DE102007060795A1 - Verfahren zum Steuern des Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug wird offenbart. Das Steuerungsverfahren bestimmt eine Öldruckabbauzeit, dass ein Kupplungsöldruck eines stufenlosen Getriebes vollständig abgebaut wird, eine Endabschaltzeit eines Motors, und eine Endsteuerungszeit eines Elektromotors wenn ein Hybridelektrofahrzeug einen Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt, um dadurch eine Erschütterung oder Schütteln des Fahrzeugs verhindert.
Description
- HINTERGRUND
-
1 . Technisches Gebiet - Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug, und insbesondere ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug, in dem, sobald ein Leerlaufstoppbetrieb in einem Hybridelektrofahrzeug ausgelöst wird um endgültige Steuerungszeiten eines Motors, eines Elektromotors und eines stufenlosem Getriebes (CVT) zu gewähren, eine Hybridsteuerungseinheit ein Leerlaufstoppbetriebauslösesignal für eine CVT-Kupplung an eine Übertragungssteuerungseinheit (TCU) im Voraus überträgt, so dass die CVT-Kupplung im Voraus geöffnet werden kann, und dadurch eine Erschütterung oder Schütteln des Fahrzeugs verhindert.
- 2. Hintergrund des Standes der Technik
- Ein typisches Hybridelektrofahrzeug wie es in
2 gezeigt wird, weist einen Inverter10 , einen DC/DC Konverter20 , eine Hybridsteuerungseinheit (HCU)40 , eine Motorsteuerungseinheit (MCU)50 , ein Batteriemanagementsystem (BMS)60 , eine Motorsteuerungseinheit (ECU)70 , eine TCU80 , eine Kupplung und ein CVT90 , einen Motor100 , und einen Elektromotor200 auf. Der Motor100 und der Elektromotor200 sind in Reihe zueinander gekoppelt und dienen als eine Antriebsquelle zum Fahren eines Fahrzeugs. Die Kupplung und CVT90 dienen dazu, die Antriebskraft zu übertragen. Der Inverter10 , der DC/DC Konverter20 , und die Hochspannungsbatterie30 dienen dazu, den Motor100 und den Elektromotor200 anzusteuern. Die HCU40 , MCU50 , BMS60 , ECU70 , und TCU80 dienen als Mittel zum Steuern der oberhalb beschriebenen Komponenten und sind ver bunden, um miteinander durch eine Controller Area Network (CAN) Kommunikation zu kommunizieren. - Funktionen der Komponenten des Hybridelektrofahrzeugs werden nachfolgend beschrieben.
- Die HCU
40 ist eine Upper-Level-Steuerung, die einen Gesamtbetrieb eines Hybridelektrofahrzeugs steuert. Die HCU40 kommuniziert mit der MCU50 , die sozusagen eine Low-Level-Steuerung ist, um Drehmoment, Geschwindigkeit und Drehmoment der Energieerzeugung des Elektromotors zu steuern und kommuniziert mit der ECU70 , die den Motor zum Erzeugen einer Motorleistung zur Spannungserzeugung als Antriebsquelle steuert, um einen motorstartbezogenen Relaisteuerungsbetrieb und einen Fehlerdiagnosebetrieb auszuführen. - Die HCU
40 kommuniziert auch mit der BMS60 , die einen Gesamtzustand einer Batterie durch Detektion einer Temperatur, einer Spannung, eines elektrischen Stroms, eines Ladungszustands (State of Charge, SOC) einer Batterie regelt, die eine Hauptantriebsquelle ist, um Drehmoment und Geschwindigkeit des Elektromotors gemäß des SOC zu steuern. Die HCU40 kommuniziert auch mit der TCU80 , die ein Übersetzungsverhältnis gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Vorgabe von einem Fahrer bestimmt und steuert, um einen Steuerungsvorgang zum Beibehalten einer durch einen Fahrer geforderten Fahrzeuggeschwindigkeit auszuführen. - Die HCU
40 überwacht eine durch einen Fahrer angeforderte Information (Gaspedal oder Bremse) und gegenwärtige Zustände der MCU, BMS, ECU und TCU, um eine Ausgangsspannung der DC/DC Konverter zu steuern, so dass Energie gemäß einem Fahrzeugzustand effizient verteilt werden kann. Der DC/DC Konverter20 dient hier dazu, um Energie für Verbraucher einer elektrischen Ausstattung des Fahrzeugs zu liefern und um eine 12 Volt Batterie effizient zu laden. - Die Hochspannungsbatterie
30 ist eine Energiequelle zum Betreiben des Elektromotors und des DC/DC Konverters20 des Hybridelektrofahrzeugs. Die BMS60 , die eine Steuerung der Hochspannungsbatterie30 ist, überwacht eine Spannung, einen elektrischen Strom und eine Temperatur der Hochspannungsbatterie30 , um den SOC (%) der Hochspannungsbatterie30 zu steuern. - Der Inverter
10 erhält Energie von der Hochspannungsbatterie, um einen Dreiphasen alternierenden Strom zu liefern, der notwendig zum Betreiben des Elektromotors ist, und die MCU50 steuert den Elektromotor unter Steuerung der HCU40 . - In Verbindung mit der Steuerung des DC/DC Konverters
20 empfängt die ECU70 und die TCU80 einen Gaspedalbefehl und ein Bremssignal von einem Fahrer und stellt eine abhängige Information an die HCU40 bereit, die eine Upper-Level-Steuerung ist, um eine Ladungsenergie des Fahrzeugs zu bestimmen. - Als ein Beschleunigungspedal, das heißt Gaspedal, verwendet ein Hybridelektrofahrzeug gewöhnlicherweise eine elektronische Gaspedalsteuerung (Electronic Throttle Control, ETC), und wenn ein Fahrer ein Beschleunigungspedal drückt, wird es in Form eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments umgewandelt, so dass ein für eine Fahrzeuggeschwindigkeit geeignetes Drehmoment bestimmt wird.
- Das heißt, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment wird zu einem Kennfeld einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Erkennungsgröße eines Beschleunigungspedals eingestellt, und Betriebspunkte des Elektromotors, des Generators und des Motors werden gemäß dem vom Fahrer bestimmten erforderlichen Drehmoment bestimmt.
- Eine der Hauptzwecke von solch einem Hybridelektrofahrzeug ist, ein hocheffizientes Fahrzeug mit einem hohen Kraft stoffverbrauchsverhältnis und einem umweltfreundlichen Fahrzeug mit hoher Emissionseffizienz zu realisieren.
- Um die oberhalb beschriebenen Ziele zu erreichen, verwendet ein Hybridelektrofahrzeug einen Leerlaufstoppbetrieb. Der Leerlaufstoppbetrieb stellt hier eine Funktion zum Stoppen des Leerlaufs des Motors dar wenn ein Fahrzeug anhält. Aufgrund des Leerlaufstoppbetriebs wird ein unnötiges Leerlaufen des Motors verhindert, und dadurch ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis und Emissionseffizienz verbessert.
- Die Leistung eines Motors und des Elektromotors wird an ein Fahrzeug durch ein Getriebe, das heißt CVT übertragen. Um den Leerlaufstoppbetrieb dauerhaft auszulösen sollten die Kupplung, der Motor und der Elektromotor organisch gesteuert werden.
- Das heißt, der Motor, Elektromotor und CVT sollten perfekt aufeinander abgestimmt sein, falls der Leerlaufstoppbetrieb erreicht werden kann ohne eine Erschütterung oder Schütteln eines Fahrzeugs zu verursachen.
- Insbesondere wird der Leerlaufstoppbetrieb in hohem Maße durch eine Öltemperatur des CVT, eine Kühlwassertemperatur des Motors und einer Verzögerung beeinflusst.
- Um den Leerlaufstoppbetrieb auszulösen, wenn die HCU
40 das Leerlaufstoppbetriebauslösesignal an die ECU, der TCU und eine vollautomatische Temperatursteuerung (Full Auto Temperature Control, FATC) überträgt, öffnet die TCU die Kupplung, um zu verhindern, dass die Leistung des Motors und des Elektromotors an ein Fahrzeug übertragen wird, und die ECU schaltet den Motor ab, um zu verhindern, dass die Leistung des Motors übertragen wird. Zu diesem Zeitpunkt überträgt die HCU ein Signal an die MCU, um ein in dem Elektromotor erzeugtes Abschaltdrehmoment bereitzustellen, so dass ein verbleibendes Drehmoment des Motors und des Elektromotors aufgehoben wird, wobei der Leerlaufstoppbetrieb vollständig aufgenommen wird. - Jedoch wenn das Hybridelektrofahrzeug den Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt, sollte das Fahrzeug verzögern und gleichmäßig und leise anhalten, aber ein Schütteln tritt plötzlich auf und so fühlt ein Fahrer keine gleichmäßige Verzögerung, sondern ist verunsichert. Das heißt, ein Fahrer erlebt ein unerwartetes Verzögerungsempfinden (das heißt, Widerstandsempfinden), und dadurch ein Verschlechtern eines Gebrauchsgegenstands eines Hybridelektrofahrzeugs.
- Wie in einem Betriebsprofildiagramm von
4 gezeigt, wenn der Leerlaufstoppbetrieb ausgelöst wird, wird ein Elektromotordrehmoment erzeugt, um den Elektromotor zu steuern bis ein Kupplungsöldruck freigegeben wird, und wenn der Kupplungsöldruck nicht einem Zieldruck folgt, tritt eine Abnahme in einer Geschwindigkeit P1 auf, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu beeinflussen, wobei ein Fahrer sich aufgrund einer Erschütterung von einem Fahrzeug verunsichert fühlt. - Die Gründe von den oberhalb beschriebenen Problemen sind wie folgt. Eine Fahrzeuggeschwindigkeit zum Auslösen eines Leerlaufstoppbetriebs wird immer zur gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, und nachdem ein Öldruck der CVT durch eine Reaktionssteuerung des Elektromotors geöffnet wird, wird eine Steuerung zum Auslösen des Leerlaufstoppbetriebs ausgeführt. Daher ist eine Zeit wenn der Motor abgeschaltet ist und eine Zeit wenn das Motordrehmoment vorhanden ist nicht identisch, wobei eine Erschütterung oder Schütteln von einem Fahrzeug auftritt. Zusätzlich wird der Leerlaufstoppbetrieb ohne jegliche Kompensation entsprechend einer Verzögerung ausgelöst, und somit kommt es zu einem ernsthaften Erschütterungsphänomen.
- Auch eine Abbauzeit, dass ein Kupplungsöldruck vollständig abgebaut wird, wird unterschiedlich von einem Zielwert verzögert, und verursacht dadurch eine Erschütterung oder ein Schütteln eines Fahrzeugs.
- Die oberhalb beschriebene Information, die in diesem Hintergrundabschnitt dargelegt wurde, dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und dadurch kann es Informationen aufweisen, die nicht den bereits bekannten Stand der Technik in diesem Land bilden, die einem durchschnittlichen Fachmann bekannt sind.
- ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
- Die vorliegende Erfindung wurde im Bestreben gemacht, die zuvor genannten Probleme, verbunden mit dem Stand der Technik zu lösen und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug bereitzustellen, in dem ein lineares Anhalten eines Fahrzeugs realisiert wird durch eine Abbauzeit von einem Kupplungsöldruck, eine Endanhaltezeit eines Motors und eine Endsteuerungszeit eines Elektromotors wenn ein Leerlaufstoppbetrieb ausgelöst wird, um dadurch eine Erschütterung oder ein Schütteln von einem Fahrzeug zu verhindern.
- In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug bereit, das eine Öldruckabbauzeit bestimmt, dass ein CVT Kupplungsöldruck vollständig abgebaut wird, eine Endabschaltzeit eines Motors und eine Endsteuerungszeit eines Elektromotors bestimmt wenn ein Hybridelektrofahrzeug einen Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt.
- Die Steuerung zum Bestimmen der Öldruckabbauzeit, Endabschaltzeit des Motors, und Endsteuerzeit des Elektromotors weist die Schritte auf: Erzeugen eines Signals "I/Stopp für TCU" durch ein Kennfeld zum Einstellen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung unter Berücksichtigung des Eintritts des Leerlaufstoppbetriebs für die TCU, basierend auf der Information über die CVT Öltemperatur und Verzögerung; übertragen des Signals "I/Stopp für TCU" an die TCU von der HCU im Voraus wenn das Hybridelektrofahrzeug eine Leerlaufstoppbetriebeingangsfahrzeuggeschwindigkeit erreicht; öffnen einer CVT Kupplung im Voraus durch Steuern der TCU, um eine Motorleistung zu blockieren; Abschalten eines Motors durch die ECU in einem Zustand dass der CVT Öldruck vollständig zur gleichen Zeit abgebaut ist wenn die CVT Kupplung geöffnet wird; und Steuern des Elektromotors, um ein Abschaltdrehmoment durch die HCU zu erzeugen.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die oberhalb beschriebenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beschrieben unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
-
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
2 ist ein Blockdiagramm, das ein typisches Hybridelektrofahrzeug darstellt; -
3 ist ein Diagramm, das ein Betriebsprofil des Steuerungsverfahren des Leerlaufstoppbetriebs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und -
4 ist ein Diagramm, das ein Betriebsprofil von entsprechenden Faktoren gemäß einem herkömmlichen Steuerungsverfahren eines Leerlaufstoppbetriebs darstellt. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Es wird nun ausführlich Bezug genommen auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und Beispiele die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchwegs auf gleiche Elemente beziehen. Die Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben, um die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Figuren zu erläutern.
- Wie oberhalb beschrieben, ist die Leerlaufstoppbetriebsart eine Funktion zum Stoppen des Leerlaufs des Motors wenn ein Fahrzeug anhält, um dadurch ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis zu verbessern. Der Leerlaufstoppbetrieb kann durch perfektes Abstimmen der Steuerung des Motors, des Elektromotors und der CVT perfekt aufgenommen werden.
- Ein typischer Steuerungsbetrieb zum Aufnehmen eines Leerlaufstoppbetriebs schließt eine HCU ein, die ein Leerlaufstoppbetriebsauslösesignal an die ECU überträgt, eine TCU und eine FATC, wobei die TCU eine Kupplung öffnet, um zu verhindern, das Leistung von einem Motor und einem Elektromotor an ein Fahrzeug übertragen wird, und die ECU den Motor abschaltet, um eine Motorleistung zu verhindern.
- Im Gegensatz dazu stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerungsverfahren zur Aufnahme eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug bereit, in dem eine Abbauzeit, eine Endanhaltezeit eines Motors und ein Endsteuersignal eines Elektromotors abgestimmt oder identisch sind, um ein Fahrzeug ohne eine Erschütterung oder ein Schütteln des Fahrzeugs gleichmäßig anzuhalten wenn der Leerlaufstoppbetrieb ausgewählt worden ist, und dadurch ein Verbrauchsverhältnis eines Hybridelektrofahrzeugs verbessert.
-
1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und3 ist ein Diagramm, das ein Betriebsprofil des Steuerungsverfahren des Leerlaufstoppbetriebs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. - Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Bremsbedingung für einen Leerlaufstopp, eine Leerlaufstoppaufnahmebedingung als Fahrzeugstart, eine Leerlaufstoppwiederaufnahmebedingung für eine TCU, eine Leerlaufstoppeingangszulassungsbedingung, eine Leerlaufstoppsystembedingung, eine Leerlaufstoppkompressorbedingung, eine Leerlaufstoppantwortbedingung für einen geneigten Winkel, eine Übersetzungsverhältniseingangszulassungsbedingung, eine Leerlaufstoppfreigabebedingung gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Nothaltsteuerung die gleichen als jene in den typischen Steuerungsverfahren des Leerlaufstoppbetriebs, und wenn ein Hybridelektrofahrzeug den Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt, wird eine Steuerung zum perfekten Abstimmen einer Öl(Druck)-Abbauzeit, dass ein Öldruck einer CVT Kupplung vollständig abgebaut ist, eine Endausschaltzeit eines Motors und eine Endsteuerzeit eines Elektromotors ausgeführt.
- Zuerst in einem Zustand, in dem der Leerlaufstoppbetrieb aufgenommen werden kann, um ein diskretes Signal für die CVT zu erzeugen, ein Signal genannt "I/Stop für TCU" wird durch ein Kennfeld zum Einstellen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung zum Zulassen der Aufnahme des Leerlaufstoppbetriebs für die TCU erzeugt, basierend auf der Information über die CVT Öltemperatur und Verzögerung.
- Wenn ein Hybridelektrofahrzeug eine Eingangsfahrzeuggeschwindigkeit des Leerlaufstoppbetriebs erreicht, gemäß der CVT Öltemperatur und der Verzögerung, wird das Signal "I/Stopp für TCU", das ein diskretes Signal für die CVT ist, an die TCU von der HCU im Voraus übertragen.
- Als Ergebnis wird die Kupplung des CVT im Voraus durch Steuern der TCU geöffnet, und dadurch eine Motorleistung blockiert.
- Das heißt, die CVT Kupplung wird erst geöffnet, wenn der Leerlaufstoppbetrieb ausgewählt wird. Das erfolgt, weil der Kupplungsöldruck später verglichen mit der Zielsteuerung des Öldrucks aufgrund einer mechanischen Ursache abgebaut wird, und so eine ungewünschte Bewegung eines Fahrzeugs wie zum Beispiel eine Erschütterung oder ein Schütteln eines Fahrzeugs auftritt.
- Zur gleichen Zeit wenn die CVT Kupplung geöffnet wird, in einem Zustand dass der CVT Öldruck vollständig abgebaut ist, wird der Motor durch die ECU geöffnet, und der Elektromotor wird durch ein Abschaltdrehmoment durch die HCU gesteuert.
- Das heißt, wenn der CVT Kupplungsöldruck vollständig abgebaut ist, wird der Motor gestoppt, um das an ein Fahrzeug zu übertragende Drehmoment aufzuheben, und der Elektromotor wird durch ein Abschaltdrehmoment gesteuert, um dadurch eine Erschütterung oder Schütteln eines Fahrzeugs zu verhindern.
- Wie oben beschrieben, weist das Verfahren zum Steuern des Leerlaufstoppbetriebs in dem Hybridelektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorteile einschließlich der folgenden auf.
- Unter Berücksichtigung dass der perfekte Leerlaufstoppbetrieb durch perfektes Abstimmen der Steuerung über den Motor, den Elektromotor und die CVT realisiert wird, wenn das Hybridelektrofahrzeug den Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt, wird die CVT Kupplung erst durch das diskrete Leerlaufstoppbetriebsauswahl für die CVT geöffnet, und so zu einem Zeitpunkt, wenn der Kupplungsöldruck vollständig abgebaut ist stoppt der Motor, um ein zu einem Fahrzeug übertragenen Drehmoment aufzuheben und den Elektromotor durch ein Abschaltdrehmoment zu steuern, und dadurch eine Erschütterung oder ein Schütteln eines Fahrzeugs zu verhindern.
- Die Ursache von einer Erschütterung eines Fahrzeugs wird auch ohne Verwenden eines diskreten Sensors oder Stelleinheit aufgehoben, und dadurch eine Erschütterung oder ein Schütteln eines Fahrzeugs ohne zusätzliche Kosten verhindert.
- Weiterhin wird die Kontrolle über den Elektromotor für die verbleibende Höhe des existierenden Öldrucks durch Steuerung über das Abschaltdrehmoment ausgeführt, und dadurch der Energieverbrauch verringert, der zur Steuerung des Elektromotors verwendet wird und das Kraftstoffverbrauchsverhältnis verbessert.
- Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von Modifikationen und Variationen zu der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt sind.
Claims (2)
- Verfahren zum Steuern eines Leerlaufstoppbetriebs in einem Hybridelektrofahrzeug, das eine Öldruckabbauzeit bestimmt, so dass ein Kupplungsöldruck eines stufenlosen Getriebe (CVT) vollständig abgebaut wird, eine Endabschaltzeit eines Motors, sowie eine Endsteuerungszeit eines Elektromotors wenn ein Hybridelektrofahrzeug einen Leerlaufstoppbetrieb aufnimmt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Steuerung zum Bestimmen der Öldruckabbauzeit, die Endabschaltzeit des Motors und die Endsteuerungszeit des Elektromotors die Schritte aufweisen: Erzeugen eines Signals "I/Stopp für eine Getriebesteuerungseinheit (TCU)" durch ein Kennfeld zum Einstellen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung zum Erlauben der Aufnahme des Leerlaufstoppbetriebs für die TCU, basierend auf einer Information über die CVT Öltemperatur und Verzögerung; Übertragen des Signals "I/Stopp für TCU" der TCU von einer Hybridsteuerungseinheit (HCU) im Voraus wenn das Hybridelektrofahrzeug eine Eingangsfahrzeuggeschwindigkeit des Leerlaufstoppbetriebs erreicht; Öffnen einer CVT Kupplung im Voraus durch Steuern der TCU, um eine Motorleistung zu blockieren; Abschalten eines Motors durch eine Motorsteuerungseinheit (ECU) in einem Zustand dass der CVT Öldruck vollständig abgebaut wird zu der gleichen Zeit wenn die CVT Kupplung geöffnet wird; und Steuern des Elektromotors, um eine Abschaltdrehmoment durch die HCU zu erzeugen.
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