschaltvorgangs umzukehren, kehrt der Algorithmus bei 120 ohne Start des Verbrennungsmotors oder Gangschaltung zurück. Somit hat die Strafe den Verbrennungsmotorstart und/oder den Getriebeschaltvorgang blockiert. Wenn jedoch die Strafe nicht groß genug ist, um die ursprüngliche Bestimmung eines Verbrennungsmotorhochfahrvorgangs oder Getriebeschaltvorgangs umzukehren, dann wird eine derartige Aktion bei 122 befohlen.
Die oben beschriebenen Strafkoeffizienten (KEPU, KEPD und KGS) können ausgewählt werden, um den äquivalenten Kraftstoff des Leistungsverlusts zu berücksichtigen, um eine bessere Kraftstoffverbrauchsschätzung in der Hamilton-Funktion vorzunehmen. Dies kann den Leistungsverlust aufgrund des Kupplungsschlupfes in dem Schaltgetriebe 24 und dem Drehmomentwandler 22 während eines Getriebeschaltvorgangs und die zusätzliche Leistung, die durch den Startermotor 31 verbraucht wird, um den Verbrennungsmotor 14 anzukurbeln, sowie den zusätzlichen Kraftstoff, der von dem Verbrennungsmotor 14 verbraucht wird, um mit dem nachgeschalteten Antriebsstrang synchronisiert zu werden, beinhalten. Obwohl dieses Verfahren zu weniger Getriebeschaltvorgängen und Verbrennungsmotorhochfahrvorgängen führt, optimiert eine realistischere Leistungsverbrauchsschätzung den Kraftstoffverbrauch über den Fahrzyklus.
Die Strafkoeffizienten können auch abgestimmt werden, um die gewünschte Fahrbarkeit zu erreichen. Eine Erhöhung des Strafterms wird die Fahrbarkeit auf Kosten eines niedrigeren Kraftstoffverbrauchs verbessern. Eine Sensitivitätsanalyse des Verhaltens der Steuereinheit mit Variation der Strafkoeffizienten verdeutlicht diesen Punkt. 4 und 5 zeigen die Anzahl der Verbrennungsmotorhochfahrvorgänge und die Anzahl der Getriebeschaltvorgänge mit variierenden Größen der Strafparameter bei konstanten Fahrbedingungen. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, steigt der Kraftstoffverbrauch mit steigendem Strafterm an. In 4 ist die Anzahl der Verbrennungsmotorhochfahrvorgänge gegen den normierten Kraftstoffverbrauch für einen gegebenen Zyklus aufgetragen. Der Strafterm KEPU steigt von links nach rechts. In 5 ist die Anzahl der Getriebeschaltvorgänge gegen den normierten Kraftstoffverbrauch für einen gegebenen Zyklus aufgetragen. Der Strafterm KGS steigt von links nach rechts.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Steuereinrichtung oder einen Computer, die jede vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit enthalten können, lieferbar sein /durch eine solche implementiert sein. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert werden, die von einer Steuereinrichtung oder einem Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien gespeichert sind, wie etwa Disketten, Magnetbänder, CDs, RAM-Geräte und andere magnetische und optische Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem Software-ausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten eingebettet sein, wie etwa ASICs (Application Specific Integrated Circuits, anwendungsorientierte integrierte Schaltungen), FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays, (feldprogrammierbare Gate-Arrays), Zustandsmaschinen, Steuereinrichtungen oder anderer Hardwarekomponenten oder -vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.
Während oben Ausführungsbeispiele beschrieben sind, ist es nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Während verschiedene Ausführungsformen möglicherweise derart beschrieben worden sind, dass sie Vorteile bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristika bevorzugt sind, erkennen einschlägige Durchschnittsfachleute, dass ein oder mehrere Merkmale oder Charakteristika kompromittiert sein können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Soweit irgendwelche Ausführungsformen als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Charakteristika beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug mit: einem Verbrennungsmotor; einem Getriebe; einem Traktionsmotor, der selektiv mit dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe gekoppelt ist; einen Startermotor, der selektiv mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist; und mindestens eine Steuereinrichtung, die zu Folgendem programmiert ist: während eines Fahrereignisses Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge durchzuführen und anschließend Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgänge auf der Grundlage eines Kraftstoffverbrauchs zu blockieren, der mit den Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, die während des Fahrereignisses durchgeführt werden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung dazu programmiert ist, eine Anforderung zum Starten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage eines Straffaktors einzuschränken, der auf der Kraftstoffverbrauchsmenge basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung dazu programmiert ist, einen Start des Verbrennungsmotors als Reaktion darauf zu verhindern, dass der Straffaktor einen Schwellenwert überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung dazu programmiert ist, eine Anforderung nach Schaltvorgängen im Getriebe auf der Grundlage eines Straffaktors einzuschränken, der auf der Kraftstoffverbrauchsmenge basiert.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Steuereinrichtung dazu programmiert ist, den Start des Verbrennungsmotors als Reaktion darauf zu verhindern, dass der Straffaktor einen Schwellenwert überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den während des Fahrereignisses durchgeführten Verbrennungsmotorstarts und Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, auf einer Bordspeichervorrichtung gespeichert und von der Speichervorrichtung abgerufen wird, um einen Start des Motors und Schaltvorgänge des Getriebes zu blockieren.
Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs in einem Hybridfahrzeug, umfassend: Ausführen mehrerer Verbrennungsmotorstarts während eines ersten Fahrereignisses; und Blockieren von Verbrennungsmotorstarts während eines zweiten Fahrereignisses auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den Verbrennungsmotorstarts verbunden ist, die während des ersten Fahrereignisses durchgeführt wurden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Blockieren das Einschränken einer Anforderung zum Starten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage eines Straffaktors beinhaltet, der auf der Kraftstoffverbrauchsmenge basiert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Blockieren das Verhindern eines Verbrennungsmotorstarts als Reaktion darauf beinhaltet, dass der Straffaktor einen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schwellenwert auf der Grundlage von Fahrbedingungen variiert.
Verfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend: Ausführen mehrerer Getriebeschaltvorgänge während des ersten Fahrereignisses; und Blockieren von Getriebeschaltvorgängen während des zweiten Fahrereignisses auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, die während des ersten Fahrereignisses durchgeführt wurden.
Verfahren nach Anspruch 7, weiter umfassend das Starten des Verbrennungsmotors auf der Grundlage dessen, dass die Kraftstoffverbrauchsmenge unter einem Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schwelle auf der Grundlage von Fahrbedingungen variiert.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Fahrzeug einen Traktionsmotor beinhaltet, der selektiv mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist und ein Antriebsdrehmoment an ein Getriebe bereitstellen kann, und wobei das Starten des Verbrennungsmotors das Drehen eines separaten Startermotors beinhaltet, der selektiv mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 11, weiter umfassend das Speichern der Kraftstoffverbrauchsmenge, die mit den während des Fahrereignisses durchgeführten Verbrennungsmotorstarts und/oder Getriebeschaltvorgängen verbunden ist, auf einer Bordspeichervorrichtung gespeichert und von der Speichereinrichtung abgerufen wird, um einen Start des Motors und/oder Schaltvorgänge des Getriebes zu blockieren.