DE10126794A1

DE10126794A1 - Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE10126794A1
Application number: DE10126794A
Authority: DE
Inventors: Michinori Shimizu; Kazuhiko Morimoto
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-03-14
Also published as: US6546320B2; JP3656243B2; JP2001352603A; US20010049571A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug mit einer Steuervorrichtung, die einen Verbrennungsmotorcontroller und einen Elektromotorcontroller enthält. Eine erste Batterie und eine zweite Batterie, welche eine höhere Spannung als die erste Batterie hat, sind vorgesehen, ein elektrischer Stromgenerator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist zum Laden der ersten Batterie vorgesehen. Die zweite Batterie und der Elektromotor sind über den Elektromotorcontroller verbunden und die erste Batterie oder der elektrische Stromgenerator ist mit dem Elektromotorcontroller und dem Verbrennungsmotorcontroller verbunden. Außerdem ist die erste Batterie oder der elektrische Stromgenerator mit dem Verbrennungsmotorcontroller zum Aufrechterhalten einer Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Betriebs des Verbrennungsmotorcontrollers verbunden. Die zweite Batterie und der Elektromotor sind über den Elektromotorcontroller verbunden. Die zweite Batterie oder der Elektromotor ist mit dem Elektromotorcontroller über einen Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer verbunden. Selbst dann, wenn die Hochspannungsleitung, die den Elektromotor enthält, in der Steuervorrichtung für das Hybridfahrzeug ausgefallen ist, vermag dieses System das Fahrzeug anzutreiben.

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Hyb ridfahrzeug, um das Betreiben eines Fahrzeugs selbst dann zu ermöglichen, wenn eine Hochspannungsleitung einschließlich ei nem Elektromotor ausgefallen ist.

Hintergrund der Erfindung

Einige Motorfahrzeuge sind von dem Typ, der üblicherweise als Hybridfahrzeug bezeichnet wird, bei welchem ein Verbrennungs motor und ein Elektromotor als Antriebsquellen eines Antriebs systems vorgesehen sind. Das Hybridfahrzeug umfasst außerdem eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung zum Steuern eines Laufzustands des Verbrennungsmotors und eines Elektromo torsteuereinrichtung zum Steuern eines Betriebszustands des Elektromotors. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung und die Elektromotorsteuereinrichtung ermitteln jeweilige Betriebszu stände des Verbrennungsmotors und des Elektromotors, wenn das Fahrzeug fährt, und sie tauschen daraufhin diese ermittelten Daten bezüglich der Laufzustände aus. Infolge hiervon werden die jeweiligen Betriebszustände des Verbrennungsmotors und des Elektromotors in Zusammenwirkung miteinander gesteuert. Ein derartiges Steuersystem erzielt ein hohes Niveau an erforder lichem Leistungsvermögen (wie etwa Kraftstoffeffizienz, nied rige Werte an schädlichen Bestandteilen in den Abgasen und Leistungsvermögen).

Derartige Beispiele einer Steuervorrichtung für ein Hybrid fahrzeug sind in den japanischen Offenlegungsschriften Nrn. 7-115704, 8-98318, 9-56007 und 10-174201 offenbart.

In einer in der japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 7-115704 offenbarten Retardervorrichtung ist keine Gegenmaßnahme angeführt, wenn ein Elektromotor 12 und ein Controller 34 und eine Spannungserhöhungszerhackergleichrichtungsschaltung 32 ausgefallen oder gestört sind.

Bei einem Steuerverfahren eines Hybridelektrofahrzeugs, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-98318 offenbart ist, nimmt ein Elektromotor 18 nur für den Vortrieb einen nutzbaren Zustand ein. Ein Verbrennungsmotor bildet keine Antriebsquelle für den Vortrieb und dient lediglich zum Antreiben eines Stromgenerators. Wenn bei einem derartigen Aufbau eines Fahr zeugs ein Elektromotor 18, eine Batterie 20 für den Vortrieb und eine EV-ECU 26 ausgefallen oder gestört sind, ist ein Vor trieb des Fahrzeugs unmöglich.

Bei einem Hybridfahrzeug, das in der japanischen Patentoffen legungsschrift Nr. 9-56007 offenbart ist, sind eine 12 V (24 V)- Niederspannungsleitung und eine 36-228 V-Hochspannungs leitung unabhängig. Ein Verfahren zum Anlassen eines Verbren nungsmotors und eine Gegenmaßnahme, wenn eine Steuerungsstrom versorgung (Niedrigspannung) zu einem Inverter 30 und eine Hochspannungsleitung ausgefallen bzw. gestört sind, sind nicht genannt.

Eine Stromversorgungseinheit für eine Zusatzvorrichtung eines elektrischen Hybridfahrzeugs ist in der japanischen Patentof fenlegungsschrift Nr. 10-174201 offenbart, und diese ist ähn lich zu derjenigen in der vorstehend genannten japanischen Pa tentoffenlegungsschrift Nr. 8-98318.

In einer Steuereinheit eines herkömmlichen Hybridfahrzeugs wird die übliche 12 V-Stromversorgung durch einen Gleichspan nungs-/Gleichspannungsumsetzer aus einer Hochspannungs(150-300 V)-Batterie für einen Elektromotor abgeleitet. Es ist deshalb eine 12 V-Niederspannungsbatterie vorgesehen; ein Drehstromer zeuger bzw. eine Lichtmaschine, d. h. ein Stromgenerator, ist jedoch nicht vorgesehen. Da eine Hochspannungsbatterie eine wesentliche Rolle spielt, wird die Funktion des Fahrzeugs un terbrochen, sobald die Hochspannungsbatterie leer ist.

Um in geeigneter Weise zu funktionieren, ohne dass eine Hoch spannungsbatterie leer läuft, ist (deshalb) ein teuere Batte rie erforderlich, die aus einer Nickel-/Wasserstoffbatterie oder einer Lithium-Ionenbatterie besteht. Dadurch wird jedoch eine komplizierte Batteriesteuerfunktion notwendig, was von Nachteil ist, wobei das System für den praktischen Einsatz un vorteilhaft ist.

Um den vorstehend genannten Nachteil zu überwinden, bzw. zu eliminieren, schafft die vorliegende Erfindung eine Steuervor richtung für ein Hybridfahrzeug, in welchem ein Verbrennungs motor und ein Elektromotor vorgesehen sind, wobei der Elektro motor mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Steuervorrichtung umfasst einen Verbrennungsmotor controller, der eine Laufzustand des Verbrennungsmotors steu ert. Der Elektromotorcontroller steuert einen Antriebszustand des Elektromotors unabhängig von der Steuerung des Verbren nungsmotors durch den Verbrennungsmotorcontroller. Eine erste Batterie und eine zweite Batterie, die eine höhere Spannung als die erste Batterie aufweist, sind vorgesehen. Ein Stromge nerator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist zum Laden der ersten Batterie vorgesehen. Die zweite Batterie und der Elektromotor sind über den Elektromotorcontroller ver bunden. Die erste Batterie bzw. der Stromgenerator ist mit dem Elektromotorcontroller zum Aufrechterhalten einer Stromversor gung zur Aufrechterhaltung des Betriebs des Motorcontrollers vorgesehen und mit dem Verbrennungsmotorcontroller verbunden, um eine Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Betriebs des Verbrennungsmotorcontrollers aufrechtzuerhalten.

Die vorliegende Erfindung schafft außerdem eine Steuervorrich tung für ein Hybridfahrzeug, bei welcher die erste Batterie bzw. der Stromgenerator mit dem Verbrennungsmotorcontroller verbunden ist, um eine Stromversorgung zum Aufrechterhalten des Betriebs des Verbrennungsmotorcontrollers aufrechtzuerhal ten. Die zweite Batterie bzw. der Elektromotor ist mit dem Elektromotorcontroller über einen Gleichspannungsgleichspan nungsumsetzer verbunden, um eine Stromversorgung für die Auf rechterhaltung des Betriebs des Elektromotorcontrollers auf rechtzuerhalten.

Da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wie vor stehend erläutert, in einer Steuervorrichtung für ein Hybrid fahrzeug eine erste Batterie bzw. ein Stromgenerator mit einem Elektromotorcontroller und einem Verbrennungsmotorcontroller verbunden ist, kann selbst dann, wenn eine Hochspannungslei tung, enthaltend einen Elektromotor, ausgefallen ist, ein der artiges Hybridfahrzeug unter Verwendung von ausschließlich dem Verbrennungsmotor gefahren werden.

Bei einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug ist die erste Batterie bzw. der Stromgenerator mit einem Verbrennungs motorcontroller verbunden. Eine zweite Batterie und ein Elek tromotor sind mit einem Elektromotorcontroller über einen Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer verbunden. Die Seite des Verbrennungsmotorcontrollers, bei der es sich um ein Nie derspannungssystem handelt, enthaltend den Verbrennungsmotor, und bei der Seite Elektromotorcontrollers, bei der es sich um ein Hochspannungssystem handelt, enthaltend den Elektromotor, sind damit vollständig unabhängig. Selbst wenn davon ausgegan gen wird, dass der Elektromotorcontroller, d. h. das Hochspan nungssystem ausgefallen ist, empfängt dieses System keinerlei Einfluss und das Fahrzeug kann ausschließlich durch die Seite des Verbrennungsmotorcontrollers gefahren werden, bei der es sich um ein Niederspannungssystem handelt.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Steuerflussdiagramm, einer Steuervorrich tung für ein Hybridfahrzeug unter Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug;

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuersystems eines Hybridfahrzeugs;

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 1 bis 3 näher erläutert, die eine Ausführungsform dieser Erfin dung zeigen. Fig. 3 zeigt ein Fahrzeugsantriebs- bzw. -vor triebssystem 2 für ein Hybridfahrzeug (nicht gezeigt), einen Verbrennungsmotor 4, einen Elektromotor 6, eine Kupplung 8 und ein Getriebe 10 enthaltend. In dem Hybridfahrzeug sind der Verbrennungsmotor 4 und der Elektromotor 6, der sowohl An triebs- wie Stromerzeugungsfunktionen hat und mit einer Ab triebswelle (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors 4 verbunden ist in dem Fahrzeug als Fahrzeugantriebssystem 2 angeordnet. In dem Fahrzeug ist beispielsweise der Elektromotor 6 direkt mit dem Verbrennungsmotor 4 verbunden. Das Schaltgetriebe 10 ist direkt mit dem Elektromotor 6 über die Kupplung 8 verbun den. Der Verbrennungsmotor 4 ist mit einer Lichtmaschine 12, einem Klimaanlagen (A/C)-Verdichter 14 und einem Anlasser 16 versehen.

Der Elektromotor 6 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem Schaltgetriebe 10 angeordnet. Außerdem umfasst der Elek tromotor 6 eine Statorwicklung und einen Rotor, wie etwa ein Schwungrad (nicht gezeigt).

Das Fahrzeugantriebssystem 2 umfasst eine Verbrennungsmo torsteuereinrichtung 20 und eine Elektromotorsteuereinrichtung 22 als Steuereinrichtung 18. Die Verbrennungsmotorsteuerein richtung 20 steuert einen Laufzustand des Verbrennungsmotors 4, während die Elektromotorsteuereinrichtung 22 ("Inver ter/Controller") sowohl die Antriebs- wie die Stromerzeugungs zustände des Elektromotors 6 steuert.

Der Verbrennungsmotor 4 ist mit der Verbrennungsmotorsteuer einrichtung 20 über eine Verbrennungsmotorsteuersignalleitung 24 verbunden. Der vorliegend verwendete Begriff "Leitung" dient zur Erläuterung einer beliebigen elektrischen Signallei tung. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 ist mit einer ersten Batterie 28 über eine der Verbrennungsmotorsteuerein richtung zugeordnete Stromleitung 26 verbunden. Diese erste Batterie 28 bildet eine Antriebsstromversorgung für die Ver brennungsmotorsteuerung und für zusätzliche Geräte, wie etwa Lampen, Gebläse und dergleichen. Bei der ersten Batterie 28 handelt es sich um eine herkömmliche 12-V-Fahrzeugbatterie. Die erste Batterie 28 ist mit der Lichtmaschine 12 und dem An lasser 16 über eine erste Batterieladestromleitung 30 verbun den. Die Lichtmaschine 12 lädt die erste Batterie 28 und führt einem Stromverbrauchgerät Elektrizität zu.

Der Elektromotor 6 ist mit der Elektromotorsteuereinrichtung 22 über eine Elektromotorsteuersignalleitung 32 verbunden. Die Elektromotorsteuereinrichtung 22 ist mit einer zweiten Batte rie 38 verbunden, die eine höhere Spannung hat als die erste Batterie 28, und zwar über eine der Elektromotorsteuereinrich tung zugeordnete Zusatzstromleitung 34 und einen Gleichspan nungs-/Gleichspannungsumsetzer 36. Die Elektromotorsteuerein richtung 22 ist außerdem mit der zweiten Batterie 38 über eine der Elektromotorsteuereinrichtung zugeordnete Hauptstromlei tung 40 verbunden. Die zweite Batterie 38 führt dem Elektromo tor 6 elektrischen Strom zu und sie wird durch elektrischen Strom geladen, der von dem Elektromotor 6 erzeugt wird.

Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 ist eingangsseitig mit Anschlüssen versehen, um die folgenden Signale zu empfan gen: Ein Anlassersignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal; ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal; ein Wassertemperatursig nal; ein Ansaugunterdrucksignal; ein Beschleunigungszustand signal; ein Kupplungszustandsignal und ein Bremszustandsignal.

Die Elektromotoreinrichtung 22 umfasst eine Elektromotorsteu ereinheit 42, bei der es sich um eine Steuerschaltung handelt, eine Elektromotorantriebseinheit 44, bei der es sich um eine Antriebsschaltung handelt, und einen Ein-/Ausgabeverar beitungsabschnitt (eine Schnittstelle) 46.

Ein Zusatzkühler 48 für Kühlzwecke, der mit dem Elektromotor verbunden ist, wird unte r der Steuerung der Elektromotorsteu ereinrichtung 22 angetrieben. Außerdem steht eine Kühlmittel umwälzpumpe 50 zum Zuführen von Kühlwasser zu dem Elektromotor 6 und dem Verbrennungsmotor 4 in Verbindung mit dem Zusatzküh ler 48. Ein Kühlgebläse bzw. -lüfter 52 ist in der Nähe des Zusatzkühlers 46 angeordnet und mit dem Gleichspannungs /Gleichspannungsumsetzer 36 verbunden. Eine Stromleitung 54 verbindet die Kühlmittelumwälzpumpe 50 und den Kühllüfter 52 mit dem Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer 36. Die Elektromotorsteuereinrichtung 22 ist an einer Ausgangsseite mit dem Elektromotor 6 verbunden.

Die Steuervorrichtung 18 des Fahrzeugantriebssystems 2 umfasst sowohl die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 wie die Elektromotorsteuereinrichtung 22. Die Verbrennungsmotorsteuer einrichtung 20 steuert ein Betriebszustand des Verbrennungsmo tors 4, während die Elektromotorsteuereinrichtung 22 sowohl Antriebs- wie Batterieladestromerzeugungszustände des Elektro motors 6 steuert. Insbesondere tauscht die Elektromotorsteuer einrichtung 22 keine Daten mit der Verbrennungsmotorsteuerein richtung 20 aus und sie ist unabhängig von der Steuerung des Verbrennungsmotors 4 durch die Verbrennungsmotorsteuereinrich tung 20 und ermittelt und steuert unabhängig den Antriebszu stand und den Batterieladestromerzeugungszustand des Elektro motors 6.

Um eine Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 aufrechtzuerhalten, ist die erste Batterie 28 bzw. die Lichtmaschine 12, bei der es sich um einen Stromgenerator handelt, mit der Verbrennungsmo torsteuereinrichtung 20 verbunden und die zweite Batterie 38 und der Elektromotor 6 sind über die Elektromotorsteuerein richtung 22 verbunden. Um eine Stromversorgung zur Aufrechter haltung des Betriebs der Elektromotorsteuereinrichtung 22 auf rechtzuerhalten, ist die zweite Batterie 38 bzw. der Elektro motor 6 mit der Elektromotorsteuereinrichtung 22 über den Gleichstrom-/Gleichstromumsetzer 36 verbunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind in der Steuervorrichtung 18 insbe sondere die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 mit einer Seite mit einem Niedrigspannungssystem und die Elektromo torsteuereinrichtung 22 mit einer Seite mit einem Hochspan nungssystem vollständig unabhängig voneinander.

Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtungsseite bzw. die Verbren nungsmotorsteuereinrichtung mit dem Niederspannungssystem um fasst, wie in Fig. 2 gezeigt, die Lichtmaschine 12, den Anlas ser 16, die erste Batterie 28, und die Verbrennungsmotorsteu ereinrichtung 20.

Bei der Elektromotorantriebsseite bzw. bei der Elektromotoran triebseinrichtung handelt es sich um ein Hochspannungssystem, wie in Fig. 2 gezeigt, umfassend den Elektromotor 6, die Elektromotorantriebseinrichtung 22, den Gleichspannungs /Gleichspannungsumsetzer 36, die zweite Hochspannungsbatterie 38, die Kühlmittelzirkulationspumpe 50 und das Kühlgebläse 52.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform wird nun unter Bezug auf ein Flussdiagramm in Fig. 1 zur Verwendung in der Steuervor richtung 18 erläutert.

Wenn unter Bezug auf Fig. 1 ein Steuerprogramm die Steuerung im Schritt 100 durch "Ein"-Schaltbetrieb des Zündschalters in der Niederspannungsleitung bzw. auf der Niederspannungsstrecke steuert, startet der Anlasser 16 im Schritt 102. Daraufhin wird der Verbrennungsmotor 4 im Schritt 104 angelassen.

Nach dem Verbrennungsmotorstart bzw. Anlassprozessablauf im Schritt 104 wird die Verbrennungsmotorsteuerung im Schritt 106 durch die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 ausgeführt und die Routine wird zum Schritt 108 rückgeführt.

Wenn außerdem ein Steuerprogramm die Steuerung im Schritt 100 durch "Ein"-Schaltbetrieb eines Zündschalters in der Hochspan nungsleitung bzw. auf der Hochspannungsstrecke steuert, wird die Prüfung des Hochspannungsleitungssystems bzw. -strecken systems im Schritt 110 ausgeführt. Wenn die Prüfung im Schritt 110 "NG" ergibt, wird die Routine zu "Stop" zum Stoppen des Steuervorgangs im Schritt 112 rückgeführt. Wenn die Prüfung im Schritt 110 "OK" ergibt, wird die Elektromotorsteuerung durch die Elektromotorsteuereinrichtung 22 ausgeführt und die Routi ne wird zum Schritt 116 rückgeführt.

Durch die Steuervorrichtung 18 für das Hybridfahrzeug sind die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung bzw. die Verbrennungsmo torsteuereinrichtungsseite, d. h., das Niederspannungssystem, enthaltend den Verbrennungsmotor 4 und die Elektromotoran triebseinrichtung bzw. die Elektromotorantriebseinrichtungs seite, bei der es sich um das Hochspannungssystem handelt, einschließlich dem Elektromotor 6, vollständig unabhängig. Selbst dann, wenn davon ausgegangen wird, dass die Elektromo torantriebseinrichtungsseite mit dem Hochspannungssystem aus gefallen ist, wird das Niederspannungssystem hierdurch nicht beeinflusst. Da das Fahrzeug durch die Seite der Verbrennungs motorsteuereinrichtung 20 bzw. durch diese Einrichtung aus schließlich angetrieben werden kann, bei der es sich um das Niederspannungssystem handelt, ist dies für den praktischen Einsatz von Vorteil.

Da der Anlasser 16 zum Anlassen des Motors 4 von der Stromver sorgung von ausschließlich der Niederspannungsleitung bzw. der -strecke ausschließlich abhängt, besteht selbst dann, wenn die Hochspannungsreinanordnung zusammenbricht, kein Problem für das Anlassen bzw. das Anlassleistungsvermögen des Verbren nungsmotors. Dieses System kann deshalb ein gutes Anlassvermö gen beibehalten.

Fig. 4 zeigt die zweite Ausführungsform gemäß dieser Erfin dung. Wenn bei der zweiten Ausführungsform ein Teil dieselbe Funktion besitzt, wie bei der ersten Ausführungsform, wird dieselbe Bezugsziffer wie bei der ersten Ausführungsform be nutzt.

Diese zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem System die erste Niederspannungsleitungsbatterie 28 mit einer Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Elektromotorsteuereinrichtung 22 verbunden ist und diese aufrechterhält. Die Lichtmaschine 12, bei der es sich um einen Stromgenerator handelt, ist außerdem mit der Elektromotorsteu ereinrichtung 22 und mit der ersten Batterie 28 zur Aufrecht erhaltung der Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des Be triebs der Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 verbunden. Die erste Batterie 28 bzw. die Lichtmaschine 12, bei der es sich um einen Stromgenerator handelt, stellt dadurch Strom für die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 20 bereit.

Mit anderen Worten umfasst die Verbrennungsmotorsteuereinrich tung bzw. die Verbrennungsmotorsteuereinrichtungsseite ein Niederspannungssystem, wie in Fig. 4 gezeigt, einschließlich der Lichtmaschine 12, dem Anlasser 16, der ersten Niederspan nungsleitungsbatterie 28 und der Verbrennungsmotorsteuerein richtung 20. Die Elektromotorantriebseinrichtungsseite bzw. die Elektromotorantriebseinrichtung weist ein Hochspannungs system auf, wie in Fig. 4 gezeigt, aufweisend den Elektromotor 6, die Elektromotorantriebseinrichtung 22, bei der es sich um einen Inverter/Controller handelt, die zweite Hochspannungs leitungsbatterie 38, die Kühlmittelumwälzpumpe 50 und das Kühlgebläse bzw. den Kühllüfter 52.

Die erste Batterie 28 bzw. die Lichtmaschine 12 ist, wie in Fig. 4 gezeigt, mit der Elektromotorsteuereinrichtung 22 über die Stromleitung 32 verbunden. Selbst dann, wenn die Hochspan nungsleitung, enthaltend den Elektromotor 6, ausgefallen ist, vermag das Hybridfahrzeug unter Verwendung von ausschließlich dem Verbrennungsmotor 4 betrieben zu werden, was im prakti schen Einsatz von Vorteil ist, da elektrische Bauteile, wie etwa die Kühlmittelumwälzpumpe 50, der Kühllüfter 52 und der gleichen, die in einem Hybridfahrzeug vorgesehen sind, mit elektrischem Strom von der ersten Batterie 28 bzw. der Lichtma schine 12 versorgt werden, kann das Hybridfahrzeug außerdem ohne das geringste Problem eingesetzt werden, wenn der Elek tromotor ausgefallen ist.

Dieses System sieht einfach vor, dass das Hochspannungssystem, einschließlich dem Elektromotor 6, zusätzlich für das Fahrzeug vorgesehen ist, das einen üblichen Verbrennungsmotor enthält. Dieses System ist an einem existierenden Fahrzeug problemlos anbringbar, einfach herstellbar und relativ kostengünstig.

Bei diesem System ist es nicht erforderlich, elektrischen Strom von der Hochspannungsleitung für die Niedrigspannungs leitung bereitzustellen und der Gleichspannungs-/Gleichspan nungsumsetzer kann entfallen. Infolge hiervon kann eine Ver einfachung des Systems in die Planung einbezogen werden, zu sätzlicher Platz wird frei und die Anzahl von Teilen kann ver ringert werden.

Da der Anlasser 16 zum Anlassen des Verbrennungsmotors 4 von der Stromversorgung von ausschließlich der Niederspannungslei tung abhängt, besteht selbst dann, wenn beispielsweise eine Hochspannungsreihenleitung ausfällt, kein Problem für das An lassen bzw. das Anlassleistungsvermögen des Verbrennungsmo tors. Dieses System ist deshalb für den praktischen Einsatz von Vorteil.

Fig. 5 zeigt die dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese dritte Ausführungsform ist dadurch gekenn zeichnet, dass System eine Verbindung der ersten Niedrigspan nungsleitungsbatterie 28 mit der zweiten Hochspannungslei tungsbatterie 38 durch den Gleichspannungs-/Gleichspannungs umsetzer 36 in Verbindung steht.

Mit anderen Worten weist eine Verbrennungsmotorsteuereinrich tungsseite ein Niederspannungssystem auf, wie in Fig. 5 ge zeigt, aufweisend eine Lichtmaschine 12, einen Anlasser 16, eine erste Niederspannungsbatterie 28 und eine Verbrennungsmo torsteuereinrichtung 20.

Eine Elektromotorantriebseinrichtungsseite weist ein Hoch spannungssystem auf, wie in Fig. 5 gezeigt, aufweisend einen Elektromotor 6, eine Elektromotorantriebseinrichtung 22, bei der es sich um einen Inverter/Controller handelt, einen Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer 36, eine zweite Hoch spannungsleitungsbatterie 38, eine Kühlmittelumwälzpumpe 50 und einen Kühllüfter 52.

Die erste Batterie 28 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, mit der zweiten Batterie 38 über eine Stromleitung 72 und den Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer 36 verbunden. Das System befindet sich deshalb in der Lage, der ersten Batterie 28 von der zweiten Batterie 38 elektrischen Strom zuzuführen. Da der ersten Batterie 28 von der Lichtmaschine 12 der Nieder spannungsleitung Strom zugeführt wird, bricht selbst dann, wenn die zweite Batterie 38 und der Gleichspannungs /Gleichspannungsumsetzer 36 ausfallen, das Niederspannungslei tungssystem nicht zusammen. Infolge hiervon ist das System für den praktischen Einsatz von Vorteil. Da außerdem redundanter elektrischer Strom durch wiederaufgeladene Elektrizität in die erste Batterie 28 zugeführt werden kann, trägt dieses System zur wirksamen praktischen Nutzung von Elektrizität bei.

Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten ers ten bis dritten Ausführungsformen beschränkt; vielmehr ist sie zahlreichen Innovationen und Anwendungen zugänglich. Bei spielsweise besteht die erste Ausführungsform gemäß dieser Er findung aus folgender Steuereinrichtung: Einer elektrischen Schaltung zwischen sowohl der Ver brennungsmotorsteuereinrichtungsseite zum Steuern eines An triebszustands des Verbrennungsmotors wie der Elektromo torsteuereinrichtungsseite zum Steuern eines Antriebszustands des Elektromotors 6, der nicht in Verbindung steht bzw. wobei die beiden Steuereinrichtungen nicht in Verbindung stehen, um die Elektromotorsteuereinrichtung unabhängig von der Verbren nungsmotorsteuereinrichtung arbeiten zu lassen. Die folgende spezielle Steuereinrichtung kann jedoch vorgesehen sein: die elektrische Schaltung zwischen sowohl der Verbrennungsmotor steuereinrichtungsseite wie der Elektromotorsteuereinrich tungsseite kann verbunden sein durch Bereitstellen eines Um schaltmechanismus, um beide üblichen bzw. gewöhnlichen Steuer einrichtungen zur Ausführung zu bringen. Die Verbrennungsmo torsteuereinrichtung und die Elektromotorsteuereinrichtung sind bei der ersten Ausführungsform dieser Erfindung verbun den.

Das übliche System kann durch einen Nutzungszustand einen deutlichen Vorteil erlangen. Um in effektiver Weise diesen Nutzungszustand auszunutzen, kann ein manueller Umschaltschal ter vorgesehen sein und dieser Schalter schaltet das System in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform dieser Erfin dung auf das übliche System um. Durch Umschalten dieser Syste me, je nach Umständen, kann in jedem System eine gute Nutzung erzielt werden.

Abgesehen davon, dass der Umschaltschalter manuell betätigt werden kann, kann er automatisch gesteuert werden, um in Über einstimmung mit einem Zustand des Hybridfahrzeugs automatisch umzuschalten, der durch einen Computer ermittelt wird, um den besten Zustand für das Hybridfahrzeug einzunehmen bzw. zu ge währleisten.

Wie aus vorstehender Erläuterung hervorgeht, schafft die vor liegende Erfindung eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahr zeug, bei welchem als Fahrzeugantriebs- bzw. -vortriebssystem ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor vorgesehen sind. Der Elektromotor ist mit einer Abtriebswelle verbunden und weist sowohl Antriebs- wie Stromerzeugungsfunktionen auf. Die Steuervorrichtung umfasst eine Verbrennungsmotorsteuereinrich tung, die einen Laufzustand des Verbrennungsmotors steuert und eine Elektromotorsteuereinrichtung, die sowohl Antriebs- wie Wiederaufladungsstromerzeugungszustände des Elektromotors un abhängig von der Steuerung des Verbrennungsmotors durch die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung steuert.

Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtungsseite ist ein Nieder spannungssystem, das den Verbrennungsmotor umfasst. Die Elek tromotorsteuereinrichtungsseite ist ein Hochspannungssystem, das den Elektromotor umfasst. Die beiden Seiten sind unabhän gig in der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug. Selbst dann, wenn davon ausgegangen wird, dass in der Elektromotoran triebseinrichtungsseite ein Hochspannungssystem ausgefallen ist, wird dieses System nicht beeinflusst. Das Fahrzeug kann dadurch durch die Verbrennungsmotorsteuereinrichtungsseite ausschließlich angetrieben bzw. gefahren werden, bei der es sich um ein Niederspannungssystem handelt. Infolge hiervon be sitzt das System im praktischen Einsatz Vorteile.

Claims

1. Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor versehen ist, der mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, aufweisend:
Eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung, welche einen Laufzustand des Verbrennungsmotors steuert, und eine Elektromotorsteuereinrichtung, welche einen Antriebszustand des Elektromotors unabhängig von der Steuerung des Verbrennungsmotors durch die Verbrennungsmotorsteuerein richtung steuert, wobei das Fahrzeug eine erste Batterie und eine zweite Batterie aufweist, welche ein höhere Span nung als die erste Batterie hat, und einen elektrischen Stromgenerator, der durch den Verbrennungsmotor zum Laden der ersten Batterie angetrieben ist, wobei die zweite Bat terie und der Elektromotor durch die Elektromotorsteuer einrichtung verbunden sind, und wobei zumindest die erste Batterie oder der elektrische Stromgenerator mit der Elektromotorsteuereinrichtung verbunden ist, um eine Strom zufuhr zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Elektromo torsteuereinrichtung aufrechtzuerhalten, und wobei er mit der Verbrennungsmotorsteuereinrichtung verbunden ist, um eine Stromzufuhr zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Verbrennungsmotorsteuereinrichtung aufrechtzuerhalten.

2. Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die erste Batterie mit der zweiten Batterie über ei nen Gleichspannungs-/Gleichspannungsumsetzer verbunden ist.

3. Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor versehen ist, der mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, aufweisend:
Eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung, welche einen Laufzustand des Verbrennungsmotors steuert, und eine E Elektromotorsteuereinrichtung, welche einen Antriebszustand des Elektromotors unabhängig von der Steuerung des Verbrennungsmotors durch die Verbrennungsmotorsteuerein richtung steuert, wobei das Fahrzeug eine erste Batterie und eine zweite Batterie aufweist, welche ein höhere Span nung als die erste Batterie hat, und einen elektrischen Stromgenerator, der durch den Verbrennungsmotor zum Laden der ersten Batterie angetrieben ist, wobei die erste Bat terie oder der elektrische Stromgenerator mit der Verbren nungsmotorsteuereinrichtung verbunden sind, um eine Strom zufuhr zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Verbren nungsmotorsteuereinrichtung aufrechtzuerhalten, und wobei die zweite Batterie und der Elektromotor über die Elektro motorsteuereinrichtung verbunden sind, und wobei die zwei te Batterie oder der Elektromotor über den Gleichspan nungs-/Gleichspannungsumsetzer mit der Elektromotorsteuer einrichtung verbunden ist, um eine Stromzufuhr zur Auf rechterhaltung des Betriebs der Elektromotorsteuereinrich tung aufrechtzuerhalten.