DE10120025A1

DE10120025A1 - Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10120025A1
Application number: DE10120025A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Morimoto; Yoshiaki Omata; Kazuyoshi Noda
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2001-11-15
Also published as: US6397601B2; US20010037645A1; JP3666736B2; JP2001314003A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, aufweisend eine erste Tabelle, die einen Stromerzeugungsbetrieb des Elektromotors abhängig von sowohl der Verbrennungsmotordrehzahl wie der Verbrennungsmotorlast während der Fahrt des Hybridfahrzeugs ausführt. Eine zweite Tabelle führt den Antriebsbetrieb des Elektromotors aus, wenn die durch einen Lastdetektor ermittelte Last einen Sollwert während der Fahrt des Hybridfahrzeugs übersteigt. Ein Nutzungsbedarfseingabeschalter gibt ein zweites Tabellennutzungsbedarfseingabesignal durch manuelle Betätigung ein. Ein Kontroller führt sowohl Antriebs- wie Stromerzeugungsbetriebsabläufe für den Elektromotor auf Grundlage eines Antriebszustands des Hybridfahrzeugs und eines Antriebszustands des Verbrennungsmotors aus. Die Steuervorrichtung führt einen Antriebsvorgang für den Elektromotor aus und schaltet die Nutzung auf die zweite Tabelle um, wenn ein Nutzungsbedarfssignal eingegeben wird und wenn zweite Tabellennutzungsbedingungen erfüllt sind. Infolge hiervon vermag die Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung eine gleichmäßige Beschleunigung auf Grundlage einer Wahl durch eine fahrende Person während der Fahrt des Hybridfahrzeugs zu verwirklichen. Die Steuervorrichtung erfordert keine exklusive Tabelle und sie vermag zu einem vereinfachten Steuersystem beizutragen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Elektromotorunterstützungssteu ervorrichtung für ein Hybridfahrzeug zur Verwirklichung einer gleichmäßigen Beschleunigung auf Grundlage einer Entscheidung durch die fahrende Person während der Fahrt eines Hybridfahr zeugs. Die Vorrichtung vermag die Fahrbarkeit zu verbessern und sie erfordert keine exklusive Tabelle, so dass sie zu ei ner Vereinfachung eines Steuersystems beitragen kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Einige Motorfahrzeuge sind vom üblicherweise als Hybridfahr zeug bezeichneten Typ mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, die im Fahrzeug als Antriebsquelle eines An triebssystems angeordnet sind. Der im Hybridfahrzeug vorgese hene Verbrennungsmotor ist direkt mit einem Elektromotor ver bunden, der sowohl Fahrzeugantriebsfunktion wie die Funktion, elektrischen Strom zu erzeugen, hat. Das Hybridfahrzeug weist eine Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung zum Steuern von sowohl den Antriebs- wie Stromerzeugungszuständen des Elektromotors auf Grundlage eines Antriebszustands des Fahr zeugs und eines Fahrzustands des Verbrennungsmotors auf.

Ein derartiges Beispiel einer Steuervorrichtung für ein Hyb ridfahrzeug ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-58295 veröffentlicht. Die Elektromotorunterstützungssteuervor richtung gemäß dieser Offenbarung umfasst einen Elektromotor, der mit einer Verbrennungsmotorabtriebswelle verbunden ist, und eine handbetätigte Umschalteinrichtung zum Durchführen ei nes Umschaltvorgangs für mehr als eine Betriebsart. Eine Beschleunigungs- bzw. Gaspedalermittlungseinrichtung ermittelt ein Beschleunigungsausmaß und eine Steuereinrichtung steuert eine Ausgangsdrehmomenteigenschaft des Elektromotors für ein Beschleunigungsausmaß in Übereinstimmung mit einer durch die handbetätigte Umschalteinrichtung gewählten Betriebsart.

In einem Hybridfahrzeug führt eine Elektromotorunterstützungs steuervorrichtung die Steuerung so durch, dass eine Unterstüt zung des Verbrennungsmotors durch Antreiben eines Elektromo tors für ein Fahrzeug fortgesetzt erfolgt, wenn eine Drossel klappe bzw. ein Drosselventil eines Verbrennungsmotors insbe sondere vollständig geöffnet ist bei einem Hochlastantrieb. Die Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung vermag die Steuerung so durchzuführen, dass eine Unterstützung des Verbrennungsmotors ausgeführt wird durch Antreiben eines Elektromotors für ein Fahrzeug in einem anfänglichen Zustand bzw. mit einer anfänglichen Größe ausschließlich in einem Hochlastantrieb des Verbrennungsmotors.

In einer ersten Betriebsart hängt eine Fortsetzung der Unter stützung durch den Elektromotor für das Fahrzeug beim Hoch lastantrieb eines Verbrennungsmotors ab von einer Entscheidung zum Antreiben eines Elektromotors für ein Fahrzeug, solange das Volumen bzw. die Kapazität einer Batterie eines Elektromo tors für ein Fahrzeug dieses zulässt. In einer zweiten Be triebsart hängt die Ausführung einer Unterstützung durch einen Elektromotor für ein Fahrzeug von ausschließlich einer anfäng lichen Größe des Hochlastantriebs eines Fahrzeugs von der Ent scheidung zur Steuerung des Verbrauchs einer Batterie durch asynchrones Antreiben des Elektromotors ab.

In der ersten Betriebsart besteht das Problem, dass ein Elektromotor für ein Fahrzeug keinen Beitrag zum Antrieb leis tet, wenn eine Batterie vollständig entladen ist. In der zwei ten Betriebsart besteht das Problem, dass ein Verbrennungsmo tor den Nutzen aus einer Unterstützung durch einen Elektromo tor für ein Fahrzeug nicht stets zu nutzen vermag, weil eine Batterie eine größere Menge an elektrischer Energie aufweist.

Eine herkömmliche Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug vermag demnach die Unterstützung durch einen Elektromotor auf Grundlage einer Entscheidung durch eine fahrende Person während der Fahrt des Fahrzeugs ebenso wenig zu verwirklichen wie eine gleichmäßige Beschleunigung. Infolge hiervon kann die Antriebsfähigkeit nicht verbessert werden.

Bei der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-58295 of fenbarten Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung besteht das Problem, dass eine übermäßige elektrische Entladung einer Batterie auftreten kann, weil in einer durch eine handbetätig te Umschalteinrichtung gewählten Betriebsart die Batterie zwangsweise gesteuert wird.

Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden oder zu mi nimieren, schafft die vorliegende Erfindung eine Elektromotor unterstützungssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor umfasst. Der Elektromotor weist sowohl Antriebs- wie Energieerzeugungsfunk tionen auf und ist direkt mit dem im Fahrzeug vorgesehenen Verbrennungsmotor verbunden. Die Steuervorrichtung umfasst ei ne Verbrennungsmotordrehzahlermittlungseinrichtung, eine Verbrennungsmotorlastermittlungseinrichtung, eine erste Tabel le, die verwendet wird, um einen Energieerzeugungsbetrieb des Elektromotors durch Ermitteln von Energieerzeugungsbetriebs drehmomentbefehlswerten ansprechend auf die ermittelte Verbrennungsmotordrehzahl und die ermittelte Verbrennungsmo torlast ausführt, die von der Beschleunigungseinrichtung wäh rend der Fahrt des Hybridfahrzeugs ermittelt wird. Eine zweite Tabelle wird verwendet, um einen Antriebsbetrieb des Elektro motors durch Ermitteln eines Antriebsbetriebsdrehmomentbe fehlswerts ansprechend sowohl auf die Verbrennungsmotordreh zahl wie die Verbrennungsmotorlast ausführt, wenn die ermit telte Last einen Sollwert während der Fahrt des Hybridfahr zeugs überschritten hat, und ein Nutzungsbedarfseingabeschal ter gibt ein zweites Tabellennutzungsbedarfseingabesignal durch manuelle Betätigung aus. Ein Kontroller führt sowohl An triebs- wie Energieerzeugungsvorgänge bzw. -betriebsabläufe des Elektromotors auf Grundlage eines Antriebszustands des Hybridfahrzeugs und eines Antriebszustands des Verbrennungsmo tors aus, und er führt einen Antriebsbetrieb bzw. -vorgang für die Fahrzeugumschaltnutzung aus unter Umschalten der Nutzung auf die zweite Tabelle, wenn das zweite Tabellennutzungsanfor derungssignal eingegeben wird, und wenn zweite Tabellennut zungsbedingungen erfüllt sind.

Bei dieser Erfindung führt die Elektromotorunterstützungssteu ervorrichtung für ein Fahrzeug sowohl Antriebs- wie Energieer zeugungsvorgänge bzw. -betriebsabläufe eines Elektromotors für ein Fahrzeug auf Grundlage eines Antriebszustands des Hybrid fahrzeugs und eines Antriebszustands eines Verbrennungsmotors unter Verwendung von einer Anforderungseingabeeinrichtung aus. Die Vorrichtung führt den Antriebsvorgang des Elektromotors aus durch Umschaltung der Nutzung auf eine zweite Tabelle, wenn das zweite Tabellennutzungsanforderungssignal eingegeben wird, und wenn die zweite Tabellennutzungsbedingung erfüllt ist. Während die Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung demnach den Verbrauch für eine Hauptbatterie steuert, welche dem Elektromotor während der Fahrt des Hybridfahrzeugs elekt rische Energie bzw. elektrischen Strom zuführt, kann in einem Ausbildungsbereich der zweiten Tabellennutzungsbedingung eine Unterstützung für den Verbrennungsmotor durch den Elektromotor auf Grundlage einer Wahl durch eine fahrende Person unter Ver wendung der zweiten Tabelle verwirklicht werden. Eine Unter stützung durch den Elektromotor auf Grundlage dessen, was eine fahrende Person wünscht, kann auch realisiert werden unter Verwendung der ersten und zweiten Tabellen für eine existie rende gemeinsame Tabellensteuerung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Steuerflussdiagramm einer Elektromotorunter stützungssteuervorrichtung für ein Fahrzeug unter Dar stellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Elektromotorsteuerein richtung unter Darstellung eines mit ihm verbundenen Nutzungsanforderungseingabeschalters;

Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Signals durch einen "Ein-/Aus"-Schalt vorgang eines Nutzungsanforderungseingabe schalters;

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems einer Elektromo torunterstützungssteuervorrichtung für ein Fahrzeug;

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Elektromotorsteuerein richtung; und

Fig. 6 zeigt ein Diagramm des Umschaltens eines Steuerzu stands.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 1 bis 6 im einzelnen erläutert, die eine Ausführungsform der Er findung zeigen. Fig. 4 zeigt einen Verbrennungsmotor 2, der in einem (nicht gezeigten) Hybridfahrzeug vorgesehen ist, eine Kupplung 4 und ein Schaltgetriebe 6. Das Getriebe ist mit dem Verbrennungsmotor 2 über eine Kupplung 4 verbunden. Das Ge triebe 6 bildet eine Gangschaltung mit mehr als einem Gang bzw. mehr als einer Abstufung, beispielsweise eine Gangschal tung mit einer fünfstufigen Abstufung oder fünf Gängen (nicht gezeigt).

Ein Elektromotor 8 (vorliegend auch als "Motor" bezeichnet) mit einer Antriebsfunktion und einer Energie- bzw. Stromerzeu gungsfunktion ist direkt mit dem Verbrennungsmotor 2 verbun den. Der Elektromotor 8 ist direkt mit einer Seite eines Schwungrads einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Verbren nungsmotors 2 verbunden. Der Elektromotor 8 kann direkt mit einer Seite eines Kurbelwellenkettenrads der Kurbelwelle ver bunden sein. Der Elektromotor 8 umfasst einen Rotor und eine Statorwicklung.

Der Verbrennungsmotor 2 umfasst eine Lichtmaschine 10 zur Energie- bzw. Stromerzeugung, einen Luftverdichter 12 für eine Klimaanlage, einen Anlasser 14 zum Anlassen des Fahrzeugs, ei nen Zusatzkühlerlüfter 18 eines Zusatzkühlers 16 zum Kühlen des Elektromotors 8 und eine elektrisch angetriebene Wasser pumpe 20. Die Lichtmaschine 10 und der Luftverdichter 12 sind mit der Kurbelwelle durch Riemenscheiben und Riemen verbunden (nicht gezeigt). Der Anlasser 14 ist mit dem Schwungrad durch ein ein- und ausrückbares Ritzel und (nicht gezeigte) Zahn kränze verbunden.

Der Verbrennungsmotor 2, der in dem Hybridfahrzeug vorgesehen ist, wird in einem Betriebszustand durch eine Verbrennungsmo torsteuereinrichtung 22 gesteuert. Der Elektromotor 8, der in dem Hybridfahrzeug vorgesehen ist, wird sowohl hinsichtlich Antriebs- wie Energieerzeugungszuständen durch eine Elektromo torsteuereinrichtung 26 gesteuert, die einen Teil einer Unter stützungssteuervorrichtung 24 bildet.

Der Verbrennungsmotor 2 ist mit der Verbrennungsmotorsteuer einrichtung 22 über eine Verbrennungsmotorsteuersignalleitung 28 verbunden. Der Begriff "Leitung", wie er vorstehend verwen det wird, beschreibt jegliche Art einer elektrischen Signal leitung. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22 ist mit ei ner Zusatzbatterie 32 über eine der Verbrennungsmotorsteuer einrichtung zugeordnete Stromleitung 30 verbunden. Die Zusatz batterie 32 ist mit der Lichtmaschine 10 über eine Zusatzbat terieladestromleitung 34 und mit dem Anlasser 14, dem Zusatz kühlerlüfter 18 und der elektrischen Wasserpumpe 20 über eine Zusatzbatterieantriebsstromleitung 36 verbunden. Die Zusatz batterie 32 wird durch von der Lichtmaschine 10 erzeugten Strom geladen und führt dem Anlasser 14, dem Zusatzkühlerlüf ter 18 und der elektrischen Wasserpumpe 20 elektrische Energie bzw. elektrischen Strom zu. Die Zusatzbatterie 32 ist eine herkömmliche 12-V-Fahrzeugbatterie.

Der Elektromotor 8 ist mit der Elektromotorsteuereinrichtung 26 über eine Elektromotorsteuersignalleitung 38 verbunden. Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 ist mit der Zusatzbatterie 32 über eine der Elektromotorsteuereinrichtung zugeordnete Zu satzstromleitung 40 verbunden. Die Elektromotorsteuereinrich tung 26 ist mit einer Hauptbatterie 44 über eine der Elektro motorsteuereinrichtung zugeordnete Hauptstromleitung 42 ver bunden. Die Hauptbatterie 44 führt dem Elektromotor 8 elektri schen Strom zu und wird durch von dem Elektromotor 8 erzeugten elektrischen Strom geladen.

Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22 weist zur Steuerung des Verbrennungsmotors 2 einen Kraftstoffeinspritzsteuerab schnitt (nicht gezeigt), einen Zündzeitpunktsteuerabschnitt und einen ISC(Leerlaufdrehzahlsteuerungs)-Abschnitt (nicht ge zeigt) auf. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 22 steuert die eingespritzte Kraftstoffmenge und den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 2 in Übereinstimmung mit einem Betriebszu stand durch eine Signaleingabe von einem Verbrennungsmotor drehzahlsensor 62 und einem nachfolgend erläuterten Wassertem peratursensor 64.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 zur Steuerung des Elekt romotors 8 umfasst, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Elektromo torsteuereinrichtung 46, einen Elektromotorantrieb 48, einen Ein-/Ausgabeverarbeitungsabschnitt (eine Schnittstelle) 50, einen Hauptbatterieverwaltungs- bzw. Steuerungsabschnitt 52 und einen Fail-Safe-Abschnitt 54.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 verbindet den Zündschal ter 56, den Startschalter 58, den Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor 60, den Verbrennungsmotordrehzahlsensor 62, den Wassertem peratursensor 64, den Ansaugdrucksensor 66, den Beschleuni gungssensor 68, den Bremsschalter 70, den Kupplungsschalter 72, den Hauptbatteriespannungsdetektor 74 und einen Nutzungs anforderungseingabeschalter für eine Nutzungsbedarfeingabeein richtung mit einer Eingabeseite und sie verbindet den Elektro motor 8 mit einer Ausgabeseite.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 steuert durch eine Signal eingabe von dem Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 sowohl die Antriebs- wie die Strom- bzw. Energieerzeugungszustände des Elektromotors 8 in Übereinstimmung mit verschiedenen Steuerzu ständen auf Grundlage eines Antriebszustands des Verbrennungs motors 2 und eines Betriebszustands eines Hybridfahrzeugs.

Ein Steuerzustand (eine Steuerbetriebsart) des Elektromotors 8, gesteuert durch die Elektromotorsteuereinrichtung 26, wie in Fig. 6 gezeigt, ist einer der nachfolgend angeführten zehn Zustände.

1. Eine Steuerung mit gemeinsamer Tabelle zur Beschleuni gungsunterstützung und Verzögerungswiederaufladestromer zeugung (langsames Laden): Betriebsart 5;
2. eine Verzögerungswiederaufladestromerzeugungssteuerung (schnelles Laden): Betriebsart 8;
3. eine Elektromotorantriebsstoppsteuerung (ein Wartezustand zur Ermittlung, ob die jeweilige Umschaltbedingung er füllt ist);
4. eine Leerlaufstromerzeugungssteuerung: Betriebsart 6 (A: während des Stopps) und Betriebsart 7 (A: während der Fahrt);
5. eine Spezialfallsteuerung 1 (Startunterstützung): Be triebsart 1;
6. eine Spezialfallsteuerung 2 (Anlassunterstützung): Be triebsart 2 (Warten) und Betriebsart 3 (Ausführen);
7. eine Spezialfallsteuerung 3 (Leerlaufdrehzahlstabilisie rungsunterstützung) Betriebsart 4;
8. eine mittlere Ladestromerzeugungssteuerung: Betriebsart 9;
9. eine Verbrennungsmotorzwangsstoppsteuerung: Betriebsart 10; und
10. eine manuelle Unterstützungssteuerung: Betriebsart 11.

Das Umschalten der Steuerzustände auf Grundlage eines An triebszustands eines Fahrzeugs wird wie folgt ausgeführt.

1. Während der Ausführung der Steuerzustände (1), (2), (4) und (8) werden dann, wenn Bedingungen zum Umschalten in die Steuerzustände (5), (6), (7) und (9) erfüllt sind, die Steuerzustände (1), (2), (4) und (8) zwangsweise au ßer Kraft gesetzt, und die Steuerzustände (5), (6) und (7) werden durch den Elektromotorantriebsstoppsteuerzu stand (3) umgeschaltet.
2. Die Spezialfallsteuerung 1 und 2 ((5) und (6)) schalten nicht direkt um in die andere Spezialfallsteuerung 3 ((7)).
3. Nachdem sie umgeschaltet sind, schalten die Steuerzustän de (5), (6), (7) und (9) nicht in die anderen Steuerzu stände um, bis eine Aufhebungsbedingung erfüllt ist. In der Spezialfallsteuerung 3 (Zustand 7) wird dann, wenn eine Umschaltbedingung eine Spezialfallsteuerung 1 (Zu stand 5) erfüllt ist, bevor eine Aufhebungsbedingung er füllt ist, die Spezialfallsteuerung 3 in die Spezial fallsteuerung 1 (Zustand 5) umgeschaltet.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 steuert demnach durch ein von einem Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 für den Zündschal ter 56 eingegebenes Signal sowohl die Antriebs- wie die Stro merzeugungszustände des Elektromotors 8 in Übereinstimmung mit verschiedenen Steuerzuständen auf Grundlage eines Antriebszu stands eines Verbrennungsmotors 2 und eines Betätigungs- bzw. Betriebszustands eines Hybridfahrzeugs.

Diese Unterstützungssteuereinheit 24 für einen Elektromotor 8 eines Hybridfahrzeugs verbindet, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, den Verbrennungsmotordrehzahlsensor 62 für die Verbrennungsmo tordrehzahlermittlungseinrichtung und einen Beschleunigungs sensor 68 für die Lastermittlungseinrichtung mit der Elektro motorsteuereinrichtung 26.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 sucht Stromerzeugungsbe triebsbefehlswerte oder gewählte Drehmomentwerte von sowohl der Verbrennungsmotordrehzahl, ermittelt durch einen Verbren nungsmotordrehzahlsensor 62 wie von der Verbrennungsmotorlast, ermittelt durch einen Beschleunigungssensor 68 während der Fahrt des Hybridfahrzeugs und speichert eine (nicht gezeigte) erste Tabelle, die verwendet wird, um den Stromerzeugungsbe trieb des Elektromotors 8 auszuführen. Die Elektromotorsteuer einrichtung 26 sucht außerdem einen Antriebsbetriebsbefehls wert oder einen Drehmomentwert von sowohl der Verbrennungsmo tordrehzahl wie der Motorlast, wenn die durch den Beschleuni gungssensor 68 ermittelte Last einen Sollwert überschritten hat während der Fahrt eins Hybridfahrzeugs und speichert eine (nicht gezeigte) zweite Tabelle, die verwendet wird, um den Antriebsvorgang bzw. -betrieb des Elektromotors 8 auszuführen. Die Verwendung von Suchtabellen zum Ermitteln von Drehmoment werten für die Batterie und zum Antreiben des Elektromotors ist in der zugehörigen bzw. verwandten US-Patentanmeldung mit der Seriennr . . . . . . . . (Saigoh 273), angemeldet am 3. April 2001, offenbart, deren Offenbarung hiermit unter Be zugnahme zum Gegenstand vorliegender Anmeldung erklärt wird.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 umfasst sowohl die ersten wie die zweiten Tabellen, die während der Fahrt des Hybrid fahrzeugs verwendet werden bzw. genutzt werden, und sie um fasst außerdem weitere (nicht gezeigte) Tabellen, die verwen det bzw. genutzt werden, um den Antriebsbetrieb und den Stro merzeugungsbetrieb des Elektromotors 8 auf Grundlage eines Be triebszustands des Hybridfahrzeugs und eines Antriebszustands des Verbrennungsmotors 2 auszuführen. Die Elektromotorsteuer einrichtung 26 schaltet durch ein von dem Nutzungsbedarfsein gabeschalter 76 eingegebenes Signal auf die verschiedenen Ta bellen um und steuert sowohl die Antriebs- wie Stromerzeu gungszustände des Elektromotors 8 in Übereinstimmung mit ver schiedenen Steuerzuständen auf Grundlage eines Betriebszu stands eines Hybridfahrzeugs und eines Antriebszustands des Verbrennungsmotors 2.

Die Elektromotorsteuereinrichtung 26 verbindet außerdem den Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 für die Nutzungsbedarfsein gabeeinrichtung. Dieser Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, mit einem zusätzlichen Eingabeteil "AUX" der Elektromotorsteuereinrichtung 26 verbunden und wird durch manuelle Betätigung "EIN/AUS" geschaltet. Wie in Fig. 3 gezeigt, gibt der Nutzungsanforderungseingabeschalter 76 im Fall eines "EIN"-Schaltvorgangs ein "H"-Signal, bei dem es sich um ein zweites Tabellennutzungsanforderungssignal zum Um schalten der Nutzung der ersten Tabelle auf die Nutzung der zweiten Tabelle handelt, in die Elektromotorsteuereinrichtung 26 ein. Der Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 gibt im Fall ei nes "AUS"-Schaltvorgangs ein "L"-Signal, bei dem es sich um ein zweites Tabellennichtnutzungsanforderungssignal handelt, in die Elektromotorsteuereinrichtung 26 ein.

Wenn das "H"-Signal durch den "EIN"-Schaltvorgang des Nut zungsbedarfseingabeschalters 76 eingegeben wird, stellt die Elektromotorsteuereinrichtung 26 fest, dass das zweite Tabel lennutzungsbedarfssignal zum Umschalten der Nutzung der ersten Tabelle auf die zweite Tabelle eingegeben worden ist. Wenn das zweite Tabellennutzungsbedarfssignal unter Verwendung des Be darfseingabeschalters 76 eingegeben wird, und wenn eine zweite Tabellennutzungsbedingung erfüllt ist, steuert die Elektromo torsteuereinrichtung 26 das Umschalten auf die Nutzung der zweiten Tabelle, und sie führt einen Antriebsbetrieb des Elektromotors 8 durch.

Wenn darüber hinaus die Beschleunigungsunterstützungssteuerung (Betriebsart 5) während der Fahrt des Hybridfahrzeugs ausführt wird, führt die Elektromotorsteuereinrichtung 26 eine Steue rung derart durch, dass ein zweites Tabellennutzungsbedarfs signal angewendet wird, das durch Betätigung des Nutzungsbe darfseingabeschalters 76 eingegeben wird.

Wenn die Ausbildung der zweiten Tabellennutzungsbedingung mehr als eine vorbestimmte Anzahl von Malen aufgetreten ist, führt die Elektromotorsteuereinrichtung 26 eine Steuerung außerdem so durch, dass ein zweites Tabellennutzungsbedarfssignal nicht angewendet wird.

Mit anderen Worten sieht beim Hochlastantrieb bzw. -betrieb des Verbrennungsmotors 2 (insbesondere dann, wenn das Drossel ventil vollständig geöffnet ist) die Unterstützungssteuervor richtung 24 für den Elektromotor 8 vor, dass das System nicht kontinuierlich den Verbrennungsmotor 2 durch den Elektromotor 8 unterstützt.

Wenn der Verbrennungsmotor 2 beim Hochlastantrieb kontinuier lich betrieben wird, kann eine fahrende Person die Unterstüt zung des Verbrennungsmotors 2 durch absichtliches Betreiben des Elektromotors 8 durch Handbetätigung unterstützen. Infolge hiervon kann der Verbrauch (der Stromladung) der Hauptbatterie 44 durch den Hauptbatterieverwaltungsteil 52 unterbunden wer den. Der Verbrennungsmotor 2 wird dann durch den antreibenden Elektromotor 8 unterstützt, der durch das Elektromotoran triebsteil 48 gesteuert wird, wie dies im zulässigen Bereich erforderlich ist, so dass ein gleichmäßiger Antriebsvorgang verwirklicht werden kann.

Diese Unterstützungssteuereinheit 24 unterteilt jeden Bereich von beiden ersten und zweiten Suchtabellen in der gemeinsamen Tabellensteuerung (Betriebsart 5) und wählt einen Drehmoment befehlswert oder einen Drehmomentwert als vorbestimmten An triebsbetriebswert und vorbestimmten Stromerzeugungsbetriebs wert. Die erste Tabelle wählt grundsätzlich die Stromerzeugung und die zweite Tabelle wählt grundsätzlich Antriebswerte.

Wenn ein Umschalten auf die zweite Tabelle auftritt, versucht die Unterstützungssteuervorrichtung 24 der ersten Tabelle die zweite Tabelle aufzuprägen. Grundsätzlich steuert die Unter stützungssteuervorrichtung 24 die Suche nach einem ersten Drehmomentwert der zweiten Tabelle und das zur Konvergenz Bringen mit einem Drehmomentwert der ersten Tabelle. Wenn ein Nutzungsbedarfssignal für die zweite Tabelle durch Handbetäti gung einer fahrenden Person eingegeben wird, führt die Unter stützungssteuervorrichtung 24 die Steuerung so durch, dass ein Wert eines aktuellen Suchpunkts der zweiten Tabelle gestartet wird, und dass die erste Tabelle in Übereinstimmung mit einer regulären Routine zur Konvergenz gebracht wird.

Während die Unterstützungssteuervorrichtung 24 einen großen Stromerzeugungsbereich aufgrund des vorstehend genannten auf weist, erzeugt die Unterstützungssteuervorrichtung 24 einen Antriebsdrehmoment in dem Elektromotor 8 in Übereinstimmung mit dem Niederdrücken eines Gaspedals um ein vorbestimmtes Ausmaß so, als ob die Unterstützungssteuervorrichtung 24 einen asynchronen Betrieb ausführen würde (eine zusätzliche Be schleunigung). Dieses System vermag eine manuelle Unterstüt zung bei hoher Last auszuführen und die Fahrbarkeit bzw. Antreibbarkeit zu verbessern.

Bei der gemeinsamen Tabellensteuerung (Betriebsart 5) steuert die Unterstützungssteuervorrichtung 24 des Elektromotors 8 den Stromerzeugungsbetrieb des Elektromotors 8 unter Verwendung der ersten Tabelle, und wenn eine Unterstützung für den Verbrennungsmotor 2 erforderlich ist, steuert die Unterstüt zungssteuervorrichtung 24 den Elektromotor 8 derart, dass ein Antriebsbetrieb des Elektromotors 8 zwangsweise ausgeführt wird.

Während der Inkraftsetzung der gemeinsamen Tabellensteuerung (Betriebsart 5) schaltet die Unterstützungssteuervorrichtung 24 dann, wenn das zweite Tabellennutzungsbedarfssignal durch den Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 eingegeben worden ist, zwangsweise auf die Nutzung der zweiten Tabelle ausgehend von der ersten Tabelle, und sie führt den Antriebsbetrieb des Elektromotors 8 durch einen Tabellensuchvorgang nach einem An triebsbetriebsbefehlswert (einen ermittelten Drehmomentwert) aus der zweiten Tabelle durch und sie führt eine manuelle Un terstützungssteuerung (Betriebsart 11) so aus, dass der Verbrennungsmotor 2 unterstützt wird.

Die Unterstützungssteuervorrichtung 24 schaltet die Suche auf die zweite Tabelle um, während Lastachsenkoordinaten und Verbrennungsmotordrehzahlkoordinaten der Tabellensuche durch die erste Tabelle in einer gegebenen Position vorliegen. Der Abschwächungsstartzeitpunkt bzw. die Abschwächungsstartzeit und die Abschwächungssteilheit durch die Abschwächungssteue rung nach Start des Antriebsbetriebs für den Elektromotor 8 sind dieselben während der Routineverarbeitung wie nach der gestarteten Suche für die zweite Tabelle.

Das Umschalten des Suchvorgangs durch die erste Tabelle auf den Suchvorgang durch die zweite Tabelle wird zwangsweise durch "EIN"-Schalten (Eingabe des zweiten Tabellennutzungsbe darfssignals) über manuelle Betätigung des Nutzungsbedarfsein gabeschalters 76 ausgeführt. Die zweite Tabellennutzungsbedin gung wird dadurch in einem effektiven Elektromotorbetriebsbe reich durch "EIN"-Schalten des Nutzungsbedarfseingabeschalters 76 gewählt.

In der zweiten Tabellennutzungsbedingung, einschließlich des "EIN"-Schaltens des Nutzungsbedarfseingabeschalters 76, sollen die folgenden Bedingungen gewählt sein: Die erste Tabelle in der gemeinsamen Tabellensteuerung (Betriebsart 5) wird gesucht bzw. durchsucht; die Gleichung "Gaspedalniederdrückaus maß(Drosselklappenöffnungsgrad)sollwert(#Thr)" ist erfüllt. Die Gleichung "Lastachsensuchkoordinatensollwert(#MAPLINE)" ist erfüllt und die Startunterbindungsflagge ist aufgehoben bzw. gelöscht.

Die Unterstützungssteuervorrichtung 24 führt dann, wenn die zweite Tabellennutzungsbedingung erfüllt ist, eine Suche der bzw. in der zweiten Tabelle, eine Antriebssteuerung des Elekt romotors 8 und eine Abschwächungssteuerung aus. Der Betrieb bzw. Betriebsablauf, nachdem die Bedingung erfüllt ist, ist derselbe wie beim Prozessablauf der Suche in der zweiten Ta belle bei der gemeinsamen Tabellensteuerung (Betriebsart 5), wie üblich.

Wenn die zweite Tabellennutzungsbedingung erfüllt ist, erhöht bzw. inkrementiert die Unterstützungssteuervorrichtung 24 ei nen Zähler für die Startunterbindungsflaggenwahl, bei dem es sich um einen Hardware-getriebenen Bedarfszähler durch Suche der bzw. in der zweiten Tabelle handelt. Dieser Zähler für die Startunterbindungsflaggenwahl wird gelöscht nach dem Einschal ten bzw. der Stromzufuhr zur Unterstützungssteuervorrichtung 24, und wenn die gemeinsame Tabellensteuerung (Betriebsart 5) aufgehoben ist (wenn die gemeinsame Tabellensteuerung beendet ist).

Die Startunterbindungsflagge begrenzt einen Hardware getriebenen Bedarfsbetrieb durch Suche der bzw. in der zweiten Tabelle. Wenn die Ausbildung der zweiten Tabellennutzungsbe dingung häufiger als eine Sollanzahl von Malen (beispielsweise zwei Mal) auftritt, wird die Startunterbindungsflagge gesetzt und durch Aufheben der gemeinsamen Tabellensteuerung (Be triebsart 5) gelöscht (die gemeinsame Tabellensteuerung en det).

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nunmehr erläu tert. Wenn unter Bezug auf Fig. 1 die Unterstützungssteuervor richtung 24 für den Elektromotor 8, der in einem Hybridfahr zeug vorgesehen ist, die Steuerung im Schritt 100 durch die Elektromotorsteuereinrichtung 26 startet, erfolgt im Schritt 102 eine Ermittlung, ob die gemeinsame Tabellensteuerung (Be triebsart 5) aufgehoben ist.

Wenn die Ermittlung im Schritt 102 zu "JA" führt, wird die Startunterbindungsflagge gelöscht und die Routine wird zum Schritt 106 rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 102 "NEIN" lautet, erfolgt im Schritt 108 eine Ermittlung, ob ein zweites Tabellennutzungsbedarfsignal durch den Nutzungsbe darfseingabeschalter 76 eingegeben ist. Falls die Antwort JA lautet, erfolgt im Schritt 110 eine Ermittlung, ob eine erste Tabelle gesucht bzw. ob in dieser Tabelle gesucht wird. Falls die Antwort JA lautet, erfolgt im Schritt 112 eine Ermittlung, ob der von dem Beschleunigungssensor 68 ermittelte Öffnungs grad größer als ein Sollwert ist (Drosselklappenöffnungsgrad #Thr). Falls die Antwort JA lautet, erfolgt im Schritt 114 ei ne Ermittlung, ob die Lastachsensuchkoordinaten größer als ein Sollwert sind (Lastachsensuchkoordinaten #MAPLINE).

Beide Ermittlungen hinsichtlich dessen, ob der Drosselklappen öffnungsgrad, der durch den Beschleunigungssensor 68 ermittelt wird, größer als ein Sollwert (Drosselklappenöffnungsgrad #Thr) ist, und ob die Lastachsensuchkoordinaten größer als ein Sollwert (Lastachsensuchkoordinaten #MAPLINE) sind, werden ge nutzt, um zu beurteilen, ob eine Unterstützung durch eine ma nuelle Unterstützungssteuerung (Betriebsart 11) bei einem Hochlastantrieb (geöffnetes Drosselklappenventil) des Verbren nungsmotors 2 erforderlich ist, und zwar unter Ausführung ei ner Beschleunigungsunterstützungssteuerung (Betriebsart 5) der gemeinsamen Tabellensteuerung.

Wenn sämtliche Ermittlungen in den Schritten 108 bis 114 "JA" ergeben, erfolgt im Schritt 116 eine Ermittlung, ob eine Startunterbindungsflagge gesetzt ist.

Wenn die Ermittlung im Schritt 116 "JA" lautet, wird die Rou tine zum vorausgehenden Schritt 106 rückgeführt. Wenn die Er mittlung im Schritt 116 "NEIN" lautet, wird eine Suche einer bzw. in einer zweiten Tabelle durch die gemeinsame Tabellen steuerung (Betriebsart 5) im Schritt 118 ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 2 wird durch den Antriebsbetrieb des E lektromtors 8 unterstützt durch manuelle Unterstützungssteue rung in Übereinstimmung mit einem aufgesuchten Antriebsbe triebsdrehmomentwert und ein Startunterbindungsflaggenwahlzäh ler wird im Schritt 120 inkrementiert. Daraufhin erfolgt im Schritt 122 eine Ermittlung, ob ein Wert eines Startunterbin dungsflaggenwahlzählers unter einem Sollwert (Zählwert < #CNT) ist.

Wenn die Ermittlung im Schritt 122 "JA" ergibt, wird die Rou tine im Schritt 124 rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 122 "NEIN" ergibt, wird im Schritt 126 eine Startun terbindungsflagge gesetzt und die Routine wird im Schritt 128 rückgeführt.

Wenn eine der Ermittlungen in den Schritten 108 bis 114 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 124 rück geführt.

Durch die Elektromotorsteuereinrichtung 26 führt dadurch die Unterstützungssteuervorrichtung 24 für den Elektromotor 8 die Steuerung so durch, dass sowohl die Antriebs- wie die Stromer zeugungsbetriebsabläufe bzw. -vorgänge des Elektromotors 8 auf Grundlage eines Antriebszustands eines Hybridfahrzeugs und ei nes Antriebszustands eines Verbrennungsmotors 2 ausgeführt werden. Wenn das zweite Tabellennutzungsanforderungssignal durch den Nutzungsbedarfseingabeschalter 76 eingegeben wird, und wenn die zweite Tabellennutzungsbedingung erfüllt ist, führt die Unterstützungssteuervorrichtung 24 die Steuerung so aus, dass der Antriebsbetrieb des Elektromotors 8 durch Um schalten auf die zweite Tabelle ausgeführt wird.

Durch dieses System steuert die Unterstützungssteuervorrich tung 24 den Verbrauch der Hauptbatterie 44, die dem Elektromo tor 8 elektrischen Strom während der Fahrt eines Hybridfahr zeugs zuführt durch einen Stromerzeugungsvorgang bzw. -betrieb unter Verwendung einer ersten Tabelle in einem Ausbil dungsbereich der zweiten Tabellennutzungsbedingung. Eine Un terstützung des Verbrennungsmotor 2 durch den Elektromotor 8 auf Grundlage einer Wahl durch eine fahrende Person kann ver wirklicht werden unter Verwendung der zweiten Tabelle und eine Unterstützung durch den Elektromotor 8 auf Grundlage einer Wahl durch eine fahrende Person kann verwirklicht werden unter Verwendung der ersten und zweiten Tabellen für eine existie rende gemeinsame Tabellensteuerung.

Diese Unterstützungssteuervorrichtung 24 für den Elektromotor 8 vermag eine Beschleunigung auf Grundlage des Wunsches einer fahrenden Person durch Handbetätigung des Nutzungsbedarfeinga beschalters 76 auszuführen. Die Unterstützungssteuervorrich tung 24 vermag dadurch eine gleichmäßige Beschleunigung auf Grundlage einer Antriebswahl während der Fahrt eines Hybrid fahrzeugs zu verwirklichen und sie vermag die Fahrbarkeit bzw. Antreibbarkeit zu verbessern. Aufgrund der Nutzung existieren der erster und zweiter Tabellen ist eine exklusive Tabelle nicht erforderlich. Diese Unterstützungssteuervorrichtung ver mag zur Vereinfachung eines Systems beizutragen.

Wenn eine Beschleunigungsunterstützungssteuerung (Betriebsart 5) während der Fahrt eines Hybridfahrzeugs ausgeführt wird, führt die Unterstützungssteuervorrichtung 24 die Steuerung so durch, dass die Nutzung der zweiten Tabelle angewendet wird durch ein Nutzungsanforderungssignal, das von dem Nutzungsbe darfseingabeschalter 76 eingegeben wird. Weil diese Unterstüt zungssteuervorrichtung 24 ausschließlich in einer benötigten Betriebsart (Bedingung) genutzt werden kann, kann deshalb eine irrtümliche bzw. ungewollte Verwendung des Nutzungsbedarfein gabeschalters 76 verhindert werden. Die Lebensdauer der Haupt batterie kann dadurch verlängert werden. Durch die Verlänge rung der Batterielebensdauer kann die Zuverlässigkeit des ge samten Systems verbessert werden und die Produktqualität wird erhöht.

Wenn die Ausbildung der zweiten Tabellennutzungsbedingung häu figer als eine gewählte aufeinanderfolgende Anzahl von Malen erfolgt ist, wendet die Elektromotorsteuereinrichtung 24 das zweite Tabellennutzungsbedarfssignal nicht an, weil eine kon stante Grenze zur Unterstützung des Elektromotors durch Hand betätigung einer fahrenden Person erreicht ist. Infolge hier von wird eine übermäßige elektrische Entladung einer Batterie vermieden und die Batterielebensdauer ist verlängert.

Die Unterstützungssteuervorrichtung 24 vermag den Freiheits grad der Kombination zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Elektromotor 8 zu verbessern bzw. zu erhöhen und einen Strom- bzw. Energieerzeugungsbereich unter Verwendung doppelter Ta bellen in dem Bereich zu vergrößern, der herkömmlicherweise ausschließlich durch einen Antriebsdrehmomentwert festgelegt ist. Der Nutzungsbereich der Antriebsbefehlswerte kann dadurch getrennt gewählt werden und ein asynchroner Betrieb wird mög lich.

Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten Aus führungsformen beschränkt, sondern für zahlreiche Innovationen und Anwendungen geeignet. Obwohl bei der vorstehend angeführ ten Ausführungsform ein Antriebsbetrieb für den Elektromotor 8 ausgeführt wird unter Verwendung einer zweiten Tabelle, wenn der Drosselklappenöffnungsgrad größer als ein Sollwert (Dros selklappenöffnungsgrad #Thr) ist, kann durch Umschalten eines Antriebszustands des Elektromotors 8 beispielsweise in Über einstimmung mit einer Zeitänderungsrate des Drosselklappenöff nungsgrads und durch Erhöhen und Verringern eines Ausmaßes an Unterstützung in Übereinstimmung mit einem Antriebszustand ein Unterstützungsausmaß stattdessen erhalten werden in Überein stimmung mit einem Gaspedalniederdrückzustand.

Während die Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung den (Strom)Verbrauch der Hauptbatterie 44 steuert, die dem Elekt romotor 8 während der Fahrt eines Hybridfahrzeugs elektrischen Strom zuführt, kann eine Unterstützung des Verbrennungsmotors 2 durch den Elektromotor auf Grundlage des Wunsches einer fah renden Person verwirklicht werden und die Unterstützung durch den Elektromotor für das Fahrzeug kann verwirklicht werden un ter Verwendung einer existierenden Steuertabelle.

Die Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung vermag deshalb eine gleichmäßige Fahrzeugbeschleunigung auf Grundlage einer Wahl durch eine fahrende Person während der Fahrt eines Hyb ridfahrzeugs zu verwirklichen und sie vermag die Antreibbar keit bzw. Fahrbarkeit zu verbessern. Die Vorrichtung erfordert keine exklusive Tabelle und kann (dadurch) zur Vereinfachung eines Fahrzeugsteuersystems beitragen.

Claims

1. Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung für ein Fahr zeug, das einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor aufweist, wobei der Elektromotor sowohl Antriebs- wie Stro merzeugungsfunktionen aufweist und direkt mit dem im Hyb ridfahrzeug vorgesehenen Verbrennungsmotor verbunden ist, aufweisend: Eine Verbrennungsmotordrehzahlermittlungsein richtung für den Verbrennungsmotor, eine Lastermittlungs einrichtung für den Verbrennungsmotor, eine erste Tabelle, die verwendet wird, um einen Stromerzeugungsbetrieb des Elektromotors auszuführen durch Suchen nach Stromerzeugungs betriebsdrehmomentbefehlswerten ansprechend auf eine Verbrennungsmotordrehzahl, die durch die Verbrennungsmotor drehzahleinrichtung ermittelt wird, und eine Motorlast, die durch die Lastermittlungseinrichtung während des Fahrens des Hybridfahrzeugs ermittelt wird, eine zweite Tabelle, die verwendet wird, um einen Antriebsvorgang bzw. -betrieb des Elektromotors auszuführen durch Suchen nach einem An triebsbetriebsdrehmomentbefehlswert ansprechend auf die Verbrennungsmotordrehzahl und die Verbrennungsmotorlast, wenn die von der Lastermittlungseinrichtung ermittelte Last einen Sollwert während der Fahrt des Hybridfahrzeugs über steigt, eine Nutzungsbedarfseingabeeinrichtung zum Eingeben eines zweiten Tabellennutzungsbedarfseingabesignals durch manuelle Betätigung, und eine Steuereinrichtung zur Durch führung der Steuerung so, dass sowohl die Antriebs- wie die Energieerzeugungsbetriebe bzw. -vorgänge des Elektromotors auf Grundlage eines Antriebszustands des Hybridfahrzeugs und eines Antriebszustands des Verbrennungsmotors ausge führt werden, und zum Ausführen eines Antriebsbetriebs zum Umschalten auf die Nutzung der zweiten Tabelle, wenn das zweite Tabellennutzungsbedarfssignal durch die Nutzungsan forderung eingegeben wird, und wenn zweite Tabellennut zungsbedingungen erfüllt sind.

2. Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung für ein Fahr zeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Steu erung so durchführt, dass das zweite Tabellennutzungsbe darfssignal angewendet wird, das von der Nutzungsbe darfseingabeeinrichtung eingegeben wird, die einen Nut zungsbedarfseingabeschalter aufweist, wenn die Antriebsun terstützungssteuerung während der Fahrt des Hybridfahrzeugs ausgeführt wird.

3. Elektromotorunterstützungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung die Steuerung so durchführt, dass das zweite Tabellennutzungsbedarfssignal nicht ange wendet wird, wenn eine Ausbildung der zweiten Tabellennut zungsbedingung aufeinanderfolgend häufiger als eine gewähl te Anzahl von Malen erfolgt.