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DE102013222751A1 - System und Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

System und Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs Download PDF

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DE102013222751A1
DE102013222751A1 DE102013222751.5A DE102013222751A DE102013222751A1 DE 102013222751 A1 DE102013222751 A1 DE 102013222751A1 DE 102013222751 A DE102013222751 A DE 102013222751A DE 102013222751 A1 DE102013222751 A1 DE 102013222751A1
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DE
Germany
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threshold
vehicle
controller
compensation factor
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DE102013222751.5A
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Yong Kak Choi
Il Kwon Park
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
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Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren enthält die Einstellung eines Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC (state of charge; Ladezustand) einer Batterie, und die Berechnung eines Kompensationsfaktors auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung durch die Steuerung. Die Steuerung ist zur Berücksichtigung des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und zur Berechnung eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts konfiguriert. Außerdem enthält das Verfahren den Vergleich der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und das Starten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.

Description

  • HINTERGRUND
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs, wobei die Fahrzustands-Lastbedingungen auf Basis der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Neigung einer Straße in mehrere Abschnitte eingeteilt werden, und die Steuerung des Übergangs auf den Betrieb mit Verbrennungsmotor anhand der eingeteilten Abschnitte erfolgt.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei Hybridfahrzeugen des Paralleltyps ist eine Motorkupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Antriebsmotor angeordnet. Somit kann die Kraftübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Räder gesteuert werden. Wenn insbesondere bei Hybridfahrzeugen des Paralleltyps ein Fahrzeug verzögert, geht das Fahrzeug in einen regenerativen Bremsmodus, um den Verbrennungsmotor abzustellen und eine Kupplung des Verbrennungsmotors auszurücken, damit die Bremsenergie direkt vom Elektromotor aufgenommen wird.
  • Die Abkürzung SOC (state of charge; Ladezustand) bezeichnet den Ladezustand einer Hochspannungsbatterie, mit anderen Worten, die Ladungsmenge der Batterie. Die Hochspannungsbatterie fungiert als Dämpfer beim Laden von einem Elektromotor oder beim Entladen zum Elektromotor, um den Verbrennungsmotor mit optimalem Wirkungsgrad zu betreiben. Wenn jedoch der Verbrennungsmotor häufig zwischen Start und Stopp wechselt, verringert dies seine Kraftstoffeffizienz und die auf das gesamte System wirkende Last nimmt zu. Deshalb ist eine zweckmäßige Steuerung des Hybridsystems erforderlich, die die Absicht des Fahrers einbezieht, durch die Starts und Stopps des Verbrennungsmotors wirtschaftlich und zuverlässig ausgeführt werden.
  • Die obige Beschreibung dient nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und ist nicht dahingehend auszulegen, dass sie in dem dem Fachmann bekannten Stand der Technik enthalten ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt deshalb ein System und ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs bereit, wobei die Fahrzustands-Lastbedingungen auf Basis der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Neigung einer Straße in mehrere Abschnitte eingeteilt werden, und die Steuerung des Übergangs auf den Betrieb mit Verbrennungsmotor anhand der eingeteilten Abschnitte erfolgt.
  • Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs enthalten: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis eines SOC (Ladezustand) einer Batterie; Berechnen einer Kompensationsfaktors auf Basis sowohl der Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch des Straßenneigung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts; und Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Starten des Verbrennungsmotors, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.
  • Die Schwellenwert-Einstelloperation kann die Bestimmung eines Modus auf Basis des SOC der Batterie und die Einstellung des Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im bestimmten Modus enthalten. Die Kompensations-Berechnungsoperation kann das Eingeben der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung in eine Datenbank und das Berechnen eines Kompensationsfaktors enthalten, die Datenbank kann die Fahrzeuggeschwindigkeit die Straßenneigung als Eingabe empfangen und den Kompensationsfaktor ausgeben. Die Kompensations-Berechnungsoperation kann eine Mehrzahl Fahrzeuggeschwindigkeits-Modi enthalten, die auf Basis der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit und der Anzahl der Stopps des Fahrzeugs eingeteilt werden. Bei der Kompensations-Berechnungsoperation kann bei größer werdender Straßenneigung der Kompensationsfaktor erhöht werden, so dass auch der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert höher wird.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs enthalten: Einstellen eines ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts und eines zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC einer Batterie; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis sowohl der Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch der Straßenneigung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und im zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen einer kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts; und Starten des Verbrennungsmotors, wenn der integrierte Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet oder der kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert, größer ist als ein vorgegebener Wert.
  • Bei einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs bereit, das enthalten kann: Einstellen eines ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts und eines zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC einer Batterie; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis sowohl der Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch der Straßenneigung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts; und Starten des Verbrennungsmotors, wenn der integrierte Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet oder der kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer ist als ein vorgegebener Wert. Der zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert kann höher sein als der erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert.
  • Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs enthalten: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts auf Basis des SOC der Batterie; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors in der Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts; und Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und Abstellen des Verbrennungsmotors, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft geringer ist als der kompensierte Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert.
  • Bei einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs bereit, das enthalten kann: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts oder eines Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des SOC der Batterie; Berücksichtigen eines Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder im Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert auf Basis sowohl der Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch der Straßenneigung und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts oder eines kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts; und Vergleichen einer vom Fahrer erwarteten Kraft mit der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder dem Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und Aktivieren des Startens und Abschaltens des Verbrennungsmotors.
  • Demnach kann das Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verhindern, dass der Verbrennungsmotor zu häufig zwischen Starten und Abschalten wechselt, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Ferner kann die vorliegende Erfindung verhindern, dass der Verbrennungsmotor und die Kupplung zu stark belastet werden. Außerdem kann die Ladungsmenge der Batterie wirksam sichergestellt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Aufgabe, Merkmale und Vorteil der vorliegenden Erfindung will erschließen sich aus der nachstehend ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
  • 1 eine beispielhafte Ansicht einer Startoperation eines Verbrennungsmotors eines Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen eines Kompensationsfaktors im Verfahren zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine beispielhafte Tabelle, die das Verfahren zum Berechnen des Kompensationsfaktors im Verfahren zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 eine beispielhafte Ansicht einer Stoppoperation eines Verbrennungsmotors des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein beispielhafter Graph, der die Auswirkungen des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb, Brennstoffzellenfahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
  • Außerdem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf ein Hardware-Gerät bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere der später beschriebenen Prozesse auszuführen.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die von einem Prozessor, einer Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofem der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff ”aufweist” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben nicht ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung ”und/oder” sämtliche Kombinationen einer oder mehrerer der aufgeführten Positionen.
  • Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff ”etwa, ca.” wie hierin verwendet so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. ”Etwa oder ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff ”etwa, ca.” modifiziert.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • 1 ist eine beispielhafte Ansicht einer Startoperation eines Verbrennungsmotors eines Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Berechnen eines Kompensationsfaktors im Verfahren zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine beispielhafte Tabelle, die das Verfahren zum Berechnen des Kompensationsfaktors im Verfahren zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 ist eine beispielhafte Ansicht einer Stoppoperation des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 ist ein beispielhafter Graph, der die Auswirkungen des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 1 zeigt die Verbrennungsmotor-Startoperation des Fahrmodus-Steuerverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrmodus-Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann enthalten: eine Schwellenwert-Einstelloperation S100 zum Einstellen einer Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis des SOC einer Batterie durch eine Steuerung; eine Kompensations-Berechnungsoperation S200 zur Berechnung eines Kompensationsfaktors durch die Steuerung auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung; eine Kompensations-Berücksichtigungsoperation S300 zur Berücksichtigung des Kompensationsfaktors in der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und zum Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts durch die Steuerung; und eine Verbrennungsmotor-Steueroperation S400 zum Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und zum Starten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.
  • Zuerst kann die Schwellenwert-Einstelloperation S100 zum Einstellen des Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC der Batterie ausgeführt werden. Bei der Schwellenwert-Einstelloperation S100 kann ein Modus auf Basis des SOC der Batterie bestimmt werden. In dem bestimmten Modus kann der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden. Mit anderen Worten, eine Mehrzahl (z. B. sechs) Modustypen von SEHR HOCH bis SEHR NIEDRIG wird im Voraus auf Basis des SOC bestimmt. Nach der Bestimmung des Modus durch die Bestimmung der Ladungsmenge kann die Fahrzeuggeschwindigkeit in eine in jedem Modus vorgesehene Datenbank eingetragen werden und stellt so den Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert ein. Danach kann in der Kompensations-Berechnungsoperation S200 ein Kompensationsfaktor auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung durch die Steuerung berechnet werden.
  • Anschließend kann in der Kompensations-Berücksichtigungsoperation S300 der Kompensationsfaktor im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berücksichtigt werden, so dass ein kompensierter Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert von der Steuerung berechnet werden kann. In der Verbrennungsmotor-Steueroperation S400 kann die vom Fahrer erwartete Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert durch die Steuerung verglichen und der Verbrennungsmotor gestartet werden, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet. Mit anderen Worten, der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert kann auf Basis des aktuellen SOC der Batterie eingestellt werden, und der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert kann durch Einbeziehen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs noch präziser eingestellt werden. Danach kann der Kompensationsfaktor, der in den Fahrbedingungen, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Straßenneigung, berücksichtigt ist, berechnet werden. Der Kompensationsfaktor kann im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berücksichtigt werden, wobei der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert, im dem der SOC der Batterie, die Bedingungen des Fahrzeugs und die Bedingungen einer Straße, die berücksichtigt worden sind, erhalten werden kann. Die vom Fahrer erwartete Kraft kann von einem APS (Accelerator Pedal Sensor; Gaspedalsensor) oder dgl. erhalten und dann mit dem Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert verglichen werden. Wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet, kann der Verbrennungsmotor gestartet werden. 2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Berechnung des Kompensationsfaktors im Fahrmodus-Steuerverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Kompensations-Berechnungsoperation können die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Straßenneigung in die Datenbank eingegeben werden, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßenneigung als Eingaben empfängt und durch die Steuerung einen Kompensationsfaktor ausgibt. Auf diese Weise kann der Kompensationsfaktor erhalten werden. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi vorsehen. Eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit kann berechnet werden und die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit kann mit einem Straßenneigungswert kombiniert werden, der einem der Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi entspricht, wodurch ein Kompensationsfaktor erhalten wird.
  • 3 ist eine beispielhafte Tabelle, die das Verfahren zum Berechnen des Kompensationsfaktors im Fahrmodus-Steuerverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei der Kompensations-Berechnungsoperation gibt es bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Mehrzahl Modi. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi können auf Basis der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit und der Anzahl Stopps des Fahrzeugs eingeteilt werden. Bezüglich der Straßenneigung kann eine Mehrzahl Modi von ca. –3 bis +3 vorgesehen werden, die einer Straße mit Steigung, einer ebenen Straße und einer Straße mit Gefälle entsprechen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi können in fünf Stufen von extremem Stau bis zu hoher Geschwindigkeit eingeteilt werden. Jeder Modus kann einen passenden Kompensationsfaktor enthalten. Gegebenenfalls kann der Kompensationsfaktor bestimmt werden, nachdem die Straßenneigung und die Fahrzeuggeschwindigkeit priorisiert worden sind.
  • Die Kompensations-Berechnungsoperation kann so konfiguriert werden, dass der Kompensationsfaktor bei zunehmender Straßenneigung größer wird und der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert ebenfalls größer wird. Ferner kann der Kompensationsfaktor im extremen Staumodus oder im Innenstadtmodus, wenn die Modi auf Basis der Anzahl Stopps des Fahrzeugs pro Zeiteinheit eingeteilt werden, wirksam berechnet werden.
  • Ferner kann ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten: eine Schwellenwert-Einstelloperation S100 zum Einstellen eines ersten und eines zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis des SOC einer Batterie durch eine Steuerung; eine Kompensations-Berechnungsoperation S200 zur Berechnung eines Kompensationsfaktors durch die Steuerung auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung; eine Kompensations-Berücksichtigungsoperation S300 zur Berücksichtigung des Kompensationsfaktors im ersten und zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und zum Berechnen einer kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert durch die Steuerung; und eine Verbrennungsmotor-Steueroperation S400 zum Starten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn der integrierte Wert der vom Fahrer erwartete Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwarteten Kraft die kompensierte zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet oder die kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer ist als ein vorgegebener Wert.
  • Ferner sieht das obige Ausführungsbeispiel vor, dass Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert den ersten und den zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert enthält. In diesem Fall kann der zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer sein als der erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert. Insbesondere, wenn der Kompensationsfaktor berechnet wird, kann der Kompensationsfaktor sowohl im ersten als auch im zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berücksichtigt werden. Wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet, kann der Verbrennungsmotor von der Steuerung gestartet werden.
  • Wenn ferner der integrierte Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während der Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet, größer ist als ein vorgegebener Wert, kann der Verbrennungsmotor gestartet werden. Ferner kann bei dieser Operation die vom Fahrer erwartete Kraft plötzlich oder allmählich erhöht werden. Der Verbrennungsmotor kann schnell gestartet werden, um der Absicht des Fahrers zu entsprechen, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft plötzlich erhöht wird.
  • Außerdem kann das Verfahren, bei dem der Verbrennungsmotor gestartet wird, wenn der integrierte Wert der vom Fahrer erwartete Kraft während der Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet, größer ist als ein vorgegebener Wert, kann auch in dem Fall angewendet werden, in dem der erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert ohne den zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert verwendet wird.
  • Ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann enthalten: eine Schwellenwert-Einstelloperation S100 zum Einstellen eines ersten und eines zweiten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis des SOC einer Batterie durch eine Steuerung; eine Kompensations-Berechnungsoperation S200 zur Berechnung eines Kompensationsfaktors durch die Steuerung auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung; eine Kompensations-Berücksichtigungsoperation S300 zur Berücksichtigung des Kompensationsfaktors im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und zum Berechnen einer kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert durch die Steuerung; und eine Verbrennungsmotor-Steueroperation S400 zum Starten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn der integrierte Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft die kompensierte zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet oder die kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert, größer ist als ein vorgegebener Wert. Mit anderen Worten, der Kompensationsfaktor kann im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berücksichtigt werden, wobei der erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen variieren kann.
  • 4 zeigt eine beispielhafte Stoppoperation des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrmodus-Steuerverfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann enthalten: eine Abschaltschwellenwert-Einstelloperation S100a zum Einstellen eines Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert auf Basis des SOC der Batterie durch die Steuerung; eine Abschaltkompensations-Berechnungsoperation S200a zum Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Straßenneigung durch die Steuerung; eine Abschaltkompensations-Berücksichtigungsoperation S300a zum Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und zum Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert durch die Steuerung; und eine Verbrennungsmotor-Steueroperation S400a zum Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und zum Abstellen des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft geringer ist als der kompensierte Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert. Auf die gleiche Weise wie beim Starten des Verbrennungsmotors kann der Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert zum Abstellen des Verbrennungsmotors so eingestellt werden, dass er durch den Kompensationsfaktor kompensiert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass der Verbrennungsmotor zu oft abgestellt wird.
  • 5 ist ein beispielhafter Graph, der die Auswirkungen des Verfahrens zum Steuern des Fahrmodus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Wenn wie bei der herkömmlichen Technik der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder der Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert konstant ist, geht die vom Fahrer erwartete Kraft häufig über den Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert hinaus, wodurch Starten und Abstellen des Verbrennungsmotors übermäßig oft abwechseln. Dies beeinträchtigt die Kraftstoffeffizienz und die Leistung des Fahrzeugs.
  • Bei der vorliegenden Erfindung, kann der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder der Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des SOC der Batterie eingestellt werden. Ein Kompensationsfaktor, der auf Basis sowohl der Geschwindigkeit des Fahrzeugs als auch der Straßenneigung bestimmt wird, kann im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder im Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert berücksichtigt werden, wodurch ein kompensierter Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder ein kompensierter Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert berechnet wird. Durch Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert kann Starten oder Stoppen des Verbrennungsmotors gesteuert werden. Deshalb kann die Zeitspanne, in der der Betrieb des Verbrennungsmotors nach dem Starten des Verbrennungsmotors aufrechterhalten werden kann, länger sein als die gemäß der herkömmlichen Technik. Dennoch kann der SOC der Batterie im Vergleich zur herkömmlichen Technik stabiler gehalten werden. Die Startlast des Verbrennungsmotors kann sogar verringert werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
  • Wie oben beschrieben kann ein Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung verhindern, dass ein Verbrennungsmotor übermäßig oft zwischen Start und Stopp wechselt, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Ferner kann die vorliegende Erfindung verhindern, dass eine zu hohe Last auf den Verbrennungsmotor und die Kupplung wirkt. Außerdem kann die Ladungsmenge der Batterie wirksam sichergestellt werden.
  • Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu Beispielzwecken offenbart worden sind, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Gültigkeitsbereich und Geist der Erfindung abzuweichen, die in den angefügten Ansprüchen offenbart sind.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC (state of charge; Ladezustand) einer Batterie durch eine Steuerung; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung durch die Steuerung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts durch die Steuerung; und Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Starten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einstellung des Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts enthält: Bestimmen eines Modus auf Basis des SOC der Batterie durch die Steuerung; und Einstellen des Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem bestimmten Modus durch die Steuerung.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Berechnung des Kompensationsfaktors enthält: Eingeben der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung in eine Datenbank durch die Steuerung; und Berechnen eines Kompensationsfaktors durch die Steuerung, wobei die Datenbank die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßenneigung als Eingabe empfängt und den Kompensationsfaktor durch die Steuerung ausgibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kompensations-Berechnungsprozess eine Mehrzahl Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi enthält, die auf Basis einer durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit und der Anzahl Stopps des Fahrzeugs eingeteilt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Berechnung des Kompensationsfaktors mit größer werdender Straßenneigung der Kompensationsfaktor erhöht wird, wodurch der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer wird.
  6. Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: Einstellen eines ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts und eines zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC einer Batterie durch die Steuerung; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung durch die Steuerung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und im zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts und eines kompensierten zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts durch die Steuerung; und Starten eines Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn ein integrierter Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft höher ist als der kompensierte zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder der kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert, größer ist als ein vorgegebener Wert.
  7. Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: Einstellen eines ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts und eines zweiten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts auf Basis des SOC einer Batterie durch die Steuerung; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung durch die Steuerung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert und Berechnen eines kompensierten ersten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts durch die Steuerung; und Starten des Verbrennungsmotors, wenn ein integrierter Wert der vom Fahrer erwarteten Kraft während einer Zeitspanne, in der die vom Fahrer erwartete Kraft höher ist als der kompensierte zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder der kompensierte erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer ist als ein vorgegebener Wert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zweite Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer ist als der erste Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert.
  9. Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts auf Basis des SOC der Batterie durch die Steuerung; Berechnen eines Kompensationsfaktors auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Straßenneigung durch die Steuerung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts durch die Steuerung; und Vergleichen der vom Fahrer erwarteten Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und Abschalten des Verbrennungsmotors durch die Steuerung, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft niedriger ist als der kompensierte Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert.
  10. Verfahren zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: Einstellen eines Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts oder eines Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts auf Basis a Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des SOC der Batterie durch die Steuerung; Berücksichtigen des Kompensationsfaktors im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder im Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung und Berechnen eines kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwerts oder eines kompensierten Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwerts; durch die Steuerung; und Vergleichen der vom Fahrer erwartete Kraft mit dem Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert oder dem Verbrennungsmotor-Abschaltschwellenwert und Steuern des Startens und Abschaltens des Verbrennungsmotors durch die Steuerung.
  11. System zum Steuern des Fahrmodus eines Fahrzeugs, aufweisend: eine Steuerung, die einen Speicher und einen Prozessor enthält, wobei der Speicher zum Speichem von Programmanweisungen und der Prozessor zum Ausführen der Programmanweisungen konfiguriert ist, wobei die Programmanweisungen bei der Ausführung konfiguriert sind, um: einen Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis des SOC einer Batterie einzustellen; einen Kompensationsfaktor auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung zu berechnen; den Kompensationsfaktor im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert zu berücksichtigen und einen kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert zu berechnen; und die vom Fahrer erwartete Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert zu vergleichen und den Verbrennungsmotor zu starten, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Programmanweisungen bei der Ausführung konfiguriert sind, um: einen Modus auf Basis des SOC der Batterie zu bestimmen; und den Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im bestimmten Modus einzustellen.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die Programmanweisungen bei der Ausführung ferner konfiguriert sind, um: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Straßenneigung in eine Datenbank einzugeben; und einen Kompensationsfaktor zu berechnen, wobei die Datenbank die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßenneigung als Eingabe empfängt und den Kompensationsfaktor durch die Steuerung ausgibt.
  14. System nach Anspruch 11, wobei der Kompensations-Berechnungsprozess eine Mehrzahl Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi enthält, die auf Basis der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit und der Anzahl Stopps des Fahrzeugs eingeteilt werden.
  15. System nach Anspruch 11, wobei bei der Berechnung des Kompensationsfaktors mit größer werdender Straßenneigung der Kompensationsfaktor erhöht wird, wodurch der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer wird.
  16. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen, die von einer Steuerung ausgeführt werden, wobei das computerlesbare Medium aufweist: Programmanweisungen, die einen Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis des SOC einer Batterie einstellen; Programmanweisungen, die einen Kompensationsfaktor auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung berechnen; Programmanweisungen, die den Kompensationsfaktor im Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berücksichtigen und einen kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert berechnen; und Programmanweisungen, die die vom Fahrer erwartete Kraft mit dem kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert vergleichen und den Verbrennungsmotor starten, wenn die vom Fahrer erwartete Kraft den kompensierten Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert überschreitet.
  17. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 16, ferner mit: Programmanweisungen, die einen Modus auf Basis des SOC der Batterie bestimmen; und Programmanweisungen, die den Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert auf Basis der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im bestimmten Modus einstellen.
  18. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 16, ferner mit: Eingeben der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Straßenneigung in eine Datenbank; und Berechnen eines Kompensationsfaktors, wobei die Datenbank die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Straßenneigung als Eingabe empfängt und den Kompensationsfaktor durch die Steuerung ausgibt.
  19. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei der Kompensations-Berechnungsprozess eine Mehrzahl Fahrzeuggeschwindigkeitsmodi enthält, die auf Basis der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit und der Anzahl Stopps des Fahrzeugs eingeteilt werden.
  20. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei bei der Berechnung des Kompensationsfaktors mit größer werdender Straßenneigung der Kompensationsfaktor erhöht wird, wodurch der Verbrennungsmotor-Einschaltschwellenwert größer wird.
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