DE102010044004A1

DE102010044004A1 - System zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs und Verfahren davon

Info

Publication number: DE102010044004A1
Application number: DE102010044004A
Authority: DE
Inventors: Sanghee Shin
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2011-12-29
Also published as: JP2012006576A; US20110320076A1; US8718846B2; KR20110139953A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines Startens des Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs und ein Verfahren davon, welches eine Beaufschlagung mit einem Drehmoment verhindert, wenn das Starten des Verbrennungsmotors durch Verwenden eines Kupplungsschlupfes gesteuert wird. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung: Bestimmen ob eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist durch Analysieren einer Information des Hybridfahrzeugs; Bestimmen, in einem Zustand, dass die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, ob eine Schaltdrehzahl höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl ist; Hochschalten zu der vorbestimmten Schaltdrehzahl in einem Fall, dass die Schaltdrehzahl niedriger als die vorbestimmte Schaltdrehzahl ist; Steuern des Kupplungsschlupfes durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu der Kupplung; und Steuern des Startens des Verbrennungsmotors durch Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung in einem Fall, dass die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2010-0060092 , angemeldet im koreanischen Patentamt am 24. Juni 2010, wobei deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin enthalten ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Hybridfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein System zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs und ein Verfahren davon, welches eine Beaufschlagung mit einem Drehmoment verhindert wenn ein Starten des Motors unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes gesteuert wird.
(b) Stand der Technik
Die Forschung über umweltfreundliche Fahrzeuge hat aufgrund der Anforderungen zur Erhöhung der Kraftstoffeinsparung und der Verschärfung von Abgasvorschriften zugenommen. Ein Hybridfahrzeug ist eine Art eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, das die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich gezogen hat.
Hybridfahrzeuge verwenden einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsaggregate. Durch wahlweises Verwenden des Verbrennungsmotors und des Elektromotors als Antriebsaggregate sind Hybridfahrzeuge in der Lage die Energieeffizient zu erhöhen und die Abgase zu verringern.
Um in Hybridfahrzeugen die Kosten und einen Drehmomentverlust zu verringern, wird eine durch ein Fluid betriebene Kupplung anstatt eines Drehmomentwandlers zwischen dem Verbrennungsmotor und den Elektromotor montiert. Zusätzlich kann eine Leerlaufabschaltungsvorrichtung (idle Stopp and go (ISG) device) in dem Hybridfahrzeug montiert werden. Die ISG-Vorrichtung stoppt den Verbrennungsmotor in einem Leerlaufzustand und startet den Verbrennungsmotor wieder wenn der Verbrennungsmotor gemäß einer Absicht des Fahrers und den Fahrzeugbedingungen betrieben werden soll. Demzufolge erhöht die ISG-Vorrichtung weiter die Kraftstoffeinsparung und verringert die Abgase.
In einem Hybridfahrzeug wird der Verbrennungsmotor unter Verwendung der ISG-Vorrichtung oder durch Durchrutschen der Kupplung gestartet, welche zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnet ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schneller als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Falls die Schaltdrehzahl in einem Automatikgetriebe niedrig ist (zum Beispiel der erste Vorwärtsgang oder der zweite Vorwärtsgang) oder das Verhältnis einer Abtriebsdrehzahl zu einer Antriebsdrehzahl (d. h. Drehzahlverhältnis) in einem stufenlosen Getriebe hoch ist (zum Beispiel 3:1), wird dann, wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung des Kupplungsschlupfes gestartet wird, der Reibungswiderstand des Verbrennungsmotors als ein großes Drehmoment zu der Fahrzeugkarosserie übertragen und eine Vibration tritt auf. Falls der Verbrennungsmotor unter Verwendung des Kupplungsschlupfes gestartet wird, können sich demzufolge die Fahrleistung und der Fahrkomfort verschlechtern.
Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ANMELDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Bestreben gemacht, um ein System zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs und ein Verfahren davon bereitzustellen. Das vorliegende System und Verfahren stellt insbesondere die Vorteile bereit, dass eine Beaufschlagung mit einem Drehmoment durch einen Reibungswiderstand eines Verbrennungsmotors verhindert werden kann, welche auftritt wenn eine Schaltdrehzahl (oder ein Drehzahlverhältnis) zeitweise eingestellt wird wenn der Verbrennungsmotor unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes gestartet wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein System zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, welches aufweist einen Verbrennungsmotor, der ein erstes Antriebsaggregat ist, einen Elektromotor, der ein zweites Antriebsaggregat ist, eine Kupplung, die den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor wahlweise verbindet, eine Einrichtung (wie zum Beispiel ein Magnetventil) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu der Kupplung, und ein Getriebe. Das System kann umfassen eine Hybridsteuerungseinheit zum Einstellen einer Schaltdrehzahl, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl zu sein, oder Einstellen eines Drehzahlverhältnisses, um geringer als oder gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu sein, wenn eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist. In bevorzugten Ausführungsformen steuert die Hybridsteuerungseinheit den Kupplungsschlupf durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu der Kupplung, und führt ferner eine Kraftstoffeinspritzung und eine Zündsteuerung durch, um den Verbrennungsmotor zu starten wenn eine Motordrehzahl schneller als oder gleich einer vorbestimmten Motordrehzahl ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich ein Schalthebel in einem Fahr-(D)Bereich befindet, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Hybridsteuerungseinheit einen Lastverlust des Elektromotors von dem Kupplungsschlupf detektieren und kann ein Drehmoment des Elektromotors basierend auf dem Lastverlust ausgleichen, um ein konstantes Drehmoment beizubehalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Hybridsteuerungseinheit die Schaltdrehzahl hochschalten, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl in einem Startzustand des Motors durch Verwenden des Kupplungsschlupfes zu sein. Als solches kann der Reibungsverlust des Verbrennungsmotors verringert werden, und vorzugsweise minimal gehalten werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Hybridsteuerungseinheit das Drehzahlverhältnis steuern, um niedriger als oder gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis in einem Startzustand des Motors durch Verwenden des Kupplungsschlupfes zu sein. Als solches kann der Reibungsverlust des Verbrennungsmotors weiter verringert werden, und vorzugsweise minimal gehalten werden.
Vorzugsweise kann die Hybridsteuerungseinheit ferner den Hydraulikdruck für den Kupplungsschlupf gemäß der Öltemperatur ausgleichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann nach Abschluss des Startens des Motors unter Verwendung des Kupplungsschlupfes die Hybridsteuerungseinheit den Hydraulikdruck von der Kupplung abbauen, den Verbrennungsmotor steuern um in einem Leerlaufzustand zu sein, und die Schaltdrehzahl wiederherstellen um eine ursprüngliche Schaltdrehzahl (d. h. vor der Einstellung) zu sein oder das Drehzahlverhältnis um ein ursprüngliches Drehzahlverhältnis (d. h. vor der Einstellung) zu sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren umfassen: Bestimmen ob eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist durch Analysieren einer Information des Hybridfahrzeugs; falls die Startbedingung unter Verwenden des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, Bestimmen ob die Schaltdrehzahl höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl ist, Hochschalten auf die vorbestimmte Schaltdrehzahl falls die Schaltdrehzahl niedriger als die vorbestimmte Schaltdrehzahl ist; Steuern des Kupplungsschlupfes durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu der Kupplung; und Steuern des Motorstartens durch Kraftstoffeinspritzung und Zündsteuerung, falls die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren umfassen: Bestimmen ob eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist durch Analysieren einer Information des Hybridfahrzeugs; falls die Startbedingung unter Verwenden des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, Bestimmen ob das Drehzahlverhältnis höher als ein vorbestimmtes Drehzahlverhältnis ist, Einstellen des Drehzahlverhältnisses, um geringer als oder gleich dem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu sein, falls das Geschwindigkeitsverhältnis höher als das vorbestimmte Geschwindigkeitsverhältnis ist; Steuern des Kupplungsschlupfes durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu der Kupplung; und Steuern des Motorstartens durch Kraftstoffeinspritzung und Zündsteuerung falls die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren kann die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich ein Schalthebel in einem Fahr-(D)Bereich befindet, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten.
Gemäß bevorzugten Verfahren kann ein Drehmoment des Elektromotors gemäß einem Lastverlust des Elektromotors ausgeglichen werden wenn der Kupplungsschlupf gesteuert wird.
Gemäß einem bevorzugten Verfahren kann der zu der Kupplung zugeführte Hydraulikdruck ferner gemäß der Öltemperatur ausgeglichen werden.
In bevorzugten Verfahren kann nach Abschluss des Motorstartens unter Verwendung des Kupplungsschlupfes der Hydraulikdruck dann von der Kupplung abgebaut werden, der Verbrennungsmotor kann dann gesteuert werden um in einem Leerlaufzustand zu sein, und die Schaltdrehzahl kann dann zu der ursprünglichen Schaltdrehzahl zurückkehren (d. h. vor der Einstellung) oder das Drehzahlverhältnis kann dann zu dem ursprünglichen Drehzahlverhältnis (d. h. vor der Einstellung) zurückkehren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Beaufschlagung mit einem Drehmoment verringert und sogar beseitigt, wenn der Verbrennungsmotor durch Verwenden des Kupplungsschlupfes gestartet wird. Demzufolge wird die Fahrstabilität und Zuverlässigkeit erhöht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Systems zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

101: Fahrbedingungsdetektor
102: ECU
103: TCU
104: HCU
105: BMS
106: Anzeige
107: PCU
108: Batterie
109: CCU
110: Schutzvorrichtung
200: Verbrennungsmotor
203: Magnetventil
300: Elektromotor
400: Getriebe

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNSGFORMEN
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie der Fachmann erkennen kann, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene unterschiedliche Wege verändert werden, ohne jeweils von dem Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Auf eine Beschreibung von Bauelementen, die für die Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich ist, wird verzichtet und die gleichen konstituierenden Elemente werden durch die gleichen Bezugszeichen in dieser Beschreibung bezeichnet.
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Systems zum steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das System einen Fahrzustandsdetektor 101, eine Motorsteuerungseinheit (engine control unit – ECU) 102, eine Getriebesteuerungseinheit (transmission control unit – TCU) 103, eine Hybridsteuerungseinheit (hybrid control unit – HCU) 104, ein Batteriemanagementsystem (battery management system – BMS) 105, eine Anzeige 106, eine Leistungssteuerungseinheit (power control unit – PCU) 107, Batterie 108, eine Kupplungssteuerungseinheit (clutch control unit – CCU) 109, eine Schutzvorrichtung 110, ein Verbrennungsmotor 200, ein Öltank 201, und ein Öltemperatursensor 202, ein Magnetventil 203, eine Kupplung 210, ein Elektromotor 300, und ein Getriebe 400.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die HCU die oberste Steuerung. Der Fahrzustandsdetektor 101 detektiert Informationen mit Bezug auf den Fahrzustand, wie zum Beispiel in nicht einschränkender Weise eine Auslenkung eines Gaspedals welches ein Fahrer betätigt, Ein-/Aus-Zustände eines Kupplungspedals, Ein-/Aus-Zustände eines Bremspedals, und eine Stellung eines Schalthebels. Der Fahrzustandsdetektor 101 überträgt die Informationen zu der HCU 104 durch ein Netzwerk.
Basierend auf den Informationen des von der HCU 104 empfangenen Fahrzustands steuert die ECU 102 den Betrieb des Verbrennungsmotors 200. Insbesondere steuert die ECU 102 den Verbrennungsmotor 200 derart, so dass sich ein Betriebswirkungsgrad des Verbrennungsmotors 200 zwischen einem minimalen Betriebswirkungsgrad und einem maximalen Betriebswirkungsgrad befindet. Die ECU 102 überträgt dann Informationen des Verbrennungsmotors 200 zu der HCU 104.
Gemäß dieser Ausführungsform steht die TCU 103 ferner wechselseitig mit der HCU 104 durch das Netzwerk in Verbindung und steuert die Schaltdrehzahl (oder Drehzahlverhältnis) des Getriebes 400 gemäß einer Information wie zum Beispiel einer augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer augenblicklichen Gangstufe, einer Öltemperatur, dem Fahrzustand und so weiter.
Die HCU 104, welche die oberste Steuerung ist, ist eingerichtet, um den Gesamtbetrieb des Hybridfahrzeugs durch Steuern von untergeordneten Steuerungen (z. B. ECU, TCU, PCU, CCU), welche dazu durch das Netzwerk angeschlossen sind, zu steuern, und um Informationen der untergeordneten Steuerungen zu gewinnen und zu analysieren.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen betreibt die HCU 104 die Kupplung 210 gemäß einem Fahrmodus, um den Verbrennungsmotor 200 und den Elektromotor 200 wahlweise zu verbinden oder zu trennen, und steuert dadurch den Abtrieb eines geeigneten Drehmoments.
Ferner stellt die HCU 104 zeitweise die Schaltdrehzahl (oder das Drehzahlverhältnis) ein und startet den Verbrennungsmotor wenn erforderlich durch Verwenden eines Kupplungsschlupfes wenn die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist.
Gemäß den vorliegenden Verfahren, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, verringert oder minimiert die HCU 104 ferner einen Reibungswiderstand des Verbrennungsmotors 200 und verringert oder verhindert das Auftreten einer Beaufschlagung mit einem Drehmoment.
Ferner startet die HCU 104 den Verbrennungsmotor 200 durch Verwenden des Kupplungsschlupfes wenn die ISG 220 außer Betrieb ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schneller als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Ferner detektiert gemäß bevorzugten Ausführungsformen die HCU 104 die Schaltdrehzahl und schaltet die Schaltdrehzahl hoch, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl (zum Beispiel dritter Vorwärtsgang) zu sein, um die Reibungskraft des Verbrennungsmotors 200 zu minimieren, welcher als Last in einem Automatikgetriebe betrieben wird, wenn die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist.
Ferner detektiert die HCU 104 gemäß bevorzugten Ausführungsformen das Drehzahlverhältnis und stellt das Drehzahlverhältnis ein, um niedriger als ein vorbestimmtes Drehzahlverhältnis (zum Beispiel 3:1) zu sein, um die Reibungskraft des Verbrennungsmotors 200 zu minimieren, welcher als Last in einem CVT betrieben wird, wenn die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gleicht die HCU 104 einen Lastverlust des Elektromotors 300 aus, der durch den Kupplungsschlupf erzeugt wird wenn der Verbrennungsmotor 200 gestartet wird, und hält vorzugsweise das Gesamtdrehmoment des Fahrzeugs auf einem konstanten Level. Dadurch kann ein stabiles Fahrverhalten beibehalten werden.
In bevorzugten Ausführungsformen führt die HCU 104 eine Kraftstoffeinspritzung und eine Zündsteuerung durch, wenn die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl (zum Beispiel 200RPM, welches eine Start-RPM ist) durch den Kupplungsschlupf ist.
Sobald der Verbrennungsmotor 200 gestartet ist, löst die HCU 104 ferner die Kupplungsschlupfsteuerung, steuert den Verbrennungsmotor 200 derart, um in einem Leerlaufzustand zu sein, und kehrt die Schaltdrehzahl zu der ursprünglichen Schaltdrehzahl (vor der Einstellung) oder das Drehzahlverhältnis zu dem ursprünglichen Drehzahlverhältnis (vor der Einstellung) um.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform detektiert das BMS 105 Informationen über die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batterie 108, welche die Stromquelle ist, um ein Wiederaufladen der Batterie 108 zu steuern. Das BMS 105 steuert ferner einen Ladestrom oder einen Entladestrom der Batterie 108, um eine übermäßige Aufladung oder eine übermäßige Entladung zu verhindern.
Wie in der Ausführungsform aus 1 gezeigt, kann eine Anzeige 106 vorgesehen sein, so dass jede Fahrinformation des Fahrzeugs in der Anzeige 106 angezeigt werden kann.
Wie in 1 gezeigt, ist ferner eine PCU 107 vorgesehen, welche eine Motorsteuerungseinheit (motor control unit – MCU) und einen Inverter umfasst, der mit einer Mehrzahl von elektrischen Schaltelementen gebildet ist. Als elektrische Schaltelemente können ein oder mehrere Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistors – IGBT), ein MOSFET, und/oder Transistoren vorgesehen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein IGBT als ein elektrisches Schaltelement verwendet. Die PCU 107 wandelt eine von der Batterie 108 zugeführte Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung gemäß einem von der HCU 104 übertragenen Steuerungssignal um, um dadurch den Elektromotor 300 zu betreiben. Die PCU 107 kann ferner den Elektromotor 300 als einen Generator betreiben, um die Batterie 108 wiederaufzuladen. In einer bevorzugten Ausführungsform liefert die Batterie 108 eine Spannung zu dem Elektromotor 300, welcher die Motorleistung des Verbrennungsmotors 200 unterstützt, und die Batterie wird durch die in dem Elektromotor 200 erzeugte Spannung wieder aufgeladen.
Wie ferner in der Ausführungsform aus 1 gezeigt, ist eine CCU 109 in Verbindung mit der Kupplung 210 vorgesehen. Die Kupplung 210 wird insbesondere durch Steuerung der CCU 109 betrieben, so dass der Verbrennungsmotor 200 entweder mit dem Elektromotor 300 gekoppelt oder von dem Elektromotor abgekoppelt ist. Zusätzlich, falls die Kupplung 210 durchrutscht, kann das Drehmoment des Elektromotors 300 teilweise zu dem Verbrennungsmotor 200 übertragen werden, um dadurch den Verbrennungsmotor 200 zu drehen. In einer bevorzugten Ausführungsform steuert die CCU 109 einen zu der Kupplung zugeführten Hydraulikdruck. Wie in der Ausführungsform aus 1 gezeigt, kann die CCU 109 zum Beispiel in Verbindung mit einem Magnetventil 203 oder dergleichen vorgesehen sein, um das Magnetventil 203 gemäß der Steuerung der HCU 104 ein- oder auszuschalten, um dadurch den zu der Kupplung 210 zugeführten Hydraulikdruck zu steuern. Ein Fluid zum Betreiben der Kupplung 210 und des Getriebes 400 kann zum Beispiel in einem Öltank 201 gespeichert werden. Ein Öltemperatursensor 202 kann ferner in dem Öltank 201 montiert werden, um die Temperatur des Fluids zu detektieren, und der detektierte Wert kann dann zu der CCU 109 übertragen werden. Das Magnetventil 203 kann durch die CCU 109 ein- oder ausgeschaltet werden, um die zu der Kupplung 210 zugeführte Fluidmenge zu steuern.
Wie in 1 gezeigt kann eine Schutzvorrichtung ferner zwischen der PCU 107 und der Batterie 108 montiert werden, um den zwischen der PCU 107 und der Batterie 108 fließenden Strom zu überwachen. Auf diese Art und Weise kann zum Beispiel, falls ein Überstrom fließt oder eine Überspannung an die PCU 107 und die Batterie 108 angelegt wird, die Schutzvorrichtung die Batterie 108 von der PCU 107 trennen, um die Systeme in dem Hybridfahrzeug zu schützen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Verbrennungsmotor 200 durch die Steuerung der ECU 102 innerhalb dem minimalen Betriebswirkungsgrad und dem maximalen Betriebswirkungsgrad betrieben.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Elektromotor 300 durch die Dreiphasenwechselspannung gemäß der Steuerung der PCU 107 betrieben, um das Abtriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 200 zu unterstützen, und um als ein Generator zu arbeiten, falls zum Beispiel die Leistung des Verbrennungsmotors 200 zu stark ist oder das Fahrzeug bremst.
Wie gezeigt ist ferner ein Getriebe 400 vorgesehen, um die Schaltdrehzahl (oder das Drehzahlverhältnis) gemäß der Steuerung der TCU 103 einzustellen, und um das Abtriebsdrehmoment an ein Antriebsrad 500 durch wahlweises Aufsummieren von Drehmomenten des Verbrennungsmotors 200 und des Elektromotors 300 gemäß des Fahrmodus zu übertragen, um das Fahrzeug zu betreiben. Das Getriebe 400 führt ferner eine Schaltung zu der vorbestimmten Drehzahl gemäß der Steuerung der TCU 103 durch, wenn der Verbrennungsmotor 200 durch Verwenden des Kupplungsschlupfes gestartet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein herkömmliches Automatikgetriebe oder ein stufenloses Getriebe (CVT) als Getriebe 400 verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der allgemeine Betrieb des Hybridfahrzeugs der gleiche oder ähnlich sein wie der Betrieb eines herkömmlichen Hybridfahrzeugs, welcher bekannt ist. Als solches wird auf eine ausführliche Beschreibung in Bezug auf solch einen herkömmlichen Betrieb von Hybridfahrzeugen verzichtet.
Die vorliegenden Verfahren zum Starten des Motors durch Verwenden des Kupplungsschlupfes werden nun beschrieben, in insbesondere unter Bezugnahme auf 2 und 3, welche Flussdiagramme von Verfahren gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.
Bezug nehmend auf 2 und 3 detektiert und analysiert die HCU 104 (die oberste Steuerung) Informationen mit Bezug auf die Fahrzustände, die von den untergeordneten Steuerungen (z. B. ECU, TCU, PCU, CCU) übertragen werden, welche dazu durch ein Netzwerk (Schritt S101) angeschlossen sind, und bestimmt, ob die Startbedingung des Verbrennungsmotors erfüllt ist (S102).
Wenn die Startbedingung des Verbrennungsmotors in Schritt S102 erfüllt ist, bestimmt die HCU 104 ob eine Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist (S103).
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit schneller als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel 15 km/h) ist, der Schalthebel in dem Fahrbereich (D-Bereich) positioniert ist, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten. Falls die ISG 220 außer Betrieb ist, wird der Verbrennungsmotor 200 durch Verwenden des Kupplungsschlupfes gestartet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, falls die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes in Schritt S103 nicht erfüllt ist, wird dann das Verfahren beendet. Falls die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes in Schritt S103 erfüllt ist, detektiert dann die TCU 103 die Schaltdrehzahl (Schritt S104) und bestimmt ob die detektierte Schaltdrehzahl höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl ist (Schritt S105). Zum Beispiel kann in einer beispielhaften Ausführungsform die vorbestimmte Schaltdrehzahl als der dritte Vorwärtsgang eingestellt werden.
Falls die Schaltdrehzahl niedriger als die vorbestimmte Schaltdrehzahl in Schritt S105 ist, dann stellt die HCU 104 die Schaltdrehzahl durch die TCU 103 derart ein, um höher als oder gleich der vorbestimmten Schaltdrehzahl zu sein, um die Reibungskraft des Verbrennungsmotors 200 zu minimieren, welcher als Last betrieben wird wenn er in Schritt S106 gestartet wird. Zum Beispiel schaltet in einer beispielhaften Ausführungsform die TCU 104 die augenblickliche Schaltdrehzahl hoch, um höher als oder gleich dem dritten Vorwärtsgang zu sein.
Die oberhalb genannten Schritte S104 bis S106 können in einem Hybridfahrzeug ausgeführt werden, in welchem ein Automatikgetriebe vorgesehen ist.
Falls ein CVT vorgesehen ist, bestimmt die TCU 103, ob das Drehzahlverhältnis niedriger als oder gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis (bitte 3 beachten) in Schritt S105 ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das vorbestimmte Drehzahlverhältnis als 3:1 eingestellt werden. Falls das Drehzahlverhältnis höher als ein vorbestimmtes Drehzahlverhältnis ist, stellt die TCU 103 das Drehzahlverhältnis derart ein, um niedriger als oder gleich dem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu sein, um die Reibungskraft des Verbrennungsmotors 200 zu minimieren, welcher als Last betrieben wird (Schritt S106).
Falls die Schaltdrehzahl höher als oder gleich der vorbestimmten Schaltdrehzahl in Schritt S105/S105' ist oder die Schaltdrehzahl eingestellt wird, um höher als oder gleich der vorbestimmten Schaltdrehzahl in Schritt S106 zu sein, oder falls das Drehzahlverhältnis eingestellt wird, um niedriger als oder gleich dem vorbestimmten Drehzahlverhältnis in Schritt S106' zu sein, dann steuert die HCU 104 das Magnetventil 203 durch die CCU 109, um einen Hydraulikdruck zu der Kupplung 210 zuzuführen (Schritt S107).
Zu diesem Zeitpunkt wird der zu der Kupplung 210 zugeführte Hydraulikdruck gemäß der Öltemperatur ausgeglichen.
Die Kupplung 210 wird dann gesteuert, um durch das Drehmoment des Elektromotors 300 durchzurutschen (Schritt S108). Wenn die Kupplung 210 durchrutscht, geht die Last des Elektromotors 300 verloren, und die HCU 104 detektiert den Lastverlust des Elektromotors 300 (Schritt S109).
Die ECU 104 gleicht dann das Drehmoment des Elektromotors 300 durch die PCU 107 aus (Schritt S110), so dass das Gesamtdrehmoment des Fahrzeugs aufrechterhalten wird, um konstant zu sein.
Die ECU 102 bestimmt dann, ob die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist, zum Beispiel 200RPM, welche eine Startdrehzahl des Verbrennungsmotors 200 ist (Schritt S111).
Falls die Motordrehzahl langsamer als oder gleich der vorbestimmten Motordrehzahl in Schritt S111 ist, wird das Verfahren zu Schritt S107 zurückgeführt. Falls die Motordrehzahl schneller als die vorbestimmte Motordrehzahl in Schritt S111 ist, führt die HCU 104 eine Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung durch, um den Verbrennungsmotor 200 durch die ECU 102 zu starten (Schritt S112).
Es wird dann bestimmt, ob das Starten des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist (Schritt S113). Falls das Starten des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist (S113), wird der zu der Kupplung 210 zugeführte Hydraulikdruck abgebaut, der Verbrennungsmotor 200 wird gesteuert um in einem Leerlaufzustand zu sein, und die Schaltdrehzahl wird wieder auf die ursprüngliche Schaltdrehzahl (vor der Einstellung S106/S106') gebracht oder die Schaltdrehzahl wird gemäß einem augenblicklichen Fahrzustand eingestellt (Schritt S114).
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn ein Verbrennungsmotor unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes gestartet wird, wird eine Schaltdrehzahl eingestellt, um eine höher Schaltdrehzahl zu sein, um dadurch eine Reibungskraft des Verbrennungsmotors zu verringern oder zu minimieren und ferner eine Beaufschlagung mit einem Drehmoment zu verringern oder zu beseitigen, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen erachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Geistes und dem Umfang der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 10-2010-0060092 [0001]

Claims

System zum Steuern eines Startens des Motors eines Hybridfahrzeugs, welches aufweist einen Verbrennungsmotor, der ein erstes Antriebsaggregat ist, einen Elektromotor, der ein zweites Antriebsaggregat ist, eine Kupplung, die wahlweise den Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor verbindet, ein Magnetventil, das einen Hydraulikdruck zu der Kupplung zuführt, und ein Getriebe, das System aufweisend eine Hybridsteuerungseinheit, die eingerichtet ist, um eine Schaltdrehzahl einzustellen, um höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl zu sein oder um ein Drehzahlverhältnis einzustellen, um niedriger als oder gleich einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu sein, wenn eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist, um den Kupplungsschlupf durch Zuführen des Hydraulikdrucks zu der Kupplung zu steuern, und um eine Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung durchzuführen, um den Verbrennungsmotor zu starten wenn eine Motordrehzahl schneller als oder gleich einer vorbestimmten Motordrehzahl ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich ein Schalthebel in einem Fahr-(D)Bereich befindet, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten.
System nach Anspruch 1, wobei die Hybridsteuerungseinheit einen Lastverlust des Elektromotors gemäß dem Kupplungsschlupf detektiert und ein Drehmoment des Elektromotors gemäß dem Lastverlust ausgleicht, um ein konstantes Drehmoment beizubehalten.
System nach Anspruch 1, wobei die Hybridsteuerungseinheit die Schaltdrehzahl hoch schaltet, um höher als oder gleich der vorbestimmten Schaltdrehzahl in einem Zustand des Startens des Verbrennungsmotors durch Verwenden des Kupplungsschlupfes zu sein, um eine Reibungsverlust des Verbrennungsmotors zu minimieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Hybridsteuerungseinheit das Drehzahlverhältnis steuert, um niedriger als oder gleich dem vorbestimmten Drehzahlverhältnis in einem Zustand des Startens des Verbrennungsmotors durch Verwenden des Kupplungsschlupfes zu sein, um einen Reibungsverlust des Verbrennungsmotors zu minimieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Hybridsteuerungseinheit den Hydraulikdruck für den Kupplungsschlupf gemäß einer Öltemperatur ausgleicht.
System nach Anspruch 1, wobei die Hybridsteuerungseinheit ferner eingerichtet ist, um den Hydraulikdruck von der Kupplung abzubauen, um den Verbrennungsmotor zu steuern um in einem Leerlaufzustand zu sein, und um die Schaltdrehzahl wieder zu erlangen um eine ursprüngliche Schaltdrehzahl zu sein oder um das Drehzahlverhältnis wieder zu erlangen um ein ursprüngliches Drehzahlverhältnis zu sein, nachdem das Starten des der Verbrennungsmotors unter Verwendung des Kupplungsschlupfes abgeschlossen ist.
Verfahren zum Steuern eines Startens des Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: Bestimmen, ob eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist durch Analysieren einer Information des Hybridfahrzeugs; falls die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, Bestimmen ob eine Schaltdrehzahl höher als oder gleich einer vorbestimmten Schaltdrehzahl ist; Hochschalten der vorbestimmten Schaltdrehzahl falls die Schaltdrehzahl niedriger als die vorbestimmte Schaltdrehzahl ist; Steuern des Kupplungsschlupfes durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu einer Kupplung; und Steuern des Startens des Verbrennungsmotors durch Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung, falls die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist.
Verfahren zum Steuern eines Startens des Verbrennungsmotors eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: Bestimmen ob eine Startbedingung unter Verwendung eines Kupplungsschlupfes erfüllt ist durch Analysieren einer Information des Hybridfahrzeugs; falls die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, Bestimmen ob ein Drehzahlverhältnis höher als ein vorbestimmtes Drehzahlverhältnis ist; Einstellen des Drehzahlverhältnisses, um niedriger als oder gleich dem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu sein, falls das Drehzahlverhältnis höher als das vorbestimmte Drehzahlverhältnis ist; Steuern des Kupplungsschlupfes durch Zuführen eines Hydraulikdrucks zu einer Kupplung; und Steuern des Startens des Verbrennungsmotors durch Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung, falls die Motordrehzahl schneller als eine vorbestimmte Motordrehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich ein Schalthebel in einem Fahr-(D)Bereich befindet, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Drehmoment des Elektromotors gemäß einem Lastverlust des Elektromotors ausgeglichen wird, wenn der Kupplungsschlupf gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zu der Kupplung zugeführte Hydraulikdruck gemäß der Öltemperatur ausgeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend ein Abbauen des Hydraulikdrucks von der Kupplung, Steuern des Verbrennungsmotors um in einem Leerlaufzustand zu sein, und Rückführen der Schaltdrehzahl zu der Schaltdrehzahl vordem Hochschalten wenn das Starten des Verbrennungsmotors unter Verwendung des Kupplungsschlupfes abgeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Startbedingung unter Verwendung des Kupplungsschlupfes erfüllt ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher als oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich ein Schalthebel in einem Fahr-(D)Bereich befindet, und die Kupplung und das Getriebe normal arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Drehmoment des Elektromotors gemäß einem Lastverlust des Elektromotors ausgeglichen wird, wenn der Kupplungsschlupf gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zu der Kupplung zugeführte Hydraulikdruck gemäß der Öltemperatur ausgeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend ein Abbauen des Hydraulikdrucks von der Kupplung, Steuern des Verbrennungsmotors um in einem Leerlaufzustand zu sein, und Rückführen der Schaltdrehzahl zu der Schaltdrehzahl vor dem Einstellen, wenn das Starten des Verbrennungsmotors unter Verwendung des Kupplungsschlupfes abgeschlossen ist.