DE102018117772A1 - Systeme und Verfahren zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug Download PDF

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Alan Robert Dona
Shunsuke Okubo
Carol Louise Okubo
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Abstract

Verfahren und Systeme zum Steuern einer Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeugsystem unter stationären Bedingungen und als Reaktion auf transiente Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsanfragen sind vorgesehen. In einem Beispiel wird eine Motordrehzahl auf eine optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen und als Reaktion auf eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage geregelt, wird eine Zielmotordrehzahl aus einem geschwindigkeitsbegrenzten optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten, und wird der Motor auf die Zielmotordrehzahl gesteuert, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt. Dadurch kann das Fahrzeugsystem ein Getriebe mit fester Übersetzung während Beschleunigungen und Verzögerungen simulieren, während die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit im stationären Zustand erhalten bleibt.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern der Motordrehzahl eines Hybridfahrzeugs, um ein fest übersetztes Getriebe während transienter Betriebsbedingungen zu simulieren, während die Motordrehzahl auf eine ideale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen geregelt wird.
  • Stand der Technik/Kurzdarstellung
  • Antriebsstränge von Hybridelektrofahrzeugen (HEV), wie etwa Hybride mit Leistungsverzweigung und Reihenhybride, ermöglichen die Auswahl der Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und das Modifizieren dieser mit einer Geschwindigkeit, die nicht von der Fahrzeugbeschleunigung abhängt. Alternativ fährt ein Fahrzeug, das mit einem manuellen oder automatischen Stufenwechselgetriebe ausgestattet ist, mit einer Motordrehzahl als ein festes Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere sind, außer während eines Wechsels von einer der verfügbaren Getriebeübersetzungen auf eine andere, die Motordrehzahl und die Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigung und Verzögerung davon gekoppelt.
  • Die Fähigkeit, die Motordrehzahl von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu entkoppeln bietet einen wichtigen Ansatz zum Verbessern der Kraftstoffsparsamkeit. Beispielsweise kann der Motor angesichts einer durch den Fahrzeugführer angeforderten Leistung und/oder zum Laden oder Entladen der Batterie bei dem effizientesten Betriebspunkt betrieben werden, wodurch eine Umwandlungseffizienz des Motors maximiert und Verluste im Antriebsstrang minimiert werden.
  • Die Fähigkeit, die Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, kann jedoch in einigen Beispielen zu einem Motordrehzahlverhalten führen, das der Intuition eines Fahrzeugführers zuwiderläuft, der beispielsweise an einen Fahrzeugantriebsstrang mit einem Stufenwechselgetriebe gewöhnt ist. Bei einem Ansatz kann es angesichts der Unabhängigkeit der Motordrehzahl möglich sein, ein Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Satz fester Getriebeübersetzungen zu beschränken, wobei dies jedoch zu Lasten von Verbesserungen im Bereich der Kraftstoffsparsamkeit erfolgen kann.
  • Die Erfinder haben diese Probleme in der vorliegenden Schrift erkannt und Systeme und Verfahren entwickelt, um diese zumindest teilweise zu lösen. In einem Beispiel ist ein Verfahren vorgesehen, zu dem das Steuern eines Motors, der ein Fahrzeug antreibt, auf eine optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen gehört. Als Reaktion auf eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage können zum Verfahren das Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (E/V) für Kraftstoffsparsamkeit, um ein Ziel-E/V-Verhältnis zu erhalten, und zudem das Steuern des Motors auf eine Zieldrehzahl gehören, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt. Dadurch kann die Motordrehzahl so ausgewählt werden, dass wichtige Verhaltensweisen eines Stufenwechselgetriebes emuliert werden können, nämlich, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Beschleunigungs-/Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs gekoppelt ist, während der Motor bei der optimalen Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen betrieben wird.
  • In einem Beispiel kann das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug sein, bei dem die Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird. Beispielsweise kann zum Hybridfahrzeug ein Reihenhybrid oder ein Hybrid mit Leistungsverzweigung gehören.
  • In einem anderen Beispiel können zum Verfahren als Reaktion darauf, dass die Zieldrehzahl eine Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl überschreitet, das Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und zudem das Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl auf der Grundlage des optimalen E/V-Verhältnisses gehören. In einem derartigen Beispiel kann zum Verfahren das Wechseln einer Getriebeübersetzung in einem Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es das Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung gehören, gleichzeitig mit dem Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und Steuern des Motors auf die optimale Drehzahl basierend auf dem optimalen E/V-Verhältnis.
  • Die vorstehenden Vorteile sowie andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese alleine für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
  • Figurenliste
    • 1A zeigt einen beispielhaften Antriebsstrang in einem Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV)-System.
    • 1B zeigt eine Skizze eines Motors des Hybridelektrofahrzeugsystems.
    • 2 zeigt ein hochgradiges beispielhaftes Verfahren zum Steuern der Motordrehzahl im Hybridelektrofahrzeugsystem.
    • 3 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl zum Steuern der Motordrehzahl während stationärer Fahrzeugbetriebsbedingungen, mit transienten Beschleunigungen/Verzögerungen, entsprechend dem in 2 dargestellten Verfahren.
    • 4 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl zum Steuern der Motordrehzahl während einer Beschleunigung aus dem Ruhezustand, entsprechend dem in 2 dargestellten Verfahren.
    • 5 zeigt einen beispielhaften Zeitstrahl zum Steuern der Motordrehzahl während Verzögerungsbedingungen, um Gangwechsel in niedrigere Gänge zu simulieren, entsprechend dem in 2 dargestellten Verfahren.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachstehende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern der Motordrehzahl, die wichtige Verhaltensweisen eines Stufenwechselgetriebes emulieren, nämlich, dass eine Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Beschleunigungs-/Verzögerungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zusammenhängt, während der Motor unter stationären Bedingungen bei einer optimalen Drehzahl für die Vorteile einer Kraftstoffsparsamkeit betrieben wird. Anhand der Erörterung in der vorliegenden Schrift versteht es sich, dass der stationäre Betrieb eine im Wesentlichen konstante Gaspedalposition umfasst, so dass das Fahrzeug keine wesentliche Beschleunigung oder Verzögerung erfährt. Derartige Verfahren können auf ein Hybridfahrzeug angewendet werden, das in der Lage ist, eine Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern, wie etwa das in 1A veranschaulichte Hybridelektrofahrzeug. Ein derartiges Hybridfahrzeug kann einen Verbrennungsmotor enthalten, wie etwa der, der in 1B dargestellt ist. Ein Verfahren zum Emulieren der wichtigen Verhaltensweisen eines Stufenwechselgetriebes, während der Motor unter stationären Bedingungen bei der optimalen Drehzahl für die Vorteile einer Kraftstoffsparsamkeit betrieben wird, ist in 2 dargestellt. Ein beispielhafter Zeitstrahl zum Steuern der Motordrehzahl im stationären Betrieb, mit transienten Beschleunigungen/Verzögerungen, ist in 3 dargestellt. Ein beispielhafter Zeitstrahl zum Binden der Geschwindigkeit der Motordrehzahl an eine Geschwindigkeit der Fahrzeugbeschleunigung während einer Beschleunigung aus dem Ruhezustand ist in 4 veranschaulicht.
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren enthält 1A eine schematische Blockdiagrammdarstellung eines Fahrzeugsystems 100, um eine Ausführungsform eines Systems oder Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Das Fahrzeugsystem 100 steht im Allgemeinen für ein beliebiges Fahrzeug mit einem Hybridelektroantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor (internal combustion engine - ICE) 12. In der dargestellten Ausführungsform ist das Fahrzeugsystem 100 ein Hybridelektrofahrzeug-(HEV)-System, wobei der Antriebsstrang 11 einen Verbrennungsmotor 12, eine Batterie 46 und eine elektrische Maschine (z. B. einen Motor und/oder einen Generator) umfasst. Es versteht sich jedoch, dass die in der vorliegenden Schrift erörterten Steuerverfahren bei alternativen Ausführungsformen auf andere Hybridfahrzeugkonfigurationen angewandt werden können, wie etwa ein Reihenhybrid. Wenn das Fahrzeugsystem 100 einen Reihenhybriden umfasst, versteht es sich, dass ein derartiges Fahrzeug mechanische Leistung ausschließlich über einen Elektromotor empfangen kann, der beispielsweise entweder durch eine Batterie oder einen benzingetriebenen Motor angetrieben wird, der einen Generator antreibt.
  • Zum Fahrzeugantriebsstrang 11 gehören der Verbrennungsmotor 12 und eine elektrische Maschine, die über einen Zahnradsatz (in der vorliegenden Schrift als Generator 14 dargestellt) an den Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Somit kann der Generator 14 auch als eine elektrische Maschine bezeichnet werden, da er entweder als Motor oder Generator arbeiten kann. Der Motor 12 und der Generator 14 sind durch eine Leistungsübertragungseinheit oder ein Getriebe, welches in dieser Ausführungsform von einem Planetenradsatz 16 umgesetzt wird, verbunden. Zum Planetenradsatz 16 gehören ein Zahnkranz 18, ein Träger 20, Planetenzahnräder 22 und ein Sonnenrad 24. Andere Typen von Leistungsübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, können verwendet werden, um den Motor 12 mit dem Generator 14 zu verbinden. Es versteht sich, dass der Antriebsstrang 11 verschiedenartig konfiguriert sein kann, einschließlich als ein Parallel-, Reihen- oder Reihen-Parallel-Hybridfahrzeug. Zudem versteht es sich, dass zum Fahrzeugsystem 100 in einigen Beispielen ein Fahrzeug gehören kann, bei dem es keine Möglichkeit gibt, Getriebeübersetzungen zu ändern, wobei zum Fahrzeugsystem 100 in einigen anderen Beispielen ein Fahrzeug gehören kann, bei dem Getriebeübersetzungen geändert werden können. Beispielsweise können zum Fahrzeugsystem 100 in einigen Beispielen Antriebsstränge mit Leistungsverzweigung, Reihen- und stufenlos einstellbare Antriebsstränge gehören, die verschiebbare Zahnräder oder in anderen Worten die Fähigkeit aufweisen können, Getriebeübersetzungen zu ändern.
  • Der Generator 14 kann verwendet werden, um elektrischen Strom zum Aufladen der Batterie 46 oder zum Betreiben des Motors 40 bereitzustellen. Alternativ kann der Generator 14 als ein Motor betrieben werden, um ein Ausgangsdrehmoment für Welle 26 bereitzustellen, die mit dem Sonnenrad 24 verbunden ist. Gleichermaßen wird durch den Betrieb von Motor 12 ein Drehmoment auf die Welle 28 übertragen, die mit dem Träger 20 verbunden ist. Eine Bremse 30 ist vorgesehen, um die Drehung der Welle 26 selektiv zu stoppen und das Sonnenrad 24 dadurch zu sperren. Da diese Konfiguration ermöglicht, dass Drehmoment vom Generator 14 zum Verbrennungsmotor 12 übertragen wird, wird eine Einwegkupplung 32 bereitgestellt, sodass die Welle 28 sich nur in eine Richtung dreht. Zusätzlich kann der Generator 14 verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 12 über den Planetenradsatz 16 und die Welle 28 nach und bei Bedarf zu steuern.
  • Das Hohlrad 18 ist mit einer Welle 34 verbunden, die mit den Fahrzeugantriebsrädern 36 durch einen zweiten Zahnradsatz 38 verbunden ist. Zum Fahrzeugsystem 100 gehört zudem ein Motor 40, der verwendet werden kann, um Drehmoment an die Welle 42 auszugeben. Der Motor 40 kann auch als eine elektrische Maschine bezeichnet werden, da er entweder als Motor oder Generator arbeiten kann. Insbesondere kann die Batterie 46 dazu konfiguriert sein, die elektrische Maschine mit Leistung zu versorgen und sie als Motor zu betreiben. Andere Fahrzeuge innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung können andere Anordnungen der elektrischen Maschine aufweisen, wie etwa mehr oder weniger als die zwei elektrischen Maschinen (Generator 14 und Motor 40), die hierin dargestellt sind. In der in 1A gezeigten Ausführungsform können beide elektrische Maschinen 14, 40 als Motoren betrieben werden, und zwar unter Verwendung von elektrischem Strom von der Batterie 46 oder einer anderen Quelle elektrischen Stroms, um ein gewünschtes Ausgangsdrehmoment bereitzustellen. Alternativ können beide elektrische Maschinen 14, 40 als Generatoren betrieben werden, die elektrische Leistung einem Hochspannungsbus 44 und/oder einer Energiespeichervorrichtung, die durch die Hochspannungsbatterie 46 repräsentiert wird, zuführen können. Zu anderen Typen der Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen, die verwendet werden können, gehören beispielsweise eine Kondensatorbank, eine Kraftstoffzelle, ein Schwungrad usw.
  • Wie in 1A gezeigt, können der Motor 40, der Generator 14, der Planetenradsatz 16 und ein Abschnitt des zweiten Zahnradsatzes 38 im Allgemeinen als ein Achsgetriebe 48 bezeichnet werden. Eine oder mehrere Steuerungen 50, die in der Hardware und/oder Software umgesetzt sind, werden bereitgestellt, um den Verbrennungsmotor 12 und die Komponenten des Achsgetriebes 48 zu steuern. Bei der Ausführungsform aus 1A ist die Steuerung 50 eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC). Obwohl die VSC 50 als eine einzelne Steuerung gezeigt ist, kann sie mehrere Hardware- und/oder Softwaresteuerungen enthalten. Zum Beispiel kann zur VSC 50 ein separates Antriebsstrangsteuermodul (powertrain control module - PCM) gehören, dessen Software innerhalb der VSC 50 eingebettet sein könnte, oder das PCM könnte von einer separaten Hardwarevorrichtung mit entsprechender Software umgesetzt werden. Der Fachmann wird erkennen, dass eine Steuerung von einer dedizierten Hardwarevorrichtung umgesetzt werden kann, die programmierte Logik und/oder einen eingebetteten Mikroprozessor, der computerlesbare Anweisungen ausführt, um das Fahrzeug und den Antriebsstrang zu steuern, enthalten kann. Ein Controller Area Network (CAN) 52 kann verwendet werden, um Steuerdaten und/oder -befehle zwischen VSC 50, Achsgetriebe 48 und einer oder mehreren anderen Steuerungen, wie etwa dem Batteriesteuermodul (battery control module - BCM) 54, zu kommunizieren. Zum Beispiel kann das BCM 54 Daten, wie etwa Batterietemperatur, Ladezustand (state-of-charge - SOC), Entladungsleistungsgrenze und/oder andere Betriebsbedingungen oder Parameter der Batterie 46, kommunizieren. Andere Vorrichtungen als die Batterie 46 können ebenfalls dedizierte Steuerungen oder Steuermodule aufweisen, die mit VSC 50 kommunizieren, um die Steuerung des Fahrzeugs und des Antriebsstrangs umzusetzen. Zum Beispiel kann die Verbrennungsmotorsteuereinheit (engine control unit - ECU) mit VSC 50 kommunizieren, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 zu steuern. Zusätzlich kann das Achsgetriebe 48 eine oder mehrere Steuerungen enthalten, wie etwa ein Achsgetriebesteuermodul (transaxle control module - TCM), welches dazu konfiguriert ist, spezifische Komponenten innerhalb 48 zu steuern, wie etwa Generator 14 und/oder Motor 40.
  • Beliebige oder alle der verschiedenen Steuerungen oder Steuermodule, wie etwa VSC 50 und BCM 54, können eine mikroprozessorbasierte zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) 10 in Kommunikation mit einer Speicherverwaltungseinheit (memory management unit - MMU) 2, die verschiedene computerlesbare Speichermedien 74 verwaltet, enthalten. Die computerlesbaren Speichermedien umfassen vorzugsweise verschiedene Typen von flüchtigem und nicht flüchtigem Speicher, wie etwa Nur-Lese-Speicher (read-only memory - ROM) 17, einen Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) 8 und einen Keep-Alive-Speicher (keep-alive memory - KAM) 7, beinhalten. Die computerlesbaren Speichermedien können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl von bekannten temporären und/oder dauerhaften Speichervorrichtungen umgesetzt werden, wie etwa PROM, EPROM, EEPROM, Flash-Speicher oder einen beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeicher, der in der Lage ist, Daten, Code, Anweisungen, Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen, die von der CPU 10 beim Steuern des Verbrennungsmotors, des Fahrzeugs oder verschiedener Teilsysteme verwendet werden, zu speichern. Für Steuerungsarchitekturen, die keine MMU 2 umfassen, kann die CPU 10 direkt mit einem oder mehreren Speichermedien 74 kommunizieren. Die CPU 10 kommuniziert mit den verschiedenen Sensoren und Aktoren des Verbrennungsmotors, des Fahrzeugs usw. über eine Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Schnittstelle 82.
  • Die Steuerung 50 kann eine Anzeige einer durch einen Bediener angeforderten Leistung des Fahrzeugantriebssystems 100 von einem menschlichen Fahrzeugführer 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Zum Beispiel kann die Steuerung 50 eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit dem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. Gleichermaßen kann die Steuerung 50 über einen menschlichen Fahrzeugführer 102 oder eine autonome Steuerung eine Anzeige einer durch den Fahrzeugführer angeforderten Fahrzeugbremsung empfangen. Beispielsweise kann die Steuerung 50 eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 157 empfangen, der mit dem Bremspedal 156 kommuniziert.
  • Zum Fahrzeugsystem 100 können zudem eine oder mehrere Emissionssteuervorrichtungen 56 gehören. Zu diesen kann beispielsweise ein Kohlenstoffbehälter zum Sammeln von Kraftstoffdämpfen gehören, um Emissionen zu reduzieren. Von Zeit zu Zeit kann der Kohlenstoffbehälter gespült werden, sodass gesammelte Dämpfe in das Verbrennungsmotorluftaufnahmesystem aufgenommen und verbrannt werden. Zur Emissionssteuervorrichtung 56 können zudem ein oder mehrere Katalysatoren oder katalytische Reaktoren in verschiedenen Konfigurationen gehören, um Abgase des Verbrennungsmotors 12 zu behandeln. Zusätzlich zur Emissionssteuervorrichtung 56 können zum Fahrzeugsystem 100 zudem ein oder mehrere vom Verbrennungsmotor oder Motor angetriebene Zubehörteile (AC/DC) 58 gehören. Da die Zubehörteile 58 durch den Verbrennungsmotor 12 produziertes Drehmoment und/oder elektrische Energie von der Batterie 46 und/oder den elektrischen Maschinen 14, 40 verwenden, können eines oder mehrere der Zubehörteile 58 selektiv von der VSC 50 gesteuert werden, um die Drehmomentproduktion des Verbrennungsmotors 12 genauer zu steuern, wenn der Betrieb nahe der Verbrennungsstabilitätsgrenze erfolgt. Beispielsweise kann zu einem Klimatisierungssystem ein Verdichter 59 gehören, dessen Betrieb von der Steuerung während ausgewählten Betriebsmodi angepasst wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 genauer zu steuern.
  • In einigen Beispielen kann zum Fahrzeugsystem 100 ein Antiblockiersystem (ABS) 113 gehören. Zum ABS können zum beispielsweise Raddrehzahlsensoren 114 gehören. Zum ABS können zudem mindestens zwei Hydraulikventile (nicht gezeigt) innerhalb der Bremshydraulik (nicht gezeigt) gehören. Die Steuerung 50 kann die Drehzahl jedes Rads überwachen, und als Reaktion auf eine Detektion, dass sich ein Rad erheblich langsamer dreht als die anderen, kann das ABS 113 dahingehend gesteuert werden, dass es den Hydraulikdruck zu der Bremse 115 an dem betreffenden Rad reduziert, womit die Bremskraft an dem Rad reduziert wird. Alternativ kann das ABS 113 als Reaktion auf eine Detektion, dass sich ein Rad erheblich schneller dreht als die anderen, dahingehend gesteuert werden, dass es den Hydraulikdruck zu der Bremse an dem betreffenden Rad erhöht, womit die Bremskraft an dem Rad erhöht wird. In noch weiteren Fällen, wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann das ABS 113 einen erhöhten Bremsdruck an einem oder mehreren Rädern befehlen, um die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs als Reaktion auf ein Verlangsamen des Verbrennungsmotors 12 zu verhindern. Hier kann das Erhöhen von Bremsdruck an einem oder mehreren Rädern über das ABS 113 als Aktivieren oder Aufbringen einer oder mehrerer Radbremsen bezeichnet werden.
  • Zum Fahrzeugsystem 100 kann in einigen Beispielen zudem ein elektronisches Feststellbremssystem 151 gehören. Das elektronische Feststellbremssystem kann in Verbindung mit der Fahrzeugsteuerung 50 verwendet werden, um beispielsweise die elektronische(n) Feststellbremse(n) 152 in Eingriff zu nehmen oder zu lösen. In einigen Beispielen kann das elektronische Bremssystem 151 von der Fahrzeugsteuerung verwendet werden, um die elektronische(n) Feststellbremse(n) 152 in Eingriff zu nehmen, während der Motor 12 ausläuft, nachdem der Motor beschleunigt wurde, wie vorstehend erörtert.
  • Unter Bezugnahme auf 1B ist eine detaillierte Ansicht eines Verbrennungsmotors 12 gezeigt, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1B dargestellt ist. Der Motor 12 wird durch eine Steuerung 50 gesteuert. Zum Motor 12 gehören eine Brennkammer 30B und Zylinderwände 32B mit einem Kolben 36B, der darin angeordnet und mit einer Kurbelwelle 40B verbunden ist. Es ist gezeigt, dass die Brennkammer 30B über ein entsprechendes Einlassventil 52B und Auslassventil 54B mit einem Ansaugkrümmer 44B und einem Abgaskrümmer 48B verbunden ist. Das Einlass- und das Auslassventil können jeweils durch einen Einlassnocken 51B bzw. einen Auslassnocken 53B betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51B kann durch einen Einlassnockensensor 55B bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53B kann durch einen Auslassnockensensor 57B bestimmt werden. Der Einlassnocken 51B und der Auslassnocken 53B können relativ zur Kurbelwelle 40B bewegt werden. Die Einlassventile können über einen Einlassventildeaktivierungsmechanismus 59B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Die Auslassventile können über einen Auslassventildeaktivierungsmechanismus 58B deaktiviert und in einem geschlossenen Zustand gehalten werden.
  • Es ist gezeigt, dass eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B derart angeordnet ist, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30B einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B gibt flüssigen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals von der Steuerung 50 ab. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffsystem 175B, zu dem ein Tank und eine Pumpe gehören, an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66B abgegeben. Des Weiteren ist gezeigt, dass der Ansaugkrümmer 44B mit einer optionalen elektronischen Drosselvorrichtung 62B (z. B. ein Schmetterlingsventil) kommuniziert, die eine Position einer Drosselklappe 64B einstellt, um den Luftstrom von einem Luftfilter 43B und einem Lufteinlass 42B zum Ansaugkrümmer 44B zu steuern. Die Drossel 62B reguliert den Luftstrom aus dem Luftfilter 43B in dem Motorlufteinlass 42B zu dem Ansaugkrümmer 44B. In einigen Beispielen können die Drosselvorrichtung 62B und die Drosselklappe 64B derart zwischen dem Einlassventil 52B und dem Ansaugkrümmer 44B positioniert sein, dass die Drosselvorrichtung 62B eine Einlasskanaldrosselvorrichtung ist.
  • Ein verteilerloses Zündsystem 88B stellt der Brennkammer 30B als Reaktion auf die Steuerung 50 über eine Zündkerze 92B einen Zündfunken bereit. Es ist gezeigt, dass eine Breitbandlambda-(universal exhaust gas oxygen - UEGO)-Sonde 126B an den Abgaskrümmer 48B gekoppelt ist, der in einer Richtung des Abgasstroms einem Katalysator 70B vorgelagert angeordnet ist. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126B durch eine binäre Lambdasonde ersetzt sein.
  • Zum Katalysator 70B können in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine gehören. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, die jeweils mehrere Bausteine aufweisen, verwendet werden. Bei dem Katalysator 70B kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
  • Die Steuerung 50 ist in 1B als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, zu dem Folgendes gehört: eine Mikroprozessoreinheit 10, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 82, einNur-Lese-Speicher 17 (z. B. ein nichtflüchtiger Speicher), ein Direktzugriffsspeicher 8, ein Keep-Alive-Speicher 7 und ein herkömmlicher Datenbus. Andere in der vorliegenden Schrift erwähnte Steuerungen können eine ähnliche Prozessor- und Speicheranordnung aufweisen. Die Steuerung 50 empfängt der Darstellung nach zusätzlich zu den bereits erörterten Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 12 gekoppelt sind, darunter: eine Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) vom Temperatursensor 112B, der an eine Kühlhülse 114B gekoppelt ist; eine Messung des Motorkrümmerdrucks (Engine Manifold Pressure - MAP) von einem Drucksensor 122B, der an den Ansaugkrümmer 44B gekoppelt ist; einen Motorpositionssensor von einem Halleffektsensor 118B, der die Position der Kurbelwelle 40B erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120B; und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 58B. Der Atmosphärendruck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 50 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118B eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (U/min) bestimmen lässt. Die Steuerung 50 kann in einigen Beispielen eine Eingabe von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 115B (z. B. Drucktaste oder Touchscreen-Anzeige) empfangen.
  • Während des Betriebs wird jeder Zylinder im Motor 12 in der Regel einem Viertaktzyklus unterzogen: zum Zyklus gehört der Ansaugtakt, der Verdichtungstakt, der Arbeitstakt und der Ausstoßtakt. Während des Ansaugtaktes schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54B und das Einlassventil 52B öffnet sich. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44B in die Brennkammer 30B eingeführt und der Kolben 36B bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30B zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36B nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Taktes befindet (z. B. wenn der Brennraum 30B sein größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann üblicherweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstaktes sind das Einlassventil 52B und das Auslassventil 54B geschlossen. Der Kolben 36B bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30B zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36B am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30B ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem nachfolgend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem nachfolgend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92B, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstaktes drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36B zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40B wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54B während des Ausstoßtaktes, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48B abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als Beispiel dient und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist ein hochgradiges beispielhaftes Verfahren 200 zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeugsystem (z. B. 100) gezeigt. Insbesondere kann zum Verfahren 200 das differentielle Steuern der Motordrehzahl in Abhängigkeit von den Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Zum differentiellen Steuern der Motordrehzahl kann das Binden einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl an eine Beschleunigungs-/Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Bedingungen gehören, unter denen das Fahrzeug beschleunigt/verzögert, während alternativ der Motor bei einer optimalen Drehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen betrieben wird.
  • Das Verfahren 200 wird unter Bezugnahme auf die in der vorliegenden Schrift beschriebenen und in den 1A-1B gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Das Verfahren 200 kann von einer Steuerung, wie etwa der Steuerung 50 in 1A, durchgeführt werden und kann als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher in der Steuerung gespeichert sein. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch die Steuerung basierend auf Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems empfangenen Signalen ausgeführt werden, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1A-1B beschriebenen Sensoren. Die Steuerung kann Fahrzeugsystemaktoren einsetzen, wie etwa Drosselklappe (z. B. 62B), Zündkerze(n) (z. B. 92B), Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en) (z. B. 66B) usw., entsprechend dem nachstehend dargestellten Verfahren.
  • Das Verfahren 200 beginnt bei 205 und zu diesem kann das Angeben gehören, ob der Motor (z. B. 12) läuft. Es kann angezeigt werden, dass der Motor läuft, wenn angezeigt wird, dass der Motor Luft und Kraftstoff verbrennt. Beispielsweise kann der Motor laufen, wenn Kraftstoff in eine oder mehrere Brennkammern (z. B. 30B) von einem oder mehreren Motorzylindern eingespritzt wird, wenn ein Zündfunke für den einen oder die mehreren Motorzylinder über eine oder mehrere Zündkerzen (z. B. 92B) bereitgestellt wird usw. Wenn bei 205 angezeigt wird, dass der Motor nicht läuft, kann das Verfahren 200 mit 210 fortfahren. Bei 210 kann zum Verfahren 200 das Beibehalten der aktuellen Fahrzeugbetriebsbedingungen gehören. Wenn das Fahrzeug beispielsweise in einer ausschließlich elektrischen Betriebsart betrieben wird, kann der ausschließlich elektrische Betrieb fortgeführt werden. Das Verfahren 200 kann dann enden.
  • Zurück bei 205 kann das Verfahren 200 als Reaktion auf eine Angabe, dass der Motor läuft, mit 215 fortfahren. Bei 215 kann zum Verfahren 200 das Bestimmen eines Verhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehören. Beispielsweise kann ein Motorpositionssensor (z. B. 118B) verwendet werden, um die Motordrehzahl (z. B. U/min) anzuzeigen, und können ein oder mehrere Radsensoren (z. B. 114) verwendet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit anzuzeigen.
  • Als Reaktion darauf, dass das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei Schritt 215 ermittelt wird, kann das Verfahren 200 mit 220 fortfahren. Bei 220 kann zum Verfahren 200 das Anzeigen gehören, ob ein Fahrzeugführer eine Fahrzeugbeschleunigung oder Fahrzeugverzögerung anfordert. Beispielsweise kann eine Beschleunigungsanfrage über die Steuerung als Reaktion darauf angezeigt werden, dass ein Fahrzeugführer (z. B. 102) ein Gaspedal (z. B. 192) nach unten drückt. Alternativ kann eine Verzögerungsanfrage über die Steuerung als Reaktion darauf angezeigt werden, dass ein Fahrzeugführer einen Druck verringert, der auf das Gaspedal aufgebracht wird. In noch anderen Beispielen kann zu einer Verzögerungsanfrage gehören, dass ein Fahrzeugführer ein Bremspedal (z. B. 156) nach unten drückt.
  • Wenn bei 220 keine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage angezeigt wird, kann das Verfahren 200 mit 225 fortfahren. Es versteht sich, dass, wenn angezeigt wird, dass keine Beschleunigung/Verzögerung angefordert wird, das Fahrzeug unter einer stationären Bedingung betrieben wird. Bei 225 kann zum Verfahren 200 das Ermitteln einer optimalen Motordrehzahl (U/min) für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit gehören. Anders ausgedrückt, die optimale Motordrehzahl kann eine Motordrehzahl umfassen, die zum Einsparen von Kraftstoff oder zur effizientesten Ausnutzung von Kraftstoff optimal ist. Die optimale Motordrehzahl (und das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit) kann eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, des durch den Fahrzeugführer geforderten Raddrehmomentes (entsprechend der Radkraft), des Ladezustandes der Batterie, der Batterietemperatur, dem Zustand des Übersetzungsgetriebes, der Kraftstoffmenge im Kraftstofftank usw. sein. Als Reaktion auf das Ermitteln der optimalen Motordrehzahl bei 225 kann das Verfahren 200 mit 230 fortfahren. Bei 230 kann zum Verfahren 200 das Einstellen einer Zielmotordrehzahl gleich der optimalen Motordrehzahl gehören, die bei Schritt 225 angezeigt wurde. Anders ausgedrückt, kann eine Steuerung (z. B. 50) eine Zielmotordrehzahl gleich der optimalen Motordrehzahl einstellen.
  • Fortfahrend mit 235 kann zum Verfahren 200 das Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl gehören (oder das Beibehalten der Motordrehzahl bei der Zielmotordrehzahl). Ein oder mehrere Motoraktoren können verwendet werden, um die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl zu regeln oder die Motordrehzahl bei der Zielmotordrehzahl zu halten. Beispielsweise kann die Steuerung eine Stellung einer Drosselklappe (z. B. 62B) steuern, um eine Luftmenge zu regeln, die durch den Motor aufgenommen wird, die Zündabfolge für eine oder mehrere Brennkammern der Motorzylinder über eine oder mehrere Zündkerzen (z. B. 92B) einstellen, die Kraftstoffeinspritzung in die eine oder die mehreren Brennkammern der Motorzylinder über eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. 66B) erhöhen oder herabsetzen usw. Wenn die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl geregelt ist, versteht es sich, dass das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit umfassen kann, und zwar bei stationären Bedingungen, unter denen keine Beschleunigung/Verzögerung angefordert ist. Anders ausgedrückt, während das Fahrzeug unter stationären Bedingungen fährt, kann die Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl geregelt werden, so dass die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit umgesetzt werden können.
  • Wenn die Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl geregelt ist und demnach, wenn der Motor bei einer optimalen Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit arbeitet, kann das Verfahren 200 zu 205 zurückkehren. Dadurch kann das Verfahren 200 auf sich ändernde Bedingungen reagieren, während das Fahrzeug wenigstens teilweise durch den Motor angetrieben wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 220 kann, wenn angezeigt wird, dass eine Beschleunigung/Verzögerung angefordert ist, das Verfahren 200 mit 240 fortfahren. Bei 240 kann zum Verfahren 200 das Anzeigen eines optimalen Verhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehören. Das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit kann eine Funktion der Kraftstoffsparsamkeit, der Batterie-SOC, des Bedarfs des Fahrzeugführers, des Zustandes des Übertragungsgetriebes, der Batterietemperatur, der Kraftstoffmenge im Kraftstofftank usw. sein. Es versteht sich, dass, wenn ein Fahrzeug fährt und es zu einer Änderung der Gaspedalposition kommt, eine derartige Änderung der Gaspedalposition dementsprechend zu einer Änderung des Radleistungsbedarfs und einer entsprechenden Änderung der optimalen Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit führen kann. Wenn die Motordrehzahl jedoch mit der optimalen Motordrehzahl übereinstimmen dürfte, und zwar als Reaktion auf Veränderungen der Gaspedalposition, kann es Umstände geben, unter denen das Verhalten der Motordrehzahl für einen Fahrzeugführer, der an ein Stufenwechselgetriebe gewohnt ist, ungewohnt ist. Anders ausgedrückt, während eines Beschleunigungs-/Verzögerungsereignisses (in der vorliegenden Schrift auch als eine Transiente bezeichnet), kann sich die optimale Motordrehzahl in einer Geschwindigkeit ändern, die in Relation zur Beschleunigung des Fahrzeugs so schnell oder relativ langsam ist, dass sie der Intuition zuwiderläuft. Demnach kann sich das äquivalente optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Beschleunigung/Verzögerung dementsprechend kontinuierlich ändern (z. B. während Transienten). Wie vorstehend erwähnt, kann es in einem Fahrzeugantriebssystem wie dem, das unter Bezugnahme auf 1A beschrieben ist, möglich sein, ein Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Satz fester Getriebeübersetzungen einzuschränken, wobei durch eine derartige Lösung jedoch eine Möglichkeit zur Verbesserung der Kraftstoffsparsamkeit wegfallen kann.
  • Dementsprechend kann, fortfahrend mit 245, zum Verfahren 200 das Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehören, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Es versteht sich, dass die Geschwindigkeitsgrenze einen Algorithmus umfassen kann, der in einer Steuerung (z. B. 50) des Fahrzeugs gespeichert ist.
  • Die Geschwindigkeitsgrenze kann auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet werden, das bei 240 ermittelt wurde, so dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt werden kann. Die Geschwindigkeitsgrenze kann eine Funktion eines Umfangs einer angeforderten Beschleunigung/Verzögerung, einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Zustandes des Übertragungsgetriebes, ob das Fahrzeug wenigstens teilweise über einen Motor (z. B. 40) angetrieben wird oder nicht usw. sein. Anders ausgedrückt, kann die Geschwindigkeitsgrenze je nach Anzahl der Fahrzeugbetriebsbedingungen variabel sein.
  • Als Reaktion darauf, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei 245 angezeigt wird, kann das Verfahren 200 mit 250 fortfahren. Bei 250 kann zum Verfahren 200 das Ermitteln oder Berechnen einer Zielmotordrehzahl aus dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehören. Anders ausgedrückt kann mit dem bei Schritt 245 ermittelten Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit beispielsweise über Raddrehzahlsensoren (z. B. 114) angezeigt werden. Ist das Zielverhältnis ermittelt und wird die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt, kann eine Zielmotordrehzahl über die Steuerung entsprechend Gleichung (1) ermittelt werden, die nachstehend definiert ist: [ Ziel − ( Es / Vs ) − Verhältnis ] = [ Ziel − Es ] / [ Vs ] ;
    Figure DE102018117772A1_0001
    wobei Es für die Motordrehzahl steht und Vs für die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit steht.
  • Dementsprechend kann, wie aus Gleichung (1) ersichtlich, eine Zielmotordrehzahl durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
  • Ist die Zielmotordrehzahl bei 250 ermittelt, kann das Verfahren 200 mit 255 fortfahren. Bei 255 kann zum Verfahren 200 das Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl gehören. Ähnlich der Erörterung bei 235 oben, kann bei 255 zum Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl die Verwendung eines oder mehrerer Motoraktoren gehören, um die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl zu regeln. Beispiele sind das Steuern einer Stellung einer Drosselklappe (z. B. 62B), das Steuern der Zündfunkenabfolge über eine oder mehrere Zündkerzen (z. B. 92B), über das Erhöhen oder Herabsetzen der Kraftstoffeinspritzung in eine oder mehrere Brennkammern der Motorzylinder über eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. 66B) usw. Es versteht sich, dass zum Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl das Koppeln der Motordrehzahl und einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gehört. Anders ausgedrückt, sind die Motordrehzahl und die Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl bei 255 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit verbunden, so dass die Motordrehzahl nicht unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt wird.
  • Fortfahrend mit 260 kann zum Verfahren 200 das Anzeigen gehören, ob die Zielmotordrehzahl eine vorher festgelegte Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl überschreitet, wobei es sich versteht, dass die optimale Motordrehzahl bei Schritt 240 angezeigt wird. Beispielsweise können zur vorher festgelegten Grenzdifferenz 30 U/min, 40 U/min, 50 U/min, 60 U/min, 70 U/min, 80 U/min, 90 U/min oder höher als 90 U/min gehören.
  • Wenn bei 260 angezeigt wird, dass die Zielmotordrehzahl nicht über der Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, kann das Verfahren 200 zu 220 zurückkehren und das Anzeigen umfassen, ob nach wie vor eine Beschleunigung/Verzögerung angefordert ist. Anders ausgedrückt kann der Fahrzeugführer nach wie vor eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Fahrzeugs anfordern. Dementsprechend kann das Verfahren 200 von 220 zu 260 fortfahren, wie vorstehend erörtert, wenn unter Bedingungen eine Beschleunigung/Verzögerung angefordert ist, unter denen ermittelt wurde, dass die Zielmotordrehzahl nicht über der Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl läge. Zudem versteht es sich, dass durch die Rückkehr zu Schritt 220 von Schritt 260 von Verfahren 200 die Abfolge zum Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl, wie durch die Schritte 240-260 definiert, kontinuierlich durchgeführt wird, solange das Fahrzeug beschleunigt/verzögert. Anders ausgedrückt, versteht es sich, dass während eines Beschleunigungs-/Verzögerungsereignisses (z. B. Transiente) das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit einer kontinuierlichen Veränderung in Abhängigkeit von der Beschleunigungs-/Verzögerungsanfrage und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit unterliegen kann, und demnach die Geschwindigkeitsgrenze kontinuierlich auf das sich ändernde optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet werden kann, so dass die Zielmotordrehzahl kontinuierlich aktualisiert werden kann.
  • Alternativ, wenn bei 260 angezeigt wird, dass die Zielmotordrehzahl über der vorher festgelegten Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, kann das Verfahren 200 mit 265 fortfahren. Bei 265 können zum Verfahren 200 das Einstellen des Verhältnisses zwischen Zielmotordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (angezeigt bei Schritt 245) gleich dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (angezeigt bei Schritt 240) und zudem das Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl gehören. Zum Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl können das Steuern einer Stellung einer Drosselklappe (z. B. 62B), das Steuern der Zündfunkenabfolge über eine oder mehrere Zündkerzen (z. B. 92B), das Erhöhen oder Herabsetzen der Kraftstoffeinspritzung in eine oder mehrere Brennkammern der Motorzylinder über eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (z. B. 66B) usw. gehören. Anders ausgedrückt, kann als Reaktion auf eine Anzeige, dass die Zielmotordrehzahl über der Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgesetzt werden, wodurch die Motordrehzahl auf die optimale Drehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit zurückgebracht wird, während gleichzeitig ein Stufenwechselgetriebe emuliert wird (wie unter Bezugnahme auf 4 näher erörtert).
  • Zudem, wenngleich nicht ausdrücklich bei Schritt 265 von Verfahren 200 veranschaulicht, versteht es sich, dass in einigen Beispielen zum Verfahren das Wechseln einer Getriebeübersetzung eines Getriebes (z. B. 16) gehören kann, das so konfiguriert ist, dass es das Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung, gleichzeitig mit dem Einstellen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gleich dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Regeln des Motors auf die optimale Drehzahl auf der Grundlage des optimalen Verhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit. Derartige Beispiele können Antriebsstränge mit Leistungsverzweigung, Reihen- und/oder stufenlos einstellbare Antriebsstränge mit der Fähigkeit umfassen, Getriebeübersetzungen zu ändern. Dadurch kann ein Gangwechsel mit einem festen Übersetzungsverhältnis durch Einstellen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gleich dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit und Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl emuliert werden.
  • Im Anschluss an das Einstellen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit kann das Verfahren 200 zu 220 zurückkehren, wo angezeigt werden kann, ob nach wie vor eine Beschleunigung/Verzögerung angefordert ist. Anders ausgedrückt, kann die Abfolge zum Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl, während die Differenz zwischen der Zielmotordrehzahl und der optimalen Motordrehzahl unter der vorher festgelegten Grenzdifferenz liegt (Schritte 240-260), und/oder zum Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl als Reaktion darauf, dass die Differenz zwischen der Zielmotordrehzahl und der optimalen Motordrehzahl größer ist als die vorher festgelegte Grenzdifferenz (Schritte 240-265), kontinuierlich durchgeführt werden, solange das Fahrzeug beschleunigt/verzögert. Beispielsweise kann es bei einer Beschleunigung aus dem Ruhezustand eine Vielzahl von Zeitpunkten geben, bei denen das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wie unter Bezugnahme auf den Zeitstrahl 400 näher erörtert, der nachstehend in 4 dargestellt ist. Jedes Mal, wenn das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, kann eine derartige Aktion beispielsweise das Wechseln in einen höheren Gang simulieren.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein beispielhafter Zeitstrahl 300 zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug während transienter Beschleunigungs-/Verzögerungsereignisse und unter stationären Fahrbedingungen gezeigt. Zum Zeitstrahl 300 gehört der Verlauf 305, der eine Position eines Gaspedals (z. B. 192) im Zeitablauf angibt. Das Gaspedal kann nach unten (+) in Richtung eines Bodens des Fahrzeuges gedrückt oder losgelassen (-) werden. Zum Zeitstrahl 300 gehört zudem der Verlauf 310, der die Fahrzeuggeschwindigkeit im Zeitablauf angibt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf höher (+) oder niedriger (-) werden. Zum Zeitstrahl 300 gehören zudem der Verlauf 315, der eine Zielmotordrehzahl anzeigt, und der Verlauf 320, der eine optimale Motordrehzahl anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Die Motordrehzahl kann im Zeitablauf größer (+) oder kleiner (-) werden. Zum Zeitstrahl 300 gehören zudem der Verlauf 325, der ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, und der Verlauf 330, der ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf größer (+) oder kleiner (-) werden.
  • Bei Zeitpunkt t0 wird das Fahrzeug wenigstens teilweise über einen Motor angetrieben. Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 ist die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant, da die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant ist. Dementsprechend wird die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl geregelt, wobei zur Zielmotordrehzahl die optimale Motordrehzahl zum Umsetzen der Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit gehört. Anders ausgedrückt, überlappt die Zielmotordrehzahl mit der optimalen Motordrehzahl zwischen Zeitpunkt t0 und t1.
  • Gleichermaßen gehört, wenn die Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl geregelt ist, zum Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit. Anders ausgedrückt, überlappt das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zum Umsetzen der Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit zwischen Zeitpunkt t0 und t1.
  • Bei Zeitpunkt t1 drückt der Fahrzeugführer das Gaspedal nach unten und fordert dementsprechend ein höheres Raddrehmoment an (entsprechend der Radleistung). Würde die Motordrehzahl allein auf der Grundlage der Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt, würde die optimale Motordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 320, als Reaktion auf das angeforderte höhere Raddrehmoment schnell ansteigen. Ein derartiger schneller Anstieg der Motordrehzahl kann für den Fahrzeugführer auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalposition jedoch der Intuition zuwiderlaufen. Gleichermaßen kann, wenn die Motordrehzahl allein auf der Grundlage der Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt würde, das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit als Reaktion auf das angeforderte höhere Raddrehmoment schnell ansteigen, was der Intuition des Fahrzeugführers gleichermaßen zuwiderlaufen kann.
  • Um ein Verhalten der Motordrehzahl zwischen Zeitpunkt t1 und t2 zu vermeiden, das der Intuition zuwiderläuft, kann das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der vorstehenden Erörterung ermittelt werden und kann eine Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet werden, um ein Zielverhältnis zu erhalten. Als Reaktion auf das Erhalten des Zielverhältnisses können die Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 310, gemessen und unter Anwendung von Gleichung (1) oben zusammen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Zielverhältnis eine Zielmotordrehzahl angezeigt werden.
  • Dementsprechend steigt durch Anwenden der Geschwindigkeitsgrenze zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die Zielmotordrehzahl geschwindigkeitsbeschränkt, bis sie sich der optimalen Motordrehzahl annähert. Gleichermaßen steigt das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit geschwindigkeitsbeschränkt, bis es sich dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit annähert. Es versteht sich, dass sich das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit an einem Punkt annähern kann, an dem die Zielmotordrehzahl der optimalen Motordrehzahl entspricht.
  • Dementsprechend versteht es sich in dem Zeitraum zwischen Zeitpunkt t1 und t2, dass das Betätigungsereignis (beginnend bei Zeitpunkt t1) nicht ausreicht, um dafür zu sorgen, dass eine Differenz zwischen der Zielmotordrehzahl und der optimalen Motordrehzahl die vorher festgelegte Grenzdifferenz übersteigt (vorstehend bei Schritt 260 von Verfahren 200 erörtert). Dementsprechend versteht es sich zwischen Zeitpunkt t1 und t2, dass das Verfahren (z. B. Verfahren 200) die Motordrehzahl daran hindert, als Reaktion auf die Betätigung schnell anzusteigen. Anders ausgedrückt, verhindert das Verfahren einen Wechsel in einen niedrigeren Gang, d.h. auf eine höhere Motordrehzahl, wie dies in einem Fahrzeug mit Stufenwechselgetriebe unter Bedingungen vorkommen kann, unter denen ein derartiges Fahrzeug im höchsten Gang fährt (beispielsweise) und ein Fahrzeugführer das Gaspedal betätigt, um zu beschleunigen. In einem derartigen Beispiel kann das Stufenwechselgetriebe dahingehend gesteuert werden, dass es das Getriebe über einen vorher festgelegten Zeitraum im höchsten Gang hält, bis eine oder mehrere Bedingungen erfüllt sind, wobei das Getriebe dann so gesteuert werden kann, dass es in einen niedrigeren Gang herunterschaltet, um eine Beschleunigung bei einer höheren Motordrehzahl bereitzustellen. Gleichermaßen versteht es sich zwischen Zeitpunkt t1 und t2, wenn die Motordrehzahl daran gehindert wird, als Reaktion auf die Betätigung des Gaspedals schnell anzusteigen, dass das Verfahren ein simuliertes Herunterschalten auf eine höhere Motordrehzahl gleichermaßen verhindert. Wenn der Fahrzeugführer zwischen Zeitpunkt t1 und t2 das Gaspedal weiter nach unten drücken würde (nicht dargestellt), so dass die Differenz zwischen Zielmotordrehzahl und optimaler Motordrehzahl die Grenzdifferenz übersteigt, kann das Steuerverfahren (z. B. Verfahren 200) schnell in einen höheren Gang schalten, um ein Herunterschalten zu simulieren. Das Schalten in einen höheren Gang kann das schnelle Erhöhen der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl umfassen, um beispielsweise ein Herunterschalten zu simulieren.
  • Zwischen Zeitpunkt t2 und t3 bleibt die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant. Anders ausgedrückt, versteht es sich, dass zwischen Zeitpunkt t2 und t3 das Fahrzeug bei einer im Wesentlichen konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, oder in einem stationären Zustand. Wie vorstehend erörtert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist, da die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant bleibt, wird die Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt. Anders ausgedrückt, wird zwischen Zeitpunkt t2 und t3 die optimale Motordrehzahl als das Motordrehzahlziel verwendet, was dazu führt, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
  • Bei Zeitpunkt t3 lässt der Fahrzeugführer das Gaspedal los und zeigt damit an, dass weniger Raddrehmoment erforderlich ist (entsprechend weniger Radleistung). Ähnlich der vorstehenden Beschreibung im Hinblick auf den Anstieg des angefragten Raddrehmomentes zwischen Zeitpunkt t1 und t2, können während einer transienten Verzögerung das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit angezeigt und ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dadurch berechnet werden, dass eine Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet wird. Als Reaktion auf das Erhalten des Zielverhältnisses können die Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen und eine Zielmotordrehzahl entsprechend Gleichung (1), wie vorstehend erörtert, angezeigt werden.
  • Dementsprechend wird zwischen Zeitpunkt t3 und t4 die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl geregelt. Wenn die Zieldrehzahl im Wesentlichen der optimalen Motordrehzahl ähnelt, versteht es sich, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Ähnlich der vorstehenden Erörterung im Hinblick auf den Zeitraum zwischen Zeitpunkt t1 und t2, wenn der Fahrzeugführer zwischen Zeitpunkt t3 und t4 das Gaspedal weiter nach unten drückt (nicht dargestellt), so dass sich die Zielmotordrehzahl von der optimalen Motordrehzahl um die Grenzdifferenz unterscheidet, versteht es sich, dass unter derartigen Bedingungen die Motordrehzahl schnell auf die optimale Motordrehzahl geregelt werden kann, was ein Herunterschaltereignis simulieren kann. Unter Bedingungen, unter denen ein Betätigungsereignis nicht ausreicht, um dafür zu sorgen, dass die Differenz zwischen Zielmotordrehzahl und optimaler Motordrehzahl die Grenzdifferenz übersteigt, versteht es sich, dass das Steuerverfahren ein simuliertes Herunterschalten dadurch verhindern kann, dass es die Motordrehzahl entsprechend der Veranschaulichung zwischen Zeitpunkt t3 und t4 geschwindigkeitsbeschränkt. Anders ausgedrückt, kann zum Verfahren (z. B. Verfahren 200) das Verhindern oder Inhibieren des Herunterschaltens unter Bedingungen gehören, unter denen ein Betätigungsereignis nicht ausreicht, um dafür zu sorgen, dass die Differenz zwischen Zielmotordrehzahl und optimaler Motordrehzahl die Grenzdifferenz übersteigt, und, als Reaktion auf eine Betätigung, bei der die Differenz zwischen Zielmotordrehzahl und optimaler Motordrehzahl die vorher festgelegte Grenze übersteigt, kann die Zieldrehzahl schnell auf die optimale Motordrehzahl geregelt werden, um ein Herunterschaltereignis zu simulieren.
  • Bei Zeitpunkt t4 wird erneut ein höheres Raddrehmoment durch den Fahrzeugführer angefordert, angezeigt durch Verlauf 305. Zwischen Zeitpunkt t4 und t5 wird dasselbe Verfahren durchgeführt wie für den Zeitraum zwischen Zeitpunkt t1 und t2 beschrieben. Kurz gesagt, wird ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (basierend auf den Vorteilen der Kraftstoffsparsamkeit) angezeigt und wird eine Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten. Sobald das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt wurde, können die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt und die Zielmotordrehzahl über Gleichung (1) ermittelt werden, wie vorstehend erörtert.
  • Dementsprechend steigt zwischen Zeitpunkt t4 und t5 die Zielmotordrehzahl geschwindigkeitsbeschränkt, bis sie sich der optimalen Motordrehzahl annähert. Gleichermaßen steigt das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit geschwindigkeitsbeschränkt, bis es sich dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit annähert. Wie vorstehend erörtert, versteht es sich, dass sich das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit annähern kann, wenn die Zielmotordrehzahl der optimalen Motordrehzahl entspricht.
  • Zwischen Zeitpunkt t5 und t6 bleibt die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen dadurch konstant ist, dass die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant bleibt, wird die Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt, was dazu führt, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
  • Unter Bezugnahme auf 4 ist ein beispielhafter Zeitstrahl 400 zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug während einer Beschleunigung aus dem Ruhezustand gezeigt. Zum Zeitstrahl 400 gehört der Verlauf 405, der eine Position eines Gaspedals (z. B. 192) im Zeitablauf angibt. Das Gaspedal kann nach unten (+) in Richtung eines Bodens des Fahrzeuges gedrückt oder losgelassen (-) werden. Zum Zeitstrahl 400 gehört zudem der Verlauf 410, der die Fahrzeuggeschwindigkeit im Zeitablauf angibt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf höher (+) werden, verglichen mit einem angehaltenen Fahrzeug (0). Zum Zeitstrahl 400 gehören zudem der Verlauf 415, der eine Zielmotordrehzahl anzeigt, und der Verlauf 420, der eine optimale Motordrehzahl anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Die Motordrehzahl kann im Zeitablauf höher (+) werden, verglichen mit einem angehaltenen Fahrzeug (0). Zum Zeitstrahl 400 gehören zudem der Verlauf 425, der ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, und der Verlauf 430, der ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf größer (+) oder kleiner (-) werden.
  • Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 wird das Fahrzeug angehalten, angezeigt durch Verlauf 410, bei abgeschaltetem Motor, angezeigt durch Verlauf 415. Das Gaspedal wird nicht betätigt, angezeigt durch Verlauf 405. Bei Zeitpunkttl wird das Gaspedal durch einen Fahrzeugführer nach unten gedrückt, was eine Anfrage nach Raddrehmoment anzeigt (entsprechend der Radleistung), um das Fahrzeug aus dem Ruhezustand zu beschleunigen.
  • Zwischen Zeitpunkt t1 und t2 steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit leicht an, aber der Motor bleibt abgeschaltet. Dementsprechend versteht es sich, wenngleich nicht ausdrücklich dargestellt, dass das Fahrzeug zunächst elektrisch beschleunigt wird, beispielsweise über einen Motor (z. B. 40). Bei Zeitpunkt t2 versteht es sich, dass der Bedarf des Fahrzeugführers so ist, dass der Motor aktiviert wird. Beispielsweise kann zur Aktivierung des Motors das Initiieren des Motors gehören, Luft und Kraftstoff zu verbrennen.
  • Die Motordrehzahl steigt zwischen Zeitpunkt t2 und t3 schnell an, angezeigt durch Verlauf 415. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, versteht es sich, dass eine Steuerung des Fahrzeugs ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (angezeigt durch Verlauf 430) für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit anzeigt und eine Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet wird, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten. Sobald das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt wurde, können die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt und die Zielmotordrehzahl über Gleichung (1) ermittelt werden, wie vorstehend erörtert.
  • Dementsprechend steigt zwischen Zeitpunkt t2 und t3 die Motordrehzahl entsprechend der Ermittlung der Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 415. Unter Bedingungen, unter denen das Fahrzeug aus dem Ruhezustand beschleunigt, unter denen der Motor die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl erhöht, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant gehalten, wie durch Verlauf 425 zwischen Zeitpunkt t2 und t3 angezeigt. Wie veranschaulicht, unterscheidet sich die Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 415, von der optimalen Motordrehzahl (für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit), angezeigt durch Verlauf 420. Gleichermaßen unterscheidet sich das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 425, von dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 430.
  • Bei Zeitpunkt t3 versteht es sich, dass sich die Zielmotordrehzahl von der optimalen Motordrehzahl um eine vorher festgelegte Grenzdifferenz unterscheidet. Dementsprechend, wenn eine derartige Grenzdifferenz angezeigt wird, wird die Zielmotordrehzahl schnell auf die aktuelle optimale Motordrehzahl geregelt. Die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl wird als 415a bezeichnet. Durch Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 425, auf ein aktuelles optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, angezeigt durch Verlauf 430. Die schnelle Änderung des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit wird als 425a bezeichnet.
  • Ein ähnliches Verfahren erfolgt zwischen Zeitpunkt t3 und t4, zwischen Zeitpunkt t4 und t5 und zwischen Zeitpunkt t5 und t6. In jedem Fall wird eine Geschwindigkeitsgrenze auf ein angezeigtes aktuelles optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet, um ein Zielverhältnis zu erhalten. Nach dem Erhalten des Zielverhältnisses kann die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt werden und wird eine Zielmotordrehzahl durch Multiplizieren der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, um eine Zielmotordrehzahl zu erhalten. In jedem Fall (t3-t4, t4-t5, t5-t6), wird, während die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl steigt, das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (angezeigt durch Verlauf 425) im Wesentlichen konstant gehalten. Beim Beschleunigen auf die Zielmotordrehzahl, wenn ermittelt wird, dass sich die Zielmotordrehzahl von der optimalen Motordrehzahl um die vorher festgelegte Grenze unterscheidet, wie erörtert, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgesetzt, indem die Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 415, auf die optimale Motordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 420, geregelt wird. Die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl bei Zeitpunkt t4 wird als 415b bezeichnet, die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl bei Zeitpunkt t5 wird als 415c bezeichnet und die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl wird als 415d bezeichnet. Gleichermaßen wird die schnelle Änderung des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei Zeitpunkt t4 als 425b, bei Zeitpunkt t5 als 425c und bei Zeitpunkt t6 als 425d bezeichnet.
  • Zudem versteht es sich in jedem Fall, in dem die Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl eingestellt wird und das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird (Zeitpunkte t3, t4, t5 und t6), dass in einigen Beispielen eine Getriebeübersetzung in einem Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, in oder auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung geschaltet oder gesteuert werden kann. Wie vorstehend erörtert, können derartige Beispiele Antriebsstränge mit Leistungsverzweigung, Reihen- und/oder stufenlos einstellbare Antriebsstränge mit der Fähigkeit umfassen, Getriebeübersetzungen zu ändern. Es versteht sich zudem, dass die vorherige Getriebeübersetzung eine Getriebeübersetzung gerade vor dem Einstellen der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl und gerade vor dem Einstellen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen kann.
  • Dementsprechend wird zwischen Zeitpunkt t2-t6, während einer Beschleunigung aus dem Ruhezustand, ein Verhalten beobachtet, das dem Stufenwechselverhalten ähnelt, wenn die Motordrehzahl steigt, während das Fahrzeug beschleunigt, wobei periodisches „Hochschalten“ (dargestellt durch 415a-d und 425a-d) die Motordrehzahl wieder auf die optimale Motordrehzahl und dementsprechend das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit wieder auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bringt. Dementsprechend versteht es sich, dass jedes „Hochschalten“ einen simulierten Gangwechsel umfasst. Nach jedem simulierten Gangwechsel versteht es sich, dass das Zielverhältnis auf das aktuelle optimale Verhältnis zurückgesetzt wird und die neue Getriebeübersetzung niedriger ist als die vorherige Übersetzung, was eine Steigerung der Getriebeübersetzungen bietet, die typisch für ein Getriebe mit fester Übersetzung ist.
  • Bei Zeitpunkt t6 fordert der Fahrzeugführer keine Fahrzeugbeschleunigung mehr an. Wie angezeigt, pendelt sich die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen Zeitpunkt t6 und t7 ein und bleibt die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant. Dementsprechend versteht es sich zwischen Zeitpunkt t6 und t7, dass das Fahrzeug unter stationären Bedingungen betrieben wird. Dementsprechend versteht es sich zwischen Zeitpunkt t6 und t7, dass das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet und die optimale Motordrehzahl als das Motordrehzahlziel verwendet werden. Während das Motordrehzahlziel, angezeigt durch Verlauf 415, der optimalen Motordrehzahl entspricht, angezeigt durch Verlauf 420, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 425, dementsprechend zum optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 430.
  • Unter Bezugnahme auf 5 ist ein beispielhafter Zeitstrahl 500 zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug unter Verzögerungsbedingungen gezeigt. Insbesondere veranschaulicht Zeitstrahl 500, wie die Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug unter Verzögerungsbedingungen gesteuert wird, um Wechsel in niedrigere Gänge zu simulieren. Zum Zeitstrahl 500 gehört der Verlauf 505, der eine Position eines Gaspedals (z. B. 192) im Zeitablauf angibt. Das Gaspedal kann nach unten (+) in Richtung eines Bodens des Fahrzeuges gedrückt oder losgelassen (-) werden. Zum Zeitstrahl 500 gehört zudem der Verlauf 510, der die Fahrzeuggeschwindigkeit im Zeitablauf angibt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf höher (+) werden, verglichen mit einem angehaltenen Fahrzeug (0). Zum Zeitstrahl 500 gehören zudem der Verlauf 515, der eine Zielmotordrehzahl anzeigt, und der Verlauf 520, der eine optimale Motordrehzahl anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Die Motordrehzahl kann im Zeitablauf höher (+) werden, verglichen mit einem angehaltenen Fahrzeug (0). Zum Zeitstrahl 500 gehören zudem der Verlauf 525, der ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, und der Verlauf 530, der ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, jeweils im Zeitablauf. Das Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Zeitablauf größer (+) oder kleiner (-) werden.
  • Zwischen Zeitpunkt t0 und t1 bewegt sich das Fahrzeug, angezeigt durch Verlauf 510, bei eingeschaltetem Motor, angezeigt durch Verlauf 515. Die Gaspedalposition ist zwischen Zeitpunkt t0 und t1 im Wesentlichen konstant, angezeigt durch Verlauf 505. Anders ausgedrückt, versteht es sich, dass zwischen Zeitpunkt t0 und t1 das Fahrzeug bei einer im Wesentlichen konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, oder in einem stationären Zustand. Wie vorstehend erörtert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist, da die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant bleibt, wird die Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt. Anders ausgedrückt, wird zwischen Zeitpunkt t0 und t1 die optimale Motordrehzahl als das Motordrehzahlziel verwendet, was dazu führt, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
  • Bei Zeitpunkt t1 wird das Gaspedal durch einen Fahrzeugführer losgelassen, was eine Anfrage nach verringertem Raddrehmoment (entsprechend der Radleistung) anzeigt, um das Fahrzeug zu verzögern.
  • Wenn das Fahrzeug verzögert, versteht es sich, dass eine Steuerung des Fahrzeugs ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (angezeigt durch Verlauf 530) für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit anzeigt und eine Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet wird, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten. Sobald das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt wurde, können die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt und die Zielmotordrehzahl über Gleichung (1) ermittelt werden, wie vorstehend erörtert.
  • Dementsprechend sinkt zwischen Zeitpunkt t1 und t2 die Motordrehzahl entsprechend der Ermittlung der Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 515. Unter Bedingungen, unter denen das Fahrzeug durch ein Loslassen des Gaspedals verzögert, unter denen der Motor die Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl verringert, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant gehalten, wie durch Verlauf 525 zwischen Zeitpunkt t1 und t2 angezeigt. Wie veranschaulicht, unterscheidet sich die Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 515, von der optimalen Motordrehzahl (für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit), angezeigt durch Verlauf 520. Gleichermaßen unterscheidet sich das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 525, von dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 530.
  • Bei Zeitpunkt t2 versteht es sich, dass sich die Zielmotordrehzahl von der optimalen Motordrehzahl um eine vorher festgelegte Grenzdifferenz unterscheidet. Dementsprechend, wenn eine derartige Grenzdifferenz angezeigt wird, wird die Zielmotordrehzahl schnell auf die aktuelle optimale Motordrehzahl geregelt. Die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl wird als 515a bezeichnet. Durch Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit, angezeigt durch Verlauf 525, auf ein aktuelles optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, angezeigt durch Verlauf 530. Die schnelle Änderung des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit wird als 525a bezeichnet.
  • Zwischen Zeitpunkt t2 und t3 bleibt die Gaspedalposition im Wesentlichen konstant. Dementsprechend wird, wie vorstehend beschrieben, die Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit geregelt. Anders ausgedrückt, wird zwischen Zeitpunkt t2 und t3 die optimale Motordrehzahl als das Motordrehzahlziel verwendet, was dazu führt, dass das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
  • Bei Zeitpunkt t3 wird das Gaspedal durch den Fahrzeugführer losgelassen, was eine weitere Anfrage nach verringertem Raddrehmoment (entsprechend der Radleistung) anzeigt, um das Fahrzeug zu verzögern. Dementsprechend erfolgt ein ähnliches Verfahren zwischen Zeitpunkt t3 und t4. wie das zwischen Zeitpunkt t1 und t2 erörterte Verfahren. Kurz gesagt, wird eine Geschwindigkeitsgrenze auf ein angezeigtes aktuelles optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit angewendet, um ein Zielverhältnis zu erhalten. Nach dem Erhalten des Zielverhältnisses kann die Fahrzeuggeschwindigkeit angezeigt werden und wird eine Zielmotordrehzahl durch Multiplizieren der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, um eine Zielmotordrehzahl zu erhalten. Während die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl sinkt, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant gehalten. Beim Verzögern auf die Zielmotordrehzahl, wenn ermittelt wird, dass sich die Zielmotordrehzahl von der optimalen Motordrehzahl um die vorher festgelegte Grenze unterscheidet, wie erörtert, wird das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgesetzt, indem die Zielmotordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 515, auf die optimale Motordrehzahl, angezeigt durch Verlauf 520, geregelt wird. Die schnelle Änderung der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl bei Zeitpunkt t4 wird als 515b bezeichnet. Gleichermaßen wird die schnelle Änderung des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das aktuelle optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei Zeitpunkt t4 als 525b bezeichnet.
  • Zudem versteht es sich in jedem Fall, in dem die Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl eingestellt wird und das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird (Zeitpunkte t2 und t4), dass eine Getriebeübersetzung in einem Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, in oder auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung geschaltet oder gesteuert werden kann. Es versteht sich, dass die vorherige Getriebeübersetzung eine Getriebeübersetzung gerade vor dem Einstellen der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl und gerade vor dem Einstellen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen kann.
  • Dementsprechend wird zwischen Zeitpunkt t1-t2 und zwischen t3-t4, unter Verzögerungsbedingungen, ein Verhalten beobachtet, das dem Stufenwechselverhalten ähnelt, wenn die Motordrehzahl sinkt, während das Fahrzeug verzögert, wobei periodisches „Herunterschalten“ (dargestellt durch 415a-d und 425a-d) die Motordrehzahl wieder auf die optimale Motordrehzahl und dementsprechend das Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit wieder auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bringt. Dementsprechend versteht es sich, dass jedes „Herunterschalten“ einen simulierten Gangwechsel umfasst. Nach jedem simulierten Gangwechsel versteht es sich, dass das Zielverhältnis auf das aktuelle optimale Verhältnis zurückgesetzt wird und die neue Getriebeübersetzung niedriger ist als die vorherige Übersetzung, was eine Steigerung der Getriebeübersetzungen bietet, die typisch für ein Getriebe mit fester Übersetzung ist. Dadurch kann ein Hybridfahrzeugsystem, in dem die Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt wird, dadurch betrieben werden, dass ein Getriebe mit fester Übersetzung während Beschleunigungen und Verzögerungen simuliert wird, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer optimalen Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit bei stationärem Betrieb. Demnach kann die Motordrehzahl mit Beschleunigungs-/Verzögerungsanfragen von einem Fahrzeugführer korreliert werden, und zwar so, dass sie für einen Fahrzeugführer intuitiv ist, der an einen Antriebsstrang mit einem Stufenwechselgetriebe gewohnt ist. Zudem kann durch Aufrechterhalten der optimalen Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit während des stationären Betriebs die Kraftstoffsparsamkeit verbessert werden.
  • Der technische Effekt besteht darin, zu erkennen, dass als Reaktion auf Transienten (z. B. Beschleunigungen/Verzögerungen während des stationären Betriebs), oder beim Beschleunigen eines Fahrzeugs aus dem Ruhezustand die Anwendung einer Geschwindigkeitsgrenze auf ein angezeigtes optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit die Motordrehzahl daran hindern kann, sich mit einer Geschwindigkeit zu ändern, die in Relation zur Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs so schnell oder langsam ist, dass sie der Intuition zuwiderläuft. Ein weiterer technischer Effekt besteht darin, zu erkennen, dass durch das Anwenden der Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zum Ermitteln eines Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit und bei einer Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Zielmotordrehzahl für Transienten oder für das Beschleunigen aus dem Ruhezustand berechnet werden kann. Durch das Anzeigen, wenn sich die Zielmotordrehzahl von einer angezeigten optimalen Motordrehzahl um eine vorher festgelegte Grenze unterscheidet, und durch das Zurücksetzen der Zielmotordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl (und das dementsprechende Zurücksetzen des Zielverhältnisses zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit) an diesem/diesen Punkt/en ermöglicht die in der vorliegenden Schrift erörterte Methodik die Simulation eines Getriebes mit fester Übersetzung bei Beschleunigungen und Verzögerungen.
  • Die hier und unter Bezugnahme auf 1A-1B beschriebenen Systeme können zusammen mit den hier und unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Verfahren ein oder mehrere Systeme und ein oder mehrere Verfahren ermöglichen. In einem Beispiel gehört zu einem Verfahren das Regeln eines Motors, der ein Fahrzeug antreibt, auf eine optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen; und als Reaktion auf eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage, das Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (E/V) für Kraftstoffsparsamkeit, um ein Ziel-E/V-Verhältnis zu erhalten, und das Regeln des Motors auf eine Zieldrehzahl, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt. In einem ersten Beispiel für das Verfahren gehört zum Verfahren zudem, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug umfasst, bei dem die Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt werden kann. Zu einem zweiten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem, wobei das Hybridfahrzeug einen Reihenhybrid oder einen Hybrid mit Leistungsverzweigung umfasst. Zu einem dritten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten und zweiten Beispiele und zudem als Reaktion darauf, dass die Zieldrehzahl über der Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, das Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und das Steuern des Motors auf die optimale Drehzahl auf der Grundlage des optimalen E/V-Verhältnisses. Zu einem vierten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis dritten Beispiele und zudem, wobei das Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl einen Gangwechsel in einem Getriebe mit fester Übersetzung emuliert. Zu einem fünften Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis vierten Beispiele und zudem das Wechseln einer Getriebeübersetzung in einem Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es das Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung, gleichzeitig mit dem Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und Steuern des Motors auf die optimale Drehzahl basierend auf dem optimalen E/V-Verhältnis. Zu einem sechsten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis fünften Beispiele und zudem, wobei zum Steuern des Motors auf die Zieldrehzahl, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, zudem das Koppeln der Motordrehzahl und einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gehört. Zu einem siebten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis sechsten Beispiele und zudem, wobei zum Regeln des Motors auf die Zieldrehzahl das Ermitteln der Zieldrehzahl durch Multiplizieren einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Ziel-E/V-Verhältnis gehört, um die Zielmotordrehzahl zu erhalten. Zu einem achten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis siebten Beispiele und zudem, wobei das Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen das Betreiben des Fahrzeugs bei dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst. Zu einem neunten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis achten Beispiele und zudem, wobei das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für Kraftstoffsparsamkeit und die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit eine Funktion von einem oder mehreren der folgenden sind: Fahrzeuggeschwindigkeit, Ladezustand einer eingebauten Energiespeichervorrichtung, Temperatur der eingebauten Energiespeichervorrichtung, Zustand des Übersetzungsgetriebes, Kraftstoffmenge im Kraftstofftank für den Motor und/oder durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment.
  • Zu einem Beispiel für ein System für ein Hybridfahrzeug gehören ein Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug antreibt; ein Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es Drehmoment vom Motor auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs über eine Vielzahl von Getriebeübersetzungen überträgt; und eine Steuerung, die Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen:: Koppeln einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit als Reaktion auf eine/n durch einen Fahrzeugführer angeforderte/n Anstieg oder Abnahme des Raddrehmomentbedarfs aus einer stationären Bedingung, bis sich eine Zielmotordrehzahl von einer optimalen Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit um eine vorher festgelegte Grenze unterscheidet, wobei die Motordrehzahl an diesem Punkt auf die optimale Motordrehzahl geregelt wird. In einem ersten Beispiel für das System gehört zu dem System zudem, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Ermitteln der Zielmotordrehzahl durch Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit speichert, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten, wobei zum Ermitteln der Zielmotordrehzahl das Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehört, um die Zielmotordrehzahl zu erhalten. Zu einem zweiten Beispiel für das System gehört gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Wechseln einer Getriebeübersetzung eines Getriebes auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung speichert, gleichzeitig mit dem Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl. Zu einem dritten Beispiel für das System gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten und zweiten Beispiele und zudem, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Aufrechterhalten der Motordrehzahl bei der optimalen Motordrehzahl unter stationären Bedingungen speichert, unter denen ein Anstieg oder eine Abnahme des Raddrehmomentbedarfs nicht angefordert wird. Zu einem vierten Beispiel für das System gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis dritten Beispiele und zudem, wobei die optimale Motordrehzahl eine Funktion von einem oder mehreren der folgenden ist: Fahrzeuggeschwindigkeit, Ladezustand einer eingebauten Energiespeichervorrichtung, Temperatur der eingebauten Energiespeichervorrichtung, Zustand des Übersetzungsgetriebes, Kraftstoffmenge im Kraftstofftank für den Motor und/oder durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment.
  • Zu einem anderen Beispiel für ein Verfahren gehört unter einer ersten Bedingung das Aufrechterhalten einer Drehzahl eines Motors, der so konfiguriert ist, dass er ein Fahrzeug antreibt, bei einer optimalen Motordrehzahl, um ein Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für Kraftstoffsparsamkeit zu halten; und unter einer zweiten Bedingung, das Regeln einer Motordrehzahl auf eine Zielmotordrehzahl, bei der es sich nicht um die optimale Motordrehzahl handelt, während die Zieldrehzahl innerhalb einer vorher festgelegten Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, wobei die Motordrehzahl als Reaktion darauf auf die optimale Motordrehzahl geregelt wird, die dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für Kraftstoffsparsamkeit entspricht, dass die Zielmotordrehzahl über der vorher festgelegten Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt. In einem ersten Beispiel für das Verfahren gehört zum Verfahren zudem, wobei die erste Bedingung eine stationäre Bedingung umfasst, unter der die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist; und wobei die zweite Bedingung eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage des Fahrzeugs umfasst. Zu einem zweiten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls das erste Beispiel und zudem, wobei die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit eine Funktion des Bedarfs des Fahrzeugführers und eines Speicherzustands einer eingebauten Energiespeichervorrichtung ist. Zu einem dritten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten und zweiten Beispiele und zudem, wobei das Regeln der Motordrehzahl auf die Zielmotordrehzahl in der zweiten Bedingung das Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten, wobei die Zieldrehzahl durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird. Zu einem vierten Beispiel für das Verfahren gehört gegebenenfalls ein beliebiges oder mehrere oder alle der ersten bis dritten Beispiele und zudem das Steuern einer Getriebeübersetzung eines Getriebes, das so konfiguriert ist, dass es Drehmoment von einem Motor auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Übersetzung bei gleichzeitiger Regelung der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl in der zweiten Bedingung.
  • Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, zu dem die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware gehört, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der im nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, zu dem die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung gehören, durchgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente umfassen und zwei oder mehr derartiger Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, egal ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: Steuern eines Motors, der ein Fahrzeug antreibt, auf eine optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit während stationärer Bedingungen; und als Reaktion auf eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsanfrage, das Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze für ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit (E/V) für Kraftstoffsparsamkeit, um ein Ziel-E/V-Verhältnis zu erhalten, und das Steuern des Motors auf eine Zieldrehzahl, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug umfasst, bei dem die Motordrehzahl unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt werden kann.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Hybridfahrzeug einen Reihenhybrid oder einen Hybrid mit Leistungsverzweigung umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, zudem umfassend: als Reaktion darauf, dass die Zieldrehzahl eine Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl überschreitet, das Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und das Steuern des Motors auf die optimale Drehzahl auf der Grundlage des optimalen E/V-Verhältnisses.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl einen Gangwechsel in einem Getriebe mit fester Übersetzung emuliert.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, zudem umfassend das Wechseln einer Getriebeübersetzung in einem Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es das Motordrehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs überträgt, auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung, gleichzeitig mit dem Einstellen des Ziel-E/V-Verhältnisses gleich dem optimalen E/V-Verhältnis und Steuern des Motors auf die optimale Drehzahl basierend auf dem optimalen E/V-Verhältnis.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motors auf die Zieldrehzahl, vorausgesetzt, dass die Zieldrehzahl unter einer Grenzdifferenz von der optimalen Motordrehzahl liegt, zudem das Koppeln der Motordrehzahl und einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motors auf die Zieldrehzahl das Ermitteln der Zieldrehzahl durch Multiplizieren einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Ziel-E/V-Verhältnis umfasst, um die Zielmotordrehzahl zu erhalten.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des Motors auf die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit unter stationären Bedingungen zudem das Betreiben des Fahrzeugs bei dem optimalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das optimale Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für Kraftstoffsparsamkeit und die optimale Motordrehzahl für Kraftstoffsparsamkeit eine Funktion von einem oder mehreren der folgenden sind: Fahrzeuggeschwindigkeit, Ladezustand einer eingebauten Energiespeichervorrichtung, Temperatur der eingebauten Energiespeichervorrichtung, Zustand des Übersetzungsgetriebes, Kraftstoffmenge im Kraftstofftank für den Motor und/oder durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment.
  11. System für ein Hybridfahrzeug, umfassend: einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er das Fahrzeug antreibt; ein Getriebe, das so konfiguriert ist, dass es Drehmoment vom Motor auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs über eine Vielzahl von Getriebeübersetzungen überträgt; und eine Steuerung, die Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher speichert, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: Koppeln einer Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl mit der Fahrzeuggeschwindigkeit als Reaktion auf eine/n durch einen Fahrzeugführer angeforderte/n Anstieg oder Abnahme des Raddrehmomentbedarfs aus einer stationären Bedingung, bis sich eine Zielmotordrehzahl von einer optimalen Motordrehzahl für die Vorteile der Kraftstoffsparsamkeit um eine vorher festgelegte Grenze unterscheidet, wobei die Motordrehzahl an diesem Punkt auf die optimale Motordrehzahl geregelt wird.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Ermitteln der Zielmotordrehzahl durch Anwenden einer Geschwindigkeitsgrenze auf ein optimales Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit speichert, um ein Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten, wobei zum Ermitteln der Zielmotordrehzahl das Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielverhältnis zwischen Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit gehört, um die Zielmotordrehzahl zu erhalten.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Wechseln einer Getriebeübersetzung eines Getriebes auf eine niedrigere Getriebeübersetzung als eine vorherige Getriebeübersetzung speichert, gleichzeitig mit dem Regeln der Motordrehzahl auf die optimale Motordrehzahl.
  14. System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung zusätzliche Anweisungen zum Aufrechterhalten der Motordrehzahl bei der optimalen Motordrehzahl unter stationären Bedingungen speichert, unter denen ein Anstieg oder eine Abnahme des Raddrehmomentbedarfs nicht angefordert wird.
  15. System nach Anspruch 14, wobei die optimale Motordrehzahl eine Funktion von einem oder mehreren der folgenden ist: Fahrzeuggeschwindigkeit, Ladezustand einer eingebauten Energiespeichervorrichtung, Temperatur der eingebauten Energiespeichervorrichtung, Zustand des Übersetzungsgetriebes, Kraftstoffmenge im Kraftstofftank für den Motor und/oder durch den Fahrzeugführer angefordertes Raddrehmoment.
DE102018117772.0A 2017-07-24 2018-07-23 Systeme und Verfahren zum Steuern der Motordrehzahl in einem Hybridfahrzeug Pending DE102018117772A1 (de)

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US15/658,108 2017-07-24
US15/658,108 US10814861B2 (en) 2017-07-24 2017-07-24 Systems and methods for controlling engine speed in a hybrid vehicle

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DE102018117772A1 true DE102018117772A1 (de) 2019-01-24

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